建宁县杨林溪、里沙溪小流域水环境治理实践及成效研究

林 强

(三明市建宁环境监测站,福建 三明 354500)

随着经济和社会的发展，水环境污染问题日益突出，尤其是一些汇水面积较小、河长较短的小流域，纳污和自净能力有限，水体污染情况令人堪忧。本文以建宁县杨林溪、里沙溪小流域为研究对象，分析水质监测数据，探讨工程治理、生态修复和强化管理等综合措施及其成效。

1 流域基本情况

建宁县地处金溪上游，境内水系发达，河网密布，山涧小溪流呈树枝状，布满全境。全县境内溪流总长1005.9km，流域集雨面积1708km2，流域面积在50km2以上的溪流有12条，分属金溪水系和沙溪水系。其中，濉溪及里沙溪、杨林溪等11条支流属金溪水系，在县东面大元村袁庄出境注入泰宁金湖后，在顺昌汇入闽江上游三大支流之一——富屯溪。台田溪流入宁化县水茜溪，属沙溪水系，发源于均口镇均口村张家山组严峰山，为闽江正源头。杨林溪发源于溪口镇杉溪村上杉溪，流经2个乡镇的10个村，在坑井汇入濉溪河，全长42km，流域面积212km2，流域内人口约1.85万。里沙溪发源于里心镇的陈家源、岩上、大小祭3处，流经里心镇12个村，在沙洲头附近注入兰溪，全长39km，流域面积210km2，流域内人口约2.24万[2]。

2 小流域水环境问题及污染源调查分析

2.1 小流域水环境问题

2016年福建省开展小流域水质普查工作，建宁县共调查监测县域内10条小流域，监测CODMn、氨氮、总磷、BOD、DO、pH值6个项目，其中8条小流域水质达到《地表水环境质量标准》Ⅲ类要求，里沙溪与杨林溪监控断面水质总磷超标，未达到Ⅲ类水质要求。建宁县环境监测站对杨林溪汇入濉溪河前的溪口断面、里沙溪汇入兰溪前的溪口断面水质进行加密监测。监测结果表明，杨林溪、里沙溪流域水质受到污染，水质为Ⅳ类，首要污染物为总磷，分别超标0.25倍、0.17倍，次要污染物为氨氮，未出现超标。

2.2 主要污染源调查分析

小流域主要污染源为生活污水、工业废水、农业面源以及水土流失[3]。建宁是传统的农业大县，重点发展生态产业，以农林产品种植加工为主，辅以少量养殖业。本次按工业废水、生活污水、农业(种植业和养殖业)面源三大类污染源对杨林溪和里沙溪流域污染物排放量进行统计测算，以氨氮、总磷为主要污染物指标进行统计分析，核算方法采用排污系数法，计算公式为：污染物排放量(G)=排污系数(K)×产量或使用量(M)。污染源统计数据采用现状调查数据，污染物排放量测算参照第一次全国污染源普查产排污系数，并参照2016年建宁县环境统计、统计年鉴[4]以及相关部门资料。

根据2016年建宁县环境统计数据，杨林溪流域仅有2家食用菌种植加工企业、1家非金属矿采选企业，里沙溪流域有非金属矿采选、竹木加工、农副食品加工企业各2家。杨林溪流域工业废水污染物排放量为氨氮0.1t、总磷0.03t，里沙溪流域工业废水污染物排放量为氨氮0.12t、总磷0.02t。

生活污水污染源以流域人口数量、排放系数等数据为基础，根据第一次全国污染源普查城镇生活源产排污系数手册，建宁县为二区4类城市，流域内村镇生活污水人均氨氮、总磷的排放系数分别取7.7g/人·天、0.74g/人·天，按生活污水全部直接或间接排入小流域来分析。

种植业污染源以各类种植面积、排放系数等数据为基础，参照标准农田的氨氮污染物排放量2kg/亩·年，取坡度修正系数(25°以下)1.1、降水量修正系数(800mm以上)1.3、水田和旱地类型修正系数1.5和1.0，确定水田和旱地氨氮排放系数为4.29kg/亩·年和2.86kg/亩·年，同时根据《第一次全国污染源普查农业污染源肥料流失系数手册》，确定农田总磷排放系数为0.042kg/亩·年；果园地、林地排放系数按标准农田的0.7倍计算，即氨氮1.4kg/亩·年、总磷0.03kg/亩·年。养殖业污染源以生猪存栏量(含折算)、水产养殖产量、排放系数等数据为基础，根据《三明市畜牧业发展规划(2011—2020年)环境影响报告书》中核定的畜禽养殖污染物产排系数，干清粪方式养殖场猪尿液排放系数取2.55L/头猪·天，栏舍冲洗水取8L/头猪·天，排水系数取0.9，参照《畜禽养殖业污染治理工程技术规范》(HJ497-2009)附录，废水中的污染物浓度取中值为氨氮261mg/L、总磷43.5mg/L，厌氧处理效率为氨氮45%、总磷20%，确定生猪养殖氨氮、总磷的排放系数为1.36g/头猪·天、0.33g/头猪·天。参照第一次全国污染源普查水产养殖业产排污系数手册，取流域内鳗鱼养殖氨氮、总磷的排放系数为11.04g/kg、5.37g/kg。2016年杨林溪、里沙溪小流域氨氮、总磷排放量见表1。

