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京杭大運河常州段水質變化狀況研究

文檔作者：陳乾坤，楊鑫，劉智強，胡國仲，毛鴟文檔來源：常州市環境科學研究		點擊數：	更新時間： 2024年02月27日
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2015年第4期(總第115期)
紅濠占予釷
ENERGY AND ENERGY CONSERVATl0N 2015年4月
京杭大運河常州段水質變化狀況研究
陳乾坤，楊鑫，劉智強，胡國仲，毛鴟
(常州市環境科學研究院，江蘇常州213022)
摘要： 采用綜合污染指數法對京杭大運河常州段近10 a水質的主要污染因子及其變化趨勢進行了研究。結果表明：京
杭大運河常州段水質不斷提高，2013年水質達到Ⅳ類地表水標準，滿足相應功能區劃要求；中下游水質較上游明顯下降，
下游4個斷面在20014年一2009年間部分水質指標超出Ⅳ類地表水標準，主要超標因子為NH3-N；不同水期水質變化顯著，
豐水期水質綜合污染指數較小，平水期其次，枯水期最大。
關鍵詞： 水環境質量評價；綜合污染指數法；京杭大運河
中圖分類號： X832 文獻標識碼： A 文章編號： 2095—0802一(2015)04一009l—04
Water QuaHty at Section of Changzh伽C姆of the Beijing—H舳gzhou Gr鋤d C粕al
CHEN Qiankun，YANG Xin，LIU Zhiqjang，HU Guozhong，MaOkun
(Changzhou Institute of EnvimnmentaI Science，Changzhou 213022，Jiangsu，China)
Abstract：This research used comprehensive poUution index to analyze tlle main poUution f如to瑪蚰d their tI_ends 0f tlIis section
and evaluate the water qu“ty poUution of me section of Changzllou Cit)r of the Beijing—Hangzhou G啪d Canal．ne results show
tIlat t}Ie water quality at section of Changzhou City of tlle Beijing—Hangzhou Grand Canal enhances unceasingly and t}Ie status quo
of water quality reachedⅣclass value of surfhce water standard in 2013，which met tlle requirements of tlle con℃sponding
function regionalization；compared wit}I tlle water quaIity of upstre鋤，tlle water quality of midstr{eam粕d downstn舳dec陀鵲ed
obviously and t|le main pollutaIlt was踟monia ni乜ogen；tlle water quality changed signific粕tly in di任brent water period，tlle
comprehensive poUution index in wet se軀on w硒tlle smaUest，foUowed by in the no肌al駝ason and t}Ie comprehensive poUution
index in dry se鵲on was tIle largest．
Kq7 woHk：water environmental quality evaluation；comprehensive poUution index；tlle Beijing—Hangzhou Gmd C舳al
