柳河流域特征污染物负荷模拟及污染源解析

张睿昊　朱龙基

摘要：基于通用流域负荷模型（GWLF模型），选取柳河流域为研究对象，利用2006-2014年的水文水质数据进行水文化学过程的模拟，评估流域节点断面的月径流量及特征污染物负荷通量，根据模型结果分析了特征污染物的污染来源及贡献率。结果表明，从年际变化上看，COD、氨氮和总氮的总负荷通量近年来有所下降，总磷的总负荷通量呈逐年上升趋势。从年均水平上看，COD、氨氮的点源污染与非点源污染贡献率相差不大，均接近50%；总氮的非点源污染贡献率远远高于点源污染，贡献率高达79.6%；总磷的污染来源主要为点源污染，贡献率高达74.9%。根据特征污染物的污染源解析结果，提出有针对性的削减和控制污染的措施，为流域水污染管控提供依据。

关键词：柳河流域；GWLF模型；污染负荷；污染源解析

中图分类号：X522文献标志码：A文章编号：

16721683（2018）04012008

Simulation of characteristic pollutant load and analysis of pollution source in Liuhe River basin

ZHANG Ruihao，ZHU Longji，WANG Baimei

（

Water Resources Protection Bureau of Haihe River Basin，Tianjin 300170，China）

Abstract：

The generalized watershed loading function （GWLF） model was used in this paper to simulate the hydrochemical process of Liuhe River basin from 2006 to 2014，and to evaluate the monthly water flow and the load fluxes of characteristic pollutants in the basin.According to the model results，we analyzed the sources of the characteristic pollutants and their contribution rates.The results showed that in terms of interannual variation，the total load flux of COD，ammonia nitrogen，and total nitrogen decreased in recent years，and the total load flux of total phosphorus increased year by year.In terms of annual average level，the point source pollution and nonpoint source pollution made basically equivalent contributions to COD and ammonia nitrogen，both approaching 50%.For total nitrogen，the nonpoint source pollution had a much higher contribution rate （up to 796%） than the point source pollution.The main pollution source of total phosphorus was point source pollution，whose contribution rate was up to 749%.

Key words：

Liuhe River basin；GWLF model；pollution load；analysis of pollution source

随着社会经济和城市化进程的迅猛发展，人类活动对水环境的影响日益显著，水环境状况和水生态功能受到严重威胁，水资源短缺、水体污染、水生态恶化等问题不断凸显[1]。目前工业点源尚未得到有效控制，城镇污水处理率较低，导致入河的COD和氨氮排放量较高，甚至超过其水体环境容量[23]。非点源污染物对水体污染的贡献日益增加，特别是农业非点源污染源中氮、磷等营养物质大量进入河流湖库，成为水体富营养化和水质恶化的重要原因[46]。流域作为水文循环单元，点源和非点源污染物经支流汇入干流而影响着水环境和水生态系统，在流域尺度上分析土地利用类型研究污染类型是开展水环境保护与管理的大势所趋[710]。流域污染与水文循环过程密切相关，加之非点源污染的广泛性、多重性、模糊性、潜伏性及难监测性等特点，增加了解析流域污染源特别是非点源污染来源的难度[1112]。通过流域污染模型定量模擬水文和污染物过程，解析污染源组成，分析污染负荷分布特征，评估土地利用对污染负荷和水质的影响，可为水环境管理提供决策支持[1316]。

柳河流域作为潘家口水库重要水源地上游的主要汇水区域之一，其污染状况直接影响水库的水资源质量，研究柳河流域污染物负荷和来源对保护水源地水环境具有重要意义。根据国家水污染控制指标，以柳河流域作为研究对象，结合点源污染和非点源污染的主要污染物，选取COD、氨氮、总氮、总磷作为特征污染物，利用GWLF模型系统评估柳河流域特征污染物负荷量，识别关键污染贡献源，提出针对不同污染源的削减和控制措施，为该流域的水污染管控和水资源保护提供技术依据。

1研究区概况

柳河发源于河北省承德市兴隆县六里坪的柳源湖，流经河北省兴隆县、承德县和鹰手营子矿区三县区，与滦河相汇，流入潘家口水库。选取“石佛”水文测站为水文节点断面，“柳河桥”水质测站为水质节点断面，研究范围涵盖柳河流域，流域总面积1 02601 km2。研究区范围见图1。