文山市暮底河水库水质特征污染物及变化趋势分析

摘 要：通过对暮底河水库2008—2022年水质监测数据进行统计分析，并根据污染指数和污染分担率计算，结果表明总氮为暮底河水库的特征污染物。采用污染变化趋势的定量分析方法——秩相关系数法评价，暮底河水库不包括总氮的水质综合类别呈上升趋势，水质明显好转，但单独评价指标总氮变化呈加重趋势。应根据总氮的主要来源有针对性的采取措施，防止总氮污染的进一步恶化。

关键词：水质评价；特征污染物；变化趋势；暮底河水库

中图分类号：X82文献标志码：A文章编号：1673-9655（2024）01-00-05

0 引言

暮底河水库为河流型水库，位于文山市西北面13 km的盘龙河右岸支流暮底河上，属于红河流域元江水系。水库于2002年1月开工兴建，2006年11月正式下闸蓄水，总库容为5784.9万m3，是以城市供水为主，兼顾防洪、发电等综合利用功能的综合型水库，承担着文山城区以及马塘工业园区的生产、生活供水，为文山市的饮用水主水源。暮底河水库水源保护区面积为307 km2，涉及文山市小街镇、喜古乡、坝心乡以及开化街道的17个村委会80个自然村。暮底河水库汇水区域主要干流有顺甸河、小街河、坝心河三条河流，其中水库上游为顺甸河，顺甸河上游由坝心河及小街河等支流组成，两河向东流淌汇于喜古乡顺甸河后流入暮底河水库。暮底河水库水质的好坏，直接关系到文山城区30多万人的饮水安全，对于文山市社会经济的可持续发展具有举足轻重的作用。本文通过对暮底河水库供水以来的水质监测数据进行统计，分析水库水质的特征污染物及其变化趋势，为生态环境管理和决策提供科学依据。

1 水质评价及分析方法

1.1 监测基本情况

暮底河水庫自2007年7月向文山城区供水，原文山州环境保护监测站从2007年8月开始，在暮底河水库设置监测点位开展每月一次的常规监测。为保证监测数据的可比性和完整性，本文采用2008—2022年连续15年的监测数据进行分析评价。

1.2 监测项目

水质类别按照中华人民共和国《GB 3838—2002地表水环境质量标准》 [1]表1地表水环境质量标准基本项目标准限值24项指标。

1.3 评价标准及方法

根据《GB 3838—2002地表水环境质量标准》表1标准，按照原环境保护部办公厅《关于印发〈地表水环境质量评价办法〉（试行）的通知》（环办〔2011〕22号）[2]进行评价。评价指标为《GB 3838—2002地表水环境质量标准》表1项目中除水温、总氮、粪大肠菌群以外的21项指标，水温、总氮、粪大肠菌群作为参考指标单独评价（河流总氮除外）。

水质类别评价采用单因子评价法，水质分析统计采用综合污染指数法。水质类别与水质定性评价分级的对应关系见表1。

1.4 污染变化趋势评价方法

污染变化趋势定量分析采用 Spearman 秩相关系数法[2]。按照时间周期，将其相应值从大到小进行排列，计算出秩相关系数RS，将秩相关系数的绝对值同Spearman秩相关系数统计表中的临界值Wp进行比较：当RS＞Wp表明变化趋势有显著意义（RS为负值表明呈下降趋势；RS为正值表明呈上升趋势）；RS≤Wp变化稳定或平稳。

2 水质状况与分析

2.1 监测数据统计分析

按年平均统计，暮底河水库2008—2022年水质综合类别（总氮、粪大肠菌群不参与评价）保持在Ⅰ～Ⅲ类，无Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水质。其中有13年为Ⅰ～Ⅱ类水质，占86.7%，水质状况优；仅2013年、2015年2年为Ⅲ类，占13.3%，水质状况良好。同期单独评价指标总氮为Ⅱ～Ⅳ类，其中仅2009年1年为Ⅱ类，占6.7%；Ⅲ类有11年，占73.3%；Ⅳ类3年，占20%。单独评价指标粪大肠菌群同期为Ⅰ～Ⅱ类水质，占100%。

按月统计，2008—2022年共监测180个月，水质综合类别（总氮、粪大肠菌群不参与评价）保持在Ⅰ～Ⅲ类，无Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水质。其中有178个月为Ⅰ～Ⅱ类水质，占98.9%，水质状况优；仅2008年4月、5月为Ⅲ类，占1.11%，水质状况良好。同期单独评价指标总氮Ⅰ～Ⅱ类水质29个月，占16.1%；Ⅲ类水质119个月，占66.1%；Ⅳ类水质28个月，占15.6%；Ⅴ类水质4个月，占2.2%。单独评价指标粪大肠菌群Ⅰ～Ⅱ类水质171个月，占95.0%；Ⅲ类水质有8个月，占4.4%；仅2020年8月1个月出现Ⅳ类水质，占0.6%。暮底河水库总氮2008—2022年年监测结果及评价统计见表2。

