第10卷第1期2012年3月
湿地科学
WETLANDSCIENCE
Vol.10No.1March2012
淮河(安徽段)南岸诸河流水质
标识指数评价
韩
曦，王丽，周平，孙庆业*
(安徽大学资源与环境工程学院，安徽合肥230601)
摘要：2010年夏季，对淮河(安徽段)南岸诸河流水质进行调查，共设置采样点160个，选取总氮、总磷、氨氮和化学需氧量4项水质指标，利用综合水质标识指数评价法(WQI)对淮河(安徽段)南岸诸河流水质进行评价。结果表明，淮河(安徽段)南岸诸河流水质达标率77%，超标的评价因子为氮营养盐和化学需氧量。污染物主要来自农业面源和生产、生活废水；水流流速、沉积物性质和周围环境对水质产生一定影响。关键词：淮河；水质评价；综合水质标识指数；单因子水质标识指数中图分类号：X522
文献标识码：A
文章编号：1672-5948(2012)01-046-12
河流水质评价是根据监测数据对河流的水质现状、变化趋势及其变化原因进行评价。通过河流水质评价可以了解水环境的过去、现在以及未来的发展趋势和变化规律，了解和掌握影响本地区环境质量的主要污染因子和主要污染源，从而有针对性地制定改善环境质量的污染源治理方案和综合防治规划与措施[1]。国内外关于河流水质评价的研究成果较多[2~5]，研究区域几乎遍布各大洲的主要河流。总体来看，对于河流的水质评价，其思路较多地限于单条河流的线性特征分析。
淮河(安徽段)南岸水资源较为丰富，具有重要的经济价值和生态价值，但随着人口的急剧增加，工农业的迅速发展，对河流的不合理开发利用，导致该地区水资源恶化、环境污染加剧、泥沙淤积、生物多样性下降，从而使该地区河流处于严重的生态威胁之中。因此，本文在前人零星研究的基础上，对淮河(安徽段)南岸诸流域进行了一次系统的水质评价，旨在为有效地进行水体整治提供一定的科学依据。
流域之间，流域总面积1.87×105km2，在安徽省境内的面积为6.69×104km2，占总流域面积的35.8%。研究区(31°08′N～32°57′N，115°28′E～118°13′E)地处淮河(安徽段)南岸流域，大部分位于安徽省中西部，流域东西长约170km，南北平均宽约180km(图1)。研究区西南部高，为大别山区，中部及东北部为平原地区，山丘面积约占流域面积的1/3，平原面积约占2/3。流域内的河流有史河、沣河、汲河、淠河、东淝河、窑河、池河等，都源于江淮分水岭北侧，流程较短，具有山区河道的特征。根据河流所属流域的不同，将淮河安徽段南岸从西至东依次划分为史河流域、城西湖流域、城东湖流域、淠河流域、瓦埠湖流域、高塘湖流域、濠河流域、女山湖流域8个部分。淮河南岸属北亚热带区，年平均气温11～16℃，年平均降雨量911
mm，总的趋势是南部大、北部小、山区大、平原小、沿海大、内陆小，淮南大别山区淠河上游年降雨量最大，达到1500mm以上。
淮河(安徽段)流域有人口4197万人，占安徽省人口的62.9%；国内生产总值为3214.3×108元，占全省的43.7%；人均水资源占有量为710m3，低于全省平均水平49.1%；耕地面积3×108
1研究区概况
淮河流域地处中国东部，介于长江和黄河两
收稿日期：2011-07-06；修订日期：2011-12-16
基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项项目(2008ZX07526-002)资助。作者简介：韩
*
曦(1989-)，男，安徽省亳州人，硕士研究生，主要从事生态恢复方面的研究。E-mail:funnyfire@163.com
通讯作者：孙庆业，教授。E-mail:sunqingye@ahu.edu.cn
1期
韩曦等：淮河(安徽段)南岸诸河流水质标识指数评价
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km2，约占全省的72%，是安徽省主要的农副产品产区；流域内煤炭等矿产资源丰富，是华东重要的能源基地。但是，流域内农业生产条件不够理想，工业发展较粗放，集聚度不高。研究区的淮河南部山区多为黄棕壤土，丘陵地区为水稻土，以农业生产为主，主要作物有小麦、水稻、玉米、薯类、大豆、棉花和油菜等。淮河南部以煤炭、电力工业和农副产品为原料的食品、轻纺等工业生产为主，其中以煤炭资源最多，主要集中在淮南地区。
图1水样采集流域示意图Fig.1Thesketchmapofthebasinof
watersamplescollection
2材料和方法
2.1采样点设置与水质指标的监测
水质监测时间为2010年夏季的丰水期，于7月初至10月中旬，分17次采集完所有样品。为使水质监测结果准确反映河流水质状况，根据淮河(安徽段)南岸诸流域的流域形状、水文特征和流域人口、农田利用等情况，从河流源头到汇入淮河干流共设置160个采样点，其中史河流域4个采样点，城西湖流域10个采样点，城东湖流域19个采样点，淠河流域14个采样点，瓦埠湖流域41个采样点，高塘湖流域18个采样点，濠河流域10个采样点，女山湖流域44个采样点。监测指标包括总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH3—N)和化学需氧量(COD)。水样采集按GB12998—91《水质采样技
术指导》[6]
规定的要求进行，水质理化指标的测定
按国家环境保护总局编制的《水和废水监测分析
方法》[7]
规定的要求进行。采集样品的同时，记录
采样点的周边环境和植被类型，为水质评价结果提供客观参考。
2.2评价方法
目前水质综合评价的方法有很多。王博等提出了模糊综合评价法用于松花江流域的水环境质量评价，认为该方法用隶属函数描述环境质量分级界限，注意到实际上存在的界限模糊性，使评价结果更客观[8]；郭劲松较早地将人工神经网络模型中的BP和Hopfield网络应用到水质评价中，认为BP模型考虑了环境水质类别变化的连续性，更为客观实际[9]；秦昌波等采用变权重绝对灰色关联度法对渤海湾天津段海岸带水环境进行评价，认为这种模型不仅能确定评价对象所属的等级，还能对优劣进行比较，采用可变的权重确定方法，结果可信度高[10]；此外，层次分析法、物元可拓集、投影寻踪技术、遗传算法、蚁群算法在水质评价中也偶有应用[11]。这些方法各有优点，但客观性和全面性还有待于改善。相对于其他水质评价法，徐祖信将综合水质标识指数用于上海市内陆河流的水质评价，取得了令人信服的评价结果，并确定了上海市内陆河流水体黑臭的判别准则[12]。已有文献表明，综合水质标识指数法评价结果与其他评价方法结果重合度最高，且模糊评判法、灰色关联分析法和神经网络评价法的评价结果都接近于综合水质标识指数法[13,14]。综合水质标识指数法以单因子指数法为基础，其指数组成更合理，且易于操作。因此，本文用综合水质标识指数法对淮河(安徽段)南岸诸流域水质进行综合评价。2.2.1单因子水质标识指数的计算
