(江蘇省徐州環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇 徐州 221000)

0 引言

徐州市為嚴(yán)重缺水城市，水資源緊缺，流域補(bǔ)給少，河水流動(dòng)性差，水環(huán)境承載力相對薄弱，河流、城市內(nèi)湖等均以自然降水為主要水源補(bǔ)給。豐水期，大量降水帶來的地表徑流補(bǔ)給和域外行洪客水等因素增大了部分河流斷面水質(zhì)的沖擊負(fù)荷，河流水質(zhì)變化與水期（降雨）呈一定的關(guān)聯(lián)性。

針對徐州市重要河流斷面水質(zhì)易受水期（降水）和客水影響的特點(diǎn)，選取徐州市某主要河流作為分析對象，通過不同水期水質(zhì)比較，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方式，分析河流水質(zhì)受水期影響程度，并通過主要水質(zhì)參數(shù)的變化規(guī)律，結(jié)合區(qū)域降水量，分析重點(diǎn)斷面、河流水質(zhì)狀況與降水間的關(guān)系，說明降水對水質(zhì)的影響，為環(huán)境管理提供預(yù)警支撐。

1 基本情況

徐州市某河流源起安徽，由南向北經(jīng)由豐縣流入徐州境內(nèi)，貫穿徐州市西部全境，全長40 km。徐州市境內(nèi)共設(shè)置2 個(gè)監(jiān)測斷面（A 和B），斷面A 為河流入境斷面，斷面B 位于河流（徐州境內(nèi)）中下游，距離斷面A 約25 km。2 個(gè)控制斷面均設(shè)有水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測站，主要自動(dòng)監(jiān)測指標(biāo)為CODMn，NH3-N，TP，pH值，DO 等。斷面基本情況見表1。

表1 斷面基本情況

2 水質(zhì)與水期相關(guān)性分析

2.1 豐水期與枯、平水期日均值超標(biāo)率的卡方檢驗(yàn)

為分析水期與流域水質(zhì)狀況的關(guān)系，以豐水期（7～9月）和平、枯水期（1～6月、10～12月）分別統(tǒng)計(jì)超標(biāo)天數(shù)，并用pearson 卡方檢驗(yàn)的方式分析水期對水質(zhì)影響的顯著性[1-2]。2019年斷面A，B 自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)有效運(yùn)行天數(shù)統(tǒng)計(jì)見表2。

表2 2019年自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)有效運(yùn)行天數(shù)統(tǒng)計(jì)

豐水期和平、枯水期超標(biāo)率卡方檢驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 豐水期和平、枯水期超標(biāo)率卡方檢驗(yàn)結(jié)果

由表3可以看出，在豐水期，2 個(gè)斷面的P 值均小于0.05，與枯、平水期相比，河流水質(zhì)呈明顯的水期變化，豐水期斷面超標(biāo)比例與枯、平水期相比存在明顯差異,水質(zhì)惡化明顯。

2019年豐水期與平、枯水期監(jiān)測指標(biāo)對比情況見表4。

表4 2019年豐水期與平、枯水期監(jiān)測指標(biāo)對比情況 mg·L-1

由表4可以看出，通過豐水期與平、枯水期各監(jiān)測指標(biāo)均值比較，水質(zhì)變化明顯。豐水期期間，除pH值相對穩(wěn)定外，其他指標(biāo)均出現(xiàn)較大波動(dòng)，其中，DO質(zhì)量濃度較平、枯水期下降明顯；CODMn，NH3-N，TP質(zhì)量濃度較平、枯水期均呈上升趨勢，斷面B 水質(zhì)惡化程度尤為突出，河流水質(zhì)呈明顯的周期變化。

2.2 豐水期主要污染物濃度與降雨相關(guān)性分析

斷面A 主要污染物濃度與降雨量變化趨勢（7～9月）見圖1。

圖1 斷面A 主要污染物質(zhì)量濃度及降雨量變化趨勢

由圖1可以看出，斷面A 水質(zhì)受降雨影響明顯，DO，NH3-N，TP 質(zhì)量濃度受降雨影響較大，呈高度相關(guān)性。其中，DO 質(zhì)量濃度在強(qiáng)降雨期間及過后一直處于低位波動(dòng)，呈一定的負(fù)相關(guān)趨勢；而NH3-N，TP 質(zhì)量濃度則一直處于高位波動(dòng)，特別是連續(xù)降雨期間，各污染物指標(biāo)上升明顯。

2019年豐水期與平、枯水期污染指標(biāo)環(huán)比情況（斷面A）見表5。

表5 2019年斷面A 豐水期與平、枯水期污染指標(biāo)環(huán)比情況 mg·L-1

由表5可以看出，通過豐水期與平、枯水期逐月環(huán)比情況分析，斷面A 中TP 質(zhì)量濃度與降雨量間隨著雨量環(huán)比的增加呈正相關(guān)關(guān)系。CODMn，NH3-N質(zhì)量濃度在降雨期間持續(xù)處在高位波動(dòng)狀態(tài)。

斷面B 主要污染物濃度與降雨量變化趨勢見圖2。

圖2 斷面B 主要污染物質(zhì)量濃度及降雨量變化趨勢

由圖2可以看出，斷面B 在強(qiáng)降雨期間NH3-N，TP 質(zhì)量濃度升高明顯，且隨著雨量的增大，NH3-N質(zhì)量濃度漲幅尤為顯著。

2019年豐水期與平、枯水期污染指標(biāo)環(huán)比情況（斷面B）見表6。

表6 2019年斷面B 豐水期與平、枯水期污染指標(biāo)環(huán)比情況 mg·L-1

由表6可以看出，斷面B 豐水期降雨量及各指標(biāo)月均值的環(huán)比變化隨降雨量增大影響較大，DO質(zhì)量濃度明顯偏低，CODMn，NH3-N，TP 質(zhì)量濃度與降雨量呈正相關(guān)，隨降雨量增大均有不同程度上升，pH 值受降雨變化影響較小。

