大凌河流域水污染與排污總量控制研究

高素麗，劉文軍，單 麗，欒天新

（1.遼寧省白石水庫管理局，遼寧 朝陽 122000；2.遼寧省水文水資源勘測局葫蘆島分局，遼寧 葫蘆島 125000；3.遼寧省水文水資源勘測局，遼寧 沈陽 110003）

大凌河流域水污染與排污總量控制研究

高素麗1，劉文軍2，單 麗3，欒天新3

（1.遼寧省白石水庫管理局，遼寧 朝陽 122000；2.遼寧省水文水資源勘測局葫蘆島分局，遼寧 葫蘆島 125000；3.遼寧省水文水資源勘測局，遼寧 沈陽 110003）

根據(jù)朝陽污染源及水質(zhì)狀況分析評價結(jié)論，總結(jié)出朝陽大凌河流域污水直接排放、污徑比較高，水質(zhì)污染及水土流失嚴(yán)重的水污染特點。利用QUAL－Ⅱ模型，對大凌河朝陽市區(qū)段水質(zhì)、水環(huán)境容量進行了模擬計算，得出實現(xiàn)水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)的污染物總量控制方案，并就朝陽大凌河流域水污染特點及排污總量控制需求，提出水污染的防治對策。

水污染；總量控制；對策；朝陽市

1 概況

1.1 河流水系

朝陽市行政區(qū)在大凌河流域內(nèi)的面積為12 989 km，占大凌河流域總面積的55.2%，占大凌河流域在遼寧省面積的64.0%。大凌河全長434 km，流域面積為23 519 km2，大凌河較大支流多在左側(cè)，主要支流有第二牛亡牛河、老虎山河、涼水河、牛亡牛河及西河等。

1.2 主要污染源狀況

點源污染主要來源于城市生活污水和企業(yè)生產(chǎn)廢水，朝陽大凌河流域在建和已建集中污水處理廠5座，設(shè)計日處理能力32萬t，朝陽市集中污水處理廠2008年建成并投入試運營，日處理能力10萬t。北票市、建平縣、凌原市、喀左縣的污水處理廠正在建設(shè)期間。據(jù)統(tǒng)計，朝陽市大凌河流域全年污水排放量0.54億t，主要污染物COD2.31萬t，氨氮 0.15 萬 t。

面源污染對于大凌河流域的水質(zhì)也有很大的影響，目前在河流中監(jiān)測到的污染物質(zhì)很多可能來自于面源污染。大