首页 理论教育长江流域水资源质量评价与水文分析计算

长江流域水资源质量评价与水文分析计算

【摘要】:长江流域水库营养状态评价,评价水库161个,总库容达771.1亿m3。总体上看,长江流域湖泊水质呈下降趋势,湖泊富营养化进程加快。

13.8.4.1 长江流域地表水水质现状

评价基准年选择2000年,评价范围是长江流域,评价代表值选用汛期、非汛期、全年均值,评价标准为《地表环境质量标准》(GB3838—2002),必评项目选择溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、挥发酚、砷,选评项目选择五日生化需氧量、氟化物、氰化物、汞、铜、铅、镉、六价铬、总磷、石油类。

河流评价方法采用单指标评价法评价数学模式,界定是以Ⅲ类地表水标准值作为水体是否超标判定值,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水质定义为达标,Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ类水质定义为超标。有些专项用水,如农灌水、渔业用水的达标、超标可具体分析。

(1)地表水监测站网及评价单元。长江流域全年评价河长(按水资源三级区统计)为88078.3km,湖泊评价面积为9731.8km2,评价水库库容为758.2亿m3。河流监测站1444个,湖泊监测站104个,水库监测站189个。

(2)评价结果。长江流域从水资源三级分区统计,全年评价河长为88078.3km,与1980年34727km评价河长比较,延伸了53351km。有1444个监测站(点),评价覆盖面更宽,时空代表性增强,可以满足水体污染广度、深度和历时的要求。

从水资源三级区统计,长江流域全年Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ类水河长73435km,占总评价河长83.4%,Ⅴ+劣Ⅴ类8441km占总评价河长9.6%,超标河长16.6%;汛期:符合和优于Ⅲ类水河长71537km,占总评价河长的82.8%;Ⅴ+劣Ⅴ类水河长7684km,占总评价河长的8.9%。非汛期:符合和优于Ⅲ类水以上河长68957km,占总评价河长的82.9%,Ⅴ+劣Ⅴ类水河长8732km,占总评价河长的10.5%,见表13.34。

表13.34 长江流域水质类别河长及占评价河长百分数

长江流域劣于Ⅲ类水的河长主要分布在金沙江石鼓以下干流,沱江、嘉陵江广元昭化以下干流和乌江思南以上,长江宜宾—宜昌干流、唐白河、长江武汉—湖口左岸、巢滁皖及沿江、青弋江和水阳江沿江,通南及崇明岛诸河。

长江流域V+劣V类水中主要污染物的区域(三级水资源区)分布(按占有河长比例计)如下所示。

唐白河:化学需氧量占28.32%,高锰酸盐指数占16.38%,NH3-N占15.04%。

青弋江、水阳江沿江:NH3-N占20.34%,高锰酸盐指数占15.77%,化学需氧量占12.97%,DO占8.65%,挥发酚占7.27%。

南通崇明岛沿江:NH3-N占16.15%,挥发酚占3.19%。

武汉—湖口左岸:NH3-N占31.37%,挥发酚占5.01%。

巢滁皖及沿江:NH3-N占14.51%,化学需氧量占7.65%,高锰酸盐指数占6.72%。

乌江思南以上:化学需氧量占9.37%,NH3-N占7.54%。

沱江:NH3-N占8.2%。

长江流域总体地表水质尚属良好,局部污染较重,水污染范围比较广,水污染尚未得到有效控制,局部区域水质有继续恶化趋势。

长江水污染下游比中游重,中游比上游重,支流比干流重,中下游河网地区和城镇及郊区污染更重,湖泊富营养化趋势加重,干流污染在岸边发展趋势变快。

总体上,长江污染仍以有机污染为主,有机污染负荷在增加,污染物以耗氧和氧平衡指标为主,氨氮、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、挥发酚、总磷、石油类、铅(背景值原因)等,就天然水体中离子总量而言,全江有离子“浓化”趋势。

13.8.4.2 长江流域湖泊(水库)水质现状评价

评价基准年、范围、项目、标准、方法与河流水质评价相同。

长江流域全年共评价161座水库,总评价库容为771.1亿m3。水库水质符合和优于Ⅲ类水占水库总评价库容的92.9%;Ⅴ+劣Ⅴ类水占总评价库容的2.1%,分布在四川、宜宾至宜昌干流、乌江思南以下、嘉陵江广元昭化以下和重庆地区部分水域。

长江流域共评价湖泊52个,评价湖泊面积达11702.8km2,符合和优于Ⅲ类水以上湖泊面积占评价湖泊面积的83.3%;Ⅴ+劣Ⅴ类水占湖泊总评价面积的3.1%,其区域分布:程海、滇池、南湖、沙湖、磁湖、后官湖、南太子湖、墨水湖、巢湖派河湖区、巢湖施口湖区、巢湖十五里河湖区、巢湖塘西湖区、忠庙湖区、巢湖等。

