先觉庙水库水源地水质现状及演变趋势分析

皮向东 胡顺华 周彦洲 李杰

摘 要：先觉庙水库是湖北省随州市城区重要水源地，因近年来的连续干旱，水库蓄水量不断减少，水源地的水量、水质、水生态受到威胁。为准确反映先觉庙水库近9年水质变化趋势，采用肯德尔检验法对水库主要污染因子的演变趋势进行分析，提出水资源保护和水污染防治措施。

关键词：水质演变趋势;肯德尔检验;先觉庙水库

中图法分类号：X824                 文献标志码：A                DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2019.0417

1   水库基本情况

先觉庙水库位于湖北省随州市曾都区万店镇，距随州市区26km，属漂水东支浆溪店河，水库承雨面积450km2，1960年2月竣工。总库容2.748亿m3，其中兴利库容1.566亿m3、死库容0.099亿m3。坝顶高程112.1m，校核、正常、死水位分别为112.6m、107.0m、90.0m。设计灌溉面积9万亩，历年最大实灌面积5万亩。主要功能为防汛、城市供水、农业灌溉。从1990年起向随州市城区供水，设计日取水能力9万m3，实际日取水能力7万m3[1]。

2  水质监测和分析方法

2.1   水质监测

根据先觉庙水库情况，在水库前坝前设固定水质采样点，按月监测全年12次。按照地表水环境质量标准[2]，监测水温、pH值等24个基本项目和硫酸盐、氯化物等5个集中式生活饮用地表水水源地补充项目。

2.2   分析方法

（1）主要污染物浓度的测定

依据《电化学探头法》的方法，对水体中的溶解氧进行测定。依据《高锰酸盐指数的测定》的方法，对水体中的高锰酸盐指数进行测定。依据《纳氏试剂分光光度法》，利用紫外分光光度法对水体中的氨氮进行测定。依据《钼酸铵分光光度法》，利用紫外分光光度法对水体中总磷含量进行测定。依据《碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》的方法，对水体中的总氮进行测定。

（2）水质及营养状态评价方法

水质类别评价采用单因子评价法，即以各评价项目监测值与《地表水环境质量标准》中相应的标准进行比较，确定单项项目的水质类别，当出现不同类别的标准值相同的情况时，按最优类别确定水质类别，最后以所有评价项目中水质最差的类别代表其水质状况。

湖库型水源地营养状态评价采用指数法，评价项目为高锰酸盐指数、总磷、总氮、透明度、叶绿素a。采用线性插值法将水质项目浓度值转换为赋分值，按下列公式计算营养状态指数EI。

3   现状评价

3.1   水质现状评价

统计2018年汛期（4—9月）、非汛期（1—3，10—12月）和全年期的水质监测成果，根据单因子评价方法，各水期评价结果见表1。

水库水质总体状况良好，在不考虑总氮影响的情况下，水库各水期水质综合类别均为Ⅱ类。受总氮影响，非汛期、全年期水质综合类别均由Ⅱ类变为Ⅲ类。

3.2   富营养化现状评价

选取2018年为代表年，计算汛期、非汛期、全年期的水库总磷、总氮、叶绿素a、高锰酸盐指数、透明度等监测数据，采用指数法[3]评价湖泊富营养化，见表2，水库整体处于中营养状态。

对2018年各月营养状态进行评价可知，2018年水库各月营养状态指数均在30至50之间，为中营养状态。其中1月份水库营养状态指数较高，主要是受总磷和高锰酸盐指数的影响，这是由于水库蓄水时，水库水位上升，水库淹没范围增加，总磷、总氮的入库量增加;8月份水库营养状态指数较低，是因为水库下泄流量增加，使得水体流动性增加，各项参数的浓度降低。

4   变化趋势分析

4.1   水质浓度趋势分析

受库区上游农业面源和水土流失影响，水库水源地水质保护尚有潜在风险。本文采用季节性Kendall检验法进行水质变化趋势分析。该方法是一种非参数检验方法，由Hrisch等于1982年提出，后由Smith和Van等人做了进一步改进。季节性Kendall在数据比较只考虑数据相对排位而不考虑其大小，能将漏测和奇异值对水质趋势分析影响降到最低限度，又能考虑季节性变化对水质的影响。

根据先觉庙水库水质变化特点，选择2010—2018年DO、KMnO4指数、NH3-N、TP、TN、SO42-、Cl-、NO3-N、Fe、Mn等项目为特征参数，进行水质变化趋势分析。

显著性水平为0.1和0.01。当α≤0.01时，水质变化趋势高度显著;当0.01<α≤0.1时，水质变化趋势显著;当α>0.1时，水质变化无明显趋势。 [4][5]

分析的结果见表3。DO、KMnO4指数、SO42-、NO3-N、Fe等项目无明显升降趋势;TP、Cl-高度显著上升;Mn高度显著下降;NH3-N显著下降;TN显著上升。

4.2    營养状态变化分析

根据2006至2018年水库总磷、总氮、叶绿素a、高锰酸盐指数、透明度等监测数据分析，2006—2018年年平均富营养化指数整体呈先减小后平稳的趋势。2007年以后，水库营养状态均稳定在中营养水平。

5   结论

先觉庙水库水质较好，汛期、非汛期、全年期为Ⅱ～Ⅲ类水质，可以满足水库和水源地水质管理目标。为保持和进一步提高水库整体水质情况，建议加强面源和点源污染管理，减少总氮对水库水质的影响。

特征水质参数的趋势为：溶解氧、高锰酸盐指数、硫酸盐、硝酸盐和铁均无明显升降趋势;氨氮呈显著下降趋势;总氮呈显著上升趋势;总磷和氯化物呈高度显著上升趋势;锰呈现高度显著下降趋势。

营养状态指数在多年时间分布上呈现减小趋势，年内变化为水库蓄水时营养状态指数较高，水库放水时营养状态指数较低。

先觉庙水库是随州市城区重要水源地，根据2018年水质现状及其近年变化趋势，为保护水源地水质安全，建议尽快出台相关饮用水源地保护管理办法，同时加强上游水土保持和面源及点源入河量的监督管理工作，减少总磷、总氮入河量。

参考文献：

[1]周彦洲，李吉涛.先觉庙水库清淤与水环境保护[J].湖北文理学院学报，2012（8）：30-33.

[2]国家环境保护总局.国家质量监督检验检疫总局. 地表水环境质量标准GB3838-2002 [S]. 北京：中国环境科学出版社，2002.

[3]中华人民共和国水利部.地表水资源质量评价技术规程 .SL395-2007 [S] .北京：中国水利水电出版社，2008.

[4]李怡庭，翁建华.黄河干流重点河段水质变化趋势分析及水质管理对策探讨[J].水文，2003，5.

[5]彭文启，张祥伟等.现代水环境质量评价理论与方法[M].化学工业出版社，2005.