新农村建设水平对山塘水管护质量影响分析

朱 锐，邓承志，徐祥龙，李小龙，陈九江，张毓华，车金星

(1.南昌工程学院团委，330099，南昌；2.南昌工程学院教务处，330099，南昌；3.南昌工程学院理学院，330099，南昌)

0 引言

乡村振兴战略是党的“十九大”提出的一项重大战略。为了积极响应乡村振兴战略，本次调研就新农村建设水平对山塘水管护质量影响分析展开，选取修水县7个代表性山塘作为研究对象。修水县为江西省面积最大和九江市人口最多的县，常住人口20万，修水县境内有修河及其11条支流，贯穿全境。

此次调研报告的创新之处在于将新农村建设与山塘水联系起来，山塘水也反映了农村的环境水平，一个农村的环境被破坏，它的山塘水也会被污染。而且在2021年中央一号文件“关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见”中提出，要大力实施乡村建设行动、加快推进村庄规划工作、加强乡村公共基础设施建设，实施农村人居环境整治提升5年行动。到2025年，农村生态环境将得到明显改善，乡村建设行动取得明显成效，乡村面貌发生显著变化。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

本文选取了修水县的5个下属村镇进行了调研，它们是“全国一村一品示范村”的马坳镇黄溪村、“产业振兴”的太阳升镇坳头村、“生态林场”的黄港镇杨家坪村、“家居小村”的山口镇桃坪村以及“旅游振兴”的征村乡潭坑村。采取的数据分为水质监测数据和问卷调查数据。根据全县地形和河流分布，采用分层抽样和随机抽样[1]的方式进行选取监测点如图1所示，采取分区域随机抽样方法进行问卷调查。

图1 修水县的5个调研村庄

1.2 研究方法

经过对新农村建设水平和修水县分布结构的分析，对修水县17乡19镇的361个村子，根据旅游发展、工业发展、农业发展、自然生态、混合发展5个方面的主要发展形式进行了分层，再从中进行随机抽样，本文样本选取和样本选取量的方法如下。

1.2.1 简单随机抽样 对水质溶氧量和pH值的均值估计如下：

(1)

其中：n为样本数量，yi表示第i次测量取值。

对抽取样本的方差估计如下：

(2)

其中：S2为样本方差，V为总体方差。

1.2.2 样本量的确定 依据统计抽样理论，数据总样本量的确定采用公式(3)计算得出，由于本文考虑检测费用等因素，故在此基础上采用最优分配条件，其计算方法按公式(4)得出：

(3)

(4)

其中：n为抽取总样本量，Ni为每层的总量，Si为每层的总样本量方差，Wi为每层的权重，Ci为每层样本中抽取样本所需的费用

1.2.3 样本的最优分配 本文在分配样本量时考虑费用因素，费用函数(5)如下：

(5)

式中C0为抽样固定费用，样本量分配时满足下列2个条件中一个即可：1)当方差一定时使C最小；2)当C一定时使方差最小。

样本量的最优分配公式(6)计算如下，在分层抽样的基础上考虑Ci(每层抽取所需费用)因素进行运算。

(6)

2 结果分析

2.1 新农村建设水平分析

本文问卷设计严格按照概率与统计原理，将问卷分为3个维度：生态建设成果、村民环保态度、村民环保意识。从3个维度来说明新农村建设水平总体状况[2]。并以赋分的形式来体现：分值低于2.4为低等水平，分值大于等于2.4、小于等于3.4属于中等水平，分值大于3.4属于高等水平。

2.1.1 生态建设成果分析 将总体生态建设成果进行数据可视化后如图2所示，从图2中可以看出4个村镇的平均分值均大于2.4，则说明修水县的总体生态建设成果处于中高等水平。

图2 生态建设成果

2.1.2 村民环保态度分析 将总体居民环保态度进行数据可视化后如图3所示，从图3中可以看出4个村的居民平均得分均在3.4以上，则表明修水县的大部分居民环保态度基本处于中高等水平。

图3 村民环保态度

2.1.3 村民环保意识分析 将居民环保意识进行数据可视化后如图4所示，由数据得出4个村的居民环保意识水平的总体平均数为2.539，可得居民环保意识水平基本属于处于中等水平，从图4中可以看到有极个别处于低等水平(小于2.5)，由此可知九江市修水县的居民总体具有较高环保意识，但有待提高。

