于志强，张乃鹏

(1.山东省水文局，山东 济南 250002；2.东营市水文局，山东 东营 257000)

城市化建设的加快和人民生活水平的提高对城市供水的水量和水质均提出了高标准和高要求[1-2]。近年来随着我国经济的快速发展和城镇化水平的不断提高，大量的工业废水、生活污水、农业非点源污染以及水源保护区不合理开发活动等已经严重威胁饮用水水源安全[3]。山东省是一个严重缺水的省份，人均水资源仅是全国平均水平的1/6[4]，随着山东省经济的快速发展、各重点城市人口不断增加、城市工业经济持续增长，对水资源的需求量亦日益递增[5]。为全面了解和掌握山东省城市供水水源地的水质现状，本文采用水质综合指数法对全省25处水源地2016年的水质状况进行评价，并根据2007—2016年全省水源地水质指标及水质指数WQI值进行季节性Kendall检验，综合分析全省水源地水质变化趋势。

1 山东省主要城市供水水源地概况

山东省从2003年开展了全省主要城市重点供水水源地监测工作，截止2016年共达25处，其中地表水水源地20处，地下水水源地5处，详见表1。

2 评价方法

2.1 水质现状评价方法

针对饮用水功能特征，以GB 3838—2002《地表水环境质量标准》为基础，参照GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》对水源地进行评价[6]。本文评价采用水质综合指数评价法，将评价指标分为三类：①水源地易污染项目，包括氨氮、溶解氧、高锰酸盐指数和总大肠菌群共4项(地下水水源地不包括溶解氧)；②饮用水一般化学指标，包括pH值、总硬度、硫酸盐、氯化物、溶解性铁、锰、铜、锌和挥发酚共9项；③第三类为饮用水中毒性项目，包括氟化物、氰化物、砷、汞、镉、铅、铬(六价)、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮共9项。评价步骤[7]如下：

(1)求得各单项水质指标的指标数Iiok。

(2)分别求出三类项目的分类指数(ILI、ILII、ILIII)。

第一类项目的分类指数(ILI)为各单项水质指标的指数和的平均值，即

(1)

第二类、第三类项目的分类指数(ILII、ILIII)分别为各单项水质指标的指数最高者。

(3)水源地水质指数(WQI)为上述三类项目分类指数中的最高者，即：

WQI=Max(ILI，ILII，ILIII)

(2)

根据水源地的WQI，即可确定其水资源质量等级和水质状况。根据相应水质标准中的评价级别，将具体水质评价指标换算为1、2、3、4、5级水质指数，分别对应优、良、中、差、劣等5类水质状况；水质指数为4、5级的水源地为水质不合格水源地，相应的水源地供水量为水质不合格供水量。

表1 山东省主要城市重点供水水源基本情况表

2.2 水质变化趋势分析方法

水质变化趋势分析的主要目的是了解和判断水中污染物随时间和空间的变化。季节性Kendall检验于1982年提出，并由Smith等和Van等做了进一步的修正[8- 10]。该方法是一种仅考虑数据相对排列的非参数检验方法，其主要优点是不受水质资料的非正态性、季节性变化、流量相关、出现漏测值或小于检测限值等的影响。该检验方法的思路是收集多年的监测数据，分别计算各月份(或季节)的统计量及方差，再把各月份(或季节)的统计量相加，计算总统计量。如果季节数和年份数足够大，可通过总统计量与标准正态分布表之间的比较来进行显著性趋势检验。

季节性Kendall检验法的原理见参考文献[11]，模型的构建见参考文献[12- 15]。本文采用PWQTrend2010软件进行分析，PWQTrend2010是基于季节性Kendall检验方法的水质趋势分析专业软件，能够定量描述水质趋势。

3 评价结果

3.1 水质现状评价结果

山东省25处重要供水水源地采用每月监测1次年度共12次的监测频次。锦绣川水库2月份由于冰冻未能取样，故年度监测11次；尹府水库8—12月库干，故年度监测7次。利用水质综合指数评价法求得水质评价结果见表2。

由表2看出，2016年25处水源地中有13处水源地全部测次的评价级别均为1级(优)，占评价总数的52%；有24处水源地全部测次的评价级别符合3级(中)，达标率为96%；仅有岸堤水库9月份由于亚硝酸氮超标导致评价级别为4级。

表2 2016年山东省主要供水水源地水质评价结果统计表

综上，2016年山东省主要城市重点供水水源地水质状况整体良好，水质较为稳定，绝大部分水源地均能满足城市集中式供水水质要求。

3.2 水质指数WQI值变化趋势分析结果

对2007—2016年共10年25处水源地逐月水质指数WQI值采用季节性Kendall检验法进行趋势分析，见表3。

由表3可以看出，采用季节性Kendall检验法2007—2016年全省25处水源地中有3处水源地水质指数WQI值检验结果为无明显升降趋势，占总数的12.0%；有4处为上升趋势，占总数的16.0%，其中有1处为高度显著上升，3处为显著上升；有18处为下降趋势，占总数的72.0%，其中有15处为高度显著下降，3处为显著下降。