南太子湖、沙湖、墨水湖等城市内湖全部处劣Ⅴ类,水污染严重。

13.8.4.3 长江流域湖泊(水库)营养状态评价

长江流域湖泊营养状态评价,评价湖泊52个,面积达11702.8km2,按湖泊数统计,营养湖占评价湖泊总数的56.9%;富营养湖占43.1%;按湖泊面积统计,中营养湖占评价总面积的63%;富营养湖占37%。

富营养湖泊的分布:滇池、斧头湖、汤逊湖、南湖、沙湖、东湖、严西湖、磁湖、汈汊湖、南太子湖、墨水湖、武山湖、太白湖、巢湖派河湖区、巢湖施口湖区、巢湖塘西湖区、忠庙湖区、巢湖湖心、武昌湖、巢湖十五里河湖区和太湖等。

长江流域水库营养状态评价,评价水库161个,总库容达771.1亿m3。以评价个数计:中营养库占评价总数的75.7%,贫营养库占1.9%,富营养库占22.4%。以评价库容计:中营养库占评价水库库容的97.4%,贫营养库占0.1%,富营养库占2.5%。

13.8.4.4 长江流域湖泊、水库水质和营养状态评估概述

长江流域有92%湖群集中在中下游,是本次评价重点湖泊,也是我国富营养湖泊分布的主要地区,且大多是浅水湖泊(平均水深在4m以下),污染严重且与河网水域相连,不同程度存在普遍污染和富营养化现象。长江流域参评湖泊Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ类水占评价湖泊面积的16.7%,Ⅴ、劣Ⅴ类占湖泊评价总面积的3.1%,普遍受到不同程度污染。湖泊中营养化和富营养化面积占评价总面积的99.95%;中下游城市内湖污染和富营养化更趋严重,多为劣Ⅴ类水质。

Ⅴ+劣Ⅴ类水湖泊区域分布在滇池、南湖、磁湖、南太子湖、墨水湖、巢湖等,防治任务十分繁重,湖泊污染和富营养化是全球面临难题,也是长江流域面临的严峻水环境问题。

长江流域水库,Ⅴ+劣Ⅴ类水仅占评价库容的2.1%,总体水质良好。

总体上看,长江流域湖泊水质呈下降趋势,湖泊富营养化进程加快。

13.8.4.5 长江流域地下水水质现状

地下水水质是指地下水水资源质量由于自然演变和人类活动引起水的物理、化学、生物特性的改变,使其质量变化的现象。

地下水水质评价内容是:地下水水化学分类,水质现状评价,水质变化趋势分析及污染分析,划分水文地球化学异常区。

2000年地下水水质现状评价是全江第一次,以平原浅层地下水为评价对象。

长江流域地层和水文地质条件比较复杂,有多种类型地下水。据地下水产状含水层介质性质、赋存状态条件,大致分布有孔隙水、岩溶水、裂隙水、孔隙裂隙水、冻结层水。历史上,长江流域地下水开采取用便利,水量稳定,通过岩层过滤水质优良,成为人类饮用优质用水的重要水源。

本次评价选取有代表性平原浅层地下水井144口。

评价水平年:2000年。

评价标准:《地下水质量标准》(GB/T14848—93)。

评价方法:采用舒卡列夫分类方法和单指标评价法。

(1)地下水的化学分类及组合类型(表10.30)。计1-A型有74片区占总类片型的50%以上,2-A型有131个片区占评价总片区的20.9%,4-A型水181片区占总类片区的8.2%。22-A型水有6片区占总类型片的4.5%。大部分地下水水化学类型水质较好。由于原生环境演变加上人类活动协同作用,地下水局部区域出现复杂类型,即按大于25%毫克当量阴离子组分出现2~3个离子组合方式,使水化学类型日趋复杂,按水资源三级分区,其主要分布在唐白河(南阳市、驻马店市)、鄱阳湖环湖区(南昌市)、巢滁皖及沿江(马鞍山市)、南通及崇明岛沿江(泰州市、南通市),地下水矿化过程仍处第一阶段。

(2)地下水水质现状评价。

评价必选项目:pH值、矿化度、总硬度、氨氮、挥发酚、高锰酸盐指数。

选评项目:氟化物、氰化物、砷。

地下水评价单元总面积为104273km2(含29977km2不透水层面积)。按不同质的地下资源量分类统计:符合和优于Ⅲ类水以上水资源占评价区水资源量53.03%;Ⅳ、Ⅴ类水分别占23.65%、23.32%,Ⅴ类水主要分布在宜昌—武汉左岸、南通及崇明岛沿江,洞庭湖环湖区、鄱阳环湖区,丹江口以下干流、唐白河,青弋江、水阳江及沿江。

