近年来，水环境问题受到人们的广泛关注，河流作为重要的水资源载体和生态系统组成部分，其水质变化直接关系到区域生态安全与可持续发展[1]。目前，对水质变化及对策建议的研究较为丰富，嵇晓燕等[2]对黄河流域近10 a地表水环境质量的变化趋势进行初步分析，为流域水污染防治工作提供参考；张航等[3]采用单项水质因子评价法，对长江下游8个干流控制断面2016—2020年的水质实测资料进行分析，以了解长江干流水质状况；张中旺等[4]对2008—2017年汉江生态经济带湖北段水质监测分析，为水生态文明建设提供参考。目前，关于W市河流水质时空演变特征的系统性研究较少，因此，本研究利用研究区2016—2024年地表水环境质量状况数据资料，统计分析其境内河流监测断面的水质变化情况，并提出具体的水质改善建议，为水生态环境管理和保护提供参考。
1 材料与方法
1.1 数据来源
本研究以W市主要河流为研究对象，数据主要来源于研究区2023年4月至2024年3月地表水环境质量月报和2016—2023年生态环境状况公报。
1.2 分析方法
2 结果与分析
2.1 研究区河流水质月际变化特征
由图1可知，2023年4月至2024年3月，研究区内水质基本稳定，水质类别以Ⅱ和Ⅳ类为主，其中Ⅲ类水质各月出现频次均最高，占比在35.1%～66.7%。2023年4—7月，Ⅳ类水质略高于Ⅱ类水质，占比23.2%。Ⅴ类和劣Ⅴ类水质出现频次较低，2023年4—5月占比分别为13.0%和5.4%。依据研究区气象数据显示，2023年4—7月研究区平均气温逐月升高，由18.5 ℃升高至29.0 ℃，4—5月月降水量>200 mm，同年其他月份月降水量均<60 mm。研究区月降水量显著增加，径流增大，导致地表污染物（如土壤中的化肥、农药、工业沉积物等）进入水体，加重水体负荷。加之高温导致水体富营养化，加速有机物分解，使得藻类等微生物生长，形成“藻华”现象，影响水质等级。此外，4—7月为研究区水稻种植季节，农业活动频繁，在降水的影响下，可能造成化肥农药的损失，在水循环的影响下，最终流入河流，导致水质下降，这些可能是研究区水质变化的主要原因。
2.2 研究区河流水质年际变化特征
由图2可知，2016—2023年，研究区河流水质不断提高，Ⅱ类和Ⅲ类水质占比稳步上升，Ⅴ类和劣Ⅴ类水质占比不断下降。2016—2018年，Ⅱ类和Ⅲ类水质占比稳定在74.0%左右，劣Ⅴ类水质稳定在6.0%左右，河流水质总体为轻度污染。2019—2021年，Ⅱ类和Ⅲ类水质占比在80.0%～84.4%，无劣Ⅴ类水质，河流水质总体为良好。2022年Ⅱ类和Ⅲ类水质占比达95.8％，2023年占比为75.0%，均无Ⅴ类和劣Ⅴ类水质，河流水质分别达到优和良好标准。近年来，研究区开展了河流治理和水生态修复工程，如清理淤泥、修建人工湿地、实施生态补水等，水体的自净能力得到明显改善[6]；据研究区第二次污染普查统计，2012—2021年，研究区污染物排放总量明显减少，与2011年相比，研究区化学需氧量、氨氮和二氧化硫排放量分别减少16.2%、41.1%和74.9%；治理设施和治理能力大幅提升，研究区城市污水处理厂数量由2011年的10座增至2021年的34座，污水处理能力由4.75亿吨/年提升至10.07亿吨/年，增幅112.2%。这些可能是2016—2023年研究区河流水质不断提高的主要原因。
2.3 研究区长江及重要支流水质年际变化特征
由图3可知，监测点1和2以Ⅱ类和Ⅲ类水质为主，占比分别在93.0%～100%、79.3%～100%，水质总体为优；监测点3以Ⅱ～Ⅳ类水质为主，属于轻度污染，其中2020年和2021年达到良好；监测点4以Ⅲ~劣Ⅴ类水质为主，Ⅱ～Ⅲ类水质占比波动上升，劣Ⅴ类水质下降，水质由重度污染经治理转为轻度污染。监测点1和2上游均位于山地丘陵地带，植被覆盖度高，水源涵养能力强[7-8]，其中监测点1是淮河源生态功能保护区，监测点2是重要饮用水水源地，两支河流流经区域受到重点保护，流域内自然条件相对较好。而监测点3和监测点4主要位于平原丘陵地带，水源涵养能力相对较弱，污染源相对较多，治理难度较大。综上，监测点1和2相较于监测点3和监测点4，其流经区域自然条件较好、污染源较少、污染负荷低、治理得当，这使得2016—2023年间，该地水质总体为优。
2.4 研究区监测点4水质污染物情况
