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大连市复州河流域污染特征与成因分析

2021-05-24 来源:独旅网
水利发展研究202「2大连市复州河流域污染特征与成因分析王主华(辽宁省大连水文局,辽宁大连116023 )摘 要:为了更全面掌握辽宁省大连市复州河流域水环境现状,切实改善复州河流域水污染问

题,文章根据复州河流域内7个国家重点监测断面水质数据,评价其水质类别和达标情况,分析 流域污染的时空分布特性和污染成因,并给出相应治理对策#结果显示,复州河流域上游断面水 质良好;中、下游断面水质较差,均不达标;蔡房身大桥断面污染最为严重,COD、氨氮、TP

浓度均超标,经分析污染来源于污水处理厂尾水、主城区生活和养殖污水的点源排放,以及农业

面源污染;松树水库和复州河大桥断面TP浓度超标主要源于农业面源污染#关键词 : 水污染 ; 时空 特性; 污 染成因 ; 复州 河; 辽宁省 大连市doi: 10. 13928/j. cnki. wrdr. 2021- 02- 016中图分类号:X52 (231) 文献标识码:A 文章编号:1671-1408 (2021) 02-0068-050 引言复州河作为辽宁省大连市第二大河流&主要承

渤海⑵。主河道依次建有七道房水库、松树水库、

东风水库&水库主要以灌溉和防洪为主&兼有工业 供水、发电、养殖等综合利用*3+$流域地形较复

杂&多山地丘陵&少平原低地$地势由东北至西南

担瓦房店市及周边城镇供水和灌溉任务$近年来瓦 房店市社会经济快速发展&农业果蔬种植、畜禽养 殖以及工业轴承构成了瓦房店市三大重要产业结

构$与此同时&为满足社会发展和人们需求&对复

逐级递减&中下游为平原与丘陵交替地带& 土壤状 况较好&适宜农业和水果生产$复州河流域内水文分区为辽南沿海半干旱半湿

州河进行了过度开采和污染排放&使得复州河流域 润区$空间上&复州河地区的降水量分布趋势由东

向西逐渐减少;时间上&降水量在一年内的分布为

水环境压力日益增大&水资源短缺和水质污染的双

重压力严重制约了当地社会经济的可持续发展$本

单峰趋势&即中间(6 —9月份)高&两端低$由于 所处地理位置以及季风气候等的影响&流域降水量

四季分明&年内分配极不均衡$冬季寒冷且历时较

文遵循《重点流域水污染防治'十三五(规划》,结合

《辽宁省水环境监测中心水质监测工作实施计划》和

大连市地表水考核断面达标要求&以复州河流域为

长&降雪偏少;入春较晚& 一般6月份才进入雨

季、7—8月份降雨最盛$据统计6 —9月份多年平 均雨量约占全年降水的75% [4\"5] $1.2 研究方法对象&开展水污染问题研究&为改善复州河流域水 污染现状、 提高大连市现有水资源潜力提供依据$1 研究区域与方法1.1 研究概况1.2. 1 水样采集与监测选取复州河流域内7个国家重点监测断面进

复州河干流全长136.5 km,流域面积为1638

行监测&上游一下游分别为安波七道房聂屯、七km2[1] &发源于普兰店市同益乡老帽山南麓&流经

瓦房店市松树镇、得利寺镇、万家岭镇等20个乡

收稿日期:2020-06-11作者简介:王主华(1990 ―),男,工程师$

(镇)&于瓦房店市三台子乡西兰旗的老羊头注入

道房水库、同益大桥、松树水库、蔡房身大桥、

东风水库以及复州河大桥$监测项目包括化学需氧

量(COD)、总磷(TP)以及氨氮指标$1.2.2 评价方法水质类别评价按照《地表水环境质量标准》(GB 3838 —2002),选择单因子评价,确定断面水质类

别$水质达标评价按照《地表水资源质量评价技术 规程》(SL 395 —2007 )和水功能区水质管理目标要 求,确定断面是否达标[6+ $采用达标次数与全年总

监测次数(月数)的比值计算全年达标率,对于单 个监测断面,以全年达标率80%以上作为达标,

否则为不达标$2 结果与分析2. 1 水质类别与达标评价复州河流域内7个国家重点监测断面中,蔡房

身大桥水质最差,为劣V类水;安波七道房聂屯、

七道房水库以及同益大桥水质较好,为\"类水,其

余断面水质一般,均为#类水$流域内\"类水河道

长度占总河长的26. 8%,#类水河道长度占总河长

的47.1%,劣V类水河道长度占总河长的26. 1% $

总体来看,复州河流域水体质量整体偏差,水质从

上游至下游逐渐变差,蔡房身大桥断面污染严重

(见表1 ) $表1复州河流域各监测断面水质类别断面名称河长/km河长占比/%水质类别安波七道房聂屯139. 7七道房水库53. 7同益大桥1813. 4松树水库86. 0皿蔡房身大桥3526. 1劣V东风水库86. 0皿复州河大桥4735. 1皿根据复州河流域内7个国家重点监测断面水质