降雨對2 個(gè)斷面水質(zhì)均產(chǎn)生不良影響，降雨期間各監(jiān)測指標(biāo)與區(qū)域單日降雨量之間的相關(guān)性系數(shù)見表7。

表7 監(jiān)測指標(biāo)與降雨量之間的相關(guān)性系數(shù)

由表7可以看出，斷面A 中CODMn，NH3-N，TP濃度與降雨量呈正相關(guān)性，而DO 濃度則與之成負(fù)相關(guān)性。斷面B 中NH3-N 濃度與降雨量間的相關(guān)性最高為0.4；TP 濃度相關(guān)性雖然低于NH3-N，但在降雨后仍長時(shí)間處于高位，需重點(diǎn)關(guān)注。

3 原因分析及對策建議

3.1 原因分析

據(jù)調(diào)查，該河流兩岸沒有工業(yè)排放和畜禽排放源，均以農(nóng)田為主，造成降雨期間水質(zhì)惡化的可能原因：①秸稈浸泡水隨降雨涌入河道。徐州地區(qū)一般6月至7月間進(jìn)入雨期，還田秸稈尚未完全腐爛被土壤固化吸收，經(jīng)稻田灌溉水浸泡發(fā)酵后，含有大量的有機(jī)質(zhì)和N,P 等生物營養(yǎng)物質(zhì)[3-5]，隨雨水匯入河道，造成河道水質(zhì)惡化。有實(shí)驗(yàn)表明[6]，玉米秸稈經(jīng)浸泡2 d 后COD 質(zhì)量濃度為86 mg/L，氨質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.18%，浸泡水中NH3-N，TP 指標(biāo)逼近飽和，污染物含量較高；②稻田播種施肥造成初期雨水N,P 含量較高。徐州地區(qū)早稻種植在每年的5月中旬，約在6月下旬至7月初，播種出芽后及正常生長期間，需要施加大量的化肥和農(nóng)藥，這期間與雨期重合。另外，由于耕種方式的轉(zhuǎn)變，稻苗播種不用深耕，化肥等施加在土壤淺層，易受降雨沖刷匯入河道，造成斷面水質(zhì)惡化。

3.2 對策與建議

（1）由政府引導(dǎo)，加強(qiáng)秸稈的“收、儲(chǔ)、運(yùn)、利用”全過程管理，秸稈還田的管理起點(diǎn)在“收”，重點(diǎn)在“儲(chǔ)”和“運(yùn)”，難點(diǎn)在“利用”，由于對秸稈收集和儲(chǔ)運(yùn)的意義認(rèn)識(shí)不深，秸稈收集率普遍偏低，有些秸稈在農(nóng)耕之后直接進(jìn)入河道，加之粗放的還田方式，秸稈露天堆放，受雨水浸泡后，腐質(zhì)隨之進(jìn)入河道，造成河道水質(zhì)下降。建議建立黨委政府責(zé)任制，加大財(cái)政補(bǔ)貼，引導(dǎo)農(nóng)民做好秸稈的集中收集，建立秸稈收集點(diǎn)，統(tǒng)一儲(chǔ)存和運(yùn)輸。同時(shí)加大科技投入，合理謀劃秸稈使用，變廢為寶，開展秸稈能源化、基料化、資源化的研究，提高秸稈的可利用效率，構(gòu)建秸稈從收集運(yùn)輸?shù)骄C合利用的產(chǎn)業(yè)閉環(huán)，形成產(chǎn)業(yè)鏈，增加其附加值，提高農(nóng)民收入，激活其參與積極性。

（2）調(diào)整耕作結(jié)構(gòu)，合理布局，提倡科學(xué)施肥，加強(qiáng)農(nóng)田退水管理[7]。加強(qiáng)近河道農(nóng)田管理，建立河道兩側(cè)非耕作區(qū)，耕作區(qū)深耕深翻，提倡種、肥同播，特別注意雨期與播種季重疊期的管理。加強(qiáng)農(nóng)田退水管理，農(nóng)田灌溉退水因裹挾大量化肥、有機(jī)質(zhì)，導(dǎo)致N,P 含量較高，直接進(jìn)入河道易造成水體污染，建議加強(qiáng)農(nóng)耕水，特別是農(nóng)田退水的收集，建立收集渠道或與城市管網(wǎng)相連接，集中收集處理，避免直接入河。

3 結(jié)論

（1）通過卡方檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與枯、平水期相比，豐水期河流水質(zhì)惡化顯著。（2）降雨量與斷面水質(zhì)自動(dòng)站主要監(jiān)測指標(biāo)相關(guān)性分析顯示，降雨量對主要監(jiān)測指標(biāo)的影響顯著，呈一定的規(guī)律性。其中，DO 濃度與區(qū)域降水量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而NH3-N，TP，CODMn濃度與之呈正相關(guān)關(guān)系，又以NH3-N 指標(biāo)相關(guān)性最高。TP 濃度會(huì)在降雨后的一段時(shí)間持續(xù)處于高位。（3）由于秸稈還田不完全，水稻種植肥料等，秸稈浸泡水、水稻灌溉水隨降雨一同匯入河道，可能是造成豐水期水質(zhì)惡化的主要原因。改善秸稈還田方式、加強(qiáng)農(nóng)耕管理是解決豐水期水質(zhì)惡化的主要措施。