综上，2007—2016年25处水源地的水质指数WQI值变化趋势均以下降趋势为主。

3.3 各类水质指标变化趋势分析结果

对2007—2016年25处水源地的三类22项水质指标(其中5处地下水水源地监测指标为21项)进行季节性Kendall检验。采用季节性Kendall检验法计算水质指标的变化趋势，25处水源地中五级类别(高度显著上升、显著上升、无趋势、显著下降和高度显著下降)所占的个数见图1，三类类别(上升、下降和无趋势)所占的百分比见图2。

(1)第一类——污染指标

采用季节性Kendall检验法，污染指标的4个参数中氨氮、高锰酸盐指数和总大肠菌群均以下降趋势为主，下降的比例分别为60.0%、56.0%和56.0%，三个参数上升的比例分别为12.0%、12.0%和28.0%；而溶解氧则以上升趋势为主，上升的比例为40.0%，下降和无趋势的比例各占30.0%。氨氮、高锰酸盐指数、总大肠菌群趋势下降原因与点源面源污染源治理有关，水源地保护效果显现。

表3 季节性Kendall法趋势分析结果表

图1 五级类别统计图

图2 三类类别统计图

(2)第二类——饮用水一般化学指标

一般化学指标中总硬度、硫酸盐、氯化物以上升趋势为主，上升的比例分别为60.0%、76.0%和76.0%，下降比例则分别仅为16.0%、16.0%和12.0%；溶解性铁以下降趋势为主，下降比例占52.0%，上升比例仅占16.0%；pH值、锰、铜、锌、挥发酚则以无明显升降趋势为主，无明显升降趋势的比例分别为48.0%、64.0%、92.0%、84.0%和100%。总硬度、硫酸盐、氯化物趋势上升原因与滨海地区地下水过度开发利用造成区域性超采，引发了地下水位持续下降、海(咸)水入侵等一系列生态环境问题有关；溶解性铁下降原因与生态环境治理、水质得到改善有关；其余无明显趋势升降趋势的指标主要由于在水体中含量很低或未检出的原因。

(3)第三类——饮用水毒性指标

饮用水毒性指标中氟化物以上升趋势为主，上升的比例占52.0%，下降的比例占36.0%；硝酸盐氮和亚硝酸盐氮以无明显升降趋势最多，所占比例均为44.0%，下降趋势所占比例也不低，分别占32.0%和48.0%；而总氰化物、砷、汞、镉、铅、铬(六价)均全部为无明显升降趋势。氟化物呈现上升趋势，与地下水开采量加大，深度开采，导致水体中氟化物含量增加；硝酸盐氮和亚硝酸盐氮趋势下降原因与点源面源污染源治理、生态环境治理及水源地保护效果显现，水质得到改善有关。其余无明显趋势升降趋势的指标主要由于因为在水体中含量很低或未检出的原因。

4 结论

(1)全省水源地水质指数WQI值的季节性Kendall检验中呈下降趋势、无明显升降趋势和下降趋势比例分别为72.0%、12.0%和16.0%，因此，全省水源地水质指数WQI值主要以下降趋势为主。

(2)在水源地水质指标的季节性Kendall检验中，全省水源地均有81.8%的水质指标以下降趋势和无明显升降趋势为主，远高于下降趋势。

(3)从上述水源地水质指数和水源地水质指标的相互趋势变化来看，两者相辅相成，互相起到验证作用和良性推动，水质指标的下降会使得水源地水质好转，因而使水源地水质指数WQI值也同样下降，全省主要水源地水质主要向稳定和趋好方向转换。

(4)全省水源地监测项目中总硬度、硫酸盐、氯化物和氟化物4个指标均以上升趋势为主，且所占比例较大，应采取相应措施加以改善。

水规总院组织开展“中小型水库设计洪水相关技术研究”调研工作

本站讯 我国中小型水库数量众多，建设年代较早，大量水库处于无实测资料地区。近年来水文站网不断完善，积累了一定的水文资料，为研究异常天气对中小型水库洪水的影响，提出中小型水库设计洪水在采用图集、计算方法和标准等方面的技术要求，提高全国中小型水库设计洪水可靠性，2018年9月16日至20日，水规总院组织赴新疆哈密市射月沟水库和内蒙古乌拉特前旗增隆昌水库进行现场调研，并与有关设计单位和省市有关部门进行了座谈与交流。

座谈会议中，调研组介绍了研究的工作计划及要求，听取了相关单位对两座水库暴雨洪水的调查分析计算情况、出险情况调查评估的汇报，以及对中小型水库的设计标准、设计洪水计算方法及成果采用等方面的建议，调研组与参会专家、代表进行了充分讨论，提出了下阶段的工作建议。

调研组由水规总院侯传河副总工、蒋肖副总工带队，规划处相关人员参加。内蒙古自治区防办、水文局、水电设计院等单位参加了在呼和浩特的座谈，新疆维吾尔自治区水利厅、水文局、防办、水电设计院及哈密水文局、水电设计院等单位参加了在乌鲁木齐的座谈。

(水规总院网站)