金达镇

西藏尼洋河水系水质污染特征及污染来源分析

董江伟;罗红英;吕琳莉;张玉云;姜海波

【摘要】以尼洋河水系2016年6月～7月(丰水期)、11月～12月(枯水期)14项

指标的监测数据为依据,采用水质类别法中的单因子评价法,对水质污染特征进行综

合评价,运用主成分分析法,对水质指标主成分进行分类,并进一步对尼洋河水系污染

来源进行分析.%Badonthemonitoringdataof14waterqualityindexesin

NiyangRiversystemfromJunetoJuly(wetason)andfromNovemberto

December(dryason)in2016,acomprehensivewaterqualityevaluation

ismadebyusingwaterqualitycategorymethodandsinglefactor

ncipalcomponentsofwaterqualityindexesand

pollutionsourcesarealsodeterminedbyusingprincipalcomponent

analy十一英文 sis.

【期刊名称】《水力发电》

【年(卷),期】2017(043)005

【总页数】6页(P10-15)

【关键词】水质污染;单因子评价法;主成分分析法;尼洋河水系

【作者】董江伟;罗红英;吕琳莉;张玉云;姜海波

【作者单位】西藏农牧学院,西藏林芝860000;水利水电工程西藏自治区重点学科,

西藏林芝860000;西藏农牧学院,西藏林芝860000;水利水电工程西藏自治区重点

学科,西藏林芝860000;西藏农牧学院,西藏林芝860000;水利水电工程西藏自治区

重点学科,西藏林芝860000;西藏农牧学院,西藏林芝860000;水利水电工程西藏自

治区重点学科,西藏林芝860000;石河子大学水利建筑工程学院,新疆石河子

832003

【正文语种】中文

【中图分类】X522(275)

