大连市2012—2016年地表水功能区水质变化趋势分析

(辽宁省鞍山水文局，辽宁 鞍山 114002)

大连市是我国 40个严重缺水城市之一，人均水资源占有量仅为538 m3。由于三面环海，丘陵起伏、流域集水面积小，地表径流受季节性影响大，加之地质构造和水文气象等自然因素限制，大连市属于资源型短缺水城市。目前大连市地表水主要来源为大气降水补给，2015年大连市水资源公报数据显示:2015年地表水城市供水量约占全市总供水量的65.7%。近年来，由于城市化和工业化进程的不断推进以及农业灌溉面积的不断扩大，大连市对水的需求量也日益增加。同时，近几年大连地区连续干旱少雨，部分地区河道出现断流，加之城乡未经处理的污水肆意排放污染地表水和地下水，以及地下水无节制的超采导致海水入侵面积逐年增加等问题，致使生态环境不断恶化。受资源型和污染型缺水的共同影响，大连市的水资源问题不容乐观。因此，积极开展大连市地表水水功能区水资源质量监测工作，保护水库型水源地水质安全，及时掌握大连市各大主要河流水功能区的水质状况及变化趋势，具有重要而深远的意义。

1 分析方法与项目

1.1 趋势分析方法

水质变化趋势分析就是要掌握和判别水体中的污染物浓度受时间与空间的变化而产生的影响情况。由于大连地区降雨时空分布具有明显的季节性，因此河水径流年内分配也具有明显的季节性。河流水质不仅受径流影响，同时受水量的补给方式、人类生产生活等诸项因素影响，显现出非正态分布。

1982年Robert M. Hirsch首次提出了季节性Kendall 检验理论，并由Gerald van Belle等人于1984年对该理论模型进行了修正[1-2]。季节性Kendall 检验理论属于非参数检验，其方法本质是只关注数据之间的相对排列而非其大小，因此它的优点在于不受统计资料的非正态性以及季节变化的影响，当出现漏测值或奇异值时也能将分析影响降到最低。该检验方法的原理是通过比较连续多年水质监测数据的各月份或各季节的总统计量与标准正态分布表间的关系来进行显著性趋势检验[3-5]。本文采用水利部水环境监测评价研究中心基于季节性Kendall检验原理开发的Professional Water Quality Trend (PWQ Trend)软件分析判别大连市主要河流水功能区水质变化趋势。

1.2 分析项目选择

根据季节性Kendall趋势检验法对水质序列长度的要求，选择碧流河、英那河、庄河、湖里河、复州河、大沙河、北大河、吊桥河和岚崮河9条大连市主要河流2012—2016年连续5年的水质资料进行趋势分析。检验项目选择连续监测频次高、具有代表性的污染物指标高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮4项。

2 水质变化趋势

2.1 按主要河流水质变化分类分析

对大连市主要河流水质趋势变化按河流分类分析的结果见表1，由表1可知：高锰酸盐指数、氨氮、总氮和总磷4项指标的水质变化趋势分别如下：

表1 大连市9条主要河流水质变化趋势分析

注“+”显著上升，“-”显著下降，“0”无明显升降，“++”高度显著上升，“--”高度显著下降，“*”资料不全。

a.高锰酸盐指数：分析监测断面共24个，其中有8个监测断面为上升趋势，占总监测断面的33.3%；3个断面为下降趋势，占比12.5%；13个断面为无明显升降趋势，占比54.2%。上升趋势的断面数明显多于下降趋势断面数。

b.氨氮：分析监测断面共24个，其中有2个监测断面为上升趋势，占比8.3%；5个断面为下降趋势，占比20.8%；17个断面为无明显升降趋势，占比70.9%。下降趋势的断面数明显多于上升趋势断面数。

c.总氮：分析监测断面共7个，其中只有1个监测断面为上升趋势，占比14.3%；6个断面为下降趋势，占比85.7%。下降趋势的断面数远多于上升趋势断面数。

d.总磷：分析监测断面共7个，其中只有1个监测断面为上升趋势，占比14.3%；6个断面为无明显升降趋势，占比85.7%。无明显升降趋势的断面数远多于上升趋势断面数。

根据表1的大连市主要河流水质变化趋势分析结果，对大连市9条主要河流水质变化趋势总体情况进行评价，结果见图1。

图1 大连市主要河流湖库水质变化趋势

北大河：主要污染指标CODMn和TN呈下降趋势，说明水体富营养化程度有所下降，NH3-N和TP无明显升降趋势。总体趋势来看，北大河水质明显好转。

碧流河：主要污染指标CODMn和TP上升趋势断面多于下降趋势断面，TN呈下降趋势。在4个监测断面中，高锰酸盐指数上升趋势为明显，上升断面占比75%，水质呈现恶化趋势。由大连市统计年鉴可知[6]，碧流河流域内经济以农业、林业和养殖业等第一产业为主，第二产业分布较少，流域内没有规模性的第二产业存在，因此主要污染来源可能来自农药、化肥的不科学不合理使用，畜牧养殖业的排泄物及农村生活污水、垃圾随意丢弃不能集中治理等。此外入碧流河的主要排污断面分布在支流吊桥河城子坦镇，主要接纳城子坦镇市政排污管道，近年来随着城子坦镇不断发展，人民生活水平不断提高，镇上污水管网及污水处理设施没有及时配套导致水质趋势恶化。

