汉江中下游水质时空变化特征及影响因素研究.pdfVIP

汉江中下游水质时空变化特征及影响因素研究

摘要

汉江是湖北省重要的优质水源地和水资源主体之一，汉江中下游是湖北省经济发展

的重要核心。工业化和城市化的快速发展，以及各水利工程的投入运行，使得汉江中下

游地区的水环境问题日益凸显，给当地生产生活和生态环境带来显著影响。

本文以汉江中下游为研究区，以研究区干流的10个水质监测断面以及沿线部分城

市为研究对象，分析汉江中下游水质的时空变化特征及影响因素，为改善汉江中下游水

质提供参考依据。主要研究结论如下：

（1）在水质评价上，运用单因子评价法和综合污染指数法得到：研究区水质的主要

污染因子为总磷和总氮。不含总氮指标的单因子评价结果在丰、枯水期基本都符合Ⅱ类

标准，包含总氮指标的基本都在Ⅳ类以上，总氮是影响汉江中下游水质的一项重要指标，

在汉江中下游水质评价中不可忽视。

（2）在时间变化上，采用Mann-Kendall检验法分析水质的变化趋势得到：2010—

2023年，汉江中下游氨氮浓度呈下降趋势，溶解氧浓度呈上升趋势，但整体上变化趋势

不显著，各水质指标波动变化，各断面中只有小河断面水质呈现显著变好的趋势。汉江

中下游水质在时间上进行层次聚类可以分为两大类，分别对应汉江流域的丰水期和枯水

期。在以Ⅲ类水质为标准的综合污染指数评价中，丰水期80%的断面评价级别为合格

（P0.8），水质较好，而枯水期80%的断面符合基本合格级别（0.8≤P≤1.0），水质较差。

因此，汉江中下游水质在时间分布上具有明显的差异性，丰水期整体上优于枯水期，应

重点关注枯水期的水质状况。

（3）在空间分布上，对10个断面的水质数据进行层次聚类分析得到：汉江中下游

水质受到明显的空间地理位置影响，整体上从中游到下游沿程水质变差，总磷、总氮、

氨氮、高锰酸盐指数4个指标的浓度整体上呈上升趋势，而溶解氧浓度整体上呈下降趋

势。各聚类类别符合各断面在空间分布上的对应关系，中游的沈湾、白家湾等断面水质

较好，下游的罗汉闸、汉南村等断面水质较差，而下游的岳口和小河断面水质最差。因

此，在治理汉江水质的过程中，要合理控制其下游段的水质。

（4）运用清单分析法、非线性回归和条件随机森林方法分析水质影响因素：汉江中

下游废污水排放主要来源于农业中农药使用、城镇生活污水及工业废水，农业面源污染、

城镇生活污水和工业废水点源污染是影响汉江中下游水质的重要因素，其中以农业面源

污染为主要因素。南水北调中线工程调水后，汉江中下游高锰酸盐指数、氨氮、总磷浓

度值均出现不同程度的升高，调水是影响汉江中下游水质变化的一个重要因素。

【关键词】：汉江中下游；水质评价；时间变化；空间分布；影响因素

CharacteristicsofSpatialandTemporal

ChangesinWaterQualityintheMiddleand

LowerReachesoftheHanjiangRiverandthe

FactorsAffectingThem

Abstract

TheHanRiverisoneoftheimportanthigh-qualitywatersourcesandthemainbodyof

waterresourcesinHubeiProvince,andthemiddleandlowerreachesoftheHanRiverarethe

importantcoreoftheeconomicdevelopmentofHubeiProvince.Therapiddevelopmentof

industrializationandurbanization,aswellastheoperationofvariouswaterconservancy

projects,hasmadethewaterenvironmentproblemsintheregionincreasinglyprominent,

bringingsignificantimpactsonlocalp