洋澜湖流域污染源调查与排污特征分析

熊亚兰

(中南安全环境技术研究院股份有限公司，湖北 武汉 430071)

1 引言

目前国内关于河流和湖泊流域污染源调查分析的研究很多。李晓伟等[1]详细分析了沙河及其支流存在的问题，对沙黎河汇流口至沙河水平口水环境提出综合整治措施。师晓春[2]在铁岭市寇河流域水环境、水生态现状和污染源调查的基础上提出了污染治理和生态恢复对策。范宁宁等[3]分析梧桐河现状水质从上游到下游水体水质从Ⅲ类过渡到Ⅴ类，分析得出梧桐河影响水环境质量的因素是自然背景值较高、工业点源、生活污染源和农业面源。章晓[4]通过对资江流域工业污染(以锑污染为例)、城镇生活污水、养殖污染和农业面源污染4个主要污染源进行污染源调查和污染分析，从而提出治理资江流域污染的合理建议与对策。欧阳玲玲[5]针对仙女湖流域分宜段的水质现状及污染源，提出了相应的治理对策。谢经朝等[6]应用排污系数法估算了汉丰湖流域农村面源TN、TP污染物的贡献量，并利用GIS空间分析法研究了其排放的空间分布特征。

本研究以鄂州洋澜湖流域为例，对洋澜湖流域内各种污染源排放现状、空间分布及排放特征开展研究工作，为加强洋澜湖水生系统以及主要入湖河道综合治理，科学制定洋澜湖综合整治方案提供决策依据，进而提高洋澜湖水环境质量，促进洋澜湖水资源可持续利用，使洋澜湖发挥最大限度的效益。

2 流域概况

洋澜湖位于鄂州市鄂城区新庙镇、凤凰街、西山街、鼓楼街，为城中湖。因湖之南侧曾建过一座“洋澜寺”，故得名洋澜湖。湖心坐标为东经114°53′14″、北纬30°23′19″。湖泊水面面积4.08 km2，湖泊汇水面积为43.2 km2。洋澜湖为河间洼池湖泊，属洋澜湖水系。

近年来，洋澜湖及其周边地块的开发建设规模日益扩大，居住小区对洋澜湖已呈围绕态势，洋澜湖周边地区已成为鄂州市商业居住、休闲的主要中心。洋澜湖作为鄂州市的城市内湖，其现状水质为V类水质，达不到相应的水环境功能区划，水体富营养化，主要超标污染物为CODcr和总磷。

3 研究范围

为了解流域内水环境问题及污染排放情况，将洋澜湖流域按照行政区域划分为5个研究单元，分别为凤凰街办、古楼街办、新庙镇、西山街办、泽林镇(图1)，重点针对流域内各个研究单元的点源、面源和内源污染等各种污染源排放现状、空间分布及排放特征开展研究工作。

图1 研究范围示意

4 研究方法

居民生活污染源主要以流域范围内各乡镇人口数为基准，采用产污系数法计算流域内居民生活污水的产生量。农业种植和水产养殖污染采用产污系数法计算。

工业污染源参考鄂州市工业污染源环境统计数据，畜禽养殖污染源参考鄂州市农业污染源统计数据。底泥污染源释放通量参照与洋澜湖流域的水质类似的室内模拟实验研究结果，基于释放通量和泥水接触面积，计算得到污染源释放负荷量。

城市径流污染源采用以下公式计算：

W=R×C×A×10-6

(1)

R=D×P

(2)

式(1)、(2)中W—年负荷量，kg/a；R—年径流量，mm/a；C—径流污染物平均浓度，mg/L;A—集水区面积，m2。D—年降雨量，mm/a；P—径流系数。

5 主要参数

5.1 产污系数

洋澜湖位于湖北省鄂州市鄂城区，居民的生活污水产污系数参照《第一次全国污染源普查城镇生活源产排污系数手册》中三区 2 类城市的对应值。农业污染源流失系数参照根据《第一次全国污染源普查——农业污染源肥料流失系数手册》。水产养殖业污染源产排污系数参照《第一次全国污染源普查——水产养殖业污染源产排污系数手册》。城市径流污染源径流系数结合洋澜湖流域内现有土地利用类型与降雨产流情况，确定综合径流系数 0.76。

