澄碧河水库流域污染负荷估算

冯 媛 赵侣璇 宋晓薇 刘文杰 覃楠钧（广西壮族自治区环境保护科学研究院，广西 南宁 530022）

澄碧河水库流域污染负荷估算

冯 媛 赵侣璇 宋晓薇 刘文杰 覃楠钧
（广西壮族自治区环境保护科学研究院，广西 南宁 530022）

运用统计数据以及排污系数法对澄碧河水库流域范围内工业、生活、农业面源、畜禽水产养殖、旅游污染负荷进行全面估算，确定流域的主要污染源。结果表明，澄碧河水库流域范围内主要污染源为农业面源污染，其次是生活污染源和畜禽养殖污染源，2015年主要污染物COD、氨氮、总氮、总磷的入库量分别为：5314.32t、177.13t、386.48t和35.52t。

澄碧河水库流域；污染源；污染负荷

1 研究背景

澄碧河水库是全国三大土坝水库之一，位于右江支流澄碧河的下游，具有城乡饮用水、防洪、发电、旅游等多种功能。近年来，随着澄碧河水库流域范围内城镇化进程不断加快、人口持续增多，生活污染加剧；产业和经济的快速发展，粗放的农业生产方式，不合理的施用化肥和农药，使大量污染物随农田径流进入库区，农业面源污染等带来严重的环境问题；澄碧湖风景名胜区的设立，旅游业的发展等带来各类污染物负荷的增加等问题，对澄碧河水库生态环境造成了一定的威胁。

流域污染负荷估算是识别流域主要污染源的重要手段，也是污染物总量控制的关键技术支持[1,2]。近年来，国内外对河流、湖泊、水库污染负荷的研究大多集中在非点源污染负荷模拟估算[3-7]，全面估算流域范围点源和非点源污染负荷的研究较少。本文将对澄碧河流域范围内的工业、生活、农业面源、畜禽水产养殖、旅游污染负荷进行估算，确定澄碧河流域的主要污染源。

2 研究区域概况

澄碧河水库位于广西百色市右江区北面永乐镇境内，水库坝址以上流域面积覆盖右江区永乐镇、汪甸乡、龙川镇，凌云县泗城镇、逻楼镇、朝里乡、伶站乡、下甲镇、沙里乡、加尤镇共一区一县十个乡（镇）。入库支流有澄碧河、仁东河和百练河 3条河流。澄碧河发源于凌云县水源洞，是年均径流量最大的入库支流，年均径流量11.92亿m3，约占总入库水量的 98%以上，因此以澄碧河流域范围作为澄碧河水库流域范围。研究区域位置及水系分布见图1。

图1 研究区域位置及水系分布

3 流域污染负荷估算

3.1 工业污染负荷

根据对流域内工业、企业污染现状调查，澄碧河水库流域范围内共有工业企业 6家，其中，企业生产废水循环使用不外排的1家，产生废水直接排入澄碧河的企业有2家，废水纳入凌云县污水处理厂处理后排入澄碧河的企业有 1家，企业停产的 2家。库区内未设排污口，无工业废水直接排入库区。根据2015年环境统计数据资料对流域内工业污染负荷进行估算。

企业废水均直接排入澄碧河，取入库系数为1。

3.2 生活污染负荷

生活污染负荷估算基于人均产污系数法。澄碧河水库流域范围内2015年末总人口17.03万人，其中城镇人口4.23万人，农业人口12.80万人。城镇居民生活污水中污染物的排放系数按照《第一次全国污染源普查-城镇生活源产排污系数手册》经过化粪池处理后排放，农村居民生活污水中污染物的排污系数参照中国环境规划院编写的《全国水环境容量核定技术指南》确定，具体见表1。

表1 城镇和农村人口排污系数

生活污染负荷计算公式为：

式中：Gi为第i种污染物污染负荷，t/a;

N为人口，人;

Fi为第i种污染物排放系数，g/人·d 。

城镇生活污水通过管网收集进入污水处理厂处理后直接排入澄碧河，或由污水管道直接排入澄碧河，取入库系数为1；农村生活污水一般经过化粪池或沼气池发酵贮存得到削减，进入农田后最终约有50%入库，入库系数为0.5。

3.3 农业面源污染负荷

农业面源污染负荷估算根据《第一次全国污染源普查-农业污染源肥料流失系数手册》中肥料流失系数手册和《全国水环境容量核定技术指南》中的污染源调查方法，结合澄碧河流域具体情况确定，具体见表2。

表2 肥料流失系数

农业面源污染负荷=农田面积×肥料流失系数

因农田化肥流失的污染物由于土壤再吸附等原因不能完全入库，按流失量的80%计算入库量，入库系数为0.8。

3.4 畜禽养殖污染负荷

3.4.1 规模化养殖污染负荷

据调查，流域范围内分布有 6家规模化畜禽养殖小区，根据2015年环境统计数据统计流域范围内畜禽养殖小区污染负荷。

3.4.2 散养污染负荷

流域范围内生猪的饲养主要以单户散养为主，饲养周期一般为 8个月；家禽养殖主要以肉鸡和鸭为主，满足家庭生活所需，全年存栏量变化不大；饲养牛主要用于农业生产，为单户散养。参照《第一次全国污染源普查-畜禽养殖业污染源产排污系数手册》和《“十二五”主要污染物总量减排核算细则》，采用西南区畜禽养殖专业户排污系数。结合实际情况，确定散户养殖排污系数确定如下：

