拉林河流域水质时空变化特征及原因浅析
2016-05-19刘伟何世军乔倩倩许鑫
刘伟,何世军,乔倩倩,许鑫
(1.松辽流域水资源保护局松辽水环境科学研究所,130021,长春;2.水利部松辽水利委员会,130021,长春;3.吉林省环境保护厅,130083,长春)
拉林河流域水质时空变化特征及原因浅析
刘伟1,何世军2,乔倩倩1,许鑫3
(1.松辽流域水资源保护局松辽水环境科学研究所,130021,长春;2.水利部松辽水利委员会,130021,长春;3.吉林省环境保护厅,130083,长春)
拉林河是松花江干流右岸的一大支流,也是黑龙江省和吉林省的界河,其水资源质量事关两岸及下游地区的用水安全和生态安全。基于多年实测水质资料,对拉林河及其主要控制节点的水质时空变化特征进行了系统分析,研究了区域污染物的主要来源,提出了拉林河流域水资源保护对策建议,供决策参考。
拉林河流域;水质;水资源保护
一、流域概况
拉林河发源于张广才岭山脉的老爷岭西麓白石砬子山,为松花江干流右岸的一级支流,流经黑龙江省的尚志市、五常市、双城市和吉林省的舒兰市、榆树市,是黑龙江省和吉林省的界河,在哈尔滨市上游150 km处汇入松花江干流。
拉林河全长450 km,流域面积1.99万km2。黑龙江省境内1.12万km2,吉林省境内0.87万km2。拉林河流域属中温带大陆性季风气候区,冬季严寒,夏季温热。年降雨量在500~800 mm之间,年内降水主要集中在6—8月,占全年70%以上。流域多年平均地表水资源量39亿m3。
拉林河流域人口327万人,耕地面积约1260万亩(1亩=1/15 hm2,下同),2013年粮食总产量将近1 000万t,是我国的重要商品粮基地。左岸的榆树市连续8年为全国产粮第一县,右岸的五常市是我国优质稻米之乡。近年,随着拉林河两岸经济快速发展,拉林河承泄了大量的工业生产废水和灌区灌溉退水,给流域的水资源保护带来了前所未有的压力。
二、数据来源
根据国务院批复的《全国重要江河湖泊水功能区划》(2011—2030年),拉林河流域省界缓冲区包括干流上的拉林河吉黑缓冲区I、拉林河吉黑缓冲区II,支流上牤牛河黑吉缓冲区和细鳞河(溪浪河)吉黑缓冲区等4个省界缓冲区,省界缓冲区河长302 km。
本次研究数据来源于松辽流域水资源保护局在拉林河流域省界缓冲区布设的水功能区水质监测站点实测数据。主要站点包括2006年在拉林河吉黑缓冲区II布设了五常(后更名为振兴)和蔡家沟2个水质监测断面;2007—2012年,增加了板子房断面;2013年在拉林河吉黑缓冲区I布设了向阳断面,在拉林河吉黑缓冲区II布设了牛头山大桥断面,细鳞河(溪浪河)吉黑缓冲区肖家船口与和平桥断面,牤牛河黑吉缓冲区牤牛河大桥断面。拉林河流域省界缓冲区监测点位布置见图1。
三、水质时空变化特征分析
1.年际变化特征
根据2006—2014年监测数据统计,拉林河流域省界缓冲区水质达标率不高,水质优于Ⅲ类的月份约占全年52%,主要超标因子为氨氮、COD、总磷。
图1 拉林河省界缓冲区监测点位布置图
图3 板子房断面年内水质变化情况
从2006年以来逐年水质监测情况来看,拉林河流域优于Ⅲ类水质的比例总体上在增加,见图2。“十一五”期间各断面年度水质均不达标,年度达标率多数低于50%,与达标标准80%差距较大,主要超标因子为氨氮、COD和总磷。2011—2014年,整体较“十一五”期间有所改善,水质优于Ⅲ类的比例明显升高,2012年和2013年均超过了70%,2014年这一趋势有所改变,水质优于Ⅲ类的比例下降。在监测的8个断面中,仅上游向阳、肖家船口和牤牛河大桥3个断面全年水质达标;位于拉林河中游的蔡家沟断面,全年水质达标率仅为41.67%,水质又发生了恶化。
2.年内变化特征
为探究年内变化的特征,对实测数据完整的蔡家沟和板子房断面同一月份不同年份的达标率进行统计,研究表明,年内的封冻期和化冰期水质较差,8—10月水质较好。分析其原因,主要是由于冰封期水量较小,河流的纳污能力变小,污径较低,导致水质较差,8—10月水量充沛,河流的纳污能力变大,污径比较高,水质变好。板子房断面不同月份的水质达标情况见图3。
3.空间变化特征
从空间上分析,支流细鳞河、牤牛河水质略好于干流,干流上游略好于下游,振兴段和板子房段水质在达标标准上下波动,中游蔡家沟段水质污染仍然突出,主要超标因子为氨氮、COD、总磷。
根据监测数据,振兴断面全年水质达标率(达标月份与总监测次数之比)超过50%的年份占78%,板子房断面占63%,蔡家沟断面仅2012年全年水质达标率超过50%。拉林河流域不同断面2006—2014年水质变化情况见图4。
四、水质变化成因分析
