降水对河流水质的影响及汛期污染强度分析——以辽河沈阳巨流河大桥断面为例

贾文娟 曲健 窦志强 高志新

（辽宁省沈阳生态环境监测中心，辽宁沈阳 110169）

1 引言

降水冲刷河流底泥、岸边垃圾、畜禽粪污，地表径流入河，致使河水溶解氧降低，浊度、高锰酸盐指数、总磷增幅较大，汛期面源污染导致的水质恶化越来越引起各方的关注。辽河沈阳段水质逐年改善，但城乡面源污染越来越凸显，成为制约水环境质量改善的主要矛盾。本文以2022 年6 月辽河沈阳段巨流河大桥断面主要监测指标的变化情况为例，计算汛期污染强度，分析降水导致面源污染状况，对地表水水质带来的影响，旨在引起管理部门对面源污染整治的重视，推动水环境质量的持续改善。

2 数据来源与方法

2.1 监测概况

辽河在沈阳市境内河长约270 km，在康平县入境，在法库县出境入铁岭市，之后在沈北新区鲁家窝堡重新入境，流经新民市，最终在辽中区出境，汛期流量大、水位高、夹砂量大，枯水期流量小。辽河包含八家子河、秀水河、拉马河、长河、养息牧河、柳河、绕阳河等支流河，支流河多为季节性河流，水量受大气降水影响较大。

辽河沈阳段干流设置2 个地表水自动监测站，分别为辽河沈阳段上游马虎山自动监测站及其下游20 km 左右的巨流河大桥自动监测站。在2 个站点之间，秀水河和养息牧河先后汇入辽河干流；马虎山为辽河沈阳段的入境断面，距离上游最近的是离马虎山断面约50 km 的铁岭珠尔山水质自动监测站。数据均采用2022 年6 月水质自动站监测数据，每日分别在00：00，04：00，08：00，12：00，16：00，20：00 监测，监测指标主要包括水温、pH、溶解氧、电导率、浊度、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮。本次研究以位于新民市的辽河干流巨流河大桥自动站为研究对象，上游马虎山和珠尔山断面主要用于污染来源分析。巨流河大桥断面为国家地表水考核断面，考核目标值为地表水Ⅲ类水质标准。

2.2 评价方法

水质评价方法为《地表水环境质量评价办法（试行）》［1］，汛期污染强度统计方法为《国家地表水汛期污染强度统计技术规定（试行）》［2］。自然月内，断面汛期污染强度计算公式为：

汛期污染强度＝断面首要污染物浓度/该断面该项指标考核目标对应浓度限值

3 结果与分析

3.1 降水情况与水质自动站监测结果

2022 年6 月，沈阳市平均降水量为205.0 mm，比历年同期（85.9 mm）多119.1 mm，是历年同期的2.4 倍，达到1980 年以来历史同期极值，是近10 年平均降水量（99.0 mm）的2.1 倍［3］。

监测结果显示，2022 年6 月巨流河断面浊度月均值为543 NTU，峰值达到2 515 NTU，月均值较2022 年5 月上升7.9 倍，较上年同期上升1.2 倍；主要监测指标高锰酸盐指数、总磷和氨氮也有相同的变化趋势，较上月和上年同期都有明显上升，详见表1。

表1 辽河巨流河大桥断面主要指标监测结果

2022 年6 月，沈阳市有6 次明显连续降水过程，同时上游水库超警戒线开闸放水，导致辽河水位暴涨，河水流量激增，辽河巨流河大桥断面上游的马虎山水文站流量范围为59.5～1 110.0 m3/s，支流河秀水河公主屯水文站流量范围为0.6～120.0 m3/s，支流河养息牧河小荒地水文站流量范围为7.5～307.0 m3/s。受降水影响，当月浊度、高锰酸盐指数和总磷的瞬时峰值分别达到2 515 NTU，17.4 mg/L，0.598 mg/L，高锰酸盐指数和总磷超过地表水Ⅴ类水质标准。

3.2 断面水质超标情况统计结果

2022 年6 月，辽河巨流河大桥断面有28 d 日均值超过地表水Ⅲ类水质标准，小时超标次数达262次，超标指标为高锰酸盐指数和总磷，最大超标倍数为1.9 倍和2.0 倍；6 次（共计18 d）降水期间水质监测小时值和日均值均出现不同程度超标情况，统计的18 d 降水期间有17 d 水质监测日均值超标，小时值超标次数达到111 次，超标指标为高锰酸盐指数和总磷，最大超标倍数均为1.6 倍。

