京津冀重要饮用水源地潘大水库水体污染特征分析

杨晨昱 陈勇 张敏 渠晓东 蒋定国

摘 要：潘家口、大黑汀水库（简称“潘大水库”）位于滦河干流上，是天津市、唐山市的重要饮用水水源地，研究其水体污染特征对两库的供水安全具有重要意义。本研究基于2006～2014年潘大水库水环境因子的调查，采用综合水质标识指数法对潘大水库水质状况进行分析评价。结果表明：潘大水库污染严重，远高于国内其它饮用水源地。在空间上，处于上游的潘家口水库呈现出从上游到下游污染程度逐渐降低的趋势，而大黑汀水库则表现出从上游到下游污染逐渐加重的趋势，表明大黑汀水库来自于水库内部的污染对其污染程度有较大的贡献。

关键词：京津冀地区；饮用水水源地；水质标识指数法

中图分类号：X524 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）11-0061-02

Abstract： Panjiakou and Daheiting reservoirs， located on the main stream of Luanhe River， are the important drinking water sources in Tianjin and Tangshan Cities. It is of great significance to study the water pollution characteristics of the two reservoirs. Based on the investigation of water environmental factors in Pan-Da Reservoir from 2006 to 2014， the water quality of Pan-Da Reservoir was analyzed and evaluated by comprehensive water quality marker index method. The results show that the pollution of Pan-Da Reservoir is serious， which is much higher than that of other drinking water sources in China. In space， the Panjiakou Reservoir， which is located in the upper reaches， shows a trend of decreasing pollution from the upstream to the downstream， while the Daheiting Reservoir shows a trend of increasing pollution from the upstream to the downstream. It shows that the pollution of Daheiting Reservoir from inside of the reservoir has great contribution to its pollution degree.

Keywords： Beijing-Tianjin-Hebei region； drinking water source； water quality index method

1 概述

潘家口、大黑汀水库（以下简称“潘大水库”）位于滦河干流上，担负着向天津市、唐山市及滦河下游地区供水的重任。面对滦河流域日益加重的污染所导致的引滦水质下降，分析潘大水库总体水环境质量的变化过程，阐明潘大水库水体污染特征及主要污染物，对两库水污染治理、保障受水区人群身体健康具有重要意义。目前，对于水质评价，除了单因子法以外的其它方法还处于理论研究阶段，没有形成一个统一的评价模式[1]，由于水质标识指数法能够对I～V類水、劣V类水不黑臭、劣V类水黑臭进行全面、科学全理的定性与定量评价[2]，从而得以广泛应用。因此选取综合水质标识指数法作为本研究的方法之一。近年来陆续有关于潘大水库的水质问题的研究：2003年王少明等人采用污染综合污染指数法分析了1984～1999年潘家口水库和大黑汀水库的水质变化，得出综合污染指数无明显变化趋势，一直保持在地表水III类以上标准[3]。2009年朱龙基等人分析了潘家口水库1986～2006年高锰酸盐指数、TN、TP的变化，结果表明1998年以后，三个水质参数有上升的趋势[4]。2009年邢海燕等分析了潘家口水库和大黑汀水库2000～2008年TP、COD、氨氮的变化[5]。为保证综合评价结果的可靠性，本研究采用综合污染指数法分析潘大水库2006～2014年的水质污染特征，阐明潘大水库水污染的时空格局，全面分析潘大水库总体水质的变化过程。

2 材料与方法

2.1 样点布设

本研究于2006～2014年在潘家口水库上游设乌龙矶、柳河口2个采样点，在潘家口水库设瀑河口、燕子峪、潘家口、潘家口坝前4个采样点，潘家口水库下游设下池、洒河桥2个采样点，大黑汀水库设大黑汀网箱区、大黑汀坝前2个采样点。样点分布见图1。