对监测点4的GZ、WG、HL、HN 4个监测断面的超标因子进行统计分析。由图4可知，化学需氧量、生化需氧量、氨氮、高锰酸盐指数是其主要超标因子。WG断面氨氮、总磷、化学需氧量、高锰酸盐超标量集中在4—5月，以氨氮超标最高，达到2.27倍，其次是化学需氧量（1.6倍）和总磷（1.35倍）；HN断面化学需氧量超标较为严重，主要发生在2023年5月（2.35倍）、7月（2.8倍）、11月（1.5倍）。GZ断面各超标因子主要集中出现在4—7月，但污染物超标倍数均未达到1倍。由表2可知，2016—2023年，监测点4主要超标因子出现次数和所有超标因子出现次数均呈波动降低趋势。近年来，该监测点通过河流水污染防治、水生态保护、水资源管理，分阶段科学治理等措施，切实改善了水环境质量。
表2 监测点4水质污染物超标情况 |
| 年份 | 主要超标因子 | 主要超标因子出现次数/次 | 所有超标因子出现次数/次 |
|---|---|---|---|
| 2016 | 化学需氧量、生化需氧量、高锰酸盐指数、氨氮 | 101 | 124 |
| 2017 | 化学需氧量、生化需氧量、高锰酸盐指数、氨氮 | 122 | 150 |
| 2018 | 化学需氧量、氨氮、溶解氧不达标 | 53 | 82 |
| 2019 | 化学需氧量、生化需氧量、高锰酸盐指数、氨氮 | 50 | 59 |
| 2020 | 化学需氧量、生化需氧量、高锰酸盐指数 | 49 | 68 |
| 2021 | 化学需氧量、生化需氧量、高锰酸盐指数、氨氮、溶解氧不达标 | 73 | 81 |
| 2022 | 化学需氧量、高锰酸盐指数、氨氮、溶解氧不达标 | 20 | 21 |
| 2023 | 化学需氧量、生化需氧量、高锰酸盐指数、溶解氧不达标 | 55 | 65 |
3 结论与讨论
基于研究区地表水环境监测数据，对该地区河流水质变化特征进行分析，月季分析表明，2023年4—7月，W市河流水质以Ⅲ和Ⅳ类为主，部分河段出现Ⅴ类及劣Ⅴ类水质，2023年8月至2024年3月水质改善，以Ⅱ类为主。从年际变化看，2016至2023年研究区河流水质显著改善，Ⅱ类和Ⅲ类水质占比从74.0%上升至95.8%，劣Ⅴ类水质基本消除，其中监测点4水质有待进一步改善，化学需氧量、生化需氧量、氨氮、高锰酸盐指数是其主要超标因子，通过水污染防治、水生态保护、水资源管理，分阶段科学治理等措施，2016—2023年，该点水质超标因子出现次数呈波动降低趋势。综合表明，研究区水质在不断改善，但仍需重点关注季节性污染波动及部分支流的水质治理。基于此提出以下治理对策。
3.1 强化污染源治理
研究水污染物来源包括工业污染、农业种植污染、畜禽养殖污染、农村生活污染等方面[9-10]。加强工业污染治理，进一步加大对工业企业的监管力度，建立健全水质监测网络，构建以排污许可制为核心的固定污染源监管制度体系，推进工业企业达标排放，实施重点行业清洁化改造。推进农业面源污染治理，合理施用化肥和农药，推进生态化种植、水产健康养殖和标准化生产，对畜禽养殖场（小区）的粪污进行资源化利用[11]。加强生活污水治理，推动城镇污水处理设施和服务向农村延伸，提高设施污水收集率和处理率，同时加大农村生活垃圾治理力度，完善和优化“户分类、组保洁、村收集、街转运、市及区集中处理”的农村生活垃圾收运处理体系。此外，深化城市黑臭水体整治，明确走“外源阻断、内源清淤、水质净化、清水补给、生态恢复”的技术路线[12]。
3.2 加强生态修复与保护
在治理过程中，运用科技手段提升治理效能，建立智慧水务系统，推广先进治理技术，持续推进河道疏浚、生态修复、污染源治理等在内的流域综合治理工程，通过控源截污、水系治理等措施，全面提升流域治理水平。坚持系统观念，以流域为基本单元，统筹上下游、干支流、左右岸的治理，协调生态文明和经济社会发展，探索流域治理与发展新模式。
3.3 加强宣传教育
充分利用微博、微信等新媒体平台，发布河流水质保护的相关信息和案例，提高公众对河流水质保护的认识度和关注度。举办主题宣传活动，通过现场宣传、净滩护水等形式，向公众普及相关法律法规、水资源保护知识等。学校、企业等单位应开展河湖保护教育实践活动，增强公众责任感和使命感。同时，建议采取聘任民间河湖长、建立举报制度等措施，鼓励公众参与到河湖治理活动中，共同监督、保护河湖水质。