张龚丹，舒恬静，陈建华，黄 聪

(1.黄冈生态环境监测中心，湖北 黄冈 438000；2.黄冈市环境保护监测站，湖北 黄冈 438000；3.湖北黄达环保技术咨询有限公司，湖北 黄冈 438000；4.中南安全环境技术研究院股份有限公司，湖北 武汉 430071)

1 引言

黄冈市境内水资源丰富，长江自南蜿蜒流过，流经辖区内总长216 km。境内有倒水、举水、巴河、浠水、蕲水、华阳河等6 大水系，大小支流3690 余条，属中游下段北岸水系。长江是流经黄冈的重要河流，西自团风县鹅公颈举水入江处入境，东至黄梅县段宣村出境，全长189 km，流经团风、黄州、蕲春、武穴、黄梅六县市区。江心洲及浅滩较多，沿江地段地貌以冲积低陷平原为主。

2016～2020年，黄冈市在全市范围内持续开展地表水水环境质量监测工作，所得出的各断面(点位)逐月水质监测数据即为本研究数据来源。本研究对科学研判水质变化的原因具有指导作用，为生态环境的管理部门科学合理开展水污染综合防治工作提供参考。

2 监测与评价概况

“十三五”期间(2016～2020年)，共计对黄冈市9条河流(19个监测断面)，5个湖泊(6个监测断面)、9座水库进行了监测。9条河流分别为：长江干流(黄冈段)、举水、巴水、浠水、蕲水、滠水、倒水、东河、白莲河；5个湖泊分别为：遗爱湖、龙感湖、太白湖、武山湖、白潭湖；9座水库分别为：浮桥河水库、白莲河水库、大同水库、花园水库、天堂水库、张家咀水库、金沙河水库、尾斗山水库、牛车河水库。

监测项目为《地表水环境质量标准》( GB3838-2002) 表 1 的 23 项(粪大肠菌群除外)，河流加测电导率和流量，湖库加测透明度和叶绿素 a 。

水质状况评价按照《地表水环境质量评价办法(试行)》环办〔2011〕22号规定进行，采用单因子指数评价法[1]对河流水质进行评价和分析。评价指标为：《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)[2]表1中除水温、总氮、粪大肠菌群以外的21项指标。湖泊、水库营养状态评价指标为：叶绿素a、总磷、总氮、透明度和高锰酸盐指数共5项。地表水环境质量年度评价，以每年12次监测数据的算术平均值进行评价。

3 结果评价

2020年，黄冈市地表水水环境质量总体状况为良好，Ⅰ～ Ⅲ类水质断面(点位)比例为 82.4%。全市主要河流Ⅰ～ Ⅲ类水质断面(点位)比例为100%，水环境质量状况为优，详细断面水质类别见表1；主要湖库Ⅰ～ Ⅲ类水质断面(点位)比例为 60%，劣Ⅴ类水质比例为13.3%，水环境质量状况为轻度污染，详细断面水质类别见表2，主要超标项目为总磷、化学需氧量、五日生化需氧量、高锰酸盐指数等。

表1 2020年全市主要河流水质状况

表2 2020年全市主要湖库水质状况

4 趋势分析

“十三五”期间，黄冈市主要河流和水库的水环境质量均维持在Ⅲ类水质及以上，主要湖泊的水环境质量均在Ⅴ类和劣Ⅴ类，只有少数湖泊少数年份出现Ⅲ类水质。2016～2020年各河流、湖库的水质类别详见表3、表4。

表3 2016～2020年全市重点河流水质状况

表4 2016～2020年全市重点湖库水质状况

主要湖泊的水质均较差，所有湖泊均不同程度地呈现富营养化的状态。主要污染指标为氨氮、化学需氧量、五日生化需氧量、高锰酸盐指数、总磷等。

通过采用Spearman秩相关系数法，对评价指标(高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮、化学需氧量、总磷、总氮、叶绿素a的浓度)与时间序列间的相关性进行计算，从而对水质变化趋势进行定性分析，实现对黄冈市地表水水质状况年度变化趋势的评价。详细评价结果见表5。

