东江源水功能区水质时空变化与环境保护政策分析

曾金凤

（江西省赣州市水文局，江西 赣州 341000）

0 引言

由于历史、人口、资源、发展方式等多种因素的影响，东江源区水生态环境不断退化，涵养和调节功能弱化，水土流失严重，水体水质令人堪忧。近年来，为了保护和建设好源区水生态环境，中央、江西省、广东省及源区当地政府出台了封山、退果、关矿、移民等系列保护政策[1-7]，投入大量资金开展源区生态修复与保护工作。

目前点源污染是影响东江源水功能区水质的主要因素。本文采用东江源主要水功能区水质监测资料，通过分析水质时空特征变化与水质演变趋势，验证了控制点源污染是水质控制的主要方向，而控制污染的主要途径是推进稀土矿山整合整治，持续生态环境综合治理，强化水功能区监督管理，优化调整产业结构。

1 东江源流域及水功能区概况

珠江流域东江属东江秋香江口以上水资源三级区，发源于江西省赣州市寻乌县丫髻钵，源区寻乌、安远和定南三县范围内有寻乌水和定南水二大水系，流域面积为3 524 km2，占东江全流域面积的10%；年平均径流量29.21亿m3，占东江年平均径流量的12%。

根据《江西省地表环境水功能区划（2010）》，东江源共划38个水功能区（见图1）。其中，国家重点水功能区6个，省划水功能区18个，市划水功能区20个。包括3个保护区，22个保留区，3个缓冲区以及10个开发利用区。开发利用区中含饮用水源区8个，工业用水区2个。

2 数据与方法

2.1 数据

本文采用2008～2014年《赣州市水资源公报》东江源区水资源量资料分析定南水、寻乌水及源区主要水系水量变化；2008～2014年7个水功能区相应代表断面的监测资料分析水质时间变化特征；2014年18个水功能区相应代表断面的监测资料分析水质空间分布特征。

根据东江源的水质特点，考虑能反映源区内自然环境因素及人为影响，选取pH、氨氮、五日生化氧、溶解氧、氨氮、总磷、高锰酸盐指数、砷等14项指标，分析水功能区水质变化趋势。

2.2 方法

根据《地表水资源质量评价技术规程》（SL395～2007），运用PWQTrehd水质分析软件（基于非流量调节浓度的季节性Kendall检验法[8]）分析水功能区水质变化趋势；采用ArcGIS空间分析技术分析水功能区水质空间分布特征。

（1）季节性 Kendall检验

一般认为，用季节性Kendall检验判断水质趋势时，序列长短选择5～12 a为宜[9]。流域及区域水质变化趋势分析包括单项水质项目上升趋势水质站比例、下降趋势站比例、无趋势站比例评价，单项水质项目水质变化特征评价和流域及区域水质变化特征3项内容。流域及区域单项水质变化趋势比例采用以下公式：

图1 东江源水功能区划示意图

式中：TUPm—某单项水质项目的上升比例；

TDNm—某单项水质项目的下降比例；

NUPm—某单项水质项目上升趋势水质站数；

NDNm—某单项水质项目下降趋势水质站数；

NNOm—某单项水质项目无趋势水质站数；

N—进行流域内及区域水质项目趋势分析的水质站总数。

流域及区域单项水质变化趋势分析结果应以综合指数表示，其计算按以下公式：

式中：TUPDO—溶解氧上升趋势比例；

TDNDO—溶解氧下降趋势比例；

M—评价项目总数；

WQTIUP—流域及区域水质变化上升趋势综合指数；

WQTIDN—流域及区域水质变化下降趋势综合指数。

（2）趋势检验

如果“无趋势”的零假设(Ho)为真，统计量Z将呈标准正态分布。因此，可用累计正态分布表判断是否拒绝Ho。当在α显著水平下，对上升或下降趋势进行双检验，如果｜Z｜≥Zα/2，则拒绝零假设；如果｜Z｜≤Zα/2时，正的或负的Z值就意味着接受“上升趋势”或“下降趋势”(即单侧检验)[10]。

α为趋势检验的显著水平，α值为：

取显著性水平 α 为 0.1 和 0.01，即当 α≤0.01 时，说明检验具有高度显著性水平；当 0.01＜α≤0.1 时，说明检验是显著的。当α计算结果满足上述二条件情况下，统计量t为正时，则说明具有显著(或高度显著性)上升趋势；t为负时，则说明具有显著(或高度显著性)下降趋势；当t为零时，则无趋势[11]。

3 水功能区水质时空变化及影响分析

3.1 时空变化特征

3.1.1 时间变化

（1）达标率年际变化

通过对东江源主要水功能区达标率变化分析（见图2），可以看出，定南水水功能区达标率最低为2008年，仅占33.3%；最高为2014年，占77.8%。寻乌水水功能区达标率最低为2009年，仅占25.0%；最高为2014年，占77.8%。