表1 2016年杨林溪、里沙溪小流域氨氮、总磷排放量一览表

根据《三明市地表水环境容量核定技术报告》，生活污水、工业废水和农业养殖面源污染物入河系数取1.0，农业种植面源污染物入河系数取0.07。经测算，2016年杨林溪小流域内氨氮、总磷入河总量分别为98.13t、7.62t，工业废水、生活污水、种植业和养殖业氨氮入河量分别为0.1t、52t、38.4t和7.63t，总磷入河量分别为0.03t、5.1t、0.5t和1.99t；2016年里沙溪小流域内氨氮、总磷入河总量分别为113.91t、7.36t，工业废水、生活污水、种植业和养殖业氨氮入河量分别为0.12t、63t、49.3t和1.49t，总磷入河量分别为0.02t、6.1t、0.81t和0.43t。分析可见，杨林溪水体中氨氮来源比例最大为生活污水(占53%)，其次为种植业(占39.1%),第三为养殖业(占7.8%)；总磷来源比例最大为生活污水(占66.9%)，其次为养殖业(占26.1%)第三为种植业(占6.6%)。里沙溪水体中氨氮来源比例最大为生活污水(占55.3%)，其次为种植业(占43.3%)第三为养殖业(占1.3%)；总磷来源比例最大为生活污水(占82.9%)，其次为种植业(占11%),第三为养殖业(占5.8%)。

3 小流域水环境治理措施及成效评价

3.1 治理措施实施情况

由于生活污水、农业面源及工业废水排放污染物，使杨林溪和里沙溪承受的污染负荷持续增加，根据国内流域污染治理的经验教训，综合考虑引起水质变化的多种因素，建议采用生态清洁型小流域的理论和模式[5]，才能实现“水环境质量只能变好，不能变坏”的科学发展目标。结合杨林溪和里沙溪流域特点，采取工程治理措施、生态修复治理措施和管理措施的综合治理方案[6]，截至2020年1月，列入建宁县小流域水体达标方案[7-8]的治理项目完成比例超过80%。小流域综合治理措施实施情况见表2。

表2 建宁县小流域综合治理措施实施情况

3.2 成效评价

根据建宁县环境监测站数据，2017—2019年杨林溪和里沙溪水质氨氮、总磷浓度值季度变化如图1、图2所示。两条溪的氨氮浓度始终在0.5 mg/L以下，总磷浓度自2017年第三季度稳定保持在《地表水环境质量标准》Ⅲ类水体要求的0.2mg/L以下，未出现超标，两项指标浓度各季度变化明显，表现为夏秋两季浓度较低、冬春两季浓度较高，且浓度高低波动较大，建宁县属于中亚热带季风气候区，又有大陆山地气候特点，丰水期和枯水期明显，降雨主要集中在4～9月，而自然水体自净去除污染物能力有限，导致冬春季枯水时期污染物浓度较高。

图1 杨林溪各年度氨氮、总磷浓度季度变化趋势

图2 里沙溪各年度氨氮、总磷浓度季度变化趋势

2016—2019年杨林溪和里沙溪水质氨氮、总磷年均浓度变化如图3、图4所示。从中可见，氨氮、总磷年均浓度呈明显下降趋势，2017—2019年连续低于国家Ⅲ类标准限值，其中杨林溪水体氨氮浓度2018年稍有回升，2019年继续明显下降，两条溪总磷浓度持续平稳下降。建宁县人民政府十分重视水环境保护，2017年制定小流域水体达标方案并积极落实各项治理措施，监测数据显示，实施小流域水环境治理以来，杨林溪和里沙溪小流域水环境质量得到改善，各项污染物排放指标达到国家地表水环境质量标准要求，小流域水环境治理实践取得了预期成效，监控断面水质优于国家Ⅲ类标准要求，并持续提升接近Ⅱ类。

图3 杨林溪氨氮、总磷浓度年度变化趋势

图4 里沙溪氨氮、总磷浓度年度变化趋势

4 结束语

2017年开展小流域水环境治理工作以来，建宁县杨林溪和里沙溪小流域水体主要污染物浓度呈逐渐下降趋势，水环境质量持续改善， 2018—2019年监控断面水质Ⅲ类达标率100%，小流域水环境治理工作取得实效，达到治理任务目标。

杨林溪和里沙溪水质氨氮、总磷浓度呈明显的季节变化特征，夏秋两季浓度较低、冬春两季浓度较高，小流域水质指标浓度波动不稳的情况还需要县政府和相关部门高度重视。为保持小流域水质指标浓度稳定，可在目前小流域水环境治理工作基础上，将小流域治理与农村水系综合整治、农村环境综合整治及绿盈乡村建设等方面相结合[9]，进一步深化拓展，保障闽江源头流域的水环境质量不断向好。