浑河流域水质时间及空间演变趋势规律分析

王宏宇

(辽宁天易通工程咨询有限公司，辽宁 葫芦岛 125300)

1 概 述

浑河流域有4座大型水库，其中一座是在浑河干流上，为大伙房水库，另两座在天子河干流上，分别为观音阁水库和葠窝水库，另一座为汤河水库建在太子河的支流上，流域内有中型水库15个，小型水库122座，其中小一型水库42座，各种河闸751个。

浑河干流上有一座浑河拦河闸[1]，始建建于1959年，主要功能为灌溉。浑河闸有32孔闸门，其中22孔，10孔为进水闸，该闸为宽顶堰，孔高8.20m，宽10.0m，共22孔，底板高程31.50m，经除险加固工程措施修改为30.50m，闸总宽257.40m，形式为弧形钢闸门，闸门高4.0m，宽10.0m，单扇闸门重量7.70T。其中拦河闸为一门一机固定卷扬式启闭机，启闭力为2×50kN，规模为大(2)型。

2 季节性 Kendall 检验法的原理[2-4]

季节性 Kendall 检验是 Mann-Kendall 检验的一种推广，它首先是由 Hirsch 及其同事于 1982 年提出的[5-6]。河流流量一年一度的周期性变化不同，水质组分受流量周期性变化影响很大，汛期和非汛期的资料不具可比性，结节性肯达尔检验法把水质资料在历年相同月份间进行比较，避免了季节性的影响。同时，数据比较只考虑相对排列而不考虑其差值大小[7-8]，避免了水质资料中常见的漏测值问题，时奇异值对水质趋势分析影响降到最低限度。

3 季节性Kendall检验法应用[9-11]

浑河干流水质监测站由上游至下游分别有北口前、抚顺、东陵大桥、浑河闸、黄腊坨、邢家窝棚等6个断面。

3.1 时间变化趋势分析

应用Kendall季节性检验法分析计算浑河干流6个断面2011-2018年的水质监测数据，浑河COD浓度趋势分析，见表1；浑河氨氮浓度趋势分析，见表2。可以看出，浑河干流的COD浓度总体呈现下降趋势，在多年COD浓度变化趋势检验中，东陵大桥、浑河闸、黄腊坨、邢家窝棚4个断面的COD浓度均呈现出下降趋势，占总体的66.7%。在多年氨氮浓度变化趋势检验中，浑河闸、黄腊坨、邢家窝棚的浓度呈高度显著下降趋势，占总体的50%，其余断面无明显升降趋势。

表1 浑河COD浓度趋势分析

表2 浑河氨氮浓度趋势分析

据统计分析，从2016年至2018年，每月对抚顺，黄蜡坨和刑家窝棚3个区域的水质断面进行监测，而对北口前，东陵大桥、浑河闸的断面则每年进行6次监测，基本上每2个月监测1次。浑河COD浓度逐月变化图，见图1；浑河氨氮浓度逐月变化图，见图2。

1)各断面逐月COD、氨氮浓度在整体上均呈现先减小后增加的趋势，北口前断面水质最优，2016-2018年COD和氨氮的月均值均达到Ⅲ类标准。

2)各断面COD和氨氮年内的峰值多出现在枯水期，水质较差，超Ⅲ类标准；丰水期除黄蜡坨、刑家窝棚断面的氨氮浓度超标外，其他均在Ⅲ类控制值范围内。

图1 浑河COD浓度逐月变化图

图2 浑河氨氮浓度逐月变化图

3.2 空间变化趋势

浑河干流COD浓度沿程变化图，见图3；浑河干流氨氮浓度沿程变化图，见图4。由图可以看出：①COD浓度的极大值在2016年出现在浑河闸断面，2017年、2018年出现在刑家窝棚断面；②2016年，COD浓度沿程先增大后降低，抚顺、东陵大桥、浑河闸超出Ⅲ类标准。2017年和2018年，COD浓度沿程呈现整体上升的趋势，下游断面黄蜡坨和刑家窝棚劣于Ⅲ类标准。

图3 浑河干流COD浓度沿程变化图

图4 浑河干流氨氮浓度沿程变化图

5 结 语

通过季节性 Kendall 检验法，对浑河干流 2016—2018 年3a的水质数据进行检验，结果表明：近3a，氨氮浓度沿程呈整体上升趋势，除上游北口前断面2016-2018年均优于Ⅲ类标准，东陵大桥2018年达到Ⅲ类标准外，其他断面均超Ⅲ类标准，且除2016年氨氮浓度极大值出现在黄蜡坨断面外，2017年和2018年均出现在刑家窝棚断面。由此有必要建议有效指导化学肥料和农药的使用，避免浪费，减少土地退化的速度，减轻水土流失，减少源头污染物的积累，从而减少农业面源污染，促进和指导水资源有效健康发展[12]。