单因子水质标识指数(P)由一位整数、小数点后二位或三位有效数字组成。其中，整数位X1表示第i项水质指标的水质类别；小数点后第一位有效数字X2表示监测数据在X1水质变化区间中所处的位置，根据公式按四舍五入的原则计算确定；小数点后第二位有效数字X3表示水质类别与功能区划设定类别的比较结果，视评价指标的污染程度，X3为一位或两位有效数字。X1、X2、X3的具体计算方法参见文献[15]。
2.2.2综合水质标识指数的计算
综合水质标识指数由整数位和三位或四位小数位组成。其中，X1为河流总体的综合水质级别；X2为综合水质在该级别水质变化区间内所处位置；X3为参与综合水质评价的单项水质指标中，劣于水环境功能区目标的指标个数；X4为综合水质类别与水体功能区类别的比较结果，视综合水质
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湿地科学
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的污染程度，X4为一位或两位有效数字。X1、X2、X3、X4的具体计算方法参见文献[12]。
质进行综合评价，根据河流水质数据，对流域的单因子水质指标和综合水质标识指数进行计算。3.1史河流域
史河发源于大别山，为跨省河流，全长220km，流域面积为6720km2。史河在安徽省境内长120km，流域面积为2685km2，范围从梅山水库坝下至梅山镇小南京村长江河口。流域内有金寨县城区梅山镇和红石嘴水利枢纽工程，该区主要功能是满足工业和农业用水需要。水质管理目标为Ⅲ类。本研究在史河流域共设置4个采样点，水质评价结果如表1所示。
3结果与讨论
国内大多数河流的污染是氮、磷等营养物质过饱和造成的，其他有毒有害物质的污染相对较少。结合国家标准以及淮河安徽段南岸诸流域的实际特点，本文中用于水质标识指数计算的参数仅选择TN、TP、NH3—N和COD共4项。按照安徽省水功能区划[16]规定的水质管理目标及《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)(国家环境保护总局和国家质量监督检验检疫总局，2002)[17]对河流水
表1史河流域河流水质单因子标识指数及综合标识指数评价结果
Table1Thesinglefactorandcomprehensivewaterqualityindentificationindexesofrivers
inShiheRiverBasin
单因子标识指数
采样点1234
坐
标
TN
31.46676°N,115.64461°E31.47612°N,115.63293°E31.73253°N,115.90770°E31.84414°N,115.88863°E
7.256.747.046.74
TP2.302.702.403.21
NH3—N1.401.701.701.60
COD1.404.001.504.82
WQI3.1113.8213.2114.132
水质类别ⅢⅢⅢⅣ
达标评价达达达
标标标
不达标
结果显示，史河流域4个采样点中，有1个采样点水质不达标，达标率为75%。不达标的4号采样点位于泥质沉积物河流，毗邻叶集镇，生产生活废水的不合理排放造成COD含量过高，导致水质不达标。其余3个采样点都位于石质沉积物河流，沉积物对水质的影响较小，因此水质较好。但是，该流域4个采样点的总氮含量都过高，这是因为4个采样点都位于农田区域附近，氮肥不合理使用造成的农业面源污染是导致总氮超标的原因。
3.2城西湖流域
城西湖流域全长35km，划分为农业用水区。范围从沣河源头霍邱县的龙王庙至入城西湖口，主要功能是沿岸农田灌溉用水。城西湖流域接纳霍邱县城区的废污水，对水质有一定影响，但基本满足农灌用水的需求。该区水质管理目标为Ⅲ类。本研究在城西湖流域共设置10个采样点，水质评价结果如表2所示。
表2城西湖流域河流水质单因子及综合指数评价结果
Table2Thesinglefactorandcomprehensivewaterqualityindentificationindexesofrivers
inChengxihuLakeBasin
采样点12345678910
坐
标
单因子标识指数
TN6.736.536.736.636.636.836.636.536.736.43
TP3.604.003.503.604.214.213.103.304.313.50
NH3—N2.001.802.001.801.902.201.601.802.201.80
COD5.523.305.525.324.815.324.811.705.325.22
WQI4.5213.9204.4214.3214.4314.6314.0203.3104.6314.221
水质类别ⅣⅢⅣⅣⅣⅣⅢⅢⅣⅣ
达标评价不达标达
标
32.06448°N,116.10644°E32.09021°N,116.07003°E32.14575°N,116.01104°E32.22765°N,116.12465°E32.17515°N,116.10912°E32.13497°N,116.12003°E32.41055°N,116.03839°E32.31963°N,116.20149°E32.17840°N,116.18264°E32.35213°N,116.26829°E
不达标不达标不达标不达标达达
标标
不达标不达标
1期
韩曦等：淮河(安徽段)南岸诸河流水质标识指数评价
结果显示，城西湖流域10个采样点中，有7个
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河流流速过慢以及桥下淤泥的堆积，使得TN含量和COD含量过高。该流域其他达标的3个采样点也存在TN含量过高的现象，因为10个采样点都位于农田区域附近，推测这10个采样点都受到不同程度的农业面源污染。3.3城东湖流域
城东湖流域全程110km，划分为农业用水区。范围从汲河源头霍邱县的沙湾溪至入城东湖口，主要功能是农田灌溉用水。该区内没有大的污染源，能满足农业用水需要，水质管理目标为Ⅲ类。本研究在城东湖流域共设置19个采样点，水质评价结果如表3所示。