图4 村民环保意识

2.2 山塘水水质监测

2.2.1 监测情况 由于选取的5个村庄为内山塘，规模小，无明显的敏感段及上下游。因此，监测断面的布局基本上遵循均匀布局的原则进行设置监测断面，并且断面位置兼顾代表性和地形等因素，故一般选择利于取水等便利性条件布点。按照《环境影响评价技术导则地表水环境HJ 2.3—2018》[3]的要求，在5个村庄的山塘中设立水质断层面如表1所示。

表1 各村庄断面数量及分类

表2为各个山塘进行监测的时间，水体中溶氧量一般在上午处于较低阶段，根据浮游生物的光合作用、水中有机物的分解作用和水体受到光照、风力、气压等多种因素的影响，导致在下午时，水体中溶解氧处在最高阶段。

表2 监测时间

2.2.2 水质质量检测结果 在测量山塘水pH值时[4]，本次调研将每个山塘根据地形和均匀分布等划分，将各个山塘划分为3块区域，即每个山塘所测量的取样点分为3组。根据总样本量进行计算，在3组的基础上，每组测量5次，其测量的山塘水溶氧量、pH值如表3、表4所示。

表3 各取样点溶解氧数据

表4 取样点pH值

表5则为7个山塘所测pH值和溶氧量的平均值，备注则为在测量时所观察的山塘周边环境和当时的天气情况。

表5 监测数据记录表

2.3 评价方法与评价结果

2.3.1 pH评价方法 按照HJ/T 2.3—93《环境影响评价技术导则》所推荐的标准指数法进行水质现状评价。单项水质参数i在第j点的标准指数计算公式如下：

(7)

式中：Sij为单项水质评价因子在第j点取样点的标准指数；Cij为水质评价因子i在第j取样点的溶度(mg/L)；Csj为评价因子i的评价标准(mg/L)。

pH值单因子指数按下式计算：

(8)

(9)

式中：pHj为监测值；pHLL为水质标准中规定的pH的下限；pHUL为水质标准中规定的pH的下限。

水质参数的标准指数>1，表明该水质参数超过了规定的水质标准限值，已不能满足水质功能要求。水质参数的标准指数越大，则水质超标越严重。

2.3.2 pH评价结果与原因分析 根据表6的标准指数计算结果，各检测面标注指数值均小于1，所以评价选取的5个村庄中7个山塘pH值达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)[5]VI类地表水要求。

表6 水质标准指数(pH)

2.3.3 溶氧量评价方法 按照HJ/T2.3—93《环境影响评价技术导则》所推荐的单项评价标准指数法进行水质现状评价。单项水质参数i在第j点的标准指数计算公式如下：

(10)

式中：Sij为单项水质评价因子i在第j取样点的标准指数；Cij为水质评价因子i在第j取样点的浓度；Csi为评价因子i的评价标准。

DO的标准指数为：

(11)

(12)

式中：DOf=468/(31.6+T)(mg/L)，T为水温(℃)；SDO,j为溶解氧在第j取样点的指标指数；DOf为饱和溶解氧浓度(mg/L)；DOs为溶解氧的地面水水质标准(mg/L)；DOj为河流在j取样点的溶解氧浓度。

水质参数的标准指数>1，表明该水质参数超过了规定的水质标准限值，已不能满足水质功能要求。水质参数的标准指数越大，则水质超标越严重。

2.3.4 溶解氧的评价结果与原因分析 标准指数计算结果如下表7所示。

表7 水质标准指数(DO)

根据表7的标准指数计算结果，除黄溪村坳塘和坳头村山塘1外，其余各村庄山塘标准指数值均小于1，所以选取的7个山塘水的pH值大部分都达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)VI类地表水水质要求。从DO监测因子的标准指数计算结果分析，桃坪村东红水库的情况较好。

根据表7的标准指数计算结果，DO指数最大值为4.23，位于坳头村的其中一个山塘，由于此山塘与莲藕种植地相连，且山塘表面漂浮各种垃圾，水体受到污染，溶解氧下降，并会导致厌氧菌大量繁殖，水质恶化，水生物死亡，导致水体发臭[6]。

