我國大流域水質(zhì)狀況分析

我國大流域水質(zhì)狀況分析

1水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的發(fā)展歷程隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人類活動(dòng)的影響，中國現(xiàn)在面臨著嚴(yán)重的水環(huán)境問題。包括遼河、淮河、黃河,甚至珠江等大江大河的水污染問題日趨嚴(yán)重,不僅影響國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,威脅人民群眾的身體健康,使水資源已嚴(yán)重短缺的狀況又因可利用水資源的減少而更加嚴(yán)峻。水環(huán)境監(jiān)測(cè)是依照水的循環(huán)規(guī)律對(duì)水的質(zhì)與量以及水體中影響水生態(tài)與環(huán)境質(zhì)量的各種人為和天然因素進(jìn)行監(jiān)測(cè),是水質(zhì)資源管理的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。我國的水利部門自20世紀(jì)50年代中期起,在水文站網(wǎng)的基礎(chǔ)上,開展了天然水化學(xué)檢測(cè),70年代初增加了水污染監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,80年代至今已發(fā)展到能對(duì)各類型水體、水生生物和底質(zhì)等水環(huán)境要素進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在水環(huán)境監(jiān)測(cè)站網(wǎng)的建設(shè)方面,經(jīng)過50多年的努力,已逐步形成了1個(gè)水利系統(tǒng)水質(zhì)中心、7個(gè)流域級(jí)中心、31個(gè)省級(jí)(自治區(qū)、直轄市)中心和196個(gè)地市級(jí)中心組成的比較完善的水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系。其中水質(zhì)監(jiān)測(cè)站達(dá)到5218個(gè),監(jiān)測(cè)范圍覆蓋全國7大流域和浙閩臺(tái)河流、內(nèi)陸河(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點(diǎn)河段等。多年來已積累了大量水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),這對(duì)分析水環(huán)境狀況的變化以及水環(huán)境科學(xué)管理等具有非常重要的作用。集計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)建立的全國水環(huán)境數(shù)據(jù)庫及基于Web?GIS的信息發(fā)布系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的信息共享。2重點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在科學(xué)技術(shù)部的支持下,全國水環(huán)境數(shù)據(jù)庫于2001年建成。數(shù)據(jù)庫中共包含了約160個(gè)全國重點(diǎn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、18個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)參數(shù)在內(nèi)的、自1990-2000年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),約1.63萬條記錄。這些重點(diǎn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站是從全國幾千個(gè)監(jiān)測(cè)站中篩選出的,主要位于大江大河干流、主要支流、主要界河處,在空間上具有代表性,基本反映了我國總體的地表水質(zhì)狀況。測(cè)站在正常情況下,每月的同一日提供一次水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。同時(shí),開發(fā)了數(shù)據(jù)庫維護(hù)系統(tǒng)以及基于Web?GIS的水環(huán)境信息發(fā)布系統(tǒng)。2.1數(shù)據(jù)庫內(nèi)容內(nèi)容包括兩大類:空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫。(1)構(gòu)建政區(qū)劃圖、水系圖空間數(shù)據(jù)庫包括兩大類:一類是基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫,包括流域邊界圖、行政區(qū)劃圖、水系圖(河流、湖泊、水庫)、居民地分布圖、地形、交通等;另一類是水環(huán)境專題圖層,這一類包括水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)分布圖、主要工業(yè)污染源分布圖、水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)斷面圖、水環(huán)境功能區(qū)劃圖等。(2)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)為形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù),其又分以下兩種形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù),或者將其直接存儲(chǔ)數(shù)據(jù)主要是相對(duì)空間數(shù)據(jù)庫而言的,一般可用二維表的形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)庫包括:社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)基本信息、監(jiān)測(cè)斷面信息、水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。2.2數(shù)據(jù)庫的維護(hù)功能數(shù)據(jù)庫維護(hù)系統(tǒng)的功能包括:數(shù)據(jù)庫用戶管理、記錄瀏覽、記錄編輯、查詢輸出、水質(zhì)監(jiān)測(cè)記錄的動(dòng)態(tài)成批加載等,圖形數(shù)據(jù)庫的維護(hù)功能包括圖形編輯、多源數(shù)據(jù)集成、圖形與屬性數(shù)據(jù)間的雙向查詢及其統(tǒng)計(jì)、GIS空間分析功能、由經(jīng)緯度坐標(biāo)增加水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)等。信息發(fā)布系統(tǒng)的主要功能包括:水環(huán)境信息查詢、水質(zhì)特征值統(tǒng)計(jì)分析、水質(zhì)級(jí)別評(píng)價(jià)、基本GIS功能,以及水環(huán)境法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)查詢與檢索。