2.2 样品采集及数据处理

2006～2014年每月在各样点进行现场监测及样品采集，水样于水体表层下0.5m左右处采集。监测指标包括：总氮、总磷、氨氮、高锰酸盐指数、溶解氧。溶解氧以YSI6610多参数水质分析仪进行现场测定。总氮、总磷、氨氮、高锰酸盐指数参照《水和废水监测分析方法》测定。

2.3 评价方法

本研究选取综合水质标识指数法[6]对潘大水库水质进行综合评价。

综合水质标识指数法是以单因子水质标识指数为基础，对河流进行评价的一种方法。综合水质标识指数由整数位和三位或四位小数位组成，其结构为：

Iwq=X1X2X3X4

式中，Iwq为综合水质标识指数，X1为河流总体的综合水质类别，X2为综合水质在类水质变化区间内所处位置，X3为参与综合水质评价的水质指标中劣于水环境功能区目标的单项指标个数，X4为综合水质类别与水体功能区类别的比较结果。

3 结果与分析

基于总氮、总磷、氨氮、高锰酸盐指数、溶解氧等6个水质参数，计算了潘大水库各样点的综合水质标识指数（图2）。计算结果表明乌龙矶水质情况最差，总体劣于功能区目标2个类别，所选评价指标中超标个数为3，分别为总磷、总氮、氨氮，总体为V类水质。其次是瀑河口，最大值劣于水环境功能区3个类别，所选评价指标最大超标个数为4，分别为总磷、总氮、氨氮、COD，总体为III类水质。柳河口达到Ⅲ类水质标准，但2012年后所选评价指标超标个数达到2，分别为总磷和总氮。其余各样点总体劣于水环境功能区水质目标1个类别，为III类水质，所选评价指标超标个数均值为2。

时空分布格局（图2）分析表明，空间上，除乌龙矶和瀑河口污较严重外，其它样点水质状况自上游至下游差异较小，但在2009年及2010的差异较大，部分样点为III类水，部分样点为IV类水。时间上，污染最严重的乌龙矶样点自2010年起，综合水质标识指数呈现逐年下降趋势，表明污染程度逐渐降低；瀑河口在2008年综合水质标识指数达到最大值，之后呈逐年下降趋势；说明上游污染程度有下降趋势。而潘家口坝前以下各样点呈逐年缓慢上升趋势，表明大黑汀水库综合污染程度有逐年加重的趋势，这可能与研究期间大黑汀水库越来越多的网箱养鱼有关，大量的饵料投放加重了水质的污染程度[7]。这一结论与水生生物反应的结论基本一致，潘大水库水生态系统总体状况不容乐观[8，9]。

参考文献：

[1]仇茂龙，刘玲花，邹晓雯，等.国内外水源地水质评价标准与评价方法的比较[J].中国水利水电科学研究院学报，2013，11（03）：176-182.

[2]尹海龙，徐祖信.河流综合水质评价方法比较研究[J].长江流域资源与环境，2008，17（05）：729-733.

[3]王少明，邢海燕，王立明.潘家口和大黑汀水库水质變化趋势分析[J].水资源保护，2003，19（2）：25-27.

[4]朱龙基，范兰池，林超.引滦入津工程水质时空演化规律分析[J].水资源保护，2009，25（2）：15-17+54.

[5]邢海燕，暴柱，宁文辉.潘家口、大黑汀水库水源地水质现状评价与保护对策[J].海河水利，2009（03）：24-26+31.

[6]徐祖信.我国河流综合水质标识指数评价方法研究[J].同济大学学报（自然科学版），2005，33（4）：482-488.

[7]吴敏，黄岁 ，杜胜蓝，等.投饵养鱼对潘大水库水质影响围隔试验Ⅰ：氮素[J].水利学报，2013，44（9）：1030-1036.

[8]张敏，渠晓东，陈勇，等.京津冀重要水源地潘大水库水生生物群落结构及水质生物学评价[J].生态学杂志，2016，35（10）：2774-2782.

[9]陈勇，张敏，渠晓东，等.潘大水库水环境时空格局演变动态[J].应用与环境生物学报，2016，22（6）：1082-1088.