松花江干流水质与主要城市取排水量径流量的关系.pdf
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1、水生态环境 东北水利水电 2 0 1 3 年第 9 期 文章编号 1 0 0 2 -0 6 2 4 ( 2 0 1 3 ) 0 9 -0 0 2 4 -0 3 松花江干流水质与主要城市取排水量径流量的关系 范晓娜 , 苗莹 , 昊 东芳 , 张继 民 ( 松辽流域水资源保护局, 吉林 长春 1 3 0 0 2 1 ) 【 摘 要 选取松花江干流具有代表性的 1 4个监测断面, 选择反映流域水环境特征指标的高锰 酸盐指数、 化 学需氧量( C OD) 、 五 E l 生化需氧量( B OD ) 、 氨氮( NH 3 - N) 、 总磷等作为水质评 价因子 , 运用基于因子分析定权的水质评价模型和
2、零雏河流完全水质模型评估水质状况。选 取流域重要城市哈尔滨市、 牡丹江市, 分析其取排水和径流变化对河流水质的影响。 关键词 松花江干流; 城市取排水 ; 径流关系 中图分类号 X8 2 文献标识码 B 1 研究范 围 研究范围是松花江三岔河口以下,包括松干及拉林 河、 蚂蚁河、 汤旺河、 呼兰河、 倭肯河、 牡丹江等重要支流。 2 数据来源与技术方法 2 1 数据来源 收集 2 0 1 1 年水质监测数据 ,选取流域具有代表性水 质监测断面 1 4 个 , 其中松干 7 个 , 支流 7 个。松干断面从 上游到下游依次选取了水源地、 水泥厂、 通河、 依兰、 佳木 斯 、 富锦、 同江。支流
3、断面包括拉林河五常、 蚂蚁河莲花、 汤 旺河晨明、 呼兰河兰西、 牡丹江柴河大桥和牡丹江、 倭肯河 倭肯。取水量 、 排水量取 自 松辽流域水资源公报) ( 2 o l 1 年) 。径流量数据取 自 黑龙江流域水文年鉴) ( 2 o i 1 年) 。 2 2 技术方法 运用基于因子分析定权的水质评价模型对 1 4个监测 断面水质进行等级评价 , 该模型相对于综合污染指数法等 模型 , 可简化评价指标, 避免评价过程的主观性 , 能较好反 映河流水质总体特征。 , 零维河流完全水质模型可以模拟污染水体经过一段 距离自然稀释后的水质状况 , 并与监测值进行 比较, 分析 人为排水对水质的影响程度。
4、 2 2 I基于因子分析定权的水质评价模型 设有 个水体样本, 每个水体样本共有 P个观测指标 , 即构成了一个 n P阶的矩阵 n P ,在对数据进行标准化的 基础上, 利用水质评价模型进行评价。评价步骤包括求解初 2 4 始公共因子及因子荷载矩阵、 因子旋转、 因子得分以及求指 标权重及综合指标值共 4步。水质模型见表达式( 1 ) 和( 2 ) 。 m e l l , i 一 e l lI广 , , = i =1 , 2 , , PJ =1 , 2 , , m ( 1 ) ( 2 ) 式中: 为指标权重; , , 为综合指标值; 卢为因子得分系数; e 为方差贡献率 为指标标准化后的数值
5、。 公式( 1 ) 和( 2 ) 构成了基于因子分析的水质评价模型。 Y 越大说明水体综合污染程度越严重。利用综合指标值再 结合相应的水质标准可对评价水体进行准确的分级口 1 。 2 2 2 零维河流 完全水质模 型 利用零维河流完全水质模型可以计算污染物排入水 体后随着距离加大自然稀释的程度 , 将计算得出的污染物 自然稀释浓度与实际监测值进行比较 , 分析人为排水对水 质的影响。该模型包括污染物混合浓度方程( 3 ) 和污染物 衰减方程( 4 ) 。 C = ( C p Q p + C k Q k ) ( Q p + Q k ) ( 3 ) 式中: 为污染物排放浓度, m g L ; 为废
6、水排放量 , m 3 s ; 为河流中污染物浓度, m g L ; 口 为河流流量, m 3 s 。 C = C o e x p ( - k x u ) ( 4 ) 式中: C n 为初始浓度, m g L ; k为衰减系数 ; 为所求点距排 污口距离; u为河流平均流速。 2 0 1 3 年第 9 期 3 水质评价 东北水利水电 水生态环境 3 1评价标准与评价指标 以 G B 3 8 3 8 2 0 0 2 地 表水环境质量标准 为评价标准 瑚 ,选择反映流域水环境特征指标的高锰酸盐指数 、 化学需 氧量( C OD) 、 五 日生化需氧量( B O D ; ) 、 氨氮( N H , 一
7、 N )、 总 磷( T p ) 、 氟化物( F 一 ) 作为水质评价因子 , 具体选取 1 4 个监 测断面上述 6 项污染指标 的汛期、 非汛期、 年平均值进行 单因子评价及水质综合评价。 3 2 单 因子 评价 本文选取的 1 4 个断面 6 项污染指标 2 0 1 1 年平均值 见表 1 。 表 1 监 测断面 主要污染指 标年平均值 mg L 由表 1 可见 , 松干 7个断面 6 项污染指标年平均值呈 现从上游到下游逐渐增大, 佳木斯、 富锦 、 同江 3个断面化 学需氧量相对较高。支流 7 个断面 6 项污染指标年平均值 大于干流 , 倭肯各项污染指标年平均值远远高于其他断面。
8、 依据 G B 3 8 3 8 2 0 0 2 对各监测断面 2 0 1 1 年汛期、 非汛 期主要污染指标进行单因子等级评价 , 见表 2 。 评价结果表明, 总体上汛期水质优于非汛期。松千水 质从上游到下游逐渐变差 , 经佳木斯后 , 化学需氧量、 高锰 酸盐指数为类。支流中倭肯断面汛期氨氮、 化学需氧量 为劣 V类 , 非汛期氨氮 、 化学需氧量、 高锰酸盐指数 为劣 V类。 3 3 水质综合评价 运用 S P S S 1 6 0 软件 ,对表 1 中 1 4 个监测断面 6 项污 染指标年均值进行因子分析 , 得到两个主因子 , 两者方差 正交化旋转后的方差累计贡献率达到 9 5 7
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