辽河流域辽宁段水污染特征与水资源保护对策研究

2019-03-26韩伟

水利技术监督 2019年2期

韩伟

(辽宁省辽阳水文局，辽宁辽阳 111000)

随着城镇化的不断推进和城市的快速扩张，自然原生态的辽河流域已逐渐开始向城市内河转变，其干流和支流面临着原有农业面源的污染以及激增的城市点源污染的双重作用。河道生态功能和自净能力不断降低，沿岸污水厂出水水质较差，难以保证河道生态需水量，流域自然生态遭到严重破坏[1]。为加快落实国务院提出的河流、护坡综合治理的相关要求，辽宁省水环境保护部门经过反复论证和多次野外调研，提出了各种水保措施并开展实施了多项生态补水工程[2- 4]。目前，针对辽河水环境污染问题国内许多学者开展了研究，如王辉等[5]分析了辽河水体时空变化特征，并指出该流域NH3-N严重超标；张鸿龄等[6]对浑河流域水体污染变化特征利用重金属、NP和NH3-N等指标进行了分析，认为重金属以及TP对河流的污染作用较低，而NH3-N对下游区域的污染较重，水环境质量整体属于Ⅴ类；陈艳丽等[7]对辽河干流水质分别利用7项典型指标进行了评价，结果显示引起水质断面超标的主要因素为NH3-N和COD。为了保障辽宁省水体功能与水资源质量，辽宁省水利厅、水管行政部门、政府等开展实施了辽宁省最严格管理试点工程。

辽河流域主要由东辽河、西辽河两大水系组成，流域面积21.9万km2，全长约1345km，主要支流有老何哈、浑河、太子河、柴河等；属于半干旱半湿润气候过渡区，多年平均降雨量为350～1100mm，在时间与空间上水资源分布极不均衡，其中60%以上降水发生6—9月，西部区域的水域面积较大。流域内地形地貌复杂，主要以低山区、低山丘陵区、平原区为主，其中低山丘陵区植被覆盖率较高，地势整体情况由西南向东北方向呈明显的阶梯式下降趋势，不同区域地势高差介于216～840m区间[8]。

辽宁省气候环境具有明显的季节性变化特征，流域径流、降水量、气温等参数随季节变化显著，并且水环境质量影响因素较多，通过监测年内污染指标均值通常无法准确反映流域水环境季节性变化规律[9- 12]。本文在调查分析辽河流域辽宁段水质现状的基础上，分析了其水环境时空变化特征，以期为进一步提升辽河流域水环境治理的有效性，并实现景观用水水质功能要求提供一定参考依据。

1 辽河流域辽宁段水质现状

1.1 水质现状分析

根据辽河流域2014—2016年水质监测结果，辽河流域辽宁段水质较好的区域位于下游段，而在辽宁段上游水质相对较差。浑河的五里河、辽东大桥、新运大桥监测断面的水质超标现象严重，辽宁段水质类别在2014—2016年整体处于Ⅲ～劣Ⅴ类，其中氨氮、总磷、COD以及5d生化需氧量等为主要超标项目。营口辽河大桥断面2014年水质较差，水质基本处于Ⅳ～劣Ⅴ类，其中总磷、COD为主要超标项目；2015年各监测断面水质相对较好，大部分可达到Ⅲ类，个别监测点处于Ⅱ类水质。收集、整理辽河流域典型监测断面2014—2016年水质监测相关数据，见表1。综合分析，影响辽宁段水质类别的主要因子为总磷。

1.2 主要污染物沿程变化

2016年福德店水文站至浑河五里河水文站各水期的BOD5、TN、TP、NH3-N等指标的沿程变化如图1所示。由图1可知，在上游段各污染物浓度均处于相对较好的水平，并且非汛期整体低于汛期浓度，在营口辽河大桥后逐渐平稳。总体来看，在福德店至曙光大桥段的水环境质量总体污染较为严重，其主要原因为在该区段的工业较为集中，工农业污水排放量较大。

1.3 年际总磷变化

根据已有文献资料，近几年棋盘山水库兴国桥断面的总磷污染较为严重，统计分析了该断面总磷变化状况，如图2所示。由图2可知，总磷在该断面整体呈现出较大的上升趋势，并且在2014年达到最大值，随后浓度值明显降低，原因可能与经济活动与水环境治理等因素相关。

表1 辽河流域辽宁段2014—2016年水质评价

图1 辽宁段2016年各污染指标的沿程变化图

图2 2009—2016年兴国桥断面的总磷均值变化图

2 污染来源分析

2.1 暴雨径流过程水质分析

径流区城镇生活与水土流失面源污染对暴雨径流污染的影响较为显著，辽宁段多年平均侵蚀模数达1510t/(km2·a)，年均土壤侵蚀量达2519.08×106t。对2014—2015年福德店和兴国桥断面的水质径流监测结果进行统计分析，结果表明悬浮物、总氮TN、高锰酸盐指数CODMn等指标在暴雨过程中明显增大，并以TN的增大幅度最为显著，增大幅度达到300%以上，而TP浓度并未呈现明显的变化，CODMn浓度变化幅度为140.5%。由此表明，在福德店至兴国桥断面区间，高锰酸盐指数、总氮等污染物与入河面源污染相关的主要因素，而入河面源污染与总磷并未呈现出明显的相关性，其中总磷主要来源于工业废水的排放。