（1）生猪饲养多数养殖户水冲清粪或粪尿混合直排，生猪水冲清粪工艺的排污系数：COD336.36g/头•d、氨氮 7.8g/头•d、总氮16.20g/头•d、总磷3.65g/头•d；

（2）单户牛散养一般不用水冲清粪，按干清粪取排污系数：COD 143.69g/头•d、氨氮4.9g/头•d、总氮32.91g/头•d、总磷1.61g/头•d；

（3）流域范围内家禽的养殖50%为圈养，采用干清粪或其他预处理，50%养殖户为放养，粪尿混合直排，肉鸡的饲养按商品肉鸡确定排放系数：干清粪工艺的排污系数：COD1.68g/只•d、氨氮0.05g/头•d、总氮0.06g/只•d、总磷0.04g/只•d；水冲清粪工艺的排污系数：COD8.31g/只•d、氨氮0.05g/头•d、总氮0.27g/只•d、总磷0.04g/只•d。

（4）养羊换算成生猪的量计算，换算关系为：3只羊=1头猪。

根据《全国水环境容量核算指南》和《广西壮族自治区地表水环境容量研究报告》（2011）中提供的技术参数，结合澄碧河水库流域的实际情况，取畜禽养殖排放的COD、氨氮和总氮入库系数为0.2，总磷入库系数为0.1。

3.5 水产养殖污染负荷

水产养殖业对水体的污染主要来源于过量的投饵，自2013年起澄碧河水库库区已全面取缔网箱养殖，采取以水养鱼、以鱼净水的生态养殖模式，库区范围内不投加鱼饲料和药物。澄碧河水库目前仅有生态养殖放养鱼类，对水体的污染较小，主要是鱼类粪便和尸体对水体的污染，在自然状态下可被水体自净，其对水体的污染忽略不计。

3.6 旅游住宿餐饮行业污染负荷

流域范围内主要旅游业集中在澄碧湖风景区，景区旅游旺季一般为每年5月至10月，库区周边共有6家餐厅，沿库区岸边布设，总接待能力1670人。澄碧湖风景区内有1家宾馆，约有床位50个。

依据《第一次全国污染源普查城镇生活源产排污系数手册-第二分册-住宿餐饮业污染物产生、排放系数》，流域范围内以小型一般旅馆和小型餐馆为主，按直排系数计算污染负荷：

（1）小型一般旅馆排污系数为：COD35g/床位·d，氨氮3.10g/床位·d，总氮4.8g/床位·d，总磷0.47g/床位·d；

（2）小型正餐服务排污系数为：COD206g/餐位·d，氨氮1.43g/餐位·d，总氮3.38g/餐位·d，总磷0.82g/餐位·d。

澄碧湖风景区内部分旅游住宿餐饮行业废水采用废水运输车外运的方式进行收集和处理，部分直接入库，取入库系数为0.5。

4 结果与讨论

将各污染负荷的计算结果汇总后得到各污染物的负荷总量，再结合确定的入库系数可以得到入库污染负荷量及贡献率见表3和图2。澄碧河水库流域范围内五大类污染来源的主要污染物COD、氨氮、总氮、总磷的入库量分别为：5314.32t/a、177.13t/a、386.48t/a和35.52t/a。

（1）COD的入库量来源从大到小排序：农业面源污染＞畜禽养殖污染＞生活污染＞工业污染＞旅游业污染，贡献比例分别为61.78%、21.16%、14.59%、1.89%、0.57%，以农业面源污染为主。

（2）氨氮的入库量来源从大到小排序：生活污染＞农业面源污染＞畜禽养殖污染＞工业污染＞旅游业污染，贡献比例分别为50.28%、37.50%、10.18%、1.77%、0.27%，以生活污染源为主。

（3）总氮的入库量来源从大到小排序：农业面源污染＞生活污染＞畜禽养殖污染＞工业污染＞旅游业污染，贡献比例分别为53.55%、29.33%、15.83%、1.15%、0.54%，以农业面源污染为主。

（4）总磷的入库量来源从大到小排序：农业面源污染＞生活污染＞畜禽养殖污染＞旅游业污染＞工业污染，贡献比例分别为53.14%、27.24%、19.08%、0.37%、0.17%，以农业面源污染为主。

表3 各类污染源入库负荷

图2 各污染源入库污染负荷贡献率

5 结语

澄碧河水库流域范围内主要污染源为农业面源，其次是生活污染源和畜禽养殖污染源，2015年主要污染物COD、氨氮、总氮、总磷的入库量分别为：5314.32t、177.13t、386.48t和35.52t。

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Estimation of pollution load in ChengBi River Reservoir Basin

Using the statistical data and discharge coefficient to conduct a comprehensive estimation of pollution load from industry, domestic sewage, agriculture non-point source,livestock, aquaculture,tourist industry in ChengBi River Reservoir Basin. The results indicated the water pollution in ChengBi River Reservoir Basin was mainly contributed by agriculture non-point source, secondly contributed by domestic sewage and livestock feces pollution.5314.32tons of COD,177.13tons of NH3-N,386.48tons of TN and 35.52tons of TP was discharged into ChengBi River Reservoir Basin in 2015.

Chengbi River Reservoir Basin; pollution sources; pollution loading

X52

A

1008-1151(2016)11-0019-03

2016-10-11

冯媛（1987－），女，江西景德镇人，广西壮族自治区环境保护科学研究院工程师，研究方向为水环境研究。