从整个源区看，达标率最低为2009年，达标率仅42.9%；达标率最高为2014年，达77.8%。总体而言，东江源水功能区水质达标率呈上升趋势。

图2 东江源区、定南水、寻乌水水功能区水质达标率年际变化

（2）主要污染物指标年际变化

分析水功能区主要污染物指标，其变化见表1。

a）参评指标中除溶解氧外，其它13项指标中，呈下降趋势所占比例28.6%，呈上升趋势所占比例23.3%，无明显升降趋势所占比例48.2%。

b）指标浓度的变化速率r不同。定南水赣粤缓冲区砷变化速率最大为68.9%，浓度变化率0.007 13 mg/L；定南水定南源头保护区硫酸盐变化速率最小为0.03%，浓度变化率为0.008 33 mg/L。

c）东江源污染指标变化上升趋势综合指数WQTIUP为 0.22，下降趋势综合指数WQTIDN为 0.30，WQTIUP＜WQTIDN。表明近7年东江源水质整体状况趋于好转。

3.1.2 空间变化

根据2014年赣州市水资源监测中心对东江源各水功能区代表监测断面的水质评价结果，选取东江源区主要污染指标氨氮、总磷和化学需氧量，采用ArcGIS空间分析模块赋予18个水功能区代表监测断面氨氮、总磷和化学需氧量浓度，直观反映其水质空间变化特征，详见图 3～5。

表1 参评价指标变化比例%

从氨氮、总磷、化学需氧量空间分布来看，东江源空间分布特征为北部源头水质良好，中部寻乌县城水质污染较严重，东部寻乌水中下游、西南部定南水定南县城附近水体污染严重。其中，污染物浓度值高的水功能区为定南水下历河工业用水区（代表断面定南变电站）、定南水下历河定南保留区（代表断面定南天九）、定南水赣粤缓冲区（代表断面定南长滩）；寻乌水寻乌保留区（代表断面寻乌上石排）、寻乌水赣粤缓冲区（代表断面寻乌斗晏）。

主要污染物的空间分布与产业布局和排污口分布，具有一定的关联性。根据图6可以看出，东江主要污染源有稀土工矿、工业园区、生活污染源。此外，果业粗放式管理造成农药化肥的大量施用形成的面源污染，以及弃废矿山带来的严重水土流失，都对水功能区水质产生一定程度污染。

定南水流域的定南下历河工业用水区和保留区位于定南县城下游，为定南县下历镇和天九镇工业排污和生活排污的直接影响区域。由于工业和生活污水处理的不完善，入河排污控制的不严格导致水功能区主要污染物浓度高，是影响下游定南水赣粤缓冲区水质不达标的直接因素。

图3 2014年东江源区水功能区氨氮浓度空间分布图

图4 2014年东江源区水功能区总磷浓度空间分布图

寻乌水寻乌保留区位于矿山废弃地，水土流失严重，其上游稀土冶炼等工业园多。其代表断面上石排位于石排原稀土矿区，该河段主要水质超标项目为稀土行业特征污染物氨氮。该河段氨氮污染是导致下游寻乌赣粤缓冲区氨氮浓度超标的主要因素。

因此，东江源空间分布特征为北部源头水质良好，中部寻乌县城水质污染较严重，东部寻乌水中下游水体污染严重，西南部定南县城附近水体污染严重，出境水质不达标。可见，产业结构的布局和排污口分布是影响区域水质的主要因素。

图5 2014年东江源区水功能区化学需氧量浓度空间分布图

图6 东江源重点入河排口分布图

3.2 水质时空变化影响分析

3.2.1 水量变化影响

东江源区径流主要由降水补给，径流的年际变化规律与降水量的年际变化规律基本一致。采用2008～2014年《赣州市水资源公报》东江源区水资源量资料分析定南水、寻乌水主要水系水量变化（见图7）。

由图7看出，2008～2014年东江源区、定南水、寻乌水水量无显著变化，说明水量对源区水质变化影响不明显。

图7 东江源区、定南水、寻乌水量年际变化

3.2.2 环境保护措施影响分析

结合东江源2000～2014年的水质变化趋势分析，东江源的主要污染物指标和水功能区水质达标率拐点都出现在2008～2014年内[11-12]。考虑政策时滞因素，这与2003以来开展的一系列东江源保护修复治理措施相吻合。

（1）出台相关政策。2003～2013年间，为了改善和保护源区生态环境，中央、江西省、广东省人民政府各级政府相继出台了一系列保护政策。如2012年，将东江源区生态保护列入国家生态保护规划，并列入国家生态补偿机制试点区，从政策制度上防止源区水质的进一步恶化。

（2）整顿和规范源区矿产资源开发秩序。2007年起，东江源区为落实国务院和江西省政府关于加强稀土资源管理有关政策[13-20]，关停了源区内大、小稀土矿点并重新整顿整合。同时，部分稀土冶炼企业因原材料减少，降低了产量，部分企业暂停生产。