2.2 支流水质分析

辽河流域辽宁段下游支流监测结果显示，下游水质明显好于上游，浑河、太子河支流的水质相对较好，各水期的水环境质量整体处于Ⅱ～Ⅲ类范围。而凡河、蒲河的水质相对较差，其中总磷为主要污染指标。2014—2016年主要支流的水质评价状况，见表2。其中污染较为严重的支流均位于福德店至蒲河棋盘山水库，由此表明，上游支流是引起蒲河兴国桥断面的主要因素。

表2 辽宁段主要支流水质评价

2.3 水质污染特征

辽宁段下游水质整体优于上游区域，并以兴国桥断面的水质污染最为严重；2009—2014年辽河干流水质呈现出逐渐下降的趋势，此后水质有一定的好转，但变化幅度并不明显。相对于其他污染指标，总磷的污染最为严重，并且在兴国桥处最为突出；2014年兴国桥断面的总磷浓度达到最大值，综合分析各监测断面数据，辽河流域点源污染以总磷为主。

蒲河、凡河、西辽河等辽河流域支流的水质较差，并以蒲河的污染最为严重。兴国桥附近的工业点源的排放是该区段水质总磷污染的主要来源，而城镇生活污染和面源污染主要是高锰酸盐指数、总氮以及氨氮等污染的主要来源。

3 污染治理状况

3.1 污染源调查

生活污水是引起水体污染的主要因素之一，并且随着城市化建设的快速推进以及区域经济的不断发展而急剧增大。污水处理厂因发展滞后、规模小、污水处理效率低等问题并不能对沿河所有居民生活污水进行处理，从而导致部分超标生活污水直接排入河流，水体遭到污染水质下降。辽宁正处于经济快速发展时期，餐饮业、制造业和娱乐业等项目的快速发展势必引起污染物的超标排放，尤其是在新技术产业和工业区水环境污染状况必然会加重。虽然政府对污染严重的企业、工厂进行了整顿和治理措施，甚至对部分高污染工业进行了搬迁，大型国有企业、合资企业等污水得到了一定的治理，但是对于乡镇以及中小型企业的废水排放仍未得到有效的治理，漏排、偷排等水体污染事件依然存在，不仅引起水环境质量的下降，而且造成该区域水环境污染的日趋严重，水资源短缺、水环境污染严重等问题日趋突出。

根据文中水质评判结果，有针对性的对蒲河和凡河等支流进行总磷污染源的调查。结果显示，在蒲河上游区域存在磷化工企业，该企业主要生产磷酸盐饲料，其中80%以上的湿渣排水中均存在磷超标现象。由于弃渣和渗滤池等方面缺乏科学管理体系，在降雨径流过程中致使含磷废渣进入附近河流造成污染。所产生的干渣中含磷量较高，因场地堆积存量小于实际堆积量，致使含磷污染物在降雨作用下进入水体。

3.2 水环境治理对策

结合辽宁段水质污染主要来源以及水质调查结果，认为可分别从总氮、总磷、COD入河量以及工业用水等方面对水环境进行控制。根据辽宁段水环境治理现状以及目前已有技术，本文给出了提升该区域水环境承载力的措施主要如下。

(1)控制外源污染全过程。根据各项指标实际监测结果，可分别从污水总量收集、控制、运输和处理四个方面对水环境总氮、总磷以及COD排放量进行外源污染过程控制。对于辽河径流区域的印染、医化、砂洗等行业，严格按照排放标准进行排查，对高污染、高能耗行业进行转降整治；农药化肥以及生活垃圾随地表径流作用造成农业面源污染，可通过化肥施用量控制以及化学农药的科学管理有效解决农业面源污染问题；针对小散养殖场深入推广使用天然有机化肥病从根本上控制污染物总量的排放。

(2)提升水环境容量。对污水收集系统进行改善和升级，主要是针对该区域村庄已建管网、主干管进行排查并确保各端口链接的匹配性；完善污水处理和输送系统对于具有侵蚀性的工业污水应严格排查和完善，对污水处理能力与污水排放量不匹配的行业建议进行规模升级和校核；辽河主干流连通基本通畅，但是次级与支流河道的结构从横交错，因此在主干河网引排的格局上提升支干与主干河流之间的连通能力和运输水平，从而提升水资源的供应保障程度和水环境环境容量。

(3)建设高效用水体系。建立辽河水环境监控体系并以科学、合理的制度政策和法律法规作为辽河水环境污染治理的重要保障与依据。结合流域水环境管理实际状况并针对现行法律法规执行效率低、针对性差、可操作性低处罚轻等问题不断完善当地法律法规，并最终实现流域环境管理与生态保护相结合、水资源循环利用与污染同步治理的人水和谐目标。