天河流域化学完整性评估研究

张 楠，胡 玉，田 芬，吴月，陈玉婷，洪婉云，但秋笛，潘晓斌

（1.汉江师范学院化学与环境工程学院；2.湖北省十堰市水文水资源勘测局，湖北 十堰 442000）

河流健康状况评价对地区发展有重要的影响，可以更好地了解河流健康情况，为河流治理提供更好的指导。一般将河流健康评价指标体系设计为目标层、准则层以及指标层，准则层又从化学、水文、生物和社会服务功能等不同侧面反映河湖健康状况的属性和水平。其中，化学完整性不仅可以反映河流的水质状况，也能对其他准则层产生影响，因此它在河湖健康评价中占有举足轻重的地位。目前，常用的水质评价方法是单指标评价法。河流健康评估采用分级指标评分法，逐级加权，综合评分。涂敏[1]利用水功能区水质的达标率，对长江干流进行河流健康评价；董桂华[2]利用单因子评价法，对阜新市境内6 条河流进行水质监测；段少洁等[3]利用模糊综合评价法和加权欧氏距离法，对阳泉市主要河流进行水质评价；程佩瑄[4]利用pH、电导率、溶解氧、化学需氧量等水质指标，构建水化学完整性评价指标体系，对松花江水化学完整性进行评价。基于前人的研究方法，本文结合《河湖健康评估技术导则》（SL/T 793—2020），选取水质优劣程度、饮用水水源地水质达标状况和营养状态等指标，基于相关监测结果对天河流域的化学完整性进行评估，以期为天河流域水体的综合治理、生态系统保护成效评估与可持续发展提供方法体系参考。

1 材料与方法

1.1 评估范围

本研究评估对象为湖北省郧西县境内天河干流河段，长度为64.9 km，流域面积为1 183 km2。根据河流水质状况，沿河流纵向将评估河流分为若干河段。将天河分为天河水库、六官坪、贾家坊3 个河段，分别代表上游保护区、中游城市区和下游恢复区。天河水库河段是指从陕鄂交界处至天河水库坝址，河长约为24.0 km。六官坪河段是指从天河水库坝址至天河广场，河长约为15.5 km。贾家坊河段是指从天河广场至天河口，河长约为25.4 km。

1.2 水质指标检测方法

水体理化检测指标有8 项。一是溶解氧，根据《水质 溶解氧的测定 电化学探头法》（HJ 506—2009），采用便携式溶解氧仪进行测定；二是高锰酸盐指数，根据《水质 高锰酸盐指数的测定》（GB 11892—1989），采用滴定管进行测定；三是生化需氧量，根据《水质生化需氧量（BOD）的测定 微生物传感器快速测定法》（HJ/T 86—2002），采用BOD 快速测定仪进行测定；四是氨氮，根据《水质 氨氮的测定 连续流动-水杨酸分光光度法》（HJ 665—2013），采用流动注射快速测定仪进行测定；五是总磷，根据《水质 总磷的测定 流动注射-钼酸铵分光光度法》（HJ 671—2013），采用流动注射快速测定仪进行测定；六是总氮，根据《水质 总氮的测定 连续流动-盐酸萘乙二胺分光光度法》（HJ 667—2013），采用流动注射快速测定仪进行测定；七是透明度，根据《透明度的测定（透明度计法、圆盘法）》（SL 87—1994），采用透明度盘进行测定；八是叶绿素a，根据《水质 叶绿素a 的测定 分光光度法》（HJ 897—2017），采用叶绿素测定仪进行测定。

1.3 水质优劣程度指标评估方法和赋分标准

按河湖（库）水质类别比例进行赋分。水质类别比例的主要评估标准为《地表水资源质量评价技术规程》（SL 395—2007）。其中，河流、水库和湖泊分别按照河长、蓄水量和湖泊水面面积来进行统计分析，按照标准进行赋分。

1.4 饮用水水源地水质达标状况指标评估方法和赋分标准

集中式饮用水水源地水质达标比例[5]为评估年满足水源地水质标准的供水量与评估年集中式水源地供水总量的比值。按照饮用水水源地水质达标比例赋分，赋分标准如表1所示。

表1 饮用水水源地水质达标状况赋分标准

1.5 营养状态指标评估方法和赋分标准

按照《地表水资源质量评价技术规程》（SL 395—2007），评估湖（库）营养状态指数。采用线性插值法[6]将浓度值转换为赋分值，评价标准及分级方法均采用《地表水资源质量评价技术规程》（SL 395—2007）。

2 结果与讨论

2.1 水质优劣程度评估结果分析

通过各监测点位水质类别结果可知，同一监测河段不同监测点位的水质类别无明显差异。2021年，天河水库水质良好，3月为Ⅱ类，总氮为Ⅳ类，9月为Ⅲ类，总氮为Ⅳ～Ⅴ类。六官坪水质类别为Ⅱ类，总氮为Ⅴ类～劣Ⅴ类。贾家坊仅1 号点位3月水质较好（Ⅱ类），而9月水质较差（Ⅳ类），可能是因为1 号点位处于郧西县水韵广场上游，3月水面较宽，河宽是下游断面的2 倍以上，且流量较大，其属于城市景观河段，水样需要船采；9月采样时开闸放水，水量骤减，可以涉水采样，水体条件的骤然改变可能导致水质类别的变化；从浓度均值来看，贾家坊监测河段水质为Ⅲ类，总氮为劣Ⅴ类。

总氮参评/不参评导致的水质类别差异较大，带来的赋分变化也较大。按照《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002），仅湖库断面总氮参评。天河水库为河流型水库，本研究中水质评价指标赋分取不考虑总氮的结果。天河水库河段和六官坪河段各监测点位Ⅰ～Ⅲ类水质比例为100%，贾家坊河段各监测点位Ⅰ～Ⅲ类水质比例为95%。湖北省天河各监测河段Ⅰ～Ⅲ类水质比例均大于90%，水质优劣程度赋分均为100 分。

2.2 饮用水水源地水质达标状况评估结果

郧西县有2 处县级以上集中式饮用水水源地，分别为天河水库和土门水库，天河水库属于本次评估河段，土门水库位于天河支流汇河中游。评估数据主要来源于十堰市生态环境局发布的环境质量月报。监测结果表明，2021年天河水库水质良好，水质为Ⅰ～Ⅱ类，水质达标率为100%，因此，饮用水水源地的水质达标状况赋分为100 分。

2.3 营养状态评估结果

营养状态评估结果显示，2021年3月天河水库的营养状态指数为37.9，它处于中营养状态，赋分为82.6 分；9月营养状态指数为50.5，它处于轻度富营养化状态，赋分为59.5 分。两次监测结果取平均值，营养状态赋分为71.0 分。

3 结论

经天河流域化学完整性评估，湖北省天河水库河段和六官坪河段各监测点位Ⅰ～Ⅲ类水质比例为100%，贾家坊河段各监测点位Ⅰ～Ⅲ类水质比例为95%。天河各监测河段Ⅰ～Ⅲ类水质比例均大于90%，水质优劣程度赋分均为100 分。饮用水水源地的水质达标状况赋分为100 分。天河水库3月的营养状态指数为37.9，它处于中营养状态，赋分为82.6 分；9月营养状态指数为50.5，它处于轻度富营养化状态，赋分为59.5 分。