2.3測(cè)站個(gè)數(shù)及分布密度數(shù)據(jù)庫中包含的160個(gè)重點(diǎn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)分布于各大流域。從測(cè)站個(gè)數(shù)來講,其中長江流域片最多,共56個(gè),占35%,從測(cè)站在各個(gè)流域片的分布密度來講,海河流域、淮河流域片以及長江中下游最大。各流域片重點(diǎn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面的分布見表1、圖1。2.4水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括pH值、氯化物、溶解氧、化學(xué)耗氧量、生化耗氧量、氨氮、亞硝氮、揮發(fā)酚、砷化物、總汞、六價(jià)鉻、銅、鎘、大腸菌群、氰化物、懸浮物、硬度等17種,綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)包括水質(zhì)級(jí)別、超標(biāo)物、超標(biāo)倍數(shù)3種指標(biāo)。3水質(zhì)采取分類根據(jù)水域的不同使用功能,將地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)值分為五類,不同功能類別分別執(zhí)行相應(yīng)類別的標(biāo)準(zhǔn)。水域按功能高低依次劃分為五類:Ⅰ類主要適用于源頭水、國家自然保護(hù)區(qū);Ⅱ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場(chǎng)、仔稚幼魚的索餌場(chǎng)等;Ⅲ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、魚蝦類越冬場(chǎng)、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū);Ⅳ類主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū);Ⅴ類主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。在水質(zhì)評(píng)價(jià)方面,我國目前主要采用單項(xiàng)指標(biāo)法,即水質(zhì)的最終級(jí)別由單項(xiàng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中級(jí)別最低的那一項(xiàng)指標(biāo)決定。水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是在引用國家《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-83)的基礎(chǔ)上,根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)與評(píng)價(jià)的可操作性進(jìn)行適當(dāng)修正,評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見地表水體水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表2)。劣于地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類的水體為污染水體。根據(jù)以上的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)重點(diǎn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站在1990-2000年間的水質(zhì)監(jiān)測(cè)記錄進(jìn)行年度分類統(tǒng)計(jì),可從宏觀上了解我國各大流域片的地表水水質(zhì)狀況以及在這11年間的水質(zhì)變化情況。3.1、類水質(zhì)之和所占比例圖2為黑龍江流域片1990-2000年水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果。黑龍江流域片大多數(shù)年份Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)之和所占百分比超過一半,1998年達(dá)到70%多,而Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)之和在多數(shù)年份還達(dá)不到20%。Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)的水體中主要超標(biāo)項(xiàng)目有:懸浮物、氨氮Nit_Am、5日生化需氧量BOD5、化學(xué)需氧量COD,其次還有pH、汞Hg等。3.2水質(zhì)之和所占比例圖3為遼河流域片1990-2000年水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果。遼河流域片大多數(shù)年份中Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)之和所占百分比超過80%,尤其是Ⅴ類水質(zhì)每年都超過40%,1998年達(dá)到70%多,而Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)之和在多數(shù)年份還達(dá)不到10%。Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)的水體中主要超標(biāo)項(xiàng)目有:5日生化需氧量BOD5、氨氮Nit_Am、懸浮物,其次還有pH、汞Hg等。3.3類水質(zhì)所占比例圖4為海河流域片1990-2000年水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果。海河流域片大多數(shù)年份中Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)之和所占百分比超過60%之多,尤其是Ⅰ類水質(zhì)所占比例幾乎每年都超過40%,而Ⅴ類水質(zhì)所占比例也較大,在多數(shù)年份都達(dá)到20%之多。Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)的水體中主要超標(biāo)項(xiàng)目有:氨氮Nit_Am、化學(xué)需氧量COD、5日生化需氧量BOD5,其次還有pH、懸浮物、汞Hg等。3.4水體惡化的現(xiàn)狀圖5為黃河流域片1990-2000年水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果。黃河流域片大多數(shù)年份中Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)之和所占百分比為30%～40%,而Ⅴ類水質(zhì)所占比例幾乎在每年都最大,在多數(shù)年份都接近或達(dá)到40%之多,并且,隨著時(shí)間的推移,Ⅴ類水質(zhì)所占比例越來越大,2000年時(shí)達(dá)到58%,可見黃河流域水質(zhì)惡化趨勢(shì)特別顯著。Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)的水體中主要超標(biāo)項(xiàng)目有:5日生化需氧量BOD5、氯離子Cl、化學(xué)需氧量COD、氨氮Nit_Am、懸浮物,其次還有pH、鎘Cd等。