菏泽市河流地表水质现状与变化趋势分析

李新国 肖方 李乐安

（1.山东省菏泽生态环境监测中心，山东菏泽 274000；2.菏泽市水务集团有限公司，山东菏泽 274000）

1 引言

菏泽市地处鲁西南平原，为黄河冲积平原［1］。市内河流主要有洙赵新河、万福河和东鱼河，均流入南四湖［2］。南四湖是南水北调东线必经之路及4 个重要的调蓄湖泊之一［3］。本文选取有代表性的16 个水质控制断面，分析评价菏泽市内3 条河流水质现状与变化趋势，为地表水污染防治提供技术支持，以进一步确保南水北调的水质安全。

2 菏泽市地表水质量状况

对2021 年洙赵新河、东鱼河和万福河3 条主要河流及其支流15 个控制断面水质情况进行现状评价。其中，洙赵新河干流主要设东圈头、魏楼和于楼断面，主要支流鄄郓河设樊庄村、洙水河设众兴东、郓巨河设于楼西断面；东鱼河干流设大黄集、张庄和徐寨断面，主要支流东鱼河南支设菏商路桥、胜利河设刘寨断面；万福河设陆圈、马庄闸、南王庄、湘子庙断面。

2.1 评价因子

根据《地表水环境质量标准评价办法（试行）》要求，按照GB 3838—2002《地表水环境质量标准》［4］表1 中对除水温、总氮、粪大肠菌群以外的21 项指标进行评价，即pH、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、总磷、铜、锌、氟化物、硒、砷、汞、镉、六价铬、铅、氰化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物。

2.2 评价方法

断面水质类别评价采用单因子评价法［5］，即根据评价时段内该断面参评的指标中类别最高的一项来确定，标准限值按照GB 3838—2002《地表水环境质量标准》表1 中Ⅲ类标准要求。

河流、流域（水系）的断面总数在5 个（含5 个）以上时，采用断面水质类别比例法；河流断面不足5个时计算河流、流域（水系）所有断面各评价指标浓度算术平均值，然后按照“断面（点位）水质评价”方法评价，定性水质状况。

2.3 菏泽市河流水质现状

2021 年菏泽市河流断面水质类别见表1。洙赵新河6 个断面中东圈头、魏楼、于楼和众兴东4 个断面为Ⅲ类水体，樊庄村和于楼西2 个断面为Ⅳ水体，Ⅰ～Ⅲ类水质比例为66.7%，小于75%，且无劣Ⅴ类水体，洙赵新河河流水体定性评价等级为轻度污染。东鱼河6 个断面中大黄集、徐寨、菏商路桥和刘寨4个断面为Ⅲ类水体，只有张庄1 个断面为Ⅳ水体，Ⅰ～Ⅲ类水质比例为80%，75%≤Ⅰ～Ⅲ类水质比例＜90%，东鱼河河流水体定性评价等级为良好。万福河设4个断面，按照“断面（点位）水质评价”方法评价，水体定性评价等级为轻度污染。

表1 2021 年菏泽市地表水监测断面水质类别

2.4 菏泽市各河流综合污染指数分析

选取污染指数较大且变化明显的化学需氧量、生化需氧量、高锰酸盐指数、氨氮、氟化物、总磷共6个项目对菏泽市的3 条主要河流进行综合水质评价，结果见表2。

表2 2021 年菏泽市各河流综合污染指数

洙赵新河综合污染指数为4.87，污染分担率占全市河流的32.2%，在荷泽市3 条主要出境河流中位居第二。主要污染项目为高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量和氟化物、总磷，污染负荷比占该河流的76.6%。

东鱼河水质综合污染指数为4.59，污染分担率占全市河流的30.1%，在荷泽市3 条主要出境河流中位居第三。主要污染项目为化学需氧量、高锰酸盐指数、生化需氧量、总磷及氟化物，污染负荷比占该河流的90.8%。

万福河综合污染指数为5.68，污染分担率占全市河流的37.5%，在荷泽市3 条主要出境河流中位居第一。生化需氧量、化学需氧量、高锰酸盐指数、氟化物和总磷污染负荷比占该河流的91.5%。

3 菏泽市水质变化趋势分析

3.1 分析方法选择

变化趋势（Rs）采用秩相关系数法进行分析，秩相关系数法用来衡量变化趋势是否存在显著性，使用秩相关系数法要求至少有5 组数据，公式如下：

式中，Rs 为秩相关系数；N 为周期次数；di为变化量Xi与Yi的差值；Xi为周期i 到周期N 按照浓度从小到大排列的序号；Yi为按时间排列的序号。

根据Rs 的计算结果，如果Rs 为负值，表明在评价期间有关统计呈下降趋势；如果Rs 为正值，表明在评价期间有关统计呈上升趋势。将Rs 的绝对值同斯皮尔曼秩相关系数法统计表中的临界值Wp 进行比较，当Rs 的绝对值大于Wp 时，则表明变化趋势有明显意义，说明评价时段水质变化不稳定；反之则表明变化趋势没有明显意义，说明评价时段水质变化稳定。