根据监测数据统计分析，暮底河水库2008—2022年月平均水质综合类别（总氮、粪大肠菌群不参与评价）Ⅰ～Ⅱ类占比98.9%，Ⅲ类占比1.1%；总氮月平均水质Ⅰ～Ⅱ类占比16.1%，Ⅲ类及以下占比83.9%；粪大肠菌群月平均水质Ⅰ～Ⅱ类占比100%。采用《GB 3838—2002地表水环境质量标准》表1指标，剔除污染指数为0和仅1年污染指数＞0 的项目，选取总磷、氨氮、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氟化物、总氮7个项目计算污染指数P和污染分担率K（%），2008—2022年总氮污染指数均较大，污染分担率从2008年的30.51%逐渐上升到2022年的49.32%，均为各年度污染占比最大项目。2008—2022年暮底河水库污染指数和污染分担率统计见表3。

综上分析表明，总氮为暮底河水库的特征污染物。

2.2 总氮变化趋势分析

根据暮底河水库监测数据统计，自2008年以来总氮月监测值呈逐渐上升趋势，2008—2022年总氮月变化趋势见图1。采用污染变化趋势的定量分析方法——秩相关系数法评价，总氮年平均浓度值秩相关系数RS=0.862，＞0.440的临界值Wp（经查询Spearman秩相关系数统计表，当N=15时，

秩相关系数RS的临界值Wp在显著水平（单侧检验）0.05时等于0.440），表明暮底河水库总氮指标变化呈加重趋势。同期总氮水质类别也呈下降趋势，而不包括总氮的水质综合类别与总氮相反，呈上升趋势，2008—2022年总氮年变化趋势见表2和图2。

3 原因分析

为了做好水源地保护，文山市人民政府对暮底河水库水源保护区划定了保护范围，一级保护区及库区管理范围实行封闭式管理。在水源保护区建设水源涵养林，加强水源地小流域的综合治理和生态恢复，禁止一切排污行为和对水源有影响的旅游、畜禽和水产养殖等活动。从2011年开始，生态环境及水务等部门在水库上游实施了喜古乡五家寨、顺大寨等农村环境综合整治工程，以及顺甸河污染治理、暮底河水库河口湿地等工程，流域生活污水、生活垃圾及畜禽粪便得到妥善处置。经过多年的综合整治，暮底水库流域污染源得到了有效的治理，除总氮外整体水质向好。

暮底河水库水源保护区内无工矿企业和规模化畜禽养殖业，污染源主要包括文山市小街镇、喜古乡、坝心乡3个乡镇点源，以及相对分散的村庄生活污水、农田径流、生活垃圾、畜禽粪便、农田废弃物、水土流失等，经地表径流汇入河道流入库内。根据《文山县暮底河水库水源保护区环境保护综合整治可行性研究报告》[3]，暮底河水库水源保护区污染源总氮入库量污染负荷最大的是农田面源，占39.11%；第二是生活污水占36%，其次是人畜粪便，再其次是水土流失导致的污染贡献；污染负荷相对较小的是点源、生活垃圾污染。以点源和面源分类分析，流域内点源仅占12%左右，88%污染负荷为面源。根据监测数据统计分析，总氮从2017年以来频繁出现超标，经对2017—2022年共6年的月监测数据进行分析，总氮超标规律基本从每年的5月开始，总氮浓度值逐渐上升，最高值出现在8—11月，随后开始逐渐开始下降，到次年的5—6月最低。根据同期开展的文山城区酸沉降监测降水量统计分析，文山市降雨主要集中在5—10月，占全年降雨量的78%，正好与总氮的高峰值重叠。2017—2022年总氮月对比见图3，文山城区酸沉降监测降水量统计见表4。

暮底河水库污染特性以生活和农田生产类有机物污染为主，经分析，导致暮底河水库总氮持续上升的主要原因有以下几点：

一是暮底河水库流域内农田耕地化肥施用过量。据统计，2021年文山市农用化肥施用量（折纯）[4]共1.69万t，其中，氮肥0.75万t，占44.38%；磷肥0.17万t，占10.06%；钾肥0.21万t，占12.43%；复合肥0.56万t，占33.13%，农村以氮肥和含氮的复合肥为主。农民在化肥施用过程中一般都未进行测土配方科学施肥，仅凭经验施用，导致部分农田耕地化肥施用过量，化肥利用率较低，随着雨季的来临经地表径流进入库内。