尼洋河流域地处青藏高原南部,西藏自治区的东南部,西起米拉山分水岭,东抵雅鲁藏

布江和色季拉山,南以喜马拉雅山脉东段分水岭为界,北以念青唐古拉山脉东段分水

岭为界,位于北纬2928′～3030′,东经9210′～9435′之间,东西长约230km,南

北宽约110km,流域面积17815km2,年降雨量230.72亿m3,年径流量172.29

亿m3。尼洋河流域支流较多,最大支流是巴河,长109.95km,流域面积4229km2,

占尼洋河流域面积的23.7%[1]。其次,还有白曲、娘曲、巴朗曲、则弄、普布弄巴

等。尼洋河流域水系见图1。近年来,随着尼洋河流域经济的飞速发展,农村城市化

进程的加快推进,区域河网水质污染严重,水生态问题日益凸现。尤其修建了大量的

蓄水水库和拦河节制闸蓄水工程,导致天然径流过程大幅度改变。同时,未经过处理

的大量工业废水和生活污水直接排入,排放总量远远超过了水环境容量,对河流生态

环境造成了重大影响。研究表明,自20世纪末以来,流域水质呈逐年恶化趋势。尼

洋河流域天然水化学特征不同区域之间差异大，且受人类活动和水污染影响较大。

为满足社会经济用水需求,众多水库、水闸等水利工程对河道径流实行高度调节控

制,再加上独特的气候条件、水系形态和地形地貌以及水资源利用超过其承载能力,

造成大多数支流雨季行洪,枯水期有水无流甚至河道断流的局面。这样的水系水文

特征,对水污染物稀释自净极为不利。一方面,因长期过度开发，资源破坏,尤其是工

农业及生活污水大量涌入,河道水质可能会严重恶化；另一方面,由于水坝、水闸的

限制,造成污染物的蓄积,在泄洪时造成污染的集中排放,致使污染排放量在局部时间

内超过环境容量,导致严重的水体污染,且这种破坏对水体来说是难以恢复的。因此,

全面对尼洋河流域水环境质量进行分析,分析水质污染特征,并提出相应治理建议,对

水环境保护以及区域经济发展都具有重要意义。

1.1水质监测样点布设

本研究依据尼洋河流域主要环境地理特征和重要程度布设15个水质监测样点,依次

为松多镇、金达镇、工布江达县城、巴河镇、百巴镇、更张乡、八一镇、尼洋河出

口。尼洋河流域主要水质监测站点见图2。监测时间为2016年6月～7月(丰水

期)、11月～12月(枯水期),每月1次。检测项目分别为悬浮物、电导率、细菌总

数[2]。监测项目分析方法依据GB3838—2002《地表水环境质量标准》和《水和

废水监测分析方法》[3]。

1.2评价统计方法

1.2.1水质评价方法

水质评价方法采用水质类别法,水质类别评价采用单因子评价法,是将某种污染物实

测浓度与该种污染物的评价标准进行比较以确定水质类别的方法,该方法只能反映

单种污染物的污染程度,无法通过其判断总体污染状况[4]。依据GB3838—2002

将水质类别分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类,水质达不到Ⅴ类标准的定义为劣Ⅴ类。计

算单因子评价指数常采用算术平均值形容树木的成语 法,其计算公式[5-7]为

式中,Ij为河流断面单因子j的污染指数；j为河流断面评价因子j的实测浓度值；

Sj为评价因子j的标准值。

1.2.2水质数据统计方法

本研究数据统计方法采用主成分分析[8-9]。主成分分析是将多个指标化为少数几

个不相关的综合指迷惑的反义词 标(主成分)的统计分析方法,综合指标能反映出原指标所提供的绝

大部分信息,达到降维和源识别的目的,依据特征值大于1的原则,累积方差贡献率在

80%以上(一般要求大于70%)。

2.1单因子污染指数评价

单因子水质评价[10-11]是依据GB3838—2002中的相关标准限值,系统分析尼洋

河水系水质变化趋势。根据对尼洋河枯、丰水期15个监测断面水质分析结果,重点

探讨等6湖北师范学院 个指标,进而分析尼洋河水质的变化情况。尼洋河水质分类标准值见表1。

按GB3838—2002,把地表水水质按优劣划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V类。其中,I～