水质不达标，达标率为30%。不达标的1号、3号、4号、5号、6号、9号和10号采样点，水质都属于Ⅳ类。这7个不达标的采样点中，1号、3号、4号和5号采样点都位于乡镇附近，且河道过窄(≤50m)。河流流速过慢和乡镇生产生活污水使得TN含量和COD含量过高，从而导致水质不达标。9号采样点位于宋店和白莲两个乡镇之间，生产生活污水的不合理排放是导致水质不达标的主要原因。6号采样点的上游建有土坝，水土流失造成的淤泥导致TN含量、TP含量和COD含量都过高，水质不达标。10号采样点位于人工河的大桥下，
表3城东湖流域河流水质单因子及综合指数评价结果
Table3Thesinglefactorandcomprehensivewaterqualityindentificationindexesofrivers
inChengdonghuLakeBasin
单因子标识指数
采样点12345678910111213141516171819
坐
标
TN
31.934650°N,116.168590°E31.912540°N,116.176210°E31.805370°N,116.196250°E31.781750°N,116.253970°E31.763220°N,116.294050°E32.132740°N,116.337060°E32.048040°N,116.358360°E32.391190°N,116.424610°E32.189556°N,116.322972°E32.179083°N,116.313083°E32.114444°N,116.312444°E32.057889°N,116.327750°E32.006528°N,116.316611°E31.991806°N,116.325222°E31.927500°N,116.337694°E31.918194°N,116.325139°E31.890028°N,116.202667°E31.763472°N,116.193611°E31.715194°N,116.154417°E
6.636.836.936.936.536.636.436.634.814.214.214.814.814.414.114.214.414.715.12
TP3.904.313.203.103.204.713.303.402.503.002.704.513.103.903.202.603.103.203.20
NH3—N2.002.301.701.501.701.602.501.701.501.701.801.901.501.701.401.801.201.101.20
COD4.514.811.801.604.414.814.814.814.614.511.701.101.201.904.313.401.701.801.00
WQI4.3214.6313.4103.3104.0204.4314.3214.1213.4203.4202.6103.1202.7103.0103.3203.0102.6102.7102.610
水质类别ⅣⅣⅢⅢⅢⅣⅣⅣⅢⅢⅡⅢⅡⅡⅢⅡⅡⅡⅡ
达标评价不达标不达标达达达
标标标
不达标不达标不达标达达达达达达达达达达达
标标标标标标标标标标标
结果显示，城东湖流域19个采样点中，有5个水质不达标，达标率为74%。不达标的1号、2号、6号、7号和8号采样点的水质都劣于管理目标一个水质等级，属于Ⅳ类。这5个不达标的采样点靠近农田区域，可能受到农业面源污染，使TN含量和COD含量过高。其中，1号、2号和7号采样点所属河流河道过窄(≤50m)，且经过乡镇，河流流速过慢与生产生活废水的不合理排放，使TN含
量、TP含量和COD含量过高。8号采样点位于城东湖闸口下，闸口下日积月累的大量淤泥向水中施放污染物也会造成水质不达标。同样，该流域19个采样点都出现不同程度的TN含量过高，这19个采样点大都位于农田区域附近，农业面源污染是造成TN含量超标的主要原因。3.4淠河流域
淠河是安徽省淮河右岸最大的一条支流，发
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源于大别山天堂寨。全长260km，流域面积为6000km2，在两河口有东淠河和西淠河两条支流汇入。该流域划分为西淠河金寨裕安河流源头保护区、东淠河霍山裕安开发利用区与淠河六安开发利用区。西淠河金寨裕安河流源头保护区的范围从响洪甸水库坝下，到六安市裕安去淠河横排头水利枢纽闸坝，长33km。该区是六安市城市供水水源地，也是合肥市的供水水源地之一。西淠河沿岸只有独山镇一个较大的镇，生态环境良好，水质优良，水质管理目标为Ⅱ类。东淠河霍山裕安开发利用区的范围从佛子岭水库大坝到六安市裕安区两河口，长46km。该区内有霍山县、佛子岭镇等城镇，并且建有造纸、酿酒等企业，该区水质管理目标为Ⅲ类。淠河六安开发利用区的范围从横排头坝下至正阳关入淮河口，长122km，划分
为农业用水区。其上游从横排头至六安市区永安桥，长41.5km，基本没有污染源，从六安市永安桥至李渡口，长10km的河段集中了永安桥、大雁河、黄栗树渡口和李渡口等较大的排污口，下游从六安市李渡口至寿县正阳关入淮河口，长70.5km，主要用水是农田灌溉，用水量大。淠河六安开发利用区内有六安市区及苏埠、木厂、隐贤、迎河、大店等较大镇，水污染严重，水质管理目标为Ⅴ类。已建成的六安市污水处理厂投入正常运行后，水质有望得到改善。本研究在淠河流域共设置14个采样点，其中西淠河金寨裕安河流源头保护区4个采样点(7号、12号、13号和14号采样点)，东淠河霍山裕安开发利用区4个采样点(8～11号采样点)，淠河六安开发利用区6个采样点(1～6号采样点)。水质评价结果如表4所示。
表4淠河流域河流水质单因子及综合指数评价结果
Table4Thesinglefactorandcomprehensivewaterqualityindentificationindexesofrivers
inPiheRiverBasin
单因子标识指数
采样点1234567891011121314
坐
标
TN
