2010—2016年彰武南海水库水质变化趋势分析

郭学士

（安阳市彰武南海水库工程管理局，河南安阳455000）

2010—2016年彰武南海水库水质变化趋势分析

郭学士

（安阳市彰武南海水库工程管理局，河南安阳455000）

为了全面掌握彰武和小南海水库水环境质量现状、监控水质变化趋势和依法监督管理，对两水库水环境质量现状开展调查、监测和分析，并针对两水库关键因子采用Daniel检验法进行趋势分析。

彰武南海水库；水质；趋势分析

1 引言

小南海水库和彰武水库（以下简称彰武南海水库）位于安阳市上游，是重要的水源地。安阳市是严重缺水的城市，人均水资源量只有全国的1/10，“两库一泉”不仅是群众休闲娱乐、观赏风光的好去处，同时承担着工业供水、农业灌溉用水和生态供水的任务。所以，加强“两库一泉”水功能区管理、提高水资源质量，是安阳市保持水资源可持续利用、打造水生态文明的可靠保障。

2 两库概况

彰武南海两水库是安阳河上游联合运用的2座大（中）型梯级水库，始建于1958年，经多次续建而成。两水库总库容1.85亿m3，其中彰武水库0.78亿m3、小南海水库1.07亿m3，控制流域面积970 km2，具有防洪、工农业供水、发电、旅游等综合效益。两水库承担着安钢集团、大唐集团安阳电厂、安化集团、沙钢永兴集团等省市重点企业的工业供水任务和下游1.2万hm2农田灌溉用水任务，是安阳市的重要水源地；同时，承担着安阳市区、京广铁路、京港澳高速公路、石武高铁等重要交通干线及下游人民群众生命和财产安全的防洪任务，是安阳市重要的防洪屏障。

3 两库现状水质

2016年，彰武水库分析项目年均浓度值及丰水期、枯水期、平水期浓度均值均符合Ⅱ类水质标准；但从每月的监测结果分析看，在丰水期（7月）高锰酸盐指数、生化需氧量、总磷超出Ⅱ类水质标准，占8.3%。彰武水库综合营养状态指数TLI（∑）为54，属于轻度富营养化状态，与2015年相比营养状态水平持平。同年，小南海水库分析项目年均浓度值符合Ⅲ类水质标准，丰水期浓度均值符合Ⅱ类水质标准，枯水期浓度均值符合Ⅲ类水质标准，平水期浓度均值符合Ⅳ类水质标准；但从每月的监测结果统计看，超出Ⅱ类水质标准比例较大的前3项指标是总磷（58.3%）、高锰酸盐指数（50%）、化学需氧量（50%）。

4 两库水质变化趋势分析

4.1 参数选择

根据两水库特点及水质敏感参数，选择总磷、总氮、氨氮、高锰酸盐指数等项目进行分析。

4.2 数据序列

采用2010—2016年连续7 a的数据序列。

4.3 Daniel的趋势检验方法概述

Daniel的趋势检验方法使用了Spearman的秩相关系数。使用这一方法，要求具备足够的数据，一般至少应采用4个期间的数据，即5个时间序列的数据。给出时间周期Y1，…，YN和它们的相应值X（即年均值C1，…，CN），并从大到小排列好。统计检验用的秩相关系数按下式计算：式中：di为变量Xi与Yi的差值，Xi为周期1到周期N按浓度值从小到大排列的序号，Yi为按时间排列的序号。

将秩相关系数rs的绝对值同Spearman秩相关系数统计表（见表1）中的临界值Wp进行比较。当rs＞Wp时，则表明变化趋势有显著意义；若rs为负值，则表明在评价时段内有关统计量指标变化呈下降趋势或好转趋势；若rs为正值，则表明在评价时段内有关统计量指标变化呈上升趋势或加重趋势；当rs≤Wp时，则表明变化趋势没有显著意义，说明在评价时段内水质变化稳定或平稳。

表1 秩相关系数rs的临界值（Wp）

4.4 计算结果分析

4.4.1 彰武水库

（1）总磷。将表2数据及N=7带入式（1），得出rs=0.321，查表1得到N=7时显著性水平0.05对应的临界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明变化趋势没有显著意义，说明在评价时段内彰武水库总磷含量变化平稳。2010—2016年彰武水库总磷监测数据及秩相关系数计算结果，见表2。

