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，牛志远1，李延风2，林振芳21.福建师范大学地理科学学院，福建福州（350007）2.福建省环境科学研究院，福建福州（350007）E-mail：duanyong5305466@sina.com摘要：在分析宁德市区地表水状况的基础上，对地表水进行了评价。评价结果表明：宁德市地表水以工业和城市生活污染为主，以城市内河污染较严重。按照生态可持持续发展的要求，从加强城市污水处理建设、实行科学决策和发展生态农业等方面，提出了宁德市地表水环境保护对策。关键词：:地表水；宁德市区；环境状况；保护对策1.引言在我国的资源环境问题中，水的问题尤为突出，水体污染已经成为经济发展的主要制约因素之一[1]。宁德市位于福建省东北部，俗称闽东，地处我国大陆海岸线和长江三角洲、珠江三角洲两大经济区的中心，是我省生态环境保护较好的地市，但是随着宁德市建设海峡西岸经济区东北翼增长及港口中心城市步伐的加快必将对环境造成压力，工业用水和生活用水会相应增加，水环境不断恶化，将会使宁德市全面建设滨海生态城市面临更大压力。在福建生态大省建设步伐加快的大背景下，以及宁德建设成东南沿海重要的生态旅游休闲度假胜地的目标下，一系列生态环境问题必将受到重视，特别是水污染问题。因此，客观的评价地表水环境现状，有针对性地采取保护措施，在当前显得尤为重要。2.研究区概况宁德市位于东经118°32′~120°43′、北纬26°18′~27°40′之间，东临东海，南连福州，西邻南平，北与浙江温州接壤。地形以丘陵山地和海积、冲积平原为主。水系沿构造线发育，合流多呈西北—东南走向，形成独流诸河。全市较大的河流有24条，多年平均径流深1142.3mm，年径流总量150亿m3，主要分布在交溪、霍童溪和古田溪。水资源现有利用总量为4.5亿m3，仅占水资源总量的3%。宁德蕉城区水源较充足，境内有霍童溪、七都溪和大金溪等水资源丰富的水系。宁德城市中心区水源主要有大金溪、金涵水库、官仓水库。大金溪全长29公里，流域面积157.22平方公里，七都溪干流长58公里，流域面积334公里，多年平均径流量4.57亿m3，霍童溪流域面积2244平方公里，多年平均径流量22.55亿m3，水质可达到Ⅱ类水质标准。金涵水库库容1628万m3，水质达Ⅱ类水质标准，官仓水库调节库容2254万m3。3.研究方法试验采取野外调查取样和室内分析相结合的方法。采集市域范围内的饮用水源地金涵水库、金溪以及城市内河战场溪、五里亭、兰田和东湖塘进行水质监测。监测频率为逢单月监测，监测项目为：高锰酸盐指数、氨氮、总磷、BOD5等，监测数据为2005全年数据。引用标准为：《地表水环境质量标准》GB3838-2002，内河按Ⅴ类水标准进行评价，饮用水源按Ⅱ类水标准进行评价。采样样品高锰酸盐指数采用高锰酸钾法测定；氨氮采用酚盐分光光度法；总磷采用钼酸铵分光光度法；BOD5采用稀释与接种方法，监测数据用综合指数评价法和主分量分析法进行分析处理。4.综合评价与主分量数据分析宁德属工业欠发达地区，工业以小型企业为主，工业基础薄弱，基础设施滞后，污染处理比重小。从全市环境现状看，整体环境质量较好，但局部污染较严重。对2005年宁德市6个水质监测站的水质进行评价，评价指标为高锰酸盐指数、总磷、氨氮等，评价方法采用综合指数评价法，评价结果如表1所示。