3.5、類水質(zhì)所占比例及所占比例圖6為淮河流域片1990-2000年水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果。淮河流域片大多數(shù)年份中Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)之和所占百分比為40%～60%,Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)所占比例在多數(shù)年份都接近或達(dá)到30%,并且,隨著時(shí)間的推移,Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)之和所占比例穩(wěn)中有升。Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)的水體中主要超標(biāo)項(xiàng)目有:氨氮Nit_Am、化學(xué)需氧量COD、5日生化需氧量BOD5,其次還有pH、懸浮物、汞Hg等。3.6、類水質(zhì)所占比例及其分配圖7為長江流域片1990-2000年水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果。長江流域片大多數(shù)年份中Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)之和所占百分比為50%～60%,Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)所占比例為30%左右。隨著時(shí)間的推移,Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)之和所占比例有所升高,顯示出近年來長江流域水質(zhì)有所改善。Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)的水體中主要的超標(biāo)項(xiàng)目有:5日生化需氧量BOD5、懸浮物,其次還有氨氮Nit_Am、汞Hg等。3.7流域片水質(zhì)污染程度圖8為浙閩臺(tái)諸河流域片1990-2000年水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果。浙閩臺(tái)諸河流域大多數(shù)年份中Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)之和所占百分比為60%～70%,Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)所占比例為15%左右。隨著時(shí)間的推移,Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)之和所占比例在20世紀(jì)90年代前期有所升高,后期又逐步下降,而Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)之和所占比例有所升高,顯示出近年來浙閩臺(tái)諸河流域片水質(zhì)污染有加重的趨勢(shì)。Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)的水體中主要超標(biāo)項(xiàng)目有:懸浮物、氨氮Nit_Am、5日生化需氧量BOD5、氯離子等。3.8魚道水質(zhì)分布圖9為廣西、云南、西藏、新疆諸國際河流流域片1990-2000年水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果。這一流域片的水質(zhì)監(jiān)測(cè)站主要分布在雅魯藏布江一帶。廣西、云南、西藏、新疆諸國際河流流域片大多數(shù)年份中Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)之和所占百分比達(dá)到85%以上,尤其是僅Ⅰ類水質(zhì)在多年都占到70%以上,Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)所占比例多小于10%,有的年份里基本沒有。顯示出廣西、云南、西藏、新疆諸國際河流流域片水質(zhì)狀況好。Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)的水體中主要超標(biāo)項(xiàng)目有:懸浮物、化學(xué)需氧量COD等。3.9陸水化河流圖10為內(nèi)流區(qū)流域片1990-2000年水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果。內(nèi)流區(qū)流域片的水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)主要分布在新疆西北片的內(nèi)陸河流。內(nèi)流區(qū)流域片大多數(shù)年份中Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)之和所占百分比達(dá)到60%～70%,僅Ⅰ類水質(zhì)在多年都占到50%以上,Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)所占比例為30%左右,這其中又主要是Ⅴ類水質(zhì)比例較大,多數(shù)年份達(dá)到20%以上。Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)的水體中主要超標(biāo)項(xiàng)目有:懸浮物、氯離子、硬度等。珠江流域片的水質(zhì)實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)暫缺。4流域片的水質(zhì)污染情況水環(huán)境狀況不但具有時(shí)間特性,同時(shí)又有明顯的空間分布特性,即對(duì)于不同的流域片在不同的時(shí)間段,其水質(zhì)狀況是變化的。從空間范圍來講,我國各大流域片的水質(zhì)狀況差異較大。相對(duì)來說,廣西、云南、西藏、新疆諸國際河流流域片的水質(zhì)狀況最好,Ⅰ類水質(zhì)所占比例遠(yuǎn)大于其它級(jí)別水質(zhì),污染水質(zhì)的比例較小;其次是浙閩臺(tái)諸河流域片以及內(nèi)流區(qū)流域片的水質(zhì)良好,Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)之和占60%～70%,污染水質(zhì)占15%～30%;再其次是海河流域片、長江流域片以及淮河流域片,Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)之和占50%～70%,污染水質(zhì)占30%左右;水質(zhì)最差的是遼河流域片、黑龍江流域片以及黃河流域片,污染水質(zhì)所占的比例遠(yuǎn)大于Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì),Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)之和只占到15%～30%,而污染水質(zhì)的比例高達(dá)60%～80%。根據(jù)中國水資源公報(bào)顯示,珠江流域片的水質(zhì)狀況良好。從時(shí)間軸來看,在1990-2000年這11年間各流域片的水質(zhì)變化趨