渭河干流水质时空变化特征分析

第３５卷第１期　２０１３年１月　人民黄河　ＹＥＬＬＯＷ　ＲＩＶＥＲ　Ｖｏ１．３５．Ｎｏ．１　Ｊａｎ．，２０１３　

【水资源・水环境】　

渭河干流水质时空变化特征分析　

牛姗姗，张亚娟，陈　洁，李英杰　

（陕西省环境科学研究院，陕西西安７１００６１）　

摘要：根据２００１－－２０１０年渭河水质监测资料，对渭河干流陕西段水质主要污染指标ＣＯＤＭ　ＮＨ，一Ｎ的时空变化特征进　

行了分析研究。结果表明：渭河陕西段水质污染严重，其中以中游西安段、下游渭南段污染更为严重；１３个监测断面中，　

ＮＨ　－Ｎ污染比ＣＯＤＭ　污染更为严重，且变化幅度较大；渭河流域的ＣＯＤＭ　ＮＨ３－Ｎ污染呈下降趋势。进一步分析得出近　

１０　ａ来渭河流域水质改善原因：一是工业污染点源削减成效显著，入河污染物有较大幅度减少；二是城镇生活污染问题　

在一定程度上得到解决，同时渭河水量有所增加。　

关键词：时空变化；水质监测；ＣＯＤＭ　；ＮＨ３一Ｎ；水污染；渭河　

中图分类号：ＴＶ２１３．２　文献标志码：Ａ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—１３７９．２０１３．ｏ１．０１３　

Ｔｅｍｐｏｒａｌ　ａｎｄ　Ｓｐａｔｉａｌ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｗｅｉｈｅ　Ｒｉｖｅｒ　

ＮＩＵ　Ｓｈａｎ—ｓｈａｎ，ＺＨＡＮＧ　Ｙａ－ｊｕａｎ，ＣＨＥＮ　Ｊｉｅ，ＬＩ　Ｙｉｎｇ－ｊｉｅ　（Ｓｈａａｎｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｘｉ’ａｎ　７１００６１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｔｅｍｐｏｒａｌ　ａｎｄ　ｓｐａｔｉａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘｅｓ　ｏｆ　ＣＯＤＭｎ　ａｎｄ　ＮＨ３－Ｎ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ　ｆｒｏｍ　２００１　ｔｏ　２０１０　ｉｎ　Ｗｅｉｈｅ　Ｒｉｖｅｒ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　Ｗｅｉｈｅ　Ｒｉｖｅｒ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｐｏｌｌｕｔｅｄ　ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｄ・　ｄｉｅ　ａｎｄ　ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ　ｓｅｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｘｉ’ａｎ　ａｎｄ　Ｗｅｉｎａｎ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｈｉｒｔｅｅｎ　ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ　ｃｒｏｓｓ　ｓｅｃｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ＮＨ　－Ｎ　ｉｓ　ｍｏｒｅ　ｓｅｒｉｏｕｓ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ＣＯＤＭｎ，ａｎｄ　ｉｔｓ　ｖａｒｉａｔｉｏｎａｌ　ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　ｉｓ　ｂｉｇｇｅｒ．Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｉｖｅｒ　ｈａｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ａ　ｄｅｓｃｅｎｄｉｎｇ　ｔｒｅｎｄ．Ｏｎｅ　ｒｅａｓｏｎ　ｆｏｒ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｗｅｉｈｅ　Ｒｉｖｅｒ　ｉｓ　ｔｈａｔ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｐｏｉｎｔ　ｓｏｕｒｃｅ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｈａｓ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ．ｔｈｅ　ｒｉｖｅｒ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｈａｓ　ａ　ｍｏｒｅ　ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；ｔｈｅ　ｓｅｃ—　ｏｎｄ　ｉｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｕｒｂａｎ　ｌｉｆｅ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｒｅｓｏｌｖｅｄ　ｔｏ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｅｘｔｅｎｔ，ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　Ｗｅｉｈｅ　Ｒｉｖｅｒ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｅｍｐｏｒａｌ　ａｎｄ　ｓｐａｔｉａｌ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ；ｗａｔｅｒ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｍｏｎｉｔｏｒ；ＣＯＤＭ　；ＮＨ３－Ｎ；ｗａｔｅｒ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ；Ｗｅｉｈｅ　Ｒｉｖｅｒ　