大沙河：主要污染指标CODMn、TN、NH3-N和TP多以无明显变化及下降趋势为主，水质总体呈好转趋势。大沙河的主要排污断面有两个，分别是瓦房店市元台镇排污口和瓦房店赵口村排污口，两个排污断面均位于大沙河流经普兰店区与瓦房店市交界处。近年来，瓦房店市政府对水资源的保护意识不断增强，加大了城市污水管道建设的覆盖面积，在元台镇建立了岭东污水处理厂对元台镇产生的生产生活废水进行处理，对沿河城镇及企业排放废污水进行统一收集和处理；同时通过对沿河的工农业不断进行产业升级转型调整，减少点源以及面源对河道水体的污染。

吊桥河：主要污染指标CODMn、TN、NH3-N和TP多数为无明显变化趋势。只有红旗水库断面总氮有上升趋势，表明水体有富营养化趋势。主要原因可能是红旗水库上游区域存在大量的农田及村庄，由于农业产生的面源污染导致。

复州河：参与分析的CODMn和NH3-N两个指标上升趋势均占50%，无明显变化趋势占50%，表明复州河流域水质有恶化的趋势。主要原因是复州河支流九道河上分布有一个排污口，接纳周边村镇的生活污水与农业面源污染。

湖里河：污染指标CODMn、NH3-N和TP无明显升降趋势，湖里河总体水质变化状况趋于稳定，其中转角楼水库断面TN呈下降趋势，表示水体富营养化程度有所下降。

岚崮河：主要污染指标CODMn呈上升趋势，NH3-N无明显变化，说明岚崮河水资源质量有恶化的趋势。主要原因一方面是岚崮河杨家前屯大桥断面上游河道水流流速较慢以及水源补充不足。近5年来瓦房店市持续干旱少雨，大连市水资源公报数据显示，2012年岚崮河流域平均降雨量为949.3mm，之后降水量逐年减少，到2014年平均降雨量仅为353.4mm，相比2012年减少了62.8%。降水是地表水最主要的补给来源，降雨量小，河流水源补给不足，对污染物稀释作用小，也导致岚崮河水体污染物浓度高。另一方面是岚崮河两岸耕地多，加之著名的金刚石产区——岚崮山靠近岚崮河的源头，常年矿山开采导致树木植被覆盖面积较少，相对水土流失较严重。

英那河：主要污染指标CODMn呈上升趋势断面占50%，NH3-N多数断面呈无明显变化趋势。英那河水质总体较好，污染物主要出现在英那河水库入口和大营英那河桥断面，其原因是有两个直排英那河的主要排污断面，一个分布在英那河上游，位于鞍山市岫岩县新店镇新店村，主要排污企业为鞍轮厂；另一个分布在英那河中游，位于大营镇大营村，主要为机械和电子等乡镇企业排污。

庄河：大部分监测断面主要污染指数变化趋势不明显，仅庄河庙下桥断面CODMn呈上升趋势，庄河水环境质量整体较好。

2.2 按主要水功能区分级分类进行水质变化分析

将大连市9条主要河流按水功能区分级分类进行水质变化趋势分析，结果见表2。由表2可知，一级水功能区中CODMn上升比例占33.3%，下降比例占12.5%，整体上CODMn上升趋势大于下降趋势。一级各分类水功能区中保护区、开发利用区也表现为CODMn上升趋势大于下降趋势。氨氮情况与CODMn相反，一级水功能区中氨氮上升比例占8.3%，下降比例占20.8%，整体上为下降趋势大于上升趋势。一级各分类水功能区中除缓冲区上升和下降比例各占25.0%外，保护区、开发利用区也表现为氨氮浓度下降趋势大于上升趋势。

表2 大连市主要河流水功能区分级分类水质变化趋势

二级水功能区中CODMn上升比例占35.3%，下降比例占11.8%，整体上为上升趋势大于下降趋势；氨氮上升比例占5.9%，下降比例占17.6%，整体上为下降趋势大于上升趋势。二级各分类水功能区中，饮用水源区CODMn下降趋势大于上升趋势，工业用水区和景观娱乐用水区没有明显变化，农业用水区上升趋势大于下降趋势。氨氮除工业用水区和景观娱乐用水区没有明显变化外，其他各类水功能区均为下降趋势大于上升趋势。

按水功能区分级分类趋势分析结果表明：CODMn和氨氮两项指标，CODMn整体趋势为上升比例大于下降比例，说明污染指标CODMn是向差的趋势大于向好的趋势；而氨氮整体趋势为浓度下降比例大于上升比例，表明污染指数氨氮是向好的趋势优于向差的趋势。

3 结 论

由大连市9条主要河流水功能区水质状况趋势分析结果可知，大连市主要河流水质向好的趋势高于向差的趋势，总体呈好转趋势，这是各级政府以及负责流域水资源管理和区域水资源管理的各级水利部门不断努力的结果。近年来，省市各级政府以及水行政主管部门认真贯彻落实《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》(国发〔2012〕3 号)提出的“三条红线”精神，不断推进管辖地区水体污染治理工作，调整相关产业结构布局，加大污水管网和污水处理厂等公共基础设施的建设力度，有效地保护了大连市的地表水资源，出现了水质总体逐渐转好的趋势。