表5 监测断面(点位)污染参数及秩相关系数

评价方法：将秩相关系数γs的绝对值同Spearman秩相关系数统计表中的临界值γ(取0.9)进行比较。当γs>γ则表明变化趋势有显著意义，如果γs是负值，则表明在评价时段内有关统计量指标变化呈下降趋势或好转趋势；如果γs为正值，则表明在评价时段内有关统计量指标变化呈上升趋势或加重趋势；当γs≤γ则表明变化趋势没有显著意义，说明在评价时段内水质变化稳定或平稳。

评价结果显示，“十三五”期间，黄冈市主要河流和水库的水环境质量总体上保持稳定或改善的趋势，主要湖泊的水环境质量均呈恶化趋势。

出现这种情况的主要原因是：①生活污染。虽然城区和乡镇污水处理厂已经建成并投入运行，但是管网系统还不完善，污水收集率低，尤其是乡镇污水处理厂运行很不稳定，入户支流建设还不到位，镇区存在管网空白区，大量生活污水直排入湖；②农业面源污染[3,4]。化肥、农药使用效率不高，小户畜禽养殖污染未得到有效控制，水产养殖污染问题突出，一些“河边塘”“湖边塘”养殖污水未经处理直接入湖[5]；③工业污染。部分县市区仍存在工业园区污水处理设施不完善，企业废水处理不到位，存在偷排行为，“散乱污”企业污染问题突出；④内源污染。水葫芦等水生植物生长腐烂，破坏水质。底泥营养物质被搅动，随着水温升高，蓝藻、微生物的繁殖和死亡，加速水质下降[6,7]；⑤水量因素。枯水季节，河湖水量小，水体自净能力下降，影响水质[8]。

5 趋势预测

灰色数列模型(Grey Dynamics Model,GM)是以时间序列进行研究分析，用数列建立方程，将无规律的原始数列经过转换，使之成为较有规律的生成数列后再建模的一种预测方法。其中较为简单的一种模型——采用一个变量的一阶微分方程GM(1,1)模型已经广泛应用于医学、环境研究的许多领域之中进行预测。

现以各主要湖泊、2016～2020年水质中总氮、总磷、高锰酸盐指数、叶绿素a、透明度年平均浓度建立灰色模型，预测2021～2025年这些指标浓度，预测值详见表6～11。

表6 “十四五”期间遗爱湖(西湖湖心)营养状态指数变化趋势预测

预测结果显示，在“十四五”期间，黄冈市各主要湖泊水环境质量总体上呈现恶化趋势，营养化指数仍在上升，主要影响因子为叶绿素a和总磷，因此，在“十四五”期间，要持续采取措施控制面源、农业源、生活源的污染，降低总磷、总氮入湖量，同时还要开展水质提升工程。

表7 “十四五”期间遗爱湖(东湖出口)营养状态指数变化趋势预测

表8 “十四五”期间龙感湖营养状态指数变化趋势预测

表9 “十四五”期间太白湖营养状态指数变化趋势预测

表10 “十四五”期间武山湖营养状态指数变化趋势预测表

表11 “十四五”期间白潭湖营养状态指数变化趋势预测

6 结论和建议

“十三五”期间，黄冈市主要河流和水库的水环境质量均在Ⅲ类水质及以上，总体上保持稳定或改善的趋势；主要湖泊的水环境质量均在Ⅴ类和劣Ⅴ类，且不同程度地呈现富营养化的状态，总体上呈恶化趋势。通过灰色数列模型预测，黄冈市的主要湖泊在“十四五”期间仍会呈现恶化趋势，营养化指数会继续上升，主要影响因子为叶绿素a和总磷。

“十四五”期间，黄冈市要以水环境质量改善为核心，扎实推进“三水共治”。一是要持续落实水环境治理。大力推进城镇点源污染防治工作，加强工业污染源监管，强化工业集聚区污水治理，加强湖库水环境保护，推进雨污分流积极落实，开展水产养殖污染防治；二是要积极加强水资源保护。强化饮用水水源地保护，推进饮用水源地面源污染防治，加强区域再生水循环利用；三是要逐渐加快水生态修复保护。加强河湖生态修复提升，强化水域岸线生态环境修复，合理推进水系联通工程的建设。