Ⅲ类相当于饮用水标准；Ⅳ类相当于工业用水标准；V类符合农灌水标准；大于V

类水体严重污染,失去各种供水功能。根据尼洋河具体情况,采用Ⅲ类水的标准值来

计算单因子污染指数,得到等6个单因子污染指数。枯、丰水期计算结果见表2、3。

采用平均污染指数I平均和最高污染指数I最大[12]分析尼洋河河段水质的沿程变

化情况。污染指数见图3。

综上分析：①枯水期监测断面的平均污染指数除2-1断面小于1外,其他断面的水

环境整体处于污染状态(相对于参照的Ⅲ类水体)。最高污染指数均取自氮指标,故各

断面的主要污染指标为氮。另有2-2、3-1、3-2、4-1、4-2、6-1、6-2、7-2等

8个断面的BOD5和2-2、3-2、4-2、6-2、7-2、8等6个监测断面的CODCr

超Ⅲ类水体。②丰水期监测断面的平均污染指数除5-2断面大于1,其他断面的水

环境整体处于非污染状态(相对于参照的Ⅲ类水体)。最高污染指数除6-2、2-1、8

等3个监测断面外均大于1,即从单个水质指标来看,这3个监测断面处于超标状态,

最大污染指数为氮指标。另有1-2断面的CODCr和7-1、7-2等2个监测断面的

BOD5超Ⅲ类水体。

2.2主成分分析评价

根据尼洋河枯丰水期15个监测断面水质分析结果,采用SPSS软件对13个水质指

标进行现状评价与分析,通过该软件系统自动将原始数据进行指标标准化处理,消除

指标量纲及数量级的影响。

(1)相关系数矩阵。枯、丰水期尼洋河监测断面水质相关系数矩阵见表4、5。从表

4、5可知,枯水期的Mg、Ca、F-、电导率之间具有较高的相关系数,都达到了极显

著水平；丰水期的Mg、Ca、电导率、BOD5之间具有较高的相关系数,达到了极

显著水平。

(2)总方差解释。枯、丰水期尼洋河监测断面水质总方差解释见表6、7。依据特征

值大于1的原则,枯、丰水期累积方差贡献率分别达83.51%和80.79%。

(3)初始因子载荷矩阵。枯、丰水期尼洋河监测断面水质初始因子载荷矩阵见表8、

9。2个表都反映了4个主成分与原始数据之间的相关程度,表中加下划线的数据表

示相应主成分与原始数据相关程度较高,影响关系较大。从表8可知,第一主成分与

Mg、电导率悬浮物、细菌总数8个污染因子具有显著相关性；第二主成分只与污

染因子具有较好相关性；第三主成分只与BOD5和DO等2个污染因子相关较好；

第四主成分与P和CODCr等2个污染因子相关较好。从表9可知,第一主成分与

Ca、Mg、电导率、BOD5、Cl-等5个污染因子具有显著相关性；第二主成分与

细菌总数3个污染因子具有较好相关性；第三主成分只与等3个污染因子相关较

好；第四主成分只与P和悬浮物2个污染因子相关较好。

不管是枯水期还是丰水期，尼洋河监测断面都与Ca、Mg、Cl-、B番茄用英语怎么说 OD5和电导率

等5个水质指标有显著的相关性,这与地表冲刷有关；枯水期污染较为严重的因子

是悬浮物、细菌总数,这与冬季水量较少,人为污染较大有关；丰水期变化较大的因

子是BOD5,这与夏季水量丰沛、氧气含量高、污染相对较少有关。

(1)农业面源污染。近年来,随着西藏新农村建设步伐的加快,农牧民生产观念逐渐与

内地接轨,农牧民改变了严守多年的传统,逐渐开始使用化肥、农药等,且使用量逐年

增加。

(2)畜禽养殖污染。除了在牧区养殖牲畜,近年来畜禽养殖业从农户的分散养殖转向

集约化、规模化养殖,大部分养殖场往往直接将牲畜粪便等直接排入附近的水体,导

致大量的氮、磷流失和河道的水体变黑,富营养化严重。畜禽类的污染面明显扩大，

加大了对水环境的污染。据调查,养殖1头牛产生的废水超过22个人生活产生的废

水,1头猪产生的污水相当于7个人生活产生的废水。因此,对西藏半农半牧的区情,

畜禽类的污染面明显梦见血 扩大,养殖业对农村水环境产生的污染较为严重[13]。

(3)生活污水污染。近年来,西藏积极推行社会主义新农村建设,农村的生活方式有了

较大改变,从分散居住的山沟搬迁到了集中建设的小城镇,住进了统一修建的新房,卫

生习惯彻底改变,如使用洗衣粉数量及购置现代化物品增多,这就造成了大量污水和

废弃物的产生。据调查,西藏大部分的农村公共设施的建设步伐远远没有跟上经济

的发展,不修建卫生间,没有下水道,没有安装污水处理设施,没有垃圾处理设施,所有

的生活污水基本上是随意泼洒,生活垃圾基本上是倾倒于就近的垃圾堆,生活污水和

废水基本上是流入就近的河流,或者在雨水的冲刷下携带废弃物流入河流,对河流水

质造成了严重污染[13]。

本文基于单因子污染指数评价和主成分分析评价2种方法,对尼洋河水质进行的综

合评价,得出以下结论：

(1)2种方法分析所得尼洋河流域水体大多数监测断面氮污染指标高于Ⅲ类水体的

标准值,河流水体基本上处于氮污染状态。

(2)尼洋河水系污染来源分析总的来说农业面源污染最大，畜禽养殖污染次之，生

活污水污染最小。应加大对农业源的治理力度,建立畜禽养殖管理新模式,完善城市

污水管网建设,提高乡镇和农村污水处理率。

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