5.2 入湖系数

结合《湖北省湖泊保护总体规划》和《全国水环境容量核定技术指南》，确定工业污染源入湖系数为0.8，城市径流污染源入湖系数为0.3，由于洋澜湖流域内城镇生活源排污口一般设在岸边，可将入湖系数取1，农业面源污水的入湖系数为0.2，畜禽养殖业的入湖系数为0.6，水产养殖入湖系数取0.8。

6 研究结果与分析

6.1 流域内主要污染源分布及排放特征

洋澜湖流域污染负荷主要来源于流域范围内的城市径流污染、居民生活污染和底泥污染。城市径流污染较严重的是凤凰街办。居民生活污染源主要集中在城镇化程度较高、城镇人口较多的凤凰街办、古楼街办。农业种植污染物排放量较大的是新庙镇，水产养殖污染主要集中在新庙镇和泽林镇。

流域各类型污染源中 COD 负荷、氨氮负荷和总磷负荷入湖比例示意见图2～4。

图2 流域各类型污染源中 COD 负荷入湖比例示意

图3 流域各类型污染源中氨氮负荷入湖比例示意

氨氮污染入湖量主要来源于底泥污染，占流域氨氮入湖总量的52%，其次是居民生活污染，占流域氨氮入湖总量的39%；城市径流污染占流域氨氮入湖总量的7%；源于农业种植污染对氨氮污染入湖量贡献率很低为2%。

图4 流域各类型污染源中总磷负荷入湖比例示意

总磷污染入湖量主要来源于底泥污染，对总磷污染入湖量的贡献占46%，流域居民生活，占流域总磷入湖总量的37%；其次是城市径流污染，占流域总磷入湖总量的15%，水产养殖污染和农业种植污染对总磷贡献极小，均为1%。

根据流域范围内不同控制单元各污染负荷排放量的贡献排序，COD、氨氮和总磷污染排放量贡献由大到小较大依次为凤凰街办、古楼街办、新庙镇、西山街办、泽林镇。各乡镇污染排放贡献比较见图5～7。

图5 各乡镇COD污染排放量贡献比较

根据以上结论，表明凤凰街办、古楼街办这两个控制单元是洋澜湖流域主要排污单元，对洋澜湖水质有至关重要的影响，因此在洋澜湖综合治理过程中应对这两个主要排污单元进行重点整治。

图6 各乡镇氨氮污染排放贡献比较

图7 各乡镇总磷污染排放贡献比较

7 结论与建议

根据洋澜湖流域污染源调查结果和流域内水环境现状及存在问题分析的基础上，提出相应的污染防治措施。洋澜湖流域污染负荷主要来源于流域范围内的城市径流污染、居民生活污染和底泥污染。

(1)由于洋澜湖流域城镇化程度较高、建成区地面多为水泥地面，透水性差，产生的径流污染严重，并且老城区管网不完善，大部分都是合流制雨污排放。因此应加快雨污分流改造，完善污水收集管网系统，加强初期雨水的收集、处理和资源化利用，通过建设下沉式绿地、雨水花园、植草沟等“海绵体”，控制初期雨水径流量。

(2)加快城区污水处理厂扩容和配套管网的建设，提高污水处理厂的收集处理率，入湖排污口要进行封堵、截污或改造管网纳入污水处理厂等措施。

(3)科学确定疏浚范围和疏浚深度，合理选择底泥清淤季节，利用生态清淤方式清理底泥污染物，严防二次污染。加强清理城市水体沿岸积存垃圾，及时清除季节性落叶、水面漂浮物，严厉查处向河湖倾倒垃圾、污水等行为，通过湖泊植被修复、生态湿地、水生生物重建，改善水质，减少底泥内源污染释放量。

(4)通过改变农业种植方式和农村环境综合整治工程，推进化肥农药减量增效工程，大力发展生态农业改善新庙镇控制单元内农业面源污染。加大力度拆除洋澜湖主湖面围网网箱养殖、推进水产健康养殖示范，改善洋澜湖水环境和生态环境质量。加强畜禽养殖区划。做好流域内畜禽养殖禁养区、限养区、适养区的划分、调整和管理，完善畜禽养殖分区管理制度[7]。