表1宁德市2005年水质评价结果水质项目时段金溪水库金溪第一水厂南祭兰田五里亭东湖塘溶解氧ⅡⅡⅡⅡⅤⅤ高锰酸盐ⅡⅡⅡⅡⅤⅤＣＯＤⅠⅠⅠⅠⅠⅠＢＯＤ５ⅠⅠⅠⅠ劣ⅤⅤ总磷ⅠⅠⅡⅡ劣Ⅴ劣Ⅴ氨氮ⅡⅡⅡⅢ劣Ⅴ劣Ⅴ综合评价全年水质类别ⅡⅡⅡⅢ劣Ⅴ劣Ⅴ资料来源：由福建省环境科学研究院提供数据整理从表1中可以看出：2005年宁德市区各饮用水水质均比较好，只有城市内河中的五里亭、东湖塘水质低于五类，其中，五里亭五日生化需氧量、总磷、氨氮严重超标，东湖塘氨氮、总磷超标。虽然综合指数评价结果一目了然，比较方便，但它不能很好的反映各监测指标之间的内在关系，同时，由于各监测水质功能不同以及指标之间的相互联系，使得分析各监测站水质质量复杂化。为了体现不同评价参数在综合评价中的不同作用，运用主分量进行水质的综合分析尤显必要。在进行主分量分析之前，首先用分指数公式（1）将各监测变量的数据标准化（见表2）。然后对参数的标准化数据矩阵进行主分量分析，Xij=Cij/Sj(i=1,2,……,m；j=1,2,……,n)式中，Xij代表第i个样本第j种监测参数的标准化值；Cij是第i个样本第j种参数的监测值的平均值；Sj代表第j种参数的最高容许值；m代表样本个数；n代表参数总数，根据公式（1），将m个样本的n个参数的数据进行标准化处理，构成一个标准化数据矩阵，它是一个实对称方阵。依据转置矩阵，用SPSS12.0软件求相关系数矩阵的特征值及相应的特征向量，依此得新变量Y1,Y2,，两两互不相关。方差大的新变量对模型的贡献大，方差小的新变量对模型的贡献小，相应的Y1,Y2,分别称为第一主分量，第二主分量，前面两个主分量构成了样本间的最大的变异，其贡献率达到99.13%。从各监测参数来看（见表3），高锰酸盐指数和BOD5、NH3-N和TP相关性强，其系数分别达到0.961、0.989，反映出宁德市城区河流水质以有机污染为主，氨氮、磷污染负荷同步上升。表4主分量载荷矩阵第一主分量第二主分量高锰酸盐指数0.9290.362BOD50.9820.156NH3-N0.975-0.224TP0.956-0.285从主分量载荷矩阵表4中可以看出：第一主分量与各监测指标均呈高度相关，与BOD5、NH3-N相关性优于高锰酸盐指数、TP，且占总方差的相对贡献率为：92.8%，第二主分量与高锰酸盐指数、TP相关性较强，且占总方差的相对贡献率为：0.07%，利用第一主分量和第二主分量的特征值进行归一化处理，得到各主分量的相对权重，从而得到构建监测水质优劣程度的综合指标：Y=0.928Y1+0.072Y2Y1=0.929Xi1+0.982Xi2+0.975Xi3+0.956Xi4Y2=0.362Xi1+0.156Xi2-0.224Xi3-0.285Xi4从表5和图1中可以看出：宁德市域污染比较严重的为五里亭和东湖塘，这与综合指数评价方法相一致，其次为兰田，其综合指标也相对较高，说明它离标准值相差也较远，且兰田综合指标主要是由Y1所占比重较大，说明兰田BOD5、NH3-N污染较重，与五里亭和东湖塘有相似之处，而南祭的综合指标值最低，在各监测站点中其水质最优，金溪第一水厂水质也明显优于金涵水库。以第一主分量Y1和第二主分量Y2为坐标轴，将6个监测点的数据逐个输入坐标系，进行离散制图，结合由综合指标数值，可以看出6个指标可划分为三类，在划分的第一类的2个监测点中，包括五里亭和东湖塘，五里亭的污染最为严重，其水质优劣程度综合指标较高，故第一类的2个监测点应属于重度污染型。在划分的第二类中，主要是金溪水库站点，因其第二主分量Y2偏离中心，说明水质有较轻污染，剩下的因水质优劣程度综合指标最小，并自成一类，自然归属为第三类，即水质优质类。