浑河抚顺北口前段污染物通量研究

2017-04-28王立民栾天新

东北水利水电 2017年4期

关键词：前段浑河抚顺

王立民，栾天新

（1．辽宁省水文局抚顺分局，辽宁抚顺113015；2.辽宁省水文局，辽宁沈阳110003）

浑河抚顺北口前段污染物通量研究

王立民1，栾天新2

（1．辽宁省水文局抚顺分局，辽宁抚顺113015；2.辽宁省水文局，辽宁沈阳110003）

文中通过对5种常用的河流污染物通量估算方法分析，得出适合汛期和非汛期浑河抚顺北口前段的污染物通量估算。研究结果过表明，该方法在浑河抚顺北口前段的污染物通量估算中是适用的，如实反映了河抚顺北口前段污染物通量受面源污染及径流变化影响较大并呈明显下降趋势的特点。

污染物；通量估算；浑河；抚顺

1 流域概况

浑河抚顺北口前段为大伙房水库以上河段，接纳的主要入河排污口有清原县的红透山工业、红透山生活、南杂木生活、南杂木综合、清原镇生活等，其水质的好坏、污染物通量的大小，直接影响着大伙房水库的水质。大伙房水库是浑河干流上的一座国家大（I）型水库，坝址位于辽宁省抚顺市东洲区境内，距抚顺市18 km，距沈阳市68 km。是一座以防洪、工业及城市供水、灌溉为主，兼顾发电等综合利用的水利枢纽工程。水库坝址以上的浑河长169 km，控制流域面积5 437 km2。

2 研究方法

2.1 常用方法

近年来，国内外学者相继开展了污染物通量估算方面的方法研究，较为典型的成果是Webb等利用时段平均浓度与时段流量乘积、各时段通量之和这2种方法建立了5种常用的河流污染物通量估算方法：1）弱化了径流量的作用，污染物通量为实测平均浓度和平均流量的乘积；2）强化了径流量的作用，污染物通量为实测平均浓度和时段总径流量的乘积；3）弱化了径流量的作用，污染物通量为实测通量的平均值，适合点源占优的情况；4）强化了径流量的作用，污染物通量为各实测浓度和代表时段径流量的乘积之和，适合非点源占优的情况；5）强化了时段总径流量的作用，污染物通量为实测流量加权浓度和时段径流量的乘积，适合非点源占优的情况。

2.2 方法的选择

河流中的污染物来源主要为流域内点源、面源及河流本底。点源的产生量与城镇生活和工业生产有关，不受径流量变化的影响，径流量变化不会改变污染物通量的大小，而只会改变污染物的浓度；面源产生量与区内农村生活和农业生产有关，虽然其产生量亦不受径流量变化的影响，但其入河量受流域内降雨及径流量影响较大。因此，污染物通量关系非常复杂，污染物浓度与流量既可能呈正相关，又可能呈负相关，也可能无关，无论如何，在计算污染物通量时，其关键的因素仍然是水质水量监测结果的代表性问题。因此，通量计算方法的选择，要在利用现有水文站控制河段水量具有代表性的基础上，充分体现现有水质数据的代表性，经过对浑河抚顺北口前段水质水量实测资料以及控制断面逐日水量资料进行分析，认为采用弱化径流量作用和强化径流量作用相结合的模式较为科学，即非汛期采用弱化径流量作用的计算模式，汛期采用强化时段总径流量的模式。

式中：W表示时段通量；n1为枯水期时间段内的监测频次（1—5月，10—12月）；n2为丰水期时间段内的监测频次（6—9月）；Ci为实测浓度，mg/L；Qi为实测流量，m3/s；Qr为代表时段逐日平均流量，m3/s；K1为枯水期时间段转换系数；K2为丰水期时间段转换系数。

3 估算结果分析

3.1 结果

根据2011—2015年水量水质同步监测数据以及逐日水量数据，用此次确定的计算方法进行污染物通量估算，结果见表1。

表1 抚顺北口前段污染物通量估算结果t/a

3.2 分析

由表1可以看出，COD和氨氮年际变化趋势基本一致，通量最高值均出现在2005年。据2005年实测数据，而且流量达到500 m3/s时，COD和氨氮浓度分别达到123.6 mg/L和4.51 mg/L，为年内和历史最高，这从很大程度上，反映了面源污染随地表径流进入水体，造成污染物通量增大的特点，也表明了所选择方法在浑河抚顺北口前段污染物通量估算中具有很好的适用性。COD和氨氮年际变化情况见图1。

4 结论及建议

从目前研究的结果来看，河流污染物通量估算工作存在的主要问题有：1）现有的通量估算方法多利用经验模型，不具备普遍适用性，不同的研究对象采用不同经验模型得出的估算结果存在相差悬殊的现象；2）对河流点源负荷及非点源负荷对河流通量贡献的研究不多，而河流污染物通量的研究滞后于对江河污染控制管理且没有得到有效结合；3）由于污染源汇集特性不同，不同污染物的点源、非点源比例不同，在实测水质水量瞬时的通量取值会存在一定的随意性；4）由于缺少完整长时间尺度的连续水文水质数据，很难得到较全面的河流污染物通量的时空分布及变化趋势情况。

从此次计算的结果来看，河流污染物通量估算工作中最根本的基础依据是水质水量的代表性，尤其是面源污染随地表径流进入水体的特点，仍然缺乏准确有效的数据支撑，建议在以后的污染物通量估算工作中应加强水质水量的监测频次，尤其是汛期要按照洪水涨落的变化情况，加大监测频次，从而使河流污染物通量估算工作更加科学且符合实际。