3.3 降水前后主要监测指标变化情况

2022 年6 月巨流河大桥断面高锰酸盐指数和总磷变化趋势如图1 所示。

图1 2022 年6 月辽河巨流河大桥断面高锰酸盐指数和总磷变化趋势

浊度与高锰酸盐指数和总磷变化趋势完全一致。2022 年6 月辽河巨流河大桥断面6 次降水过程，水体高锰酸盐指数、总磷变化正相关，降水后水体高锰酸盐指数、总磷均有不同程度增幅，浊度增幅为49%～1 303%，高锰酸盐指数增幅为5%～95%，总磷增幅为12%～181%，结果见表2。

表2 2022 年6 月辽河巨流河大桥断面降水过程水质监测结果

3.4 汛期污染强度分析

根据《关于印发〈国家地表水汛期污染强度统计技术规定（试行）〉的通知》的规定，对沈阳市6 次明显连续降水过程的汛期污染强度进行分析。2022 年6 月，巨流河大桥断面高锰酸盐指数和总磷在降水过程及降水后24 h 均有超过考核标准的情况。2022年6 月降水期间巨流河大桥断面汛期污染强度统计见表3。

表3 2022 年6 月降水期间辽河巨流河大桥断面汛期污染强度统计 mg/L

2022 年6 月降水期间辽河巨流河大桥断面首要污染物为总磷，累计污染强度为2.63。由表3 可知，3 次降水过程首要污染物为高锰酸盐指数，污染强度最大值依次为2.61，1.62，1.15；3 次降水过程首要污染物为总磷，污染强度最大值依次为2.57，2.63，2.58，可见总磷污染强度大于高锰酸盐指数污染强度，表明巨流河大桥断面汛期受到总磷污染程度大。

3.5 水质污染来源分析

（1）辽河流经铁岭珠尔山，入沈阳后，先后流经马虎山和巨流河大桥断面。2022 年6 月18 日前，巨流河大桥、马虎山和珠尔山巨流河大桥断面的浊度变化趋势显示（见图2），巨流河大桥的浊度异常高值与马虎山、珠尔山断面变化不一致，且巨流河大桥断面的高锰酸盐指数和总磷较马虎山断面高18.2%和5.6%，推测异常高值污染并非来源于上游铁岭市。辽河流经马虎山后，支流河秀水河、养息牧河先后汇入，养息牧河入河口距离巨流河大桥断面仅10 km左右，推测巨流河大桥断面水质污染受秀水河、养息牧河支流河影响很大。2022 年6 月18 日以后，辽宁省连续降雨，致使马虎山断面水质自动站损坏而中断监测，监测数据显示，辽河流经珠尔山断面，浊度、高锰酸盐指数和总磷达到峰值，24～28 h 后巨流河大桥断面3 项指标达到峰值，这段时间巨流河断面的水质主要受到辽河上游铁岭段的影响。

图2 巨流河大桥、马虎山和珠尔山水质自动监测站浊度变化趋势

（2）根据监测结果，氨氮在降水前后均处于较低水平，但水体浊度、总磷和高锰酸盐指数增幅较大，可见巨流河大桥断面污染来源为面源污染。断面上游的支流河养息牧河与秀水河流经区域大部分为村镇且土壤质地为沙壤土，保水能力差，由于6 月多为阵性强降水，雨水快速冲刷大量泥沙和岸边畜禽粪便入河，连续降水将支流河的污染物汇入干流，面源污染入河，污染团顺流而下，存在旱季“藏污纳垢”、雨季“零存整取”情况。

（3）水体浊度的影响。丁文靖等［4-6］的研究表明，水体浊度对总磷在线自动监测数据具有显著的正相关性。统计了2022 年6 月1 日0 时—2022 年6 月30 日7 时巨流河大桥水站浊度自动监测数据，结果显示，浊度大于200 NTU 监测值为538 个，占比75%，浊度最大值为2 588 NTU，总磷浓度大于0.4 mg/L，超过考核标准1 倍。沈阳市属于北方缺水城市，降雨集中在6—9 月，以阵性降水为主，特别是暴雨后泥沙等污染物入河，使水体浊度激增，影响总磷监测结果。

4 结论与建议

（1）降水导致巨流河大桥断面浊度、高锰酸盐指数、总磷显著上升，降水期间较降水前分别提高49%～1 303%，5%～95%，12%～181%。

（2）巨流河大桥断面汛期首要污染物为总磷，累计污染强度为2.63。降水过程中首要污染物有高锰酸盐指数和总磷，总磷污染强度大于高锰酸盐指数污染强度，巨流河大桥断面汛期受到总磷污染程度大。

（3）巨流河大桥断面前期污染来源为本地支流河养息牧河与秀水河面源污染，全省连续降水后，水质主要受到上游来水影响。

（4）降水导致河水污染加重，应有效控制面源污染入河问题，建议关注农村种植业、养殖业的面源污染，加大科技投入，科学种植、养殖，避免化肥过度施用，建设畜禽粪便集中收集处置设施，加强管控；同时，在河流沿岸设置物理隔离，形成生态屏障，减少泥沙和污染物进入水体。