实例分析表明，其评价结果与监测综合指数分析方法评价相符合。表5各监测站点水质优劣程度综合指标监测点YY1Y2南祭0.5180.5510.096五里亭23.34925.492-4.178兰田2.0942.2540.038东湖塘7.6618.283-0.325金溪水库1.7981.951-0.173金溪第一水厂1.1921.2820.043-4.5-4-3.5-3-2.5-2-1.5-1-0.500.5051015202530南祭五里亭兰田东湖塘水库水厂图16个监测点按载荷向量Y1和Y2的分类散点图5.结论与建议水资源不仅是人类赖以生存的自然资源，更是人类社会发展的一项重要的生态环境[2]。水资源在社会发展，经济建设和人民生活中占有极其重要的地位。有效地开发、利用和保护水资源已成为国家发展的战略任务和基本国策的重要组成部分。宁德市要建成集山、海、港为一体的宜居型生态园林城市，要发展生态旅游业，也必须改善和保护好地表水，而水污染防治是一项复杂的系统工程。必须综合运用法律、技术、经济等手段才能奏效。据2004年中国生态环境质量评价研究，宁德市的生态环境质量指数：EQI=85.40，处于福建省优等水平，其中水网密度指数为100%，污染负荷指数为24%[3]。在福建省中居于优等水平，河流水质善好，均能达到相应的功能区水质要求，只有城市内河污染较严重。因此可以得出，城镇居民活动对地表水环境起着重要的影响，大量工业废水和城市生活污水的排放，是造成河流水质污染的主要原因。而市郊乡镇企业，尤其是那些污染严重的企业如电镀、制革、炼油、白灰、水泥、采矿、采煤、硫磺等，由于管理不善，污水肆意排放，对河流水质亦造成极大的危害。另外，农业面源污染（化肥、农药的使用）也是河流水质污染加重的原因之一。5.1加强城市污水处理厂及其配套管网建设宁德市水污染主要在城市内河，以五里亭和东湖塘最为突出，以五日生化需氧量、总磷、氨氮超标为主，其污染源主要是生活污水和工业废水。建设城市污水处理厂，并增加氮磷脱除功能，是改善水质的主要措施[4]。市内已建成铁基湾污水处理厂，应加快井上污水处理厂和漳湾污水处理厂的建设（见表6），使城市生活污水处理满足城市发展需求。同时，依据宁德市城市总体规划，预测近期城市污水排放量为12万m3/d，远期为26.4万m3/d，依据主分量分析，宁德市区水污染呈区域性分布，且污染程度局部地区较严重，因此，要进一步完善城市排污管网，规划建设中水管网，推进污水回用工程，老城区采用截留式合流制，新城区采用分流制，形成较为系统的污水管网系统。表6规划污水处理厂规模污水厂名称规模占地面积处理工艺服务区域井上污水处理厂5(万m3/d)6(hm2)二级处理井上分区漳湾污水处理厂3(万m3/d)4(hm2)二级处理漳湾分区铁基湾污水处理厂17(万m3/d)14(hm2)二级处理金涵、老城区、金塔分区、东兰分区、铁基湾分区5.2实施污染物总量核定制度，强化清洁生产宁德市内石材、造纸、瓷业、酿造、化工等水耗大、能耗高、污染重的行业及拟建钢铁冶金业占有较大比重。利用图2趋势回归线进行城区工业用水量、排水量预测分析，从图中可以看出，2001-2003年排水量均一直上升，2004年反而有所下降。之后才缓慢上升。用水量与时间的相关系数R2=0.5348，废水排水量和时间的相关系数R2=0.6579，从而可知宁德市区用水量是逐年增长的，用水量的增长速度明显高于废水排水量。因此，在今后的时间里，必须强调清洁生产和循环经济项目，以推行清洁生产和ISO14001环境管理体系认证、清洁生产审核等，兼顾开展工业