（3）实施环境保护与生态建设工程。江西省人民政府一方面安排专项资金，对东江源头保护区进行生态补偿。另一方面，当地政府在源区实施以“青山绿水”为重点的生态林建设水土保持、矿山生态恢复、生态农业、防洪、饮水、农业面源污染综合防治、生态旅游、生态移民、生态环境预防监测与信息管理体系建设9项生态工程。

（4）实施退果还林。按照相关政策[21-25]，由政府出资，征收果树，退果还林，减少山地开采导致的水土流失以及农药化肥对水体的污染。

（5）建立污水处理厂与垃圾中转站。在东江源区安远、寻乌、定南3个行政县兴建污水处理厂3个，城市生活垃圾卫生填埋厂3个、垃圾中转站60余个。启动了垃圾处理村收集、乡转运、县处理的运作模式。

系列举措的实施，对东江源水功能区水质变化产生一定的影响，在2008～2014年间，表现为水质达标率上升，主要污染物浓度趋于好转。

4 结语

（1）从时间变化分析，水功能区年际达标率呈上升趋势；主要污染指标上升趋势综合指数小于下降趋势综合指数，东江源水质整体状况趋于好转。

（2）从空间变化分析，东江源空间分布特征为北部源头水质良好，中部寻乌县城水质污染较严重，东部寻乌水中下游水体污染严重，西南部定南县城附近水体污染严重，出境水质不达标。产业结构布局和排污口分布对空间水质分布影响显著。

根据以上情况可以看出，各级政府保护举措初见成效。点源污染是目前影响水功能区水质的主要因素。控制点源污染依然是今后一段时间水质污染控制的主要方向。应进一步优化完善源区水功能区水质监测网络，强化源区水资源保护、监督与管理。同时，继续加强生态环境的综合治理，推进稀土矿山的整合整治，优化调整产业结构。

[1]江西省人民政府.关于加强东江源区生态环境保护和建设的决定[Z].2003.

[2]江西省发改委，江西省环境保护局，赣州市人民政府.江西省东江源头区域生态环境保护和建设“十一五”规划[Z].2004.

[3]江西省环境保护局，赣州市环境保护局.江西东江源国家级生态功能保护区规划[Z].2006.

[4]国家环境保护总局.关于确定首批开展生态环境补偿试点地区的通知[Z].2008.

[5]江西省人民政府.江西省关于加强“五河一湖”及东江源头环境保护的若干意见[Z].2009.

[6]国务院.国务院关于支持赣南等原中央苏区振兴发展的若干意见[Z].2012.

[7]江西省水利厅，广东省水利厅.粤赣东江流域防洪安全和水资源保障合作框架协议[Z].2013.

[8]毕胜，李新贤，等.吐曼河水质趋势分析[J].新疆水利，2008.4.

[9]彭文启，等，现代水环境质量评价理论与方法[M].北京：化学工业出版社，2005.

[10]彭文启，张祥伟，等.现代水环境质量评价理论与方法[M].北京：化学工业出版，2005.7：152-154.

[11]曾金凤.东江源区地表水环境变化趋势分析与对策[J].江西水利科技.2010(3).

[12]刘旗福，曾金凤.东江源区水环境保护与生态补偿机制探讨[J].江西水利科技.2013(3).

[13]国务院.国务院关于全面整顿和规范矿产资源开发秩序的通知[Z].2005.

[14]江西省政府办公厅.关于全面整顿和规范矿产资源开发秩序实施方案[Z].2005.

[15]国务院办公厅.国务院办公厅转发国土资源部等部门对矿产资源开发进行整合意见的通知[Z].2006.

[16]国土资源部.国土资源部关于全国整顿和规范矿产资源开发秩序重点矿区的公告[Z].2006.

[17]赣州市人民政府.赣州市矿产资源整合工作实施方案[Z].2007.

[18]江西省人民政府办公厅.关于转发江西省矿产资源开发秩序开发整合总体方案的通知[Z].2007.

[19]中共赣州市委，赣州市人民政府.中共赣州市委、赣州市人民政府关于进一步做好全市稀土资源整合工作的意见[Z].2008.

[20]国土资源部.关于进一步推进矿产资源开发整合工作的通知[Z].2009.

[21]江西省人民政府.江西省人民政府办公厅印发赣州市稀土整治工作方案的通知[Z].江西省人民政府.2011.

[22]寻乌县人民政府.切实做好果园戴帽植树造林工作的通知[Z].2010.

[23]赣州市人民政府.加强利用林地开发果业规范审批及施工管理的通知[Z].2010.

[24]赣州市人民政府.进一步加强林地开发果业管理的通知[Z].2010.

[25]寻乌县水利局.寻乌县东江源水资源保护利用情况报告[R].2011.