陈 平，杨 娟

(广安市环境监测站,四川 广安 638000)

西溪河属于渠江一级支流，发源于广安市岳池县，流经小平故居和广安城区后汇入渠江,作为唯一流经广安主城区的河流，西溪河水质的优劣对沿岸群众有着非同一般的重要意义。但由于西溪河沿岸农业、养殖业用水增加使流量减小，乡镇生活污水排放量加大，以及下游城区规模迅速扩大,人口急剧增加，导致西溪河水质开始恶化，有逐渐向黑臭水体发展的趋势，水环境问题越来越受人们重视。近几年经过市区协同治理，西溪河中下游水质逐渐稳定并开始得到改善。从监测数据中挖掘有用的信息，对其水质变化特征和过程进行研究，识别潜在污染源能提高人们对区域状况的认识[1]，可对整个流域的环境管理和治理提供参考之处。

本文研究的西溪河流域设置有水质例行监测断面，通过长期的监测，基本了解了该河流的水质状况。对其做出合理评价，制定有针对性的水环境治理规划和方案，水质评价的合理性将直接影响水环境整治决策的准确性[2-3]、目前，河流水质评价主要有单因子评价法[4]、模糊数学评价法[5-6]、灰色类聚法[7-8]、BP神经网络法[9]、内梅罗污染指数法[10]、主成分分析法[11]等，在实际运用当中，这些方法各具优点，但有些方法计算过程繁琐、复杂，不方便实际应用[12]。根据几种评价方法的特点，本文使用单因子评价法和平均综合污染指数法[13]相结合的方式，对西溪河流域进行水质状况评价，并使用Spearman秩相关系数法进行水质变化趋势分析。结合近年治理措施及结果，分析该河流水质变化特征及水污染源特征，旨在为西溪河流域水资源质量保护及合理利用提供参考。

1 研究区域及研究方法

1.1 区域概况及评价指标

西溪河全长100多公里，发源于岳池县，沿途流经5乡镇以及广安主城区。主要支流顾县河，途径3乡镇于流域中游苟角镇境内汇入西溪河中。流域内主要为农村区域，工矿企业少，无工业园区，有为数不多的规模化畜禽养殖企业。

本文现用2014～2018年西溪河常规例行监测数据进行研究，根据西溪河行政区域改变以及污染状况等共在干流上设置了7个监测断面，频次为每月1次。现以《地表水环境质量评价方法(试行)》[14]中除pH、溶解氧外的19个因子进行评价，pH基本稳定无变化且未超标，溶解氧很大程度与其他因子有关，评价因子可基本反映水质大概情况[10]。标准按照《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)[15]执行，见表1。各监测断面名称和位置详见图1。

图1 西溪河监测断面位置示意图Fig.1 The diagram of monitoring cross-section of Xixi river

表1 评价因子及地表水环境质量标准(GB 3838—2002)Ⅲ类标准限值Tab.1 Evaluation factors and standard limitation values of environmental surface water quality standard(GB 3838—2002)in category Ⅲ (mg/L)

1.2 评价方法

平均综合污染指数法：对断面或河流水体污染物产生的水质影响进行综合评价，定量描述总体污染状况。其计算公式为

Pi=Ci/Si

(1)

(2)

式中：Ci为监测值；Si为标准值，取《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002) 的Ⅲ类标准限值；n为评价指标的个数；Pi为第i项指标的污染分指数；P为平均综合指数。文中未检出监测项目以检出限值参与计算。

Spearman秩相关系数法计算公式如下：

(3)

式中：di为变量Xi和变量Yi的差值，Xi为周期1到周期N按浓度值从小到大排列的序号，Yi为按时间排列的序号。

2 结果与讨论

2.1 西溪河水质空间分布变化特征

2014～2018年西溪河水质监测中8项主要指标数据统计如表2所示，其余11项指标基本无检出未予列出，干流及主要支流综合污染状况见图2。

表2 2014～2018年西溪河水质监测主要指标数据统计Tab.2 Statistical data of leading indicators of Xixi river monitoring results during 2014～2018 (mg/L)

图2 2014年～2018年断面综合污染状况Fig.2 Overall contamination profile of river cross- section region from 2014 to 2018

其中顾县河断面位于西溪河上游主要支流，贺家盖、红色村、大坝位于中游，全民水库库区，葫芦岛、城区闸坝、凌云桥位于下游。由图3可见，2014～2018年，西溪河及支流各断面平均综合污染指数有较强的空间差异性，分布特征呈明显的凹线型。

顾县断面位于西溪河上游支流顾县河，为县内水质目标断面。由于流量较小，加之沿岸多个乡镇生活污水和农业面源污染的进入，致使水质较差，平均综合污染指数0.42，为全流域最高，也是导致整个流域水质较差的主要原因。

图3 2014年～2018年平均综合污染沿程变化Fig.3 Average overall pollution variations from 2014 to 2018