0 引言
染治理工作提供重要依據。
地表水水質監測和評價是水環境治理中重要的基
礎性工作，只有通過水質監測和評價了解水質現狀、
掌握水質變化規律，才能制定合理的整治措施，改善
地表水水質，保護水環境。目前地表水水質評價方法
有多種，典型的評價方法包括單項污染指數法、綜合
污染指數法【I】、神經網絡法圓、模糊數學法【3】、灰色系
統法H等。綜合污染指數法可綜合反映水質污染狀況，
目計算簡便，是目前中國評價水質應用較多的—種方法。
本文采用綜合污染指數法評價了京杭大運河常州
段2004年一2013年的水質污染狀況和時間變化趨勢，
旨在為京杭大運河常州段的水環境質量監督管理和污
收稿日期：2015—0l—lO
基金項目：常州市科技項目(cE20125010)，國家重大水環境專
項(No．2013ZX07501005)
第一作者簡介：陳乾坤，1988年生，男，安徽池州人，2014年
畢業于南京大學環境科學專業，助理工程師。
1研究內容與方法
1．1京杭大運河常州段概況
京杭大運河北起北京，南至杭州，全長l 700 km
多，溝通錢塘江、長江、淮河、黃河、海河水系，跨
越四省二市，已有2 500 a的歷史嘲。運河是水上交通
大動脈，承擔著交通運輸、文化、生態環境功能，也
是國家的重大計劃——南水北調的主干線，運河水質
至關重要。
京杭大運河常州段全長約44 km，從西北向東南
穿城而過，千百年來承擔著重要的水上運輸功能，在
蘇南運輸大動脈中占有十分重要的中心地位，是常州
市的“母親河”。京杭大運河常州段共設置有7個水質
監測斷面，從上游到下游依次是新河口、連江橋下、
河水廠、水門橋、石化廠、戚墅堰和橫洛間(見圖
1)。在常州市水環境功能區劃中，京杭大運河常州段
為Ⅳ類水環境功能區。
·91·
萬方數據
2015年第4期紅i夏占辛釷2015年4月
圖1 京杭大運河常州段監測布點圖
1．2數據來源
本研究中所采用數據為2004年一2013年京杭大運
河常州段水質例行監測結果，選取具有代表性的污染
物指標，包括溶解氧(DO)、高錳酸鹽指數(CODJ、
五日生化需氧量(BOD，)、氨氮(NH，一N)、石油類、
揮發酚、總磷(TP)等7項污染物指標。
1．3水質評價方法
參考國家環境保護部印發的她表水環境質量評
價辦法(試行)》(環辦[2011]22號)，采用水質綜合污
染指數法，評價2004年一2013年間京杭大運河常州段
各斷面在枯水期(1月、2月、3月、10月、11月、12
月)、平水期(4月、5月、6月)、豐水期(7月、8月、
9月)和全年的水質污染狀況和達標情況，計算主要
污染物污染負荷，了解水質時間變化特征。
1．3．1綜合污染指數計算
綜合污染指數法是對各污染指標的相對污染指數
進行統計，得出代表水體污染程度的數值，該方法用
以確定污染程度和主要污染物，并對水污染狀況進行
綜合判斷。
綜合污染指數計算公式：
A盥， (1)
除溶解氧外，單項污染指數計算公式：
畢要， (2)
式(1)。式(2)中，助綜合污染指數；只為單項污染指
數；C為污染物實測濃度，mg／L；Js為Ⅳ類水環境功能類
別的標準值，mg，L；n為參與評價的污染物指標個數。
溶解氧污染指數計算公式：
0 G≥C飽(I)
辟1；猛箬c邸蚴， (3)
}／1 ，1 一‘’一lBp，
·92·
式(3)中，c飽∞為￡溫度下的飽和溶解氧值，mg／L，C飽o]=
477．8／(抖32．26)；G為t溫度下的溶解氧實測值，mg／L；
c標∞為￡溫度下的溶解氧標準值，mg，L；C標薩c飽私瑰和度，
不同水質類別下的溶解氧飽和度見表1。
表1 不同水質類別下的溶解氧飽和度百分號
水質類另q I Ⅱ Ⅲ Ⅳ V
l飽和度D飽和度90 72 60 36 24
1．3．2水質達標評價
以Ⅳ類水環境功能區為標準，計算每個斷面的綜
合污染指數P，乃1為超標，P≤1為達標。然后對7個斷
面的綜合污染指數進行評價，P平均>l為超標，P平均≤1
為達標。
1．3．3污染負荷率計算
計算各指標的污染負荷率，反映不同指標對水體
污染的貢獻。
n
K=—{—一， (4)
Σ引Pf
式(4)中，Ki為污染物i的污染負荷率，％。
2結果與討論
2．1水質指標歷年變化趨勢
