泗河流域水资源状况及纳污能力分析

周先华，刘梅群，吴　巍

（湖北省十堰市水文水资源勘测局，442000，十堰）

一、流域概况

泗河为汉江中游上段干流右岸支流，发源于湖北省房县大木乡柳树垭，自西南向东北流，穿过十堰城区东部后，至郧阳区青山镇夏家院入丹江口水库，全长67 km，集水面积469 km2。

泗河有两源即马家河和茅塔河，在茅箭区鸳鸯乡汇合，汇合口以下为泗河。其中马家河为干流，干流上现有马家河水库，承雨面积125 km2，总库容2 450万m3，兴利库容1 839万m3。茅塔河为泗河一级支流，全长43.3 km，纳入较大支流有田湖堰河；茅塔河干流上现有茅塔河水库，承雨面积 91.0 km2，总库容 1 385 万 m3，兴利库容656万m3，主要为十堰城区供水水源地；支流田湖堰河上现有余家湾水库，承雨面积78.8 km2，总库容233万 m3，兴利库容 102.3万 m3，主要为白浪开发区供水水源地。

按照 《水功能区划分技术大纲》要求及 《湖北省水功能区划报告》，《十堰市水功能区划报告》将泗河流域划分为7个一级水功能区。

一级水功能区分别为：马家河水库保护区，茅塔河水库保护区，余家湾水库保护区，主要为十堰城区供水水源保护区；茅塔河河源保留区，马家河保留区，茅塔河保留区，泗河开发利用区。

流域内建有泗河污水处理厂，主要服务范围为十堰市东部城区，设计处理规模为5万m3/d，尾水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）规定的一级A标准后排入泗河。2016年入河废污水量2 041.89万 t，主要排放量COD496.17 t、氨氮30.91 t、总磷 8.69 t。

二、水资源特性

根据全市站点分布及降水径流，采用ARCGIS软件进行插值绘制等值线，判断等值线的大致走向，再通过人工与软件共同协作最终确定等值线；采用ARCGIS对降水量、径流深等值线进行合理性分析，确定多年平均降水量、径流深（量）等值线图，并对其多年径流量进行统计分析，最后综合分析泗河流域水资源及水文状况。

1.泗河降水量

泗河流域多年平均年降水量为838.0 mm，年最大降水量为1 258.5mm（1975年），年最小降水量为534.3 mm（1976年），降水量 Cv值为 0.21，Cs/Cv为2.0。降雨量年内多集中在5—10月，占全年降雨量76.2%；11月—次年4月降雨量较小，占全年的23.8%。

泗河上有小川雨量站，根据小川站1972—2013年年降水系列值，绘制泗河降水量模比系数差积曲线与降水模比系数累积平均过程线见图1和图2。

从图1和图2可以看出，泗河降水丰枯交替频繁，降水系列资料具有较好的代表性。

图1　泗河流域降水模比系数差积曲线

图2　泗河流域降水模比系数累积平均过程线

2.泗河径流量

泗河流域无实测水文资料，根据全区范围内的水文站网点，用ARCGIS软件绘制径流等值线图，勾绘泗河流域边界，量算得出泗河流域的径流量。

泗河多年平均径流量为1.08亿m3，折合径流深230.3 mm，年最大值为2.93亿m3，年最小值为0.21亿m3。

3.流域水质状况

2016年湖北省水环境监测中心十堰分中心在泗河流域选择4个监测断面，分别为马家河水库、茅塔河水库、余家湾水库和回船站。参照《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002），选取监测的24项基本参数，采用单因子评价法，对泗河流域水质状况进行评价，评价结果见表1。从监测结果可以看出，下游的泗河开发利用区接纳茅箭区大量工业和生活废水后，水体水质明显变差。

三、纳污能力核定

水功能区纳污能力是指在给定的水功能区水质目标、设计水量、入河排污口位置及排污方式下，水功能区水体所能容纳的最大污染物量。

泗河流域的纳污能力核定方法在执行 《水域纳污能力计算规程》（GB/T 25173—2010）的规定基础上，结合河流实际污染情况，以物料平衡为原则，得出河段的理论污染物最大允许入河量作为其纳污能力。

1.核定方法

针对水质较好，已达到水功能区水质目标要求的保护区、保留区和用水矛盾不突出的缓冲区，采用污染负荷法，即将其水功能区的污染物现状入河量核定为该区的纳污能力。

对下游污染较为严重的泗河开发利用区，需通过模型计算来核定其纳污能力。基于泗河流域来水量不大，因此选取一维水质模型核定纳污能力。为了更好保护泗河流域的水质，严格控制污染，选取最不利的枯水期作为设计水文条件。

表1　2016年泗河流域各水功能区水质状况表

式中，m为允许纳污量，t/a；Qr为设计流量；CS为功能区控制浓度，mg/L；C0为背景浓度，mg/L；K为衰减系数，1/d，计算时换算为1/s；L为控制河段长，m；u 为河段平均流速，m/s。

（1）允许纳污量

泗河开发利用区其现状水质为劣Ⅴ类，按照断面水质管理目标为Ⅲ类。水功能区水质目标的取值，执行《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）中的COD、氨氮Ⅱ类标准值，COD≤20 mg/L，氨氮≤1.0 mg/L。

在计算纳污能力时，综合考虑与其相邻的上下游水功能区的相互关系以及水功能区的重要程度确定。

（2）设计流量和流速

为了反映水文年际周期变化和长期发展趋势，泗河流域的流量资料采用1956—2013年系列枯水期（11月—次年3月）75%保证率流量作为设计流量。饮用水水源地采用95%保证率最枯月平均流量作为设计流量。