32.42060°N,116.50207°E32.37679°N,116.47808°E32.27951°N,116.52246°E32.13492°N,116.52700°E31.78205°N,116.49386°E31.73395°N,116.38975°E31.60769°N,116.22169°E31.47239°N,116.37284°E31.41891°N,116.31420°E31.39196°N,116.24419°E31.18707°N,116.00826°E31.28422°N,115.97285°E31.45080°N,115.94164°E31.44697°N,115.85566°E
6.416.116.716.416.916.817.046.936.639.766.736.646.646.24
TP5.005.504.504.903.303.502.906.932.302.303.202.502.702.30
NH3—N2.101.601.501.502.001.901.702.301.701.501.601.501.601.40
COD5.604.405.604.301.603.901.404.414.811.401.901.901.301.10
WQI4.8004.4004.6004.3003.5004.0003.2115.1323.9203.7103.4103.1113.0102.810
水质类别ⅣⅣⅣⅣⅢⅢⅢⅤⅢⅢⅢⅢⅡⅡ
达标评价达达达达达达
标标标标标标
不达标不达标达达达
标标标
不达标达达
标标
结果显示，淠河流域14个采样点中，有3个水质不达标，达标率为79%。不达标的7号、8号和12号采样点都毗邻乡镇，生产生活废水的不合理排放造成TN含量过高，是水质不达标的主要原因。由于7号和12号采样点都位于石质沉积物河流，所以总体水质还处于较好的Ⅲ类水。8号采样点位于泥质沉积物河流，且该采样点河道过窄(≤50m)，河流流速过慢，使河流缺少自净能力，这也是造成水质不达标的原因之一。该流域达标的采样点大都位于沙质或石质沉积物河流，水质受沉
积物影响较小，但也出现了不同程度的TN含量过高，同样是因为附近农田区域的农业面源污染所致。
3.5瓦埠湖流域
瓦埠湖流域为沿淮蓄洪区，从六安市源头至东淝闸长152km，集水面积为4200km2。该流域大部分水域水质较好，但在东淝河寿淮公路桥至东淝闸段，因接纳寿县生产生活废水，有轻度污染。该区水质管理目标为Ⅲ类。本研究在瓦埠湖流域共设置41个采样点，水质评价结果如表5所示。
1期
韩曦等：淮河(安徽段)南岸诸河流水质标识指数评价
表5瓦埠湖流域河流水质单因子及综合指数评价结果
Table5Thesinglefactorandcomprehensivewaterqualityindentificationindexesofrivers
inWabuhuLakeBasin
单因子标识指数
采样点1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041
坐
标
TN
31.78448°N,116.62380°E31.85345°N,116.69031°E31.92764°N,116.71442°E31.98766°N,116.78337°E32.02421°N,116.79216°E32.08432°N,116.76083°E32.08747°N,116.80177°E32.14183°N,116.79393°E32.17572°N,116.80040°E32.19800°N,116.90055°E32.20891°N,116.93436°E32.21322°N,116.96266°E32.23547°N,116.98566°E32.25291°N,116.95658°E32.26275°N,116.90627°E32.32947°N,116.93458°E32.34294°N,116.96480°E32.35388°N,117.08108°E32.19314°N,117.20134°E32.18939°N,117.11806°E32.26563°N,117.14264°E32.29290°N,117.16879°E32.32809°N,117.16639°E32.35718°N,117.11956°E32.38424°N,117.02862°E32.41642°N,117.09335°E32.44430°N,117.07342°E32.46181°N,117.05991°E32.46300°N,117.02644°E32.43369°N,116.97835°E32.47563°N,116.96432°E32.53645°N,116.94759°E32.54691°N,116.92649°E32.56311°N,116.87978°E32.57689°N,116.81999°E32.59151°N,116.77911°E32.61344°N,116.74377°E32.46856°N,116.78038°E32.43918°N,116.74921°E32.38254°N,116.74665°E32.31760°N,116.71806°E
6.435.123.603.803.403.403.204.314.414.617.033.903.003.704.114.114.513.405.422.702.402.602.602.603.106.636.2313.4106.336.336.136.236.2311.986.025.726.026.026.236.136.53
TP2.002.003.103.103.503.402.103.703.503.103.109.563.503.604.414.514.216.336.633.602.103.402.002.002.006.233.1022.9194.512.102.102.103.308.752.102.103.303.106.132.1012.29
NH3—N2.302.102.002.102.102.002.002.402.201.303.501.101.401.601.201.501.101.301.801.201.101.101.001.101.102.702.308.753.501.901.701.601.709.561.501.701.501.702.601.801.70
COD1.404.516.231.601.5020.5174.114.916.025.826.321.201.106.431.006.131.006.531.301.401.4026.8233.301.405.726.927.649.667.347.347.248.547.346.335.121.501.503.2018.6155.228.35
