我国大流域水质状况分析

我国大流域水质状况分析

1水环境监测工作的发展历程随着社会经济的快速发展和人类活动的影响，中国现在面临着严重的水环境问题。包括辽河、淮河、黄河,甚至珠江等大江大河的水污染问题日趋严重,不仅影响国民经济和社会的可持续发展,威胁人民群众的身体健康,使水资源已严重短缺的状况又因可利用水资源的减少而更加严峻。水环境监测是依照水的循环规律对水的质与量以及水体中影响水生态与环境质量的各种人为和天然因素进行监测,是水质资源管理的一项基础性工作。我国的水利部门自20世纪50年代中期起,在水文站网的基础上,开展了天然水化学检测,70年代初增加了水污染监测项目,80年代至今已发展到能对各类型水体、水生生物和底质等水环境要素进行监测。在水环境监测站网的建设方面,经过50多年的努力,已逐步形成了1个水利系统水质中心、7个流域级中心、31个省级(自治区、直辖市)中心和196个地市级中心组成的比较完善的水质监测网络体系。其中水质监测站达到5218个,监测范围覆盖全国7大流域和浙闽台河流、内陆河(湖)、藏南滇西河流地表水、地下水以及重要城市供水水源地和重点河段等。多年来已积累了大量水质监测数据,这对分析水环境状况的变化以及水环境科学管理等具有非常重要的作用。集计算机技术、网络技术、数据库等技术建立的全国水环境数据库及基于Web?GIS的信息发布系统,实现了水质监测数据的信息共享。2重点监测数据在科学技术部的支持下,全国水环境数据库于2001年建成。数据库中共包含了约160个全国重点水质监测站点、18个水质监测参数在内的、自1990-2000年的水质监测数据,约1.63万条记录。这些重点水质监测站是从全国几千个监测站中筛选出的,主要位于大江大河干流、主要支流、主要界河处,在空间上具有代表性,基本反映了我国总体的地表水质状况。测站在正常情况下,每月的同一日提供一次水质监测数据。同时,开发了数据库维护系统以及基于Web?GIS的水环境信息发布系统。2.1数据库内容内容包括两大类:空间数据库和属性数据库。(1)构建政区划图、水系图空间数据库包括两大类:一类是基础地理数据库,包括流域边界图、行政区划图、水系图(河流、湖泊、水库)、居民地分布图、地形、交通等;另一类是水环境专题图层,这一类包括水质监测站点分布图、主要工业污染源分布图、水环境质量监测断面图、水环境功能区划图等。(2)存储数据为形式存储数据,其又分以下两种形式存储数据,或者将其直接存储数据主要是相对空间数据库而言的,一般可用二维表的形式存储数据。属性数据库包括:社会经济数据、水质监测站点基本信息、监测断面信息、水质动态监测数据、水质综合评价数据、环境标准数据。2.2数据库的维护功能数据库维护系统的功能包括:数据库用户管理、记录浏览、记录编辑、查询输出、水质监测记录的动态成批加载等,图形数据库的维护功能包括图形编辑、多源数据集成、图形与属性数据间的双向查询及其统计、GIS空间分析功能、由经纬度坐标增加水质监测站点等。信息发布系统的主要功能包括:水环境信息查询、水质特征值统计分析、水质级别评价、基本GIS功能,以及水环境法律、法规、标准查询与检索。2.3测站个数及分布密度数据库中包含的160个重点水质监测站点分布于各大流域。从测站个数来讲,其中长江流域片最多,共56个,占35%,从测站在各个流域片的分布密度来讲,海河流域、淮河流域片以及长江中下游最大。各流域片重点水质监测断面的分布见表1、图1。2.4水质综合评价监测指标包括pH值、氯化物、溶解氧、化学耗氧量、生化耗氧量、氨氮、亚硝氮、挥发酚、砷化物、总汞、六价铬、铜、镉、大肠菌群、氰化物、悬浮物、硬度等17种,综合评价指标包括水质级别、超标物、超标倍数3种指标。3水质采取分类根据水域的不同使用功能,将地表水环境质量标准基本项目标准值分为五类,不同功能类别分别执行相应类别的标准。水域按功能高低依次划分为五类:Ⅰ类主要适用于源头水、国家自然保护区;Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等;Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区;Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区;Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。在水质评价方面,我国目前主要采用单项指标法,即水质的最终级别由单项监测项目中级别最低的那一项指标决定。水质评价标准是在引用国家《地面水环境质量标准》(GB3838-83)的基础上,根据行业特点与评价的可操作性进行适当修正,评价标准见地表水体水质评价标准(表2)。劣于地面水环境质量标准Ⅲ类的水体为污染水体。根据以上的水质评价方法与评价标准,对重点水质监测站在1990-2000年间的水质监测记录进行年度分类统计,可从宏观上了解我国各大流域片的地表水水质状况以及在这11年间的水质变化情况。3.1、类水质之和所占比例图2为黑龙江流域片1990-2000年水质监测结果。