泗河流域无实测水文资料，根据相邻的水文站水文资料计算。

（3）综合衰减系数

污染物综合衰减系数K值是反映污染物沿程变化的综合系数，是计算水体纳污能力的一项重要参数，对于不同的污染物，不同环境条件，其值是不同的。泗河属于小河流，其综合衰减系数主要参考有关研究成果中确定的参数，通过系列水质资料进行修正，经复核分析后，最终确定污染物的综合衰减系数。

2.核定原则

根据水功能区划分特点，保护区的水质目标原则上是维持现状水质，采用污染负荷法核定其纳污能力。马家河水库保护区、茅塔河水库保护区以及余家湾水库保护区现状水质较好，以污染物的现状入河量核定其纳污能力，故COD和氨氮纳污能力为0。

对于水质需要改善的泗河开发利用区，需要通过模型计算来核定其纳污能力。泗河开发利用区COD年入河量为417 t，氨氮年入河量为263 t。泗河开发利用区其现状水质为劣Ⅴ类，按照断面水质管理目标为Ⅲ类。

经计算，泗河COD年纳污能力1 250 t，氨氮年纳污能力88 t。泗河开发利用区纳污能力核定计算参数和结果见表2。

四、结论与建议

1.结论

根据2015年十堰市水资源公报调查数据，分析计算出该流域各行业用水量，耗水量及废污水入河量。

利用河流水质模型，分析计算泗河口特征污染物对河流水质影响变化情况及河流纳污能力。

2.建议

（1）调整产业结构，发展绿色低碳现代产业体系

加快产业结构优化调整，推进形成绿色生产方式，对不能满足环保要求的已有“两高一资”项目严格按照产业政策实施关停；以医药化工、纺织印染、轻工食品等现有行业为重点，实施落后产能淘汰，发展循环经济、低碳产业，走新型工业化道路。

严守环境质量上限、资源开发利用底限与生态红线，建立环境准入清单。坚持环境优先、科学发展战略，大力发展高新技术，优化产业结构，加快绿色产业和产品的升级换代。全面提升产业发展水平和竞争力，加快构筑绿色、低碳的现代产业发展体系。

（2）加强管网巡查，严格控制清污分流

加强对泗河流域内马家河和茅塔河污水管网、检查井、排污口进行拉网式检查，对各支流污水浓度进行检测，防止清水和低浓度污水进入管网。加强对流域范围内排水户的监督和管理，从源头上严格控制好清污分流。

表2　泗河开发利用区纳污能力核定计算参数和结果

（3）加大污水处理厂运行能力，不断提高监管水平

加大对泗河污水处理厂的日常运营监管工作，严格按照《城镇污水处理厂运行、维护及安全技术规程》和《委托运营服务协议》的要求，督促污水处理厂提标扩能改造进程，优化生产处理工艺，加大抽水量，尽可能处理收集入厂的污水，减少冒井现象。进一步修订完善《十堰市城镇污水处理厂运营监督管理（暂行）办法》《污水处理厂运行考核细则》等，不断提高监管水平。

（4）开展泗河流域环境综合治理，实施水生态修复工程

严格实施水资源保护，按照“三条红线”要求严格用水量的管理，对部分污染严重河段实施生态治理、恢复。开展河道生态修复，加强自然岸线保护修复，提升河道生态功能。

推进泗河流域水环境综合整治，加大入河排污口治理力度，建设沿河生态绿道系统，构建泗河流域河道两岸生态防线，在河口有条件的区域建设人工湿地，发挥其阻滞泥沙、截留污物、护岸护坡的作用。结合城市景观和市民休闲需求整体构建滨河湿地公园，在实现泗河流域水质逐步改善的同时，将泗河建设成为水清、岸绿、景美的和谐家园，保证泗河流域水质目标的如期实现。

（5）实施泗河生态补水工程

泗河流域来水量小，降水时空分布不均，特别是枯水期河流流量很小，环境容量十分有限，河道日常水量不能够满足河道水质自净能力。适当增加枯水期流量是保障河流水质达标、保障水环境安全的重要途径。同时加强泗河流域水资源统一管理和调度，统筹协调泗河上游水库功能中防汛、供水、生态用水之间的关系，将河道内生态用水纳入水资源配置指标，实行严格的水资源管理制度，控制泗河流域超指标用水，保证河流合理生态流量；加强用水管理，实行严格的取用水管理制度，提高用水效率，退还挤占的生态用水，提高泗河流域生态用水保证程度。建议实施河库连通工程和水库联合调度，以解决泗河来水量少的问题。

（6）全面推行河长制，推进流域综合整治

开展泗河流域综合整治，确保泗河口断面水质稳定保持地表水Ⅲ类标准。加大集中式饮用水水源地环境问题整改力度，全面启动乡村集中式饮用水水源地规范化建设。加快实施农村环境综合整治工程，全面完成丹江口库区网箱清理任务。

加强侵占河道、非法采砂监管，依法做好采砂许可工作。加强水域岸线监管，严格水域岸线、水生态空间管控，依法划定河流管理范围和保护范围。对岸线乱占滥用、多占少用、占而不用等突出问题开展清理整治。

参考文献：

[1]吴东芳，等.松花江流域纳污能力核定及实例分析[J].水利发展研究，2008（9）.

[2]潘晓斌，等.神定河水质分析及治理对策[J].中国水利，2017（15）.