上游贺家盖断面平均综合污染指数呈小幅度波动，数据变化不大。因来水水量较小，受几个上游人口较多的乡镇生活污水和沿途农业面源畜禽养殖以及工业废水的影响，平均综合污染指数较高。主要超标因子为高锰酸盐指数和化学需氧量。红色村为岳池和广安区的交接断面，水体经过自净和其他小流域进水的稀释，与贺家盖断面相比，平均综合污染指数略有下降。到大坝断面时，进一步降低。葫芦岛为广安城区上游背景断面，得益于近年地方政府的大力整治河流沿岸的乡镇生活污水和种养殖业，严格控制农业面源污染进入，使该断面未接纳过多新污染物，2017、2018年平均综合污染指数均为全流域最低，主要污染物为生化需氧量和化学需氧量。

城区闸坝和凌云桥断面分别为城区内河段控制断面，受城区居民未收集完全的生活污水，以及园林景观用水等影响，水质逐渐变差。且由于城区拦河筑坝、原小水电站引水渠分流部分水量等原因导致流动性变差，水体有所恶化，平均综合污染指数升高，到入江断面凌云桥时达到一个较高值，超标因子主要为生化需氧量和化学需氧量。且在2014～2018年间平均综合污染指数呈逐年增高的趋势，需引起足够重视。

总体来说，西溪河水体质量较差，处于轻度污染状态。其中上游支流水质较差，中游经过稀释流动自净作用有所好转，进入广安区境内后，由于水体自净作用，导致污染物浓度降低，水质逐渐变好。进入城区后平均综合污染指数再次升高，水质明显变差，超标因子主要集中在生化需氧量，其次是化学需氧量、总磷和高锰酸盐指数，大多数监测因子达标。

根据表3单因子评价法结果，显示2018年西溪河流域7个监测点位中支流顾县河为劣Ⅴ类水，主要污染物是氨氮，其次是总磷，大坝为Ⅳ类水，主要污染物是总磷；其他断面为Ⅲ类水质，少数月份部分断面Ⅳ类水质，主要污染物为生化需氧量、化学需氧量、总磷和高锰酸盐指数，说明流域主要污染物为有机污染因子和部分营养物质。与2017年相比，总体水质状况有所改善。

表3 2017年、2018年单因子评价法评价断面水质类别变化Tab.3 Utilize single-factor evaluation method to evaluate cross-sectional water quality differences in 2017 and 2018

2.2 水质变化趋势

采用Spearman秩相关系数法对西溪河流域水质变化进行趋势分析。根据西溪河7个断面各年度水质的评价综合污染指数计算秩相关系数。如表4所示，当N=5，置信水平为0.05时，临界值Wp为0.09，城区闸坝监测断面的|rs|>Wp，且rs<0，说明该监测断面平均综合污染指数呈显著下降趋势，水质明显变好。其余断面rs值均未超过临界值Wp，平均综合污染指数变化无显著意义。但其中葫芦岛断面平均综合污染指数呈现下降趋势，红色村断面平均综合污染指数呈上升趋势，需要引起足够的重视。顾县河、贺家盖、大坝和入江口凌云桥断面平均综合污染指数变化无相关性。见图4。

从表4来看，西溪河流域干流秩相关系数小于零，呈现下降趋势。这跟近年地方政府对西溪河流域整治的大力投入有关，如关闭沿岸畜禽乡镇养殖企业、转变沿岸种植作物类型为经济果木，取缔拦河小水电、完善污水管网、河道清理、提高污水收集率等措施以及河(湖)长制、山水林田湖、洁净水行动、环保督查等系列环保工作制度的形式，得到各级政府相关部分的广泛关注。促使流域水质得到改善，取得了较好的效果。总体来说西溪河干流水质整体优于上游支流顾县河水质。支流和西溪河流域平均综合污染指数变化无明显相关性。

表4 西溪河流域秩相关系数Tab.4 Coefficient of rank correlation of Xixi river basin

图4 西溪河断面秩相关系数Fig.4 Coefficient of rank correlation of Xixi river cross-section

2.3 水质时间变化特征

2018年西溪河流域水体综合污染状况逐月变化趋势由图5可见，西溪河干流全年水质平均综合污染指数变化幅度不大，状况基本操持稳定。支流顾县河平均污染状况随月份变化起伏较大，1～3月上升趋势明显，4月由于汛期雨量充沛，降雨对污染物稀释作用显著，综合污染指数经较大回落后有所波动，但总体保持稳定，基本较好。总体来说，西溪河整个流域水体平均综合污染指数随月份波动变化逐渐降低，其中1～3月逐步升高至3月时达到全年最高值0.634，主要污染来自于乡镇人口生活污水和农业种植面源污染，由于春季处于枯水期河流水量太小，加上沿途乡镇春节返乡人员生活污水量增大，之后开始农业春耕灌溉等原因使流量进一步降低，导致水质较差。4月至9月处于丰水期，雨水充沛，由于降水量的增加，河流稀释能力的增加使水体中污染物受到较好的稀释净化，导致水质较好，但降雨的增加同时也导致地面冲刷而带入新的污染物，让水体污染物平均综合污染指数出现轻微的波动。10月至12月流量平稳，农业种植处于修整期，使农业面源污染大量减少，平均综合污染指数变化幅度不大，水质稳定略有变好。冬季农闲是导致水质全年最好的主要原因。