水质变化不仅反映了各种自然因素，如气象水文特征、流　

域特征、地质状况等，在河流中形态表征的变化（对水环境的影　

响），而且也体现了流域范围内社会经济、人类活动对河流水系　

作用的响应”　。随着水环境污染问题日益严重，从水环境变化　

与人类社会发展相互作用和耦合的角度出发，河流水质变化已　

成为世界各国众多学者关注的热点问题　。　

渭河是黄河最大的一级支流，是关中地区的“母亲河”，是　

陕西省经济社会发展的命脉。为了推动西北地区经济振兴，深　

化体制机制创新，２００９年６月，国务院批复颁布了《关中一天水　

经济区发展规划》，进一步凸显渭河在区域经济发展中的重要　

战略地位。但是，改革开放３Ｏ多ａ来，渭河水资源过度的开发　

和严重的？亏染，制约着关中一天水经济区的健康发展。王长燕　

等　认为，２０世纪８０年代前期渭河水质尚属清洁，２０世纪８０　

年代末受到轻度污染，到２０世纪９０年代受到严重污染。进入　

２ｌ世纪以来，随着区域经济的快速发展、产业结构的调整、污染　

治理的大力实施，渭河水环境演变又体现出新特点。根据　

２００１－－２０１０年渭河断面水质监测资料，选取污染较为严重的两　

个指标ＣＯＤ　、ＮＨ　一Ｎ对渭河陕西段水质的时空变化特征进行　分析，研究渭河水质的变化过程、特点和规律，以期为今后渭河　

水环境综合整治与管理提供科学依据。　

１评价断面与评价标准　

１．１评价断面选择　

为了全面反映渭河的水环境污染状况，在渭河干流陕西段　

选择１３个监测断面（林家村、卧龙寺桥、虢镇桥、常兴桥、兴平、　

南营、咸阳铁桥、天江人渡、耿镇桥、新丰桥、沙王渡、树园、潼关　

吊桥）作为评价断面，评价断面的控制河长为４９３　ｋｍ。这些断　

面充分考虑了｝胃河流域的水系分布、主要污染源位置和河流功　

能区划，能够代表渭河干流的水质状况。　

收稿日期：２０１２—０９－０７　基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项（２００９ＺＸ０７２１２—００２）；陕西　省科技统筹创新工程计划项目（２０１１ＫＴＺＢ０３—０３）。　作者简介：牛姗姗（１９８２一），女，陕西西安人，工程师，硕士，主要从事环境科学　研究工作。　Ｅ—ｍａｉｌ－ｆｉｔａ８２５１　１＠ｙａｈｏｏ．ｔｏｍ．ｃｏ　

