基于污染物通量的眉山市彭山区毛河桥江桥断面污染源权重分析

2022-06-30刘守根

皮革制作与环保科技 2022年10期

关键词：江桥污染源断面

李白，刘守根

（眉山市彭山生态环境监测站，四川眉山 620860）

毛河桥江桥断面，是眉山市彭山区境内重要的省考断面，是考核彭山区毛河水质的重要断面。因此，参考已有相关文献[1-3]，建立水质模型，利用污染物通量计算方法，对毛河桥江桥断面进行污染源权重分析，对于毛河水质稳定达标和毛河污染防治有着重要意义。

1 分析方法

1.1 污染物贡献通量及影响权重计算方法

污染物通量是指某一断面在一定时间内某种污染物的通过量。利用已建立的毛河河网模型，模拟计算研究区域内各时期各因子水质浓度变化情况，选取设计水文条件下90%保证率作为边界条件，边界水质条件取各河流2019～2021年水质监测值。在此基础上，考虑模型不放入污染源的情况下，计算得到毛河桥江桥断面逐日水质浓度本底值C0；考虑仅存在某污染源排污的情况下，计算得到毛河桥江桥断面逐日水质浓度Cij，则：

其中：Qj为过毛河桥江桥逐日水量；i为污染源类别，由1～3，分别为彭山城区污染源、通济堰灌区污染源及其他污染源，则一段时间内某污染源对毛河桥江桥断面污染物贡献通量为：

其中：t为时间。为有效界定不同污染源对毛河桥江桥断面水质的影响，针对控制断面水质达标引入污染权重概念。由此得到某污染源对毛河桥江桥断面污染物贡献通量权重为：

其次通过计算断面污染物超标容量计算各类污染源所需削减量。

1.2 污染物超标容量计算方法

依据设计水文条件及水质边界条件下，综合考虑水文、水质及污染来源等因素，在对研究区域内入河污染源进行概化的基础上，利用研究区域水环境数学模型，计算得出基于考核断面水质达标时各概化排口的允许排放量。通过研究区域内现状排放量与区域内允许排放量作差得到污染物超标容量，具体公式为：

式中：W’—研究区域内污染物超标排放量，t；W现状排放量—研究区域内污染物现状排放量，t；W允许排放量—研究区域内污染物允许排放量，t。

2 管网溢流期典型案例分析

利用建立的毛河河网模型对管网溢流期典型案例2020年5月的毛河水环境进行模拟，通过调整彭山城区污染源排口及其他排口排放量、排放浓度及入河系数，模拟在管网溢流期各污染源对毛河桥江桥断面水质的影响。再计算得到不同类型污染源对毛河桥江桥断面的月污染物贡献通量及各污染因子影响权重见表1及图1。

图1 2020年5月各类污染物对毛河桥江桥断面影响情况图

表1 2020年5月各类污染源对毛河桥江桥断面水质影响权重结果表

根据模拟计算结果分析可知，彭山城区污染源对毛河桥江桥断面水质的影响权重占主导地位，其中COD、氨氮及总磷分别占60.7%、58.4%及47.4%；通济堰灌区污染源对毛河桥江桥断面COD及氨氮的影响处于较低水平，但对TP的影响权重高达25.6%，显著高于COD及氨氮的影响水平；其他污染源对毛河桥江桥断面水质的影响较高于通济堰灌区污染源，并且其3种污染因子的影响权重大致处于同等水平。从影响权重结果分析，管网溢流期受夏季降雨影响，毛河下游城区管网发生溢流，污水接管率大幅度降低，大量污染溢流至毛河，并且初期降雨还带来大量面源污染，最终导致毛河桥江桥断面水质恶化。

3 农田排水期典型案例分析

利用建立的毛河河网模型对农田排水期典型案例2021年6月的毛河水环境进行模拟。通过调整彭山城区污染源排口、通济堰灌区污染源排口及其他排口排放量、排放浓度及入河系数，模拟在农田排水期各污染源对毛河桥江桥断面水质的影响。再计算得到不同类型污染源对毛河桥江桥断面水质的月污染物贡献通量及各污染因子影响权重见表2及图2。

图2 2021年6月各类型污染物对毛河桥江桥断面影响情况图

表2 2021年6月各类污染源对毛河桥江桥断面水质影响权重结果表

根据模拟计算结果分析可知，2021年6月通济堰灌区农田排水期间，毛河干流下游流量明显增大，但彭山城区污染源对毛河桥江桥断面水质的影响权重仍占主导地位，其中COD、氨氮及总磷分别占59.6%、57.7%及40.7%；但通济堰灌区污染源TP排放量对毛河桥江桥断面的影响权重有显著提高，占37.0%；其他污染源对毛河桥江桥断面水质的影响较为稳定。