WQI3.0103.4203.7102.7002.6007.3142.9103.8204.0203.7205.0213.9102.3003.8102.7204.0302.7204.4213.8202.2001.8008.5152.2001.8003.0105.6324.82113.7415.4324.4214.3214.6214.6219.2463.7202.8103.1103.5108.4353.8207.234
水质类别ⅡⅢⅢⅡⅡ劣Ⅴ黑臭ⅡⅢⅢⅢⅣⅢⅡⅢⅡⅢⅡⅣⅢⅡⅠ劣Ⅴ黑臭ⅡⅠⅡⅤⅣ劣Ⅴ黑臭ⅤⅣⅣⅣⅣ劣Ⅴ黑臭ⅢⅡⅢⅢ劣Ⅴ黑臭Ⅲ劣Ⅴ黑臭
达标评价达达达达达
标标标标标
51
不达标达达达达
标标标标
不达标达达达达达达
标标标标标标
不达标达达达
标标标
不达标达达达
标标标
不达标不达标不达标不达标不达标不达标不达标不达标不达标达达达达
标标标标
不达标达
标
不达标
52
湿地科学
10卷
结果所示，瓦埠湖流域41个采样点中，有15个水质不达标，达标率为63%。不达标的采样点中，以6号、22号、28号、34号、39号和41号这6个采样点的污染最为严重，水质指标恶化到最低的劣Ⅴ类水，并伴有黑臭。6号采样点位于城镇生活垃圾堆放点附近，致使COD含量过高，导致水质严重恶化。11号和18号采样点位于生活污水和生活垃圾的排放口，使得COD含量过高，导致水质不达标。22号采样点位于3个城镇的交界处，该地区的生产生活污水未经处理直接排入水中，造成COD含量过高，导致水质污染严重。26号～34号采样点位于淮南和长丰境内，淮南地区工业发达，特别是煤炭工业，污染源排放口比较集中，大部分处理不彻底或未经处理的工业废水、生活
表6
污水直接排入河流，对河流水质产生严重影响，致
使该地区水体中COD含量过高。并且这9个采样点普遍存在河道过窄的现象(≤50m)，其中26号、27号、28号和29号采样点甚至出现了断流，河流中堆积的淤泥对上覆水水质产生恶劣的影响。39号和41号采样点由于接纳寿县城区大量未经处理的生活、生产废水直接排入水体，造成河流污染严重。3.6高塘湖流域
高塘湖流域是淮河右岸支流窑河的下游洼地，流域面积为1490km2，属于合肥市长丰县和滁州市凤阳县、定远县。该流域是周边地区主要的农灌水源，渔业发达，也是淮南市城市供水备用水源之一。该区水质管理目标为Ⅳ类。本研究在高塘湖流域共设置18个采样点，水质评价结果如表6所示。
高塘湖流域河流水质单因子及综合指数评价结果
inGaotanghuLakeBasin
单因子标识指数
Table6Thesinglefactorandcomprehensivewaterqualityindentificationindexesofrivers
采样点123456789101112131415161718
坐标
TN
TP4.203.503.004.402.702.603.703.402.802.502.402.802.403.403.406.223.203.00
NH3—N2.402.002.201.501.701.602.302.602.303.102.002.001.601.402.201.602.101.50
COD6.226.726.126.725.816.426.126.225.915.915.111.606.226.526.525.515.919.55
6.826.726.626.626.826.526.826.626.427.536.726.826.627.137.026.526.926.72
WQI4.9204.7204.5204.8204.2204.3204.7204.7204.4204.8204.0203.3104.2204.6204.8204.9304.5205.221
水质类别
ⅣⅣⅣⅣⅣⅣⅣⅣⅣⅣⅢⅢⅣⅣⅣⅣⅣⅤ
达标评价达标达标达标达标达标达标达标达标达标达标达标达标达标达标达标达标达标不达标
32.52129°N,117.19519°E32.45325°N,117.21433°E32.46376°N,117.23313°E32.42508°N,117.29040°E32.44263°N,117.30247°E32.44082°N,117.38145°E32.41508°N,117.41460°E32.50256°N,117.43201°E32.52601°N,117.40307°E32.54049°N,117.38776°E32.53545°N,117.30998°E32.54255°N,117.27858°E32.52337°N,117.23059°E32.72182°N,117.14304°E32.64750°N,117.22752°E32.63592°N,117.23393°E32.62955°N,117.23848°E32.60247°N,117.24443°E
结果显示，高塘湖流域18个采样点中，只有1个水质不达标，达标率为94%。不达标的18号采样点位于乡镇附近，乡镇生产生活污水使得TN含量和COD含量过高，导致水质不达标，而且该采样点河道过窄(30m)，河流缺乏自净能力，也是造成水质不达标的原因之一。该流域18个采样点的TN含量也不同程度地超标，采样点大都位于农田附近的外部环
境，该流域同样受到农业面源污染的影响。3.7濠河流域
濠河发源于凤阳县凤阳山，至临淮关入淮河口。全长56km，流域面积为626km2，用水以农田灌溉为主，并接纳凤阳县城区的废污水。该区水质管理目标为Ⅴ类，基本满足农灌需求。本研究在濠河流域共设置10个采样点，水质评价结果如表7所示。
1期
韩曦等：淮河(安徽段)南岸诸河流水质标识指数评价
表7濠河流域河流水质单因子及综合指数评价结果
Table7Thesinglefactorandcomprehensivewaterqualityindentificationindexesofrivers
inHaoheRiverBasin
单因子标识指数
采样点12345678910
坐
标
TN
32.88980°N,117.82865°E32.89535°N,117.73876°E32.89953°N,117.71764°E32.89788°N,117.66016°E32.90275°N,117.64069°E32.84341°N,117.59840°E32.79819°N,117.38379°E32.78538°N,117.35280°E32.78477°N,117.34727°E32.75182°N,117.24625°E
6.716.816.516.716.916.618.338.738.737.22