2004年—2013年京杭大運河常州段水質監測數據
統計結果如表2所示。溶解氧含量最小值為2008年的4．01
m以，最大值為2011年的5．2l m璣，隨時間總體上呈現
上升趨勢；其它6項指標均隨時間總體上呈現下降趨
勢。水質指標變化趨勢說明隨著水環境整治工程的實
施，近10 a來京杭大運河常州段的水質不斷改善。
根據常州市水環境功能區劃，京杭大運河常州段
為Ⅳ類水環境功能區。參照Ⅳ類地表水標準限值，分
析7項指標的污染類別，結果顯示：除2005年NH，一N含
量略超標外，其它指標均滿足Ⅳ類地表水標準限值。
表2 2004年—2013年京杭大運河常州段水質監測數據
統計結果毫克每升
高錳酸
項別D0 BOD； NH，一N 石油類揮發酚仲
鹽指數
2004牟4．39 6．20 4．95 140 0．24 0．oo O．26
2005年5．06 6．80 5．22 1．53 0．20 0．01 0．25
2006牟4．81 5．68 5．03 1．46 0．10 0．01 0．24
2007牟4．77 5．47 4．93 1．41 0．06 0．0l 0．22
2008年4．0l 5．54 4．90 1．44 0．06 O．0l 0．25
2009年4．64 5．11 4．53 1．31 0．12 O．00 0．21
2010年4．95 4．42 3．22 1．09 0．07 O．00 0．20
2011年5．21 4．60 3．88 1．29 0．04 0．00 0．19
2012年4．91 3．63 2．46 1．20 0．03 0．00 O．18
2013年5．19 4．14 3．89 1．16 0．03 0．00 0．17
Ⅳ類地袁水
標準限值
3 10 6 1．5 0．5 0．01 0．3
萬方數據
2015年第4期陳乾坤，等：京杭大運河常州段水質變化狀況研究2015年4月
2．2水質達標評價
2004年一2013年各監測斷面水質綜合污染指數變
化趨勢如圖2所示。
一薪只口一芝江輯下一河水‘ 一水門橋
?——石化r——甄墅堰——橫洛：司
從時間上看，7個斷面水質綜合污染指數均呈現
不斷下降趨勢，最大值出現在2005年的戚墅堰斷面
(0．958)，最小值出現在2012年的連江橋下斷面，7個
斷面的綜合污染指數平均值由2004年的0．684降低到
2013年的0．463。
從沿程變化上看，新河口斷面反映了京杭運河常
州段上游鎮江來水水質狀況，其綜合污染指數歷年平
均值為0．489，水質狀況良好，各項水質指標均達到Ⅳ
類地表水標準；橫洛間斷面反映了京杭運河常州段出
境水質狀況，其綜合污染指數歷年平均值為0．766，主
要超標因子為DO和NH，一N，其次是BOD，和揮發酚；
連江橋下斷面得益于德勝河來水影響，水質狀況是7
個斷面中最好的，其綜合污染指數歷年平均值為
0．425；連江橋下以下斷面受城區生活污水及沿線支流
匯人影響，水質明顯惡化，河水廠、水門橋、石化廠
和戚墅堰斷面的綜合污染指數歷年平均值分別為
0．474、0．601、O．695和0．694，水門橋斷面和石化廠斷
面主要超標因子NH，一N；戚墅堰斷面受支流三山港及
橫林集鎮影響，主要超標因子為DO、BOD，和NH，一N。
各項水質指標單項污染指數隨時間變化趨勢如圖
3～圖9所示．
巔I 3
瓢
辯；
昌o 3
2U04 2UU，20U6 20U 7 20U8 2U【J9 2UlU 2Ul l 2U12 2Ulj
年份
圖3 DO單項污染指數隨時間變化趨勢
由圖3可看出，DO單項污染指數隨時間呈現先下
降、后上升、再下降的波動趨勢，下游水門橋、石化
廠、戚墅堰、橫洛間4個斷面在2004年一2008年間出
現超標現象，2009年后7個斷面D0單項污染指數仍有
波動，但未再出現超標現象。
一2004 2005 2006 2007 2008 2()09 20lO 2Ull 2UlZ ZUl3
年份
圖4 COD帥單項污染指數隨時間變化趨勢
由圖4可看出，COD№單項污染指數隨時間呈現波
動下降趨勢，最大值為2005年橫洛間斷面的0．908，最
小值為2012年河水廠斷面的0．283，7個斷面均未出現
COD勰標現象。
《
逛
臻
螺
替
#
o