二是为推进乡村振兴，改善农村人居环境，近年来文山市全面有序推进农村卫生户厕整改，将旱厕改造成化粪池水冲厕所或沼气联通式厕所，对乡村文明以及环境改善起到了很好的助推作用，提高了人们的环保意识，养成了良好卫生习惯。但同时水冲厕所相对旱厕来说废水产生量增加较大，再加上产生的庭院式畜禽养殖粪便废水，作为农肥消耗不完。由于大部分农村的污水管沟和废水处理系统未同步建设，部分原来设计建设的农村环境综合整治工程满足不了新增废水的处置，导致处理效率下降，最终导致生活污水流入库内造成污染物增加。

三是流域内的乡镇、村寨污水管网和污水处理设施不健全，部分农村环境综合整治工程管理不到位，治理效果下降，生活污水直排水库库区，严重影响水源地环境安全。

四是暮底河水库水源保护区主要地形地貌以侵蚀构造成因的中低山地貌和喀斯特地貌为主，山高坡陡，水土流失面积大。土壤自身含有大量氮，汛期水土流失致使大量含氮可溶性污染物流入水库，对水库水质也会产生一定的影响。

4 结论及对策措施

4.1 結论

通过对暮底河水库2008—2022年水质监测数据进行统计分析，并根据污染指数和污染分担率计算，结果表明总氮为暮底河水库的特征污染物。采用污染变化趋势的定量分析方法——秩相关系数法评价，暮底河水库不包括总氮的水质综合类别呈上升趋势，水质明显好转，政府以及生态环境、水务等相关职能部门对暮底河水库水源保护区采取的防治措施整体取得了成效，但单独评价指标总氮变化呈加重趋势。下一步应根据总氮的主要来源有针对性的采取措施，防止总氮污染的进一步恶化。

4.2 对策措施建议

（1）在水源保护区内严格实行退耕还林政策，减少耕种带来的面源污染。积极发展生态及有机农业，推广绿色种植，对种植业结构进行调整和优化布局，优先种植需肥量低、环境效益突出的农作物。积极引导农民实施测土配方科学施肥，改进施肥方法，根据农作物的需肥规律，采用底施、深施、分层追施、喷施等，以提高化肥的利用率。优先使用农家肥，减少化肥使用量，同时减少生活废水对水库水质的影响。

（2）加强集镇环保基础设施建设，尽快建设小街镇、喜古乡、坝心乡政府所在地污水收集管网和生活污水处理厂，减少点源污染物排放量。在水源保护区流域内进一步加大农村生态环境综合整治力度，减轻农村面源污染。

（3）加强环保宣传教育，提高村民的环保意识。农村生态环境的好坏直接关系到农民的生活质量，关系到农村未来的可持续发展，要充分利用美丽乡村建设的契机，提升村民的生态环境保护意识。

（4）继续加强水源地防护林带的保护和建设，增加水源涵养能力，防止水土流失，改善水源保护区生态环境。

参考文献：

[1] 地表水环境质量标准：GB 3838—2002 [S].

[2] 地表水环境质量评价办法（试行）：环境保护部环办〔2011〕22号[S].

[3] 文山县暮底河水库水源保护区环境保护综合整治可行性研究报告[R].昆明：云南省环境科学研究院，2010.

[4] 文山统计年鉴（2022）[R].文山州統计局.2022.

Analysis of the Water Quality Characteristics and Change Trend of Mudi River Reservoir in Wenshan City

ZHANG Rui-min

（Wenshan Ecological Environment Monitoring Station of Yunnan Ecological Environment Department， Wenshan Yunnan 663099，China）

Abstract： Through the statistical analysis of the water quality monitoring data of Mudi River reservoir from 2008 to 2022， the pollution index and pollution sharing rate were calculated. The results showed that the total nitrogen was the characteristic pollutant of Mudi River reservoir. Spearman method was used as the quantitative analysis method to analyze the pollution change trend. The comprehensive category of water quality excluding total nitrogen in Mudi River reservoir showed an upward trend， and the water quality improved significantly， but the total nitrogen change in the individual evaluation index showed an aggravating trend. Countermeasures should be taken according to the main sources of total nitrogen to prevent further deterioration of total nitrogen pollution.

Key words： water quality evaluation; characteristic pollutants; change trend; Mudi River reservoir

收稿日期：2023-05-05

作者简介：张锐敏，云南省生态环境厅驻文山州生态环境监测站，高级工程师，研究方向：生态环境监测。