2.3.5 综合评价结果 由于检测范围较小，5个村庄分布在修水县境内，所以可以认为温度对溶解氧影响不大，溶解氧主要受无机盐、有机物浓度等影响，且由于监测过程均为晴天，测量气温均处在37 ℃附近，故可排除天气影响。

通过对7个山塘水的测量，从而得到它们的pH值及溶解氧浓度情况，具体如图5、图6。

由图5、图6可以看出，此次所检测的7个山塘的pH值都在6.33～7.53之间，均符合国家地表水IV类标准；在杨家坪山塘、潭坑村东浒寨山塘、桃坪村山塘、桃坪村东红水库和坳头村山塘2中溶解氧的浓度都位于4.1～6.9 mg/L之间，均符合国家地表水IV类标准，但存在不合格的黄溪村坳塘和坳头村山塘2，它们的溶解氧浓度仅在1～2.7 mg/L之间。总体而言，选取的7个山塘的水环境质量满足地表水质量标准(GB3838—2002)要求，水环境质量较好。

图5 山塘水pH值

图6 山塘水溶氧量

3 研究结论和建议

3.1 研究结论

为响应国家乡村振兴战略、促进新农村建设，本研究选取江西省九江市修水县为研究对象，分别通过问卷调查与实地测量法对新农村建设水平(由生态建设成果、村民环保态度、村民环保意识体现)与山塘水水质管护质量(由山塘水溶氧量、pH值体现)进行了实地调研。

结合水质监测与问卷调查两部分的数据，综合评价分析出修水县新农村建设水平与山塘水水质管护质量的关系，得到其结论如下。

1)从山塘水水质管护质量来看，通过对修水县5个村镇的7个山塘水的pH值和溶解氧的检测的统计结果分析，结果表明，修水县的总体生态建设水平(得分均大于2.5)较高，山塘水的水质较好。

2)从新农村建设水平来看，通过对修水县5个村镇的调查问卷的结果分析，修水县的大部分村民环保态度水平较高(得分大部分大于2.5)，都具有较高环保意识，但仍然有待提高(有极个别小于2.4)。

3)从pH值角度来看，本次调研的修水县5个村镇中7个山塘的pH值达到了《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)VI类地表水要求。从pH监测因子的标准指数计算结果分析，桃坪村的水质情况较好，而位于坳头村的山塘相对于其他几个山塘pH值稍高。

4)从DO监测因子角度来看，本次调研的修水县的5个村镇中7个山塘(除了黄溪村的坳塘和坳头村的下塘山塘)的DO大部分都达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)VI类地表水水质要求。从DO监测因子的标准指数计算结果分析，桃坪村东红水库的情况较好。而位于坳头村的下塘山塘的DO指数最大，原因是此山塘与莲藕种植地相连，且山塘表面漂浮各种垃圾，水体受到污染，溶解氧下降，并会导致厌氧菌大量繁殖，水质恶化，水生物死亡，导致水体发臭。

3.2 建议

现对修水县山塘水管护方面拟提出以下建议。

1)从实地考察后发现修水县内的山塘水水体多为不动流，容易使水质恶化甚至产生恶臭，建议定期进行水体清淤工作，加快水质的更新和污染物的分散。通过计算DO标准指数，修水县内山塘的水质质量大多都达标(大于2.5)，但有些水体混浊不清，河面上间或漂浮有各种垃圾，久而久之仍然会导致水体的污染和破坏，建议安排专门人员定期对垃圾进行打捞和处理，提高对山塘水的管护质量水平[7]。

2)通过对山塘水pH值以及溶解氧的检测结果，建议可以合理施放生石灰，因为生石灰能够中和酸性、稳定pH值，改良水质。生石灰还能使水中的悬浮有机质胶沉淀，澄清水质。生石灰还是优质的钙肥，直接作为水生植物的营养物质，提高水体初级生产能力。

3)结合对当地居民的问卷调查结果可知，适当地增加当地环卫工人的数量、清扫的频率以及垃圾桶的数量都能够有效改善当地的生态建设水平，相关部门加强对当地居民环保意识重要性的宣传力度也能够有效地提高整体的生态建设水平。