TP3.403.502.603.604.306.113.302.802.803.20
NH3—N2.303.201.702.102.101.701.401.302.401.60
COD1.708.436.119.346.116.716.811.406.315.50
WQI3.5105.5204.2205.4204.9205.3304.9203.6105.0204.410
水质类别ⅢⅤⅣⅤⅣⅤⅣⅢⅣⅣ
达标评价达标达标达标达标达标达标达标达标达标达标
53
结果显示，濠河流域10个采样点水质全部达标，达标率为100%。流域内的水质在Ⅲ～Ⅴ类水范围内，都没有超过水质管理目标。3.8女山湖流域
女山湖流域从定远县大金山池河源头至明光市洪山头，全长245km，流域面积为5015km2，用
水以农田灌溉为主。流域沿岸建有工矿企业，明光市城区的废污水，造纸厂等企业废水直接排入池河，其他都先排入池河老河道，根据池河水位变化，由涵闸控制集中排入池河。该区水质管理目标为Ⅳ类。本研究在女山湖流域共设置44个采样点，水质评价结果如表8所示。
表8女山湖流域河流水质单因子及综合指数评价结果
Table8Thesinglefactorandcomprehensivewaterqualityindentificationindexesofrivers
inNushanhuLakeBasin
单因子标识指数
采样点123456789101112131415161718
坐
标
TN
32.21472°N,117.65558°E32.20702°N,117.47610°E32.24253°N,117.47442°E32.18704°N,117.39557°E32.19759°N,117.37592°E32.12570°N,117.38579°E32.17266°N,117.29498°E32.24559°N,117.60674°E32.26943°N,117.57068°E32.26493°N,117.56494°E32.25016°N,117.50816°E32.28550°N,117.48545°E32.33810°N,117.54910°E32.38587°N,117.69655°E32.38522°N,117.71342°E32.47386°N,117.65585°E32.51215°N,117.67876°E32.54523°N,117.59588°E
6.826.526.526.526.626.326.526.726.526.626.826.526.526.327.326.6214.096.52
TP3.303.903.203.303.903.603.202.802.802.803.903.103.203.104.702.7011.772.60
NH3—N2.201.201.501.101.702.002.001.801.801.701.701.401.701.601.601.6012.073.50
COD1.606.015.216.011.306.011.506.525.512.002.003.205.004.704.705.518.844.10
WQI3.4104.4204.1204.2203.3104.4203.3104.4204.1203.2103.6103.5104.1103.9104.5104.12011.6474.110
水质类别
ⅢⅣⅣⅣⅢⅣⅢⅣⅣⅢⅢⅢⅣⅢⅣⅣ劣Ⅴ黑臭
Ⅳ
达标评价达达达达达达达达达达达达达达达达
标标标标标标标标标标标标标标标标
不达标达
标
54
湿地科学
续表8
10卷
单因子标识指数
采样点1920212223242526272829303132333435363738394041424344
坐
标
TN
32.56267°N,117.54003°E32.50114°N,117.52409°E32.28984°N,117.70613°E32.30733°N,117.76545°E32.33843°N,117.86184°E32.39647°N,117.87797°E32.40427°N,117.83061°E32.51694°N,117.80395°E32.44424°N,117.91508°E32.51989°N,117.94041°E32.49667°N,117.97478°E32.53617°N,117.92357°E32.64943°N,117.93666°E32.72783°N,117.94079°E32.79263°N,117.96475°E32.70046°N,118.00897°E32.65099°N,118.06877°E32.77462°N,118.09326°E32.83119°N,118.25958°E32.86369°N,118.24375°E32.87011°N,118.10426°E32.90402°N,118.12962°E32.83601°N,117.98703°E32.98226°N,117.99627°E32.90428°N,117.95560°E32.85683°N,117.94431°E
6.526.826.326.426.426.326.326.426.125.006.626.326.526.527.136.826.826.726.926.827.427.426.526.527.926.52
TP2.503.803.103.102.803.503.003.304.104.503.303.303.804.003.703.603.203.604.502.904.005.214.003.305.613.00
NH3—N2.002.001.501.601.501.501.401.901.501.801.701.501.601.703.801.701.501.601.401.401.705.712.402.305.111.80
COD1.508.445.214.004.004.004.304.204.404.204.104.806.127.231.006.321.207.335.517.938.148.446.126.626.326.62
WQI3.1105.2214.0203.7103.6103.8103.7103.9104.0103.8003.9103.9104.5204.8203.9104.6203.1104.8204.5204.7205.3216.6424.7204.6206.2424.420
水质类别