(3)地下水劣质区分析。劣质区(指水质Ⅳ、Ⅴ类水区域)面积为48970km2,占地下水评价单元面积的46.97%。

(4)地下水恶化区域分析。恶化区主要分布在岷沱江、成都平原、鄱阳湖区。恶化区面积为8080.16km2,占总评价面积的7.8%。恶化项目主要是高锰酸盐指数、硝态氮、硫酸盐、氯化物、铁、锰、矿化度、总硬度等。

(5)地下水污染分析。主要指人类活动污染的浅层地下水。地下水污染面积为3.69万km2,占总评价面积的35.43%。轻污染面积为2.275万km2,占总评价面积的21.82%,占污染区面积的61.60%。重污染区面积为1.419万km2,占总评价面积的13.6%,占污染总面积的38.40%。

重污染区主分布在岷沱江、湖口以下干流、宜昌—湖口、汉江、鄱阳湖水系、洞庭湖水系,主污染物是高锰酸盐指数、氨氮、亚硝态氮、硝态氮、挥发酚等。

13.8.4.6 地下水资源质量的评估

长江地下水总体质量尚好,多数城市地下水受一定程度污染。

地下水总的污染有点状向面状污染扩散趋势,有城市向农村曼延之势,劣质水区面积占46.96%;污染区面积占35.43%;铁、锰异常区面积为26.88%;恶化区面积占7.7%。

主要地下水污染区在岷沱江、唐白河、湖北长江干流、鄱阳湖湖滨平原、巢滁皖及沿江、青弋江、水阳江、南通崇明岛一带。

地表水污染分布区域与地下水污染分布叠加,交叉污染成为长江流域水资源利用和保护的隐忧。

长江流域地下水质量总趋势仍是稳定的,局部呈下降态势。

13.8.4.7 长江流域水功能区水质达标评价

水功能区划是依据水资源的区域性、整体性、多功能性和流域(区域)水资源状况,考虑水资源开发利用现状、经济社会发展对水量水质的要求,以功能要求来确定水质类别而划定相应的特定功能的水域,力求水资源开发利用和保护发挥最佳效益,为科学管理提供决策依据。

区划采用两级体系即一级区、二级区。

区划水平年采用2000年。

水功能区水质达标评价的主要标准:对单一水功能区采用相应水功能区水质标准作为评价标准;对多功能水域以主导功能水质标准作为评价标准。

水功能区水质达标评价方法:用水功能区的水质类别作达标分析(评价参数用单因子评价方法)。

长江流域一级水功能区1299个(不计开发利用区),全年期达标水功能区1030个,占总功能区数的79.3%。评价河流河长75833km,达标河长63014km,占评价河长的83.1%。评价湖泊面积10459km2,达标面积6461km2,占评价湖泊面积的61.8%。评价水库库容395亿m3,达标库容391亿m3,占评价水库库容的91.3%。

二级水功能区1191个,全年期达标水功能区635个,占总功能区数的53.3%。评价河流河长13243km,达标河长6463km,占评价河长的48.8%。评价湖泊面积1564km2,达标面积786km2,占评价湖泊面积的50.2%。评价水库库容83亿m3,达标库容71.9亿m3,占评价水库库容的86.6%。二级水功能区的河流、湖泊现状水质与水质目标差距较大。

在河流水功能区中,达标率低的水资源二级区有湖口以下干流、汉江、太湖水系。影响水功能区功能的主要原因是有机污染物超标,氨氮、COD、高锰酸盐指数、溶解氧和挥发酚是造成水功能区不达标的主要超标项目,汞、铅、镉、砷和六价铬等重金属是影响水功能区达标的次要水质参数。

在长江流域2490个水功能区评价中,达标比例为66.9%,其中河流达标比例为78.0%,湖泊为60.3%,水库为90.5%。2000年太湖、长江湖口以下干流有近一半功能区现状水质与目标要求存在较大差距。

水功能区划是对流域各水体进行主导功能和从属功能的科学划定,为水资源的可持续利用、有效保护和科学管理提供决策依据。20世纪80年代中期,我国在长江等流域陆续开展了不同深度的水功能区划,有的还提出了水质目标。2002年水利部提出了《中国水功能区划》(试行),开展了全国各流域、省区的水功能区划。长江流域18个省(直辖市、自治区)政府已颁布实施水功能区划;定期发布水功能区达标的水质简(通)报;在水功能区理论基础、基本概念和研究方法方面有一定进展,区划工作正在促进提高水质达标率,缩小水功能区现状水质与水质目标的差距。