3.2 水质变化结果分析

为了解菏泽市地表水变化趋势，本文选取2016—2021 年度水质监测数据进行分析。采用秩相关系数法分析的2016—2021 年荷泽市3 条河流变化趋势见表3。

表3 菏泽市地表水2016—2021 年水质变化趋势秩相关系数

洙赵新河水质变化秩相关系数Rs 为-0.886，表明洙赵新河2016—2021 年污染指数呈下降趋势；秩相关系数Rs 的绝对值大于临界值Wp，表明洙赵新河水质改善从统计学上是显著的。洙赵新河水质由2016 年的Ⅴ类水体改善为2021 年的Ⅳ水体，接近Ⅲ类水体，其中，COD 由2016 年的37 mg/L 降为2021 年的20 mg/L，下降幅度为46%；BOD5由2016 年的8.4 mg/L 降为2021 年的3.5 mg/L，下降幅度为58%；氨氮由2016 年的1.44 mg/L 降为2021年的0.55 mg/L，下降幅度为62%。

东鱼河水质变化秩相关系数Rs 为-0.314，表明东鱼河2016—2021 年污染指数呈下降趋势；秩相关系数Rs 的绝对值小于临界值Wp，说明东鱼河水质改善从统计学上不显著。东鱼河水质由2016 年的Ⅴ类水体改善为2021 年的Ⅳ水体，其中，COD 由2016 年的31 mg/L 降为2021 年的19 mg/L，下降幅度为35%；BOD5由2016 年的6.9 mg/L 降为2021 年的3.3 mg/L，下降幅度为52%；氨氮由2016 年的0.575 mg/L 降为2021 年的0.423 mg/L，下降幅度为26%；高锰酸盐指数2016 年为5.06 mg/L，2021 年为5.44 mg/L，上升了7.5%，是唯一一个上升的水质指标。

万福河水质变化秩相关系数Rs 为-0.685，表明万福河2016—2021 年污染指数呈下降趋势；秩相关系数Rs 的绝对值小于临界值Wp，说明万福河水质改善从统计学上不显著。万福河水质由2016 年的劣Ⅴ类水体改善为2021 年的Ⅳ类水体，其中，COD 由2016年的41 mg/L 降为2021 年的22 mg/L，下降幅度为46%；BOD5由2016 年的13.5 mg/L 降为2021年的4.76 mg/L，下降幅度为65%；氨氮由2016 年的1.34 mg/L 降为2021 年的0.476 mg/L，下降幅度为64%。

4 污染源特征分析及治理建议

4.1 污染源特征分析

2016—2021 年菏泽市地表水质量呈好转趋势，但是总体水质现状较差，水质污染指数较高，其原因主要有以下几点：

（1）农业面源污染。菏泽市沿河分布着大量农田，每年6—8 月遇强降雨时大量农田退水进入河流，导致河流水质恶化。

（2）基础设施建设不完善。城区雨污分流不彻底，部分生活污水不能有效收集处理；农村生活污水处理设施不完善，缺少配套管网，已建污水处理站利用率低。

（3）枯水期不能保证生态流量。菏泽市降水主要集中在7—8 月，季节性变化较大，枯水期河水流量较小，一些河段成为“死水”，长期腐化影响水质。

4.2 治理措施建议

（1）农业面源污染控制。在河流周边推广水肥一体化、配方施肥、农作物病虫害生物防治技术，继续推广高效低毒农药，加快推进农业固体废物综合利用，减少农业生产面源污染负荷入河量。

（2）加快完善城市及农村基础设施建设。配套建设城区污水管网，实现雨污分流，加快农村污水处理工程建设及配套管网建设，推进已建治污设施投入运行。

（3）生态流量管控。全面落实水资源管理制度，强化水量调度管理，合理配置流域内生活、生产和生态用水，严格控制各地用水总量和重要断面水量下泄，必要时进行生态补水。

5 结论

2021 年菏泽市3 条主要河流总体水质尚可，东鱼河水质良好，洙赵新河和万福河轻度污染，其中洙赵新河6 个监测断面4 个为Ⅲ类水体，另外2 个断面比较接近Ⅲ类水体；万福河水质受航道影响较大，水污染防治工作压力大。

2016—2021 年菏泽市水环境质量明显改善，除东鱼河高锰酸盐指数外，其余污染项目均呈下降趋势。为了确保南水北调的水质安全，还应加大水污染防治力度，全面消除Ⅳ类水体，使菏泽市水环境质量持续改善。