1.灌区退水影响水质时空变化
拉林河流域灌区分布较多,沿河两岸基本全部为农田。据统计,流域内1万亩以上的大中型灌区29处,灌溉面积约300万亩,用水量约17亿m3,灌区退水大部分进入拉林河。根据松花江流域典型灌区退水水质监测结果,每年灌区退水进入拉林河的COD、氨氮总量约为5 800 t和250 t,相当于处理水平为一级A、日处理能力30万t的污水处理厂排放的污染物量。特别是汛期,降雨径流冲刷灌区后,携带了大量的化肥、农药残留物质,对拉林河水质造成集中污染。监测数据表明,7月主要控制断面水质超标率在58%以上。
图4 拉林河流域不同断面2006—2014年水质变化情况
2.农村生活垃圾增加了污染物入河量
拉林河流域临近村屯的河道与排水干渠两岸垃圾、固体废物及柴草垛堆积现象普遍,个别城镇垃圾集中堆放在河岸上,受降雨冲刷,部分被携带进入河道,污染水体。拉林河流域冬季漫长,汛期结束后,垃圾、固体废物堆积时间约半年,第二年春汛期间,大量堆放的垃圾、固体废物进入水体,造成集中污染,拉林河流域4月主要控制断面水质超标率在49%以上。同时,部分村民水资源保护意识不强,个别养殖户直接将牲畜粪便集中倾倒至河道中,污染河流水体。
3.城镇废污水排放的污染物未有效削减
拉林河生产生活废污水主要通过排水干渠和支流以点污染源形式进入拉林河,个别排水干渠水体发黑并有异味,总磷、氨氮严重超标。根据调查统计结果,2010年,拉林河流域主要入河排污口废污水入河总量约为8 243万t,COD入河总量约为9 038 t,氨氮入河总量约为1 117 t。根据纳污能力核定和限制排污总量意见制定成果,拉林河流域COD、氨氮现状纳污能力分别为5 366 t和547 t,COD、氨氮限制排污总量分别为4984t和526 t,COD和氨氮现状入河量分别超出纳污能力68%和104%,超出限制排污总量81%和112%。根据2013年和2014年省界缓冲区内主要入河排污口水质监测数据,COD和氨氮浓度基本维持不变,入河污染物量未得到有效削减。
五、建议
根据上述分析,就加强拉林河流域水资源保护、改善河流水质提出以下建议:①地方政府要加大对水资源保护工作的重视,深入贯彻落实最严格水资源管理制度,强调水质和水量管理并重,点源和面源治理并重,切实减少污染物入河量;②加快推广高效节水灌溉技术,提高用水效率,同时要增强当地群众的水资源保护意识,科学使用化肥农药,减少面源污染;③加强重要城镇管网、污水处理厂和垃圾填埋场建设,提高污水收集率、处理率和处理深度,有条件的区域可实施污水生态治理工程;④进一步加大执法力度,严厉打击废污水直排、偷排等违法行为,加强对水功能区水质监测与监督检查,确保各项措施有效落实。■
责任编辑 杨轶
Features of space-time change of water quality in Lalin River Basin and reasons
Liu Wei,He Shijun,Qiao Qianqian,Xu Xin
Lalin River is one of main tributaries on the right bank of Songhua River and also the boundary river of Heilongjiang Province and Jilin Province.Water quality of the river is closely related to the safety of water use and ecology of the lower reaches and people resettled on the both banks.A systematic evaluation is made on the features of space-time changes of water quality at main control points and Lalin River on the basis of actual monitoring data for years. Suggestions are proposed for water resources protection in the basin with investigation for main sources of pollution.
Lalin River Basin;water quality;water resources protection
TV213.4
B
1000-1123(2016)01-0019-03
2015-12-12
刘伟,副所长。