ⅢⅤⅢⅢⅢⅢⅢⅢⅢⅢⅢⅢⅣⅣⅢⅣⅢⅣⅣⅣⅤ劣ⅤⅣⅣ劣ⅤⅣ
达标评价达
标
不达标达达达达达达达达达达达达达达达达达达
标标标标标标标标标标标标标标标标标标
不达标不达标达达
标标
不达标达
标
结果显示，女山湖流域44个采样点中，有5个采样点水质不达标，达标率为89%。不达标的采样点中，17号采样点的水质最差，属劣Ⅴ类水且水体黑臭，这是因为17号采样点所属河流穿过定远县城，接纳了县城大量未经处理的生产生活污水导致的。20号采样点接纳附近盐矿排出的生产废水，导致水质不达标。39号采样点河道较窄(45m)，且位于农田区域，农业面源污染和河流流速过慢导致水质不达标。40号和43号采样点毗邻城镇，且河道过窄(≤30m)，生产生活废水的不合理排放与河流流速过慢是造成水质不达标的主要原因。该流域44个采样点也都不同程度地出现了TN含量过高的现象，结合采样点大都位于农田附近的外部环境来看，该流域同样受到较为严重的农业面源污染。
3.9污染原因分析
对比8个流域的水质评价结果可以看出，城西湖流域的水质达标率虽然只有30%，是8个流域之中最低的，但流域内的10个采样点水质均在Ⅳ类水以上，水质总体状况较好。濠河流域的水质达标率达到100%，因为该流域的主要功能是接纳凤阳县的生产生活污水以及农田灌溉，水质管理目标为Ⅴ类，流域内10个采样点的水质大都在Ⅳ类～Ⅴ类之间，水质状况一般。淮河(安徽段)南岸诸流域的160个采样点中，共有37个采样点水质不达标，整体的达标率为77%，整个淮河(安徽段)南岸的整体水质状况较好。在37个不达标的采样点中，有7个采样点的水质污染尤其严重，水质处于劣Ⅴ类且水体黑臭，分别是瓦埠湖流域的6号、22号、28号、34号、39号、41号采样点和女山湖流域
1期
韩曦等：淮河(安徽段)南岸诸河流水质标识指数评价
55
的17号采样点，其中瓦埠湖流域的28号采样点水质污染程度最重。这7个采样点水质严重污染是多方面共同作用的结果，首先7个采样点都受城镇或工业产生的生产生活污水的污染，其次瓦埠湖流域的28号、39号、41号采样点靠近农田区域，还受到农业面源污染。瓦埠湖流域的28号采样点还存在断流现象，使得本来就污染严重的河流完全失去了自净能力，导致该采样点的水质最差。
37个不达标的采样点中，剩余30个采样点的水质污染情况较轻，大部分是劣于水质管理目标一个等级。从表9中可以看出，不达标的37个采样点中，泥质沉积物的采样点有35个，占总数的95%。这是因为与石质和沙质沉积物的大粒径颗粒物相比，泥质沉积物的小粒径颗粒物含有更多的有机质，而且容易受到水体扰动，从而在水体里产生大量的悬浮颗粒物，这会促进沉积物与上覆水的物质交换，沉积物中的污染物也更容易向上覆水中释放[18,19]；河道过窄或者建有土坝等原因造成河流流速过慢或断流的采样点有23个，占总数的62%。缓慢的河流流速会大大降低河流本身的自净能力，断流的河流更是几乎丧失了自净能力。河流水质与水团的运动状态(流速、流量等)密切相关，这些状态和性质称为河流的水情要素(或水文要素)。流速是计算水团流到达下游某点所需时间的基本参数，流速大的河流对污染物的自净能力强。流量是计算河流物质负荷和输送能量的基本参数，流量大的河流对污染物的稀释能力强[19]；全部37个不达标的采样点中，周围环境都存在导致水质不达标的因素。外部不良环境的影响是造成河流水质不达标的主要原因，不论河流本身的状况如何，一旦处于易受污染的环境中，就很容易出现河流水质不达标。由此得出，河流水质主要受三个方面影响：河流流速。流速过慢会导致河流淤泥的堆积，淤泥中的污染物质会向上覆水施放，这一点在泥质沉积物河流中尤为明显，大桥和水坝等也会造成河流淤泥堆积；沉积物性质。泥质沉积物对上覆水水质影响较大，相比而言，沙质和石质沉积物河流的水质就相对较好；周围环境。河流附近的城镇生产生活污水和农业生产的不合理施肥都会对河流水质产生恶劣影响，在水质较差的采样点的污染因素中，周围环境的影响是主要原因。造成水质不达标的主要指标是TN含量和COD含量过高，其原因大都是农业面源污染和生产生活废水造成的。其中，TN含量过高的现象最为常见，基本上水质不达标的采样点，TN含量都超标。
表9不达标采样点采样环境调查表
Table9Environmentquestionnaireofunreached
standardsamplingspots
不达标采样点
沉积物性质河流流速
周围环境影响
史河4泥质慢农田城西湖1泥质慢乡镇城西湖3泥质慢乡镇城西湖4泥质慢乡镇城西湖5泥质慢乡镇城西湖6泥质正常土坝、水土流失
城西湖9泥质正常乡镇城西湖10泥质慢人工河、大桥城东湖1泥质慢农田、乡镇城东湖2泥质慢农田、乡镇城东湖6泥质正常农田城东湖7泥质慢农田、乡镇城东湖8泥质正常闸口淠河7石质正常乡镇淠河8泥质慢乡镇淠河12石质正常乡镇
瓦埠湖6泥质正常城镇生活垃圾堆放处瓦埠湖11泥质正常生活污水排放口瓦埠湖18泥质正常生活污水排放口瓦埠湖22泥质正常三镇交界处瓦埠湖26泥质断流工业城镇污水
排放口瓦埠湖27泥质断流工业城镇污水
排放口瓦埠湖28泥质断流工业城镇污水
排放口瓦埠湖29泥质断流工业城镇污水
排放口瓦埠湖30泥质慢工业城镇污水
排放口瓦埠湖31泥质慢工业城镇污水
排放口瓦埠湖32泥质慢工业城镇污水
排放口瓦埠湖33泥质慢工业城镇污水
排放口瓦埠湖34泥质慢工业城镇污水
排放口瓦埠湖39泥质正常生产生活废水
排放口瓦埠湖41泥质正常生产生活废水
排放口
高塘湖18泥质慢乡镇女山湖17泥质正常城市生产生活
污水女山湖20泥质正常矿场生产废水
女山湖39泥质慢农田女山湖40泥质慢城镇女山湖43
泥质
慢
城镇
56
湿地综上所述，TN含量过高是造成淮河(安徽段)南岸诸流域水质不达标的直接因素，国内其他湖泊、水系，制约水体水质的主要因素基本上也是总氮和总磷含量高[20]
。根据中国国家环保局在太湖、巢湖、滇池、三峡库区等流域的调查，工业废水对总氮、总磷的贡献率仅占10%～16%，而生活污水和农田的氮、磷流失是水体富营养化的主要原因[21]。与此同时，中国许多地区特别是农业集约化程度高、氮肥用量大的地区，已面临着严重的地下水氮营养盐污染问题。研究显示，农业面源污染是地下水的氮营养盐污染的主要原因[22]
。目前中国高氮肥用量的集约化农田已占农田总面积15%以上，城市周边地带通常可达30%以上，且有逐年增大的趋势，由农业面源污染引起的地下水氮营养盐污染将对上亿人口的饮用水质量安全造成威胁[23]
。
4结论