图5 2018年平均综合污染指数月变化图Fig.5 Monthly changingFigure of 2018 average overall pollution index

2.4 水质变化特征分析

西溪河流域，除开广安城区外共计有8个乡镇。其中干流上游包括天平镇、兴平镇、苟角镇3个乡镇，根据第五次人口普查数据计算人口数量占整个流域的51.4%，根据第二次全国污染源普查现场调查结果显示工业企业占整个流域的23.8%，农业面源畜禽养殖业占43.8%，而污水处理厂只占38.5%。说明干流上游生活污水和畜禽养殖对河流污染物贡献占有较高比重，污水治理设置较人口比例来说相对较低。见表5。

表5 西溪河流域沿途污染源情况Tab.5 Pollution sources along the Xixi river basin

支流顾县河包括东板乡、长田乡、顾县镇3个乡镇，人口数量占沿途乡镇的26.6%，工业企业占66.7%，农业面源畜禽养殖业占50%，而污水处理厂只占23.1%。说明顾县河作为西溪河的重要支流，其工业和畜禽养殖对河流污染物贡献占有较高比重，与之相反的是污水治理设置比例较低，匹配治污能力相对不足，有待进一步提升。

中下游包括浓溪镇、龙安乡2个乡镇，人口数量占沿途乡镇的22.0%，工业企业占9.5%，农业面源畜禽养殖业占6.2%，而污水处理厂占整个流域的38.5%。目前中下游通过多项措施使工业废水降到最低且生活污水和农业面源污染得到了有效的抑制。但由于上游河段水质较差，尤其是主要支流顾县河是导致整条河流平均综合污染指数高居不下的主要原因，因此在保住中下游水污染治理成果的前提下，应重点突出上游河段的治理工作，以确保整条河流的水质改善。

3 主要污染防治对策建议

3.1 完善沿岸乡镇基础设施，增加集中式污水处理。对已建污水处理厂应加强监督保证其正常运行，严格要求场镇雨污分流，完善污水管网，加大污水收集力度，增加收集面积，减少入河排污口数量，杜绝生活污水直排。同时对于农村生活污水的处理吴歆悦[16]建议根据实际情况进行分散式处理更加灵活有效。其次增加农村生活垃圾收集率，严禁垃圾倾倒入河，对入河污染物进行严格把控，减少污染物总量。

3.2 合理利用水资源，改变农业用水模式，优化沿岸种植作物类型，进行河岸治理。加大农药高效低量使用指导，严禁使用高毒、高残留农药[17]，降低农药残留通过地表径流汇入河中产生污染。讲求针对性科学施肥，合理化肥配额。发展节水灌溉，节约水资源，降低农田退水污染。提倡城镇居民节约用水，提高用水效率。减少用水，则可增加河流流量，加大河水自净能力。

3.3 在流域范围内加强建设项目环境管理,禁止新增工矿企业及畜禽养殖企业，同时严肃现有企业的监督管理，杜绝污染事件的发生。加大水质目标考核力度，深化生态补偿制度[18]，按区域分段落实相关地方政府的治理职责。同时构建环境管理协作机制，走协同合作型的路径治理[19]解决各自为政单打独斗的局面，切实促进流域综合治理。

4 结 论

2014～2018年，西溪河流域水质综合污染状况总体呈现下降的趋势，上游支流顾县河水质相对较差，五年平均综合污染指数为0.380，但污染状况有所改善。进入西溪河干流中游时水质污染状况得到明显缓解，进入城区后水质再次出现变差的情况。整条流域超标因子主要集中在生化需氧量项目，其次是化学需氧量、总磷和高锰酸盐指数。年内水质变化枯水期比丰水期、平水期水质要差，从全年来看，西溪河1～3月水质较差，4月后基本保持稳定，水质相对较好。

通过Spearman秩相关系数法对西溪河流域水质进行趋势分析得出，城区闸坝污染状况有显著下降，其余断面无显著意义。红色村断面平均综合污染指数有细微升高的趋势，需要加强环境管理提高警惕。干流综合污染指数整体呈稳定下降的趋势，说明近年对西溪河流域的治理措施起到了较好的效果。

西溪河流域污染源主要来自沿途乡镇生活污水和农业面源污染，工业污染不明显。中下游经过加大环保投入，引导农业经济转型、取缔畜禽养殖等措施使水质得到有效改善，对整条流域的治理具有较好的参考意义。