2021年农田排水期间，通济堰灌区农田内因施肥而产生的富营养化废水通过灌溉渠系汇流至梁河，导致梁河TP浓度激增，汇入湄洲河后同步引起湄洲河观音桥断面TP浓度骤升，高达0.28 mg/L。可见农田排水期退水污染对毛河桥江桥断面的水质有较大的不利影响。

4 近三年流域各污染源对考核断面水质影响权重总体分析

2019年早期以前毛河流域污染源中畜禽养殖污染入河量占比较高，2018年眉山市彭山区农业和畜牧局按照《省农业厅省环境保护厅关于进一步调整完善畜禽养殖禁养区划定工作的通知》要求，委托专业编制公司，参照相关法律法规、技术规范，结合彭山区实际，编制了《彭山区畜禽养殖区域布局规划（征求意见稿）》，并开始了对毛河流域养殖业的整治。根据2019年前后毛河桥江桥断面水质及区域其他水质监测断面水质转好趋势明显的情况来看，毛河流域养殖业等整治取得了一定成效。

利用建立的毛河河网模型对近三年总体平均时期典型案例2020年3月的毛河水环境进行模拟。通过调整概化排口排放量、排放浓度及入河系数，模拟近三年总体平均情况下各污染源对毛河桥江桥断面水质的影响。然后根据本文1.1节的公式计算得到不同类型污染源对毛河桥江桥断面的月污染物贡献通量及各污染因子影响权重见表3及图3。

图3 2020年3月各类污染物对毛河桥江桥断面影响情况图

表3 2020年3月各类污染源对毛河桥江桥断面水质影响权重结果表

根据模拟计算结果分析可知，2020年3月彭山城区污染源COD、氨氮及总磷对毛河桥江桥断面水质的影响权重分别为52.3%、44.6%及39.9%；通济堰灌区污染源对毛河桥江桥断面COD、氨氮及总磷的影响处于一般水平，分别为14.3%、22.9%及21.2%；其他污染源对毛河桥江桥断面水质的影响较高，COD、氨氮及总磷的影响权重分别为33.4%、32.5%及38.9%。

由权重计算结果可知，近三年流域各污染源对毛河桥江桥断面水质影响权重最大的是彭山城区污染源，其次是其他污染源，最小的是通济堰灌区污染源。

5 各边界来水对毛河桥江桥断面水质影响结果分析

在现状污染源正常排放的情况下，将干流及所有支流上游边界水质浓度值设为0，得到毛河桥江桥本底浓度值，再分别将干流及各支流上游边界水质浓度设为2019～2021年的平均值，最后根据本文1.1节的公式计算得到各边界来水对毛河桥江桥断面水质的影响权重。干流及各支流上游边界一共8个，分别为保胜干流、龙安支流、佛岩支流、张沟、通济堰西干渠、白马河、湄洲河（东干渠）及梁河，计算得到各河流边界对毛河桥江桥断面的年平均污染物贡献通量见表4和表5。

表4 各边界来水对毛河桥江桥断面年平均污染贡献通量单位：t

表5 各边界来水对毛河桥江桥断面水质影响权重表单位：%

根据各边界来水对毛河桥江桥断面年平均污染物通量影响权重计算结果可知，对毛河桥江桥断面水质影响较敏感的为湄洲河来水，其次是通济堰西干渠来水。由于毛河干流水量主要靠通济堰东干渠及西干渠补给，所以两灌溉干渠来水水质的影响占据较大比重。而湄洲河（东干渠）位于毛河下游，更接近毛河桥江桥断面，因而湄洲河来水对省考断面的影响占支配地位。其余龙安支流、佛岩支流等支流以及干流上边界由于来水流量较小，因此对毛河桥江桥断面的影响有限。

6 毛河流域各乡镇污染对毛河桥江桥断面水质影响权重分析

根据毛河流域四个乡镇对毛河桥江桥断面年平均污染物通量贡献情况，计算得到四个乡镇对毛河桥江桥断面的年平均污染物通量贡献占比，计算结果见表6及图4。

图4 各乡镇污染物对毛河桥江桥断面影响情况图

表6 各乡镇污染物对毛河桥江桥水质影响权重结果表

根据各乡镇对毛河桥江桥断面年平均污染物通量计算结果及影响情况图可知，毛河流域四个乡镇中凤鸣街道对毛河桥江桥断面的影响最大，其COD、氨氮及TP对毛河桥江桥断面的影响权重分别为56.5%、50.3%和48.2%；谢家街道的影响相对次之，其COD、氨氮及TP对毛河桥江桥断面的影响权重分别为25.8%、28.9%和31.5%；公义镇及太和镇的污染物排放对毛河桥江桥断面的影响相对最小，其中公义镇COD、氨氮及TP排放对毛河桥江桥断面的影响权重分别为9.4%、11.6%和13.5%，太和镇COD、氨氮及TP排放对毛河桥江桥断面的影响权重分别为8.3%、9.2%和6.8%。