・３９・

　人民黄河２０１３年第１期　

１．２评价指标、标准与方法　

１．２．１评价指标和标准　

根据？胃河污染源的特点（以工业污染、生活污染、农业污染　

为主），选取污染较为严重的两个指标ＣＯＤ　、ＮＨ　一Ｎ对渭河污　

染的时空变化进行分析和评价，《地表水环境质量标准》　

（ＧＢ３８３８－－２００２）提出的评价标准见表ｌ。　

表１　ＣＯＤＭ　、ＮＨ３－Ｎ标准限值　ｍｇ／Ｌ　

１．２．２评价方法　

计算ＣＯＤ　、ＮＨ　一Ｎ污染指标的污染指数，基于此，对渭河　

流域ＣＯＤ　、ＮＨ　一Ｎ的时空变化进行分析和评价　：　

＝寺　Ｐ　（１）　

Ｐ　＝　（２）　Ｕ０　式中：Ｐ　为　断面（河流）水质污染综合指数；Ｐ　为断面（河流）ｉ　

项因子的污染指数；Ｃ　为断面（河流）ｉ项因子的监测值；Ｃ。，为ｉ　

项因子的评价标准值（采用《地表水环境质量标准》（ＧＢ３８３８—　

２００２）中地表水环境质量标准基本项目标准限值Ⅲ类标准值）；　

ｎ为参与评价的因子数。　

２渭河流域水质时空变化特征　

２．１时间变化特征　

根据２００１－－２０１０年渭河干流各断面水质连续监测资料，　

统计分析计算出１３个监测断面的ＣＯＤ　、ＮＨ　一Ｎ平均值，同时　

按照水环境质量标准，划分水质类别，见表２。从表２可以看　

出，从２００４年开始，｝胃河干流ＣＯＤ　浓度持续降低，至２０１０年，　

水质类别已改善至Ⅳ类；ＮＨ　一Ｎ近１０　ａ间水质类别虽然一直为　

劣Ｖ类，但是保持下降趋势，超标倍数由２００１年的３．８倍降至　

２０１０年的１．７倍。近１０　ａ渭河流域ＣＯＤ　、ＮＨ　一Ｎ浓度虽然较　

高，但是保持持续下降趋势，说明渭河流域水质污染有所改善。　

表２　２￣１ｉ２０１０年渭河干流ＣＯＤＭ　、ＮＨ３－Ｎ均值及水质类别　

根据监测资料，统计分析２００１－－２０１０年ｌ３个监测断面各　

年度ＣＯＤ　、ＮＨ　一Ｎ污染指数，分析其时间变化特征。｝胃河　

２００１ｉ２０１０年ＣＯＤ　、ＮＨ　一Ｎ污染指数变化情况见图１，从图１　

・４０・　可以看出，２１世纪初，ＮＨ　一Ｎ污染指数较高，水质污染较严重，　

峰值在２００２年，其指数值为９．５，从２００３年开始，ＮＨ　一Ｎ污染　

指数呈持续下降趋势，至２０１０年，污染指数已降至３．４７。　

ＣＯＤ　污染指数时间变化趋势与ＮＨ，一Ｎ近似，但污染程度较　

低，至２０１０年，其污染指数已从峰值（２００３年）的５．７２降为　

１．３８，说明流域工业废水得到有效治理。从综合污染指数来　

看，２００１－－２００３年渭河水质污染较重，从２００３年开始，综合污　

染指数呈显著下降趋势，说明水质污染得到有效控制。　

年份　图１　渭河２￣１－－２０１０年ＣＯＤＭ　、ＮＨ３・Ｎ污染指数变化情况　２．２空间变化特征　

根据２００１－－２０１０年各监测断面水质连续监测资料，得到　

各断面ＣＯＤ　、ＮＨ　一Ｎ的平均值，同时按照《地表水水环境质量　

标准》（ＧＢ３８３８－－２００２），划分水质类别，见表３。从表３可以看　

出，除渭河上游宝鸡段林家村至常兴桥断面外，ＣＯＤ　、ＮＨ　一Ｎ　

污染因子的污染类别在渭河干流均为劣Ｖ类水质，其中ＣＯＤ　

达到劣Ｖ类的断面比例占评价断面总数的６９．２％，显著污染集　

中在西安段；ＮＨ，一Ｎ达到劣Ｖ类的断面比例占评价断面总数的　

８４．６％，显著污染集中在西安及渭南段。可以看出，渭河陕西　

段水质污染严重，其中以中游西安段、下游渭南段污染更为　

严萤　

表３　２００１－－２０１０年渭河干流１３个断面ＣＯＤＭ　、ＮＨ３－Ｎ均值及水质类别　

通过各断面ＣＯＤ　、ＮＨ，一Ｎ污染指数值的计算，对其沿程　

的空间变化进行分析。渭河１３个断面ＣＯＤ　、ＮＨ　．Ｎ污染指　

数变化情况见图２，可以看出，ＮＨ　一Ｎ污染比ＣＯＤ　污染更为严　

重，且变化幅度较大。ＮＨ　一Ｎ污染在西安咸阳铁桥断面至渭南　树园段污染较为严重，其中天江人渡断丽是污染最严重的断　

面。ＣＯＤ　污染指数同样在天江人渡断面最高，处于峰值分界　

点，是污染最严重的断面。