一新河口一連江橋下一河水廠一水門橋
輜m*
蒜
螬
驛
球
Z
L
Z
一新河口—卜_連江橋下一河水廠一水門橋
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
年份
圖7石油類單項污染指數隨時間變化趨勢
·93·
萬方數據
2015年第4期缸潦占辛釷2015年4月
由圖7可看出，石油類單項污染指數在2004年一
2008年間總體呈現不斷下降趨勢，在2009年有所上
升，而后又逐年下降并趨于穩定；7個斷面均未出現
超標現象，最大值為2005年水門橋斷面的0．643，最小
值為2013年新河口斷面的0．05。
朝
蜒1．O
罾O．8
恥O．6
器2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 20ll 2012 2013
年份
圖8揮發酚單項污染指數隨時間變化趨勢
由圖8可看出，揮發酚單項污染指數在2004年一
2006年間出現大幅上升，7個斷面平均值由2004年的
0．358上升到2006年的O．845，其中下游石化廠、戚墅
堰、橫洛間3個斷面在2005年一2007年間均出現超標
現象，最大值為2006年戚墅堰斷面的1．417；2007年后
各斷面揮發酚單項污染指數不斷下降并趨于穩定，
2013年除橫洛間斷面為O．307外，其它6個斷面均為
0．250。
一新河口一連江橋下一河水廠一水門橋
2U(J4 2UU，2UU6 2UO 7 20U8 2009 20lU 2Ul I 2U12 2013
年份
圖9 TP單項污染指數隨時間變化趨勢
由圖9可看出，TP單項污染指數在2004年一2008
年間呈現波動下降趨勢，最大值為2005年戚墅堰斷面
的1．022，其它斷面均未出現超標現象，最小值為2013
年河水廠斷面的0．433。
2．3不同水期對水質的影響
不同水期京杭大運河常州段水質綜合污染指數變
化趨勢如圖10所示。豐水期水質綜合污染指數最小，
平水期其次，枯水期最大。這主要是由于雖然豐水期
匯人京杭大運河的污染物較平水期、枯水期多，但是
由于豐水期水量大，對污染物起到了稀釋作用，故豐
水期水質綜合污染指數最小，而枯水期最大。
黏：
震：；
瓏
一年均值一枯水期一平水期一豐水期
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 20l 3
年份
圖1 0不同水期京杭大運河常州段水質綜合污染指數變化趨勢
·94·
2．4污染負荷評價
各監測斷面2004年一2013年間主要污染物所占污
染負荷率如圖11所示。由圖11可知，上游新河口、連
江橋下2個斷面TP污染負荷率較高，其次是NH，一N和
BOD，；河水廠斷面NH，一N污染負荷率較高，其次是
BOD，；而最下游的4個斷面NH，一N污染負荷率較高，
其次是揮發酚和BOD，。可知，京杭大運河常州段上游
2個斷面的主要污染物為TP；中下游5個斷面的主要污
染物為NH，一N，其次是揮發酚和BOD，。
駐
薹撼
婁i
—CODMn——-一BOD5—一NHrN
新河口連江橋下河水廠水門橋石化門戚墅堰橫洛間
監測斷面
圖1 1 各監測斷面主要污染物所占污染負荷率
3結語
a)2004年一2013年間，京杭大運河常州段水質狀
況總體良好，2013年水質達到Ⅳ類地表水標準限值，
滿足相應功能區劃要求；
b)受城區生活污水及沿線支流匯人影響，京杭大
運河常州段中下游水質較上游水質明顯下降，下游4
個斷面在2004年一2009年間部分水質指標超出Ⅳ類地
表水標準限值，主要超標因子為NH，一N，其次為揮發
酚和BOD5；
c)不同水期水質變化顯著。豐水期水質綜合污染
指數較小，平水期其次，枯水期最大；
d1近10 a來，京杭大運河常州段水質不斷提高，
今后需重點控制有機污染指標，加強城區生活污水的
截污、控污及沿線支流的水環境綜合整治，進一步削
減入河污染負荷，不斷改善水質。
參考文獻：
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(責任編輯：高志鳳)

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