在2010年夏季的河流丰水期，淮河(安徽段)南岸8个流域水质整体状况较好，全部160个采样点中，不达标采样点有37个，占采样点总数的23%，水质总体达标率为77%，基本满足水质管理目标的要求。其中，城西湖流域的水质达标率最低，为30%，总体水质未达标；史河流域(达标率75%)、城东湖流域(达标率74%)、淠河流域(达标率79%)、瓦埠湖流域(达标率63%)、高塘湖流域(达标率94%)、濠河流域(达标率100%)和女山湖流域(达标率89%)的水质达标率都比较好。在所选的TN、TP、NH3—N和COD四个检测指标中，TN的单因子标识指数超标程度最为严重，其次为COD的单因子标识指数。未达标采样点污染的主要原因是农业面源污染和生产生活废水造成的TN含量和COD含量过高。
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1期
韩曦等：淮河(安徽段)南岸诸河流水质标识指数评价
57
WaterQualityEvaluationfortheRiversontheSouthBankofHuaiheRiverin
AnhuiProvincebytheComprehensiveWaterQualityIdentificationIndex
HANXi1,WANGLi2,ZHOUPing2,SUNQing-Ye2
(1.SchoolofLifeSciences,AnhuiUniversity,Hefei230601,Anhui,P.R.China；2.SchoolofResourcesand
EnvironmentEngineering,AnhuiUniversity,Hefei230601,Anhui,P.R.China)
Abstract:TheHuaiheRiverBasinislocatedineasternchina,betweentheYangtzeRiverandYellowRiverBa-sins.WaterresourceonSouthbankofHuaiheRiverinAnhuiProvinceisabundant,withimportanteconomicvalueandecologicalvalue.However,alongwiththerapidincreaseofpopulationanddevelopmentofindustryandagriculture,theirrationalexploitationoftherivercausedthedeteriorationofwaterresources,theintensifi-cationofenvironmentalpollution,thesedimentationaccumulationandthedecreaseofbiodiversity,thusmak-ingtheregionalriverinseriousecologicalthreat.Therearemanyresearchesonriverwaterqualityassessmentindomesticandforeignareas,whilelackofstudiesonthesystematicevaluationofthebasinasawhole.ThewaterqualityofriversonsouthbankofHuaiheRiverinAnhuiProvincewasinvestigatedinthesummerof2010.160sampleswerecollectedfromsouthbankofHuaiheRiverinAnhuiProvince,including4samplesfromSiheriverbasin,10samplesfromChengxihuriverbasin,19samplesfromChengdonghuriverbasin,14samplesfromPiheriverbasin,41samplesfromWabuhuriverbasin,18samplesfromGaotanghuriverbasin,10samplesfromHaoheriverbasinand44samplesfromNvshanhuriverbasin.Themonitoringindicesinclud-edpH,totalnitrogen,totalphosphate,ammonianitrogen,nitratenitrogen,dissolubleorthophosphateandchemicaloxygendemand(COD).Selectingtotalnitrogen,totalphosphate,ammonianitrogenandCODaswa-terqualityparameters,thecomprehensivewaterqualityidentificationindex(WQI)wereusedtoevaluatethewaterqualityofriversonthesouthbankofHuaiheRiverinAnhuiProvince.Comprehensivewaterqualityidentificationindexwasbasedonthecompositionofthesinglefactorindexmethod,whichisreasonableandeasilyapplied.Theresultsshowedthat77%riversmetthestandard;andthemaincontaminationindiceswerenitrogennutrientandCOD.Themainpollutionsourcesweretheagriculturalnon-pointpollutionandproduc-tionandlivingwastewater.Thewaterqualitywasaffectedbywaterflowvelocity,sedimentpropertiesandtheenvironmentaroundinacertainextent.
Keywords:HuaiheRiver;waterqualityevaluation;comprehensivewaterqualityidentificationindex;singleKeywords
factorwaterqualityidentificationindex
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