达标情况,安波七道房聂屯断面水质最好,全年9 次评价均达标, 达标率 100% $ 七道房水库和同益

大桥断面全年达标率均超过 80% $ 其余断面达标

率低于50%,均不达标$其中蔡房身大桥断面水

质最差, 全年 11 次 评 价, 仅 1 次 达 标, 达 标 率 9. 1% $可以看出,复州河流域上游地区水质较好,

中、下游地区水质较差(见表2) $水系民生表2复州河流域各监测断面水质达标情况断面名称水质评价次数达标次数达标率是否要求/次/次/%达标安波七道房聂屯99100.0是七道房水库8787.5是同益大桥121191. 2是松树水库8337. 5否蔡房身大桥119. 1否东风水库9222. 2否复州河大桥12650.0否2. 2 动态变化特征由图1可以看出,蔡房身大桥断面COD、TP

和氨氮浓度超标最为严重,浓度值呈现突发式增

大$ COD浓度变化较为明显,以蔡房身大桥断面

为分界点,上游的安波七道房聂屯、七道房水库、

同益大桥和松树水库断面 COD 平均浓度均小于 15

mg//,符合I类水标准$其中,安波七道房聂屯

断面 COD 浓度最低, 全年 9 次监测 均小于检出 限

10 mg/L;同益大桥断面仅有1次监测浓度超标,

水质为%类水$蔡房身大桥断面COD浓度最大, 均值达 21.9 m//L, COD 浓度全年达标率为 45.5% $

其下游的东风水库和复州河大桥断面,COD浓度

均值分别为 17.1 m//L 和 18.5 m//L; 东风水库断 面水质要求为\"类,COD浓度全年仅2次达标;

复州河大桥断面水质要求为#类,COD浓度达标

率为 66.7% $ 可以看出, COD 在蔡房身大桥断面污

染严重,并直接影响了下游东风水库和复州河大桥

断面$ 表明蔡房身大桥地区有大规模污染源排放$蔡房身大桥断面TP浓度最大,均值为0.46

mg/L,全年仅有1次监测达标,水质为劣V类水$

复州河大桥断面TP浓度均值为0. 16 mg//,全年 达标率为66. 7% $松树水库断面TP浓度均值为

0.034 mg/L,水质为#类水,属超标水源地,且全 年仅有3次监测达标,达标率为37. 5% $其余断

面TP浓度差异不大,安波七道房聂屯、七道房水 库、 同益大桥和东风水库断面 TP 浓度值均符合标

准,且全年基本达标$表明蔡房身大桥、复州河大

桥以及松树水库地区均存在不同程度的磷污染源$蔡房身大桥断面氨氮浓度同样超标严重, 均值

为 3.58 m//L, 全年仅有 2 次监测 达标, 水质为劣

V类水$其他断面氨氮浓度从上游至下游略微上

升,但全年基本达标$说明蔡房身大桥地区存在较水利发展研究202 1 (30(b)总磷(c)氨氮图1复州河流域各监测断面化学需氧量、总磷和氨氮浓度变化为严重的氨氮排放。2. 3 汛期和非汛期变化特征研究表明,由降雨径流引起的面源污染也是河

流污染的重要原因,尤其是在北方地区,全年不同

时期的降雨量差异较大,更容易使河流污染加

剧*八8 复州河流域6—9月份为汛期,其余月份 为非汛期,其中部分水库水源地1 —3月份可能处

于冰冻期$由图2显示,COD浓度在汛期和非汛

期呈现从上游至下游升高趋势,其中安波七道房聂

屯、同益大桥、东风水库和复州河大桥断面COD

浓度在汛期和非汛期并无明显差异,七道房水库和

松树水库断面汛期COD浓度高于非汛期,表明水 库周围地区COD主要为面源输出形式,当汛期降

雨径流量加大,部分有机物会随径流进入周围河

流,并在水库水源地蓄积,导致浓度升高$蔡房 身大桥地区COD浓度超标,非汛期浓度值大于汛(a)化学需氧量(b)总磷(c)氨氮图2复州河汛期与非汛期中化学需氧量、总磷和氨氮浓度变化