表22010 —2016年彰武水库总磷监测数据及秩相关系数计算结果

（2）总氮。将表3数据及N=7带入式（1），得到rs=0.256，查表1得到N=7时显著性水平0.05对应的临界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明变化趋势没有显著意义，说明在评价时段内彰武水库总氮含量变化平稳。2010—2016年彰武水库总氮监测数据及秩相关系数计算结果，见表3。

表32010 —2016年彰武水库总氮监测数据及秩相关系数计算结果

（3）氨氮。将表4数据及N=7带入式（1），得到rs=-0.429，查表1得到N=7时显著性水平0.05对应的临界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明变化趋势没有显著意义，说明在评价时段内彰武水库氨氮含量变化平稳。2010—2016年彰武水库氨氮监测数据及秩相关系数计算结果，见表4。

表42010 —2016年彰武水库氨氮监测数据及秩相关系数计算结果

（4）高锰酸盐指数。将表5数据及N=7带入式（1），得到rs=-0.893，查表1得到N=7时显著性水平0.05对应的临界值Wp=0.714。因|rs|＞Wp，表明变化趋势在0.05的可信度水平上是有意义的，所以得出彰武水库高锰酸盐指数含量呈下降趋势。2010—2016年彰武水库高锰酸盐指数监测数据及秩相关系数计算结果，见表5。

表52010 —2016年彰武水库高锰酸盐指数监测数据及秩相关系数计算结果

4.4.2 小南海水库

（1）高锰酸盐指数。将表6数据及N=7带入式（1），得到rs=-0.464，查表1得到N=7时显著性水平0.05对应的临界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明变化趋势没有显著意义，说明在评价时段内小南海水库高锰酸盐指数含量变化平稳。2010—2016年小南海水库高锰酸盐指数监测数据及秩相关系数计算结果，见表6。

表62010 —2016年小南海水库高锰酸盐指数监测数据及秩相关系数计算结果

（2）氨氮。将表7数据及N=7带入式（1），得到rs=0.286，查表1得到N=7时显著性水平0.05对应的临界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明变化趋势没有显著意义，说明在评价时段内小南海水库氨氮含量变化平稳。2010—2016年小南海水库氨氮监测数据及秩相关系数计算结果，见表7。

表72010 —2016年小南海水库氨氮监测数据及秩相关系数计算结果

（3）化学需氧量。将表8数据及N=7带入式（1），得到rs=-0.571，查表1得到N=7时显著性水平0.05对应的临界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明变化趋势没有显著意义，说明在评价时段内小南海水库化学需氧量含量变化平稳。2010—2016年小南海水库化学需氧量监测数据及秩相关系数计算结果，见表8。

表82010 —2016年小南海水库化学需氧量监测数据及秩相关系数计算结果

5 结论和建议

5.1 结论

彰武水库近年来总磷、总氮、氨氮变化趋势平稳，高锰酸盐指数呈明显下降趋势；小南海水库近年来高锰酸盐指数、氨氮、化学需氧量变化趋势平稳。

5.2 建议

（1）加强组织领导，建立健全水库水环境保护机制，各有关部门各负其责，密切配合，共同推进水库水质保护工作。

（2）加强各类专项资金的整合，积极创造条件，探索多渠道筹资方式，加大对水库周边地区环保基础设施建设的资金支持力度。加大对湖库富营养化形成和消除机理、水体氮磷污染控制、藻类生长、水生态修复等方面技术研发攻关，不断增强湖库水质保护的科技支撑能力。

（3）加强水质监测监控，动态监控水质变化趋势，水质监测做到定时、定期、定点。建立湖库水质预警指标体系和预警信息统一发布制度，为库体水质安全预警提供保障。建立健全突发水污染事件和藻类防控应急预案，落实应对各项应急措施，全面提高水环境危机应对处置能力。

（4）加大执法力度，切实加强对水库周边污染源的监管，对违规违法饲养、乱排污水污物、乱开乱建、乱倒垃圾等危害水质的行为依法依规加重处理。严格禁止与水源保护无关的项目或工程建设运营，最终达到优化水域生态环境的目标。

（5）加大对水利、环保、渔业、水污染防治等方面的法律法规宣传力度，推动社会各方力量的广泛参与和监督，以形成保护湖库水质人人有责的良好社会氛围，促进两库水体水质的可持续改善。

TV697.2+1；X824

A

1004-7328（2017）04-0017-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2017.04.006

2017—04—10

郭学士（1969—），男，工程师，主要从事水库工程管理工作。