刘大水库水质评价及趋势分析

【摘 要】水库水质的好坏直接影响水库水资源的利用，也严重制约水库功能的正常发挥。本文通过对大连市刘大水库近5年的水质监测资料进行评价，了解水库的水质状况，对水库水质做出水质评价及趋势分析，并提出相应的建议。

【关键词】刘大水库；水质评价；趋势分析

0 概况

刘大水库位于普兰店市的西北部，沙包镇境内的刘大村，坝址处在大沙河的中上游，是大连市的大型水库之一。刘大水库坝址以上集雨面积278.3平方公里，河道平均比降2.73‰。水库死库容480万立米，正常水位88.25米，正常库容6700万立米，总库容1.89亿立方米。水库保护下游瓦房店市市区、普兰店市10个乡镇，25个村，耕地20万亩，人口6万人。

刘大水库是普兰店市主要的供水水源，现年为普兰店城镇供水1000余万立方米，同时担负着大连市城市事故供水的备用水源任务，并担负着瓦房店市部分工业与居民生活用水的任务。

图1 刘大水库平面示意图

1 水质现状评价

1.1 河流水质评价

1.1.1 单因子评价

单因子评价法是将每个评价因子与评价标准比较，确定各个评价因子的水质类别，其中的最高类别即为断面水质类别，通过单因子污染指数评价可确定水体的主要污染因子。单因子评价方法的应用很广，但这一方法因过于简单而使评价过于粗糙，不能反映水体整体污染程度。

针对刘大水库特点及水质状况，根据2007-2011年对刘大水库水质监测资料，对该水库进行了水质现状评价，评价依据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅲ类水质类别为依据，评价结果显示：刘大水库近五年水质类别变化不大，基本在Ⅲ类水和Ⅳ类水之间，主要超标污染物为化需氧量和石油类。

1.1.2 综合指数评价

综合指数法是考虑多种水质因子，并采用加权平均等方法来计算的水质评价法。它在空间上可以对比不同河段水体的水质污染程度，便于分级分类；在时间上可以表示一个河段，一个地区水质污染的总的变化趋势；改善了用单项指标表征水质污染不够全面的欠缺；解决了用多项指标描述水质污染时不便于进行计算、对比和综合评价的困难。综合污染指数计算公式：

P=■■P■（1）

对于性质不同的污染物，其污染指数Pi计算公式有所不同。具体分级见表1。

选取pH、溶解氧、高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮、挥发酚、汞、铅、石油类共计9项作为综合污染指数评价项目，对刘大水库近5年水质监测资料进行评价。具体评价结果见表2。

表1 综合污染指数水质分级标准

从评价结果可以看出，刘大水库多年平均综合污染指数均在0.33-0.45之间，除2007年属于轻度污染外，其它年份按水质分级均属于水质状况较好，但已接近轻度污染，这与单因子评价结果基本相符。

表2 刘大水库水质综合污染指数评价表

1.2 水库富营养化评价

水体富营养化是水体演化过程中的一种自然现象，是营养富集并促使水生植物和藻类繁殖的过程，指水体接纳过量的氮、磷等营养物质，使藻类及其他水生生物异常繁殖，水体透明度和溶解氧发生变化，造成水质恶化，不断加速水体老化，从而使水体生态系统和水功能受到阻碍和破坏。

本文根据水利部制定的地表水资源质量评价技术规程中制定的营养状态评价标准，对刘大水库2007-2011年共5年的水质监测资料进行富营养化评价，评价指标为总氮、总磷、高锰酸盐指数和透明度，水库营养状态评价结果见表3。

表3 水库水质综合营养指数和状态

2 水质趋势分析

水质变化趋势的分析判断是水质评价部分的重要组成部分。如何评估人类活动以及国家水污染控制措施对全国或地区性水质的影响，一直是国家有关部门和公众普遍关心的环境研究问题之一。水质变化趋势的评价方法通常采用季节性肯达尔检验法，这个方法是目前国际上较科学、较先进的方法。

季节性肯达尔检验法是将历年相同月（季）的水质资料进行比较，如果后面的值（时间上）高于前面的值记为“+”，否则记作“-”号。如查加号的个数比减号的多，则可能为上升趋势；相反如减号的个数比加号的多，则可能为下降趋势。如果水质资料不存在上升或下降趋势，则正、负号的个数分别为50%。季节性肯达尔检验定义为水质资料在历年相同季节间的比较，避免了季节性的影响。同时由于数据比较只考虑数据相对排列而不考虑其大小，故能避免水质资料中常见的漏测值问题，也使奇异值对水质趋势分析影响降到最低限度。

利用刘大水库2007-2011年共5年的水质监测资料，选择总磷、总氮、高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮5个主要污染指标作为评价因子，本文采用PWQTrend专业软件进行分析，该软件是基于季节性Kendall检验的水质发展分析软件，能够给出水质趋势的定量描述和地理分布模式。软件中水质变化趋势分析结果分为三类五级，三类指上升、下降和无趋势；五级指高度显著上升、显著上升、无趋势、显著下降和高度显著下降。 具体评价结果见表4。

表4 刘大水库水质变化趋势检验统计结果

从分析结果可知，总磷呈高度显著下降趋势，高锰酸盐指数呈显著下降趋势，总氮、氨氮和生化需氧量三项指标无明显升降。

3 结语

从评价结果可以看出刘大水库处于中营养状态、水质状况较好，且参与评价的各项指标均无明显升降趋势。但是仍不可忽视，要加强对刘大水库上游水体的污染防治和治理。造成水库污染的原因可能包括以下两个方面：一是面源污染尚未得到有效治理，农业生产和农村生活的废污水及废弃物无节制、无处理、无秩序的随意排放，导致水库受面源污染相对较重，成为水库水质下降和富营养化的重要原因。二是点源污染还存在治理盲点和治理力度有待提高等问题。治理污染是一个系统工程，要统筹兼顾、合理规划，要加大工业废水污染治理和监督管理力度。对每个污染源必须进行有效的治理，各排污单位要根据其废水的特点，选择相应的污水处理工艺和设备对污水进行治理，达到排放标准后才能排放。