期&说明蔡房身大桥断面以点源污染为主$七道房水库和同益大桥断面TP浓度非汛期略

大于汛期&其余断面均是汛期高于非汛期&这说明 复州河流域的TP主要为面源输出$降雨径流引起

的冲刷和土壤侵蚀效应&使TP迁移至河流及水源

地&导致浓度值升高$蔡房身大桥TP浓度超标严 重&说明该地区存在面源、点源双重污染$复州河

大桥和松树水库TP浓度汛期明显高于非汛期&且

超标主要发生在汛期&说明其TP浓度超标主要源

于面源污染$安波七道房聂屯、七道房水库、松树水库、东

风水库氨氮浓度在汛期与非汛期无明显差异&蔡房 身大桥、同益大桥以及复州河大桥氨氮浓度非汛期

大于汛期&而同益大桥和复州河大桥氨氮浓度并无

超标&说明该地区点源污染排放不大&汛期非汛期

浓度差异主要由于降雨稀释效应$蔡房身大桥氨氮

浓度超标严重&且汛期非汛期差异明显&说明该地

区点源污染严重&受降雨稀释影响&导致其污染随

季节变化较大$2. 4 成因分析从复州河流域断面污染情况来看&上游地区的

安波七道房聂屯、七道房水库、同益大桥等断面无

明显污染& COD)TP以及氨氮浓度基本达标$这 由于流域上游主要为丘陵地带&且水流湍急&农

业、养殖业及工业结构程度低&污染排放较少$松 树水库断面TP浓度超标&但超标倍数不大&且主

要是汛期浓度值较大$ 这主要由 农业面源污染经降 雨径流汇集&加上松树水库本身对上游河流的截流 作用&使TP在此蓄积&导致浓度超标$中下游的蔡房身大桥断面呈现突发式污染&且

污染程度较为严重$ 其原因主要是点源污染大量排

放&同时上游松树水库的截流作用使蔡房身大桥断

面流量常年处于低位&其流量主要来源于汇入复州

河的支流回头河$蔡房身大桥周围存在多个入河排 污口 &其中最大的为龙山污水处理厂$龙山污水处

理厂按一级A排放标准&尾水排放量为10万Yd & COD浓度约为24.6m//L,高于V类标准&导致下

游COD浓度超标*5+$蔡房身大桥位于瓦房店市主 城区下游&大量生活污水经回头河进入蔡房身大桥

断面$同时该地区为畜禽养殖集中地&主要养殖肉 鸡、蛋鸡、鹅、猪、牛等&大多型养殖基地不具备

污水处理能力&使得氨氮、TP)COD大量排入蔡

水系民生房身大桥$ 蔡房身大桥断面污染物浓度的季节性变

化较为明显&这与其上游松树水库随季节的蓄水泄 水有关$氨氮和COD主要经由点源污染排放&汛 期上游断面水量充沛&松树水库开闸泄水&因此其

浓度因稀释作用会有显著降低;而TP主要为面源

污染&随着降水量增大而升高$因此蔡房身大桥断

面主要污染源来自于污水处理厂尾水、主城区生活 污水、周围畜禽养殖的点源排放以及农业面源污染$

下游的东风水库断面COD浓度超标,而TP和氨 氮浓度基本达标,说明蔡房身大桥断面污染物对下游

断面的主要影响是COD,而东风水库对于氨氮和TP

具有一定的纳污能力$ 复州河大桥断面 TP 浓度明显 增大,汛期存在超标现象,这是因为该地区地势平 缓,产业结构以农产品和果蔬种植为主,因此易发生

农业面源污染$3

结论复州河流域上游水质良好&满足\"类水标准&

河长占比26.8% ;中、下游水质较差&蔡房身大桥

断面为劣V水&河长占比26. 1% ;其余均为#类 水, 河长占比 47.1% $ 全年达标评价中, 上游的安 波七道房聂屯、七道房水库、同益大桥断面基本达

标&中、下游的松树水库、蔡房身大桥、东风水库以 及复州河大桥断面均未达标&且达标率低于50%$蔡房身大桥断面污染最为严重& COD)总磷) 氨氮浓度均超标&超标率分别为0. 1倍、1.3倍)

2.6倍&其污染源主要来自于龙山污水处理厂尾水

和主城区生活、养殖业污水的点源排放$下游的东

风水库和复州河大桥断面受蔡房身大桥断面的影

响, COD 浓度超标$ 松树水库作为重要的水库水源

地&其对上游水量的截留作用是导致TP浓度超标

的主要原因$ 中下游地区农业种植和果蔬业的过度

发展使农药化肥大量排放&是造成蔡房身大桥和复 洲河大桥断面TP面源污染的主要原因$4 建议与对策对复州河流域水污染治理提出几点建议:(1 )提高龙山污水处理厂的污水处理能力$进

一步深化改造龙山污水处理厂净水结构&对尾水进 行深度处理&使COD)TP)氨氮等指标达到地表

水%类标准$ ( 2 )加强回头河污染治理工作$回头

河是复州河流域主要污染支流, 不仅接纳污水处理

水利发展研究202 1・2厂尾水&更接纳主城区生活污水&因此需对回头河

进行人工湿地等生态治理建设&保障其水环境质

量$ ( 3 )严格畜禽养殖业污水排放&从源头抓起$ 对流域附近大型养殖基地进行数量限制和污染排放

限定管理&大型养殖场必须配备沼气处理、固废处

理设备&实行粪便的干湿分离、回收利用&严格禁 止废物的乱排乱放$对于规模小的养殖场及个体养

殖散户&应进行地区性的统一协调管理&建立公共

处理中心和养殖示范基地&鼓励绿色养殖$ ( 4 )推 动绿色种植、生态农业发展$鼓励农户科学施肥&

精准施药&加强高效种植理念&同时政府通过经济

补偿&鼓励农户购买高质量环保化肥农药&从根本

上减少农业面源污染的输出$参考文献:* 1 +于德全•松树水库流域内降水时空变化特征分析,* J+.东北水

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1769.(责任编辑陈海燕)

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