黑龙江流域片大多数年份Ⅳ、Ⅴ类水质之和所占百分比超过一半,1998年达到70%多,而Ⅰ、Ⅱ类水质之和在多数年份还达不到20%。Ⅳ、Ⅴ类水质的水体中主要超标项目有:悬浮物、氨氮Nit_Am、5日生化需氧量BOD5、化学需氧量COD,其次还有pH、汞Hg等。3.2水质之和所占比例图3为辽河流域片1990-2000年水质监测结果。辽河流域片大多数年份中Ⅳ、Ⅴ类水质之和所占百分比超过80%,尤其是Ⅴ类水质每年都超过40%,1998年达到70%多,而Ⅰ、Ⅱ类水质之和在多数年份还达不到10%。Ⅳ、Ⅴ类水质的水体中主要超标项目有:5日生化需氧量BOD5、氨氮Nit_Am、悬浮物,其次还有pH、汞Hg等。3.3类水质所占比例图4为海河流域片1990-2000年水质监测结果。海河流域片大多数年份中Ⅰ、Ⅱ类水质之和所占百分比超过60%之多,尤其是Ⅰ类水质所占比例几乎每年都超过40%,而Ⅴ类水质所占比例也较大,在多数年份都达到20%之多。Ⅳ、Ⅴ类水质的水体中主要超标项目有:氨氮Nit_Am、化学需氧量COD、5日生化需氧量BOD5,其次还有pH、悬浮物、汞Hg等。3.4水体恶化的现状图5为黄河流域片1990-2000年水质监测结果。黄河流域片大多数年份中Ⅰ、Ⅱ类水质之和所占百分比为30%～40%,而Ⅴ类水质所占比例几乎在每年都最大,在多数年份都接近或达到40%之多,并且,随着时间的推移,Ⅴ类水质所占比例越来越大,2000年时达到58%,可见黄河流域水质恶化趋势特别显著。Ⅳ、Ⅴ类水质的水体中主要超标项目有:5日生化需氧量BOD5、氯离子Cl、化学需氧量COD、氨氮Nit_Am、悬浮物,其次还有pH、镉Cd等。3.5、类水质所占比例及所占比例图6为淮河流域片1990-2000年水质监测结果。淮河流域片大多数年份中Ⅰ、Ⅱ类水质之和所占百分比为40%～60%,Ⅳ、Ⅴ类水质所占比例在多数年份都接近或达到30%,并且,随着时间的推移,Ⅰ、Ⅱ类水质之和所占比例稳中有升。Ⅳ、Ⅴ类水质的水体中主要超标项目有:氨氮Nit_Am、化学需氧量COD、5日生化需氧量BOD5,其次还有pH、悬浮物、汞Hg等。3.6、类水质所占比例及其分配图7为长江流域片1990-2000年水质监测结果。长江流域片大多数年份中Ⅰ、Ⅱ类水质之和所占百分比为50%～60%,Ⅳ、Ⅴ类水质所占比例为30%左右。随着时间的推移,Ⅰ、Ⅱ类水质之和所占比例有所升高,显示出近年来长江流域水质有所改善。Ⅳ、Ⅴ类水质的水体中主要的超标项目有:5日生化需氧量BOD5、悬浮物,其次还有氨氮Nit_Am、汞Hg等。3.7流域片水质污染程度图8为浙闽台诸河流域片1990-2000年水质监测结果。浙闽台诸河流域大多数年份中Ⅰ、Ⅱ类水质之和所占百分比为60%～70%,Ⅳ、Ⅴ类水质所占比例为15%左右。随着时间的推移,Ⅰ、Ⅱ类水质之和所占比例在20世纪90年代前期有所升高,后期又逐步下降,而Ⅳ、Ⅴ类水质之和所占比例有所升高,显示出近年来浙闽台诸河流域片水质污染有加重的趋势。Ⅳ、Ⅴ类水质的水体中主要超标项目有:悬浮物、氨氮Nit_Am、5日生化需氧量BOD5、氯离子等。3.8鱼道水质分布图9为广西、云南、西藏、新疆诸国际河流流域片1990-2000年水质监测结果。这一流域片的水质监测站主要分布在雅鲁藏布江一带。广西、云南、西藏、新疆诸国际河流流域片大多数年份中Ⅰ、Ⅱ类水质之和所占百分比达到85%以上,尤其是仅Ⅰ类水质在多年都占到70%以上,Ⅳ、Ⅴ类水质所占比例多小于10%,有的年份里基本没有。显示出广西、云南、西藏、新疆诸国际河流流域片水质状况好。Ⅳ、Ⅴ类水质的水体中主要超标项目有:悬浮物、化学需氧量COD等。3.9陆水化河流图10为内流区流域片1990-2000年水质监测结果。内流区流域片的水质监测站点主要分布在新疆西北片的内陆河流。内流区流域片大多数年份中Ⅰ、Ⅱ类水质之和所占百分比达到60%～70%,仅Ⅰ类水质在多年都占到50%以上,Ⅳ、Ⅴ类水质所占比例为30%左右,这其中又主要是Ⅴ类水质比例较大,多数年份达到20%以上。Ⅳ、Ⅴ类水质的水体中主要超标项目有:悬浮物、氯离子、硬度等。珠江流域片的水质实际监测数据暂缺。4流域片的水质污染情况水环境状况不但具有时间特性,同时又有明显的空间分布特性,即对于不同的流域片在不同的时间段,其水质状况是变化的。从空间范围来讲,我国各大流域片的水质状况差异较大。相对来说,广西、云南、西藏、新疆诸国际河流流域片的水质状况最好,Ⅰ类水质所占比例远大于其它级别水质,污染水质的比例较小;其次是浙闽台诸河流域片以及内流区流域片的水质良好,Ⅰ、Ⅱ类水质之和占60%～70%,污染水质占15%～30%;再其次是海河流域片、长江流域片以及淮河流域片,Ⅰ、Ⅱ类水质之和占50%～70%,污染水质占30%左右;水质最差的是辽河流域片、黑龙江流域片以及黄河流域片,污染水质所占的比例远大于Ⅰ、Ⅱ类水质,Ⅰ、Ⅱ类水质之和只占到15%～30%,而污染水质的比例高达60%～80%。根据中国水资源公报显示,珠江流域片的水质状况良好。从时间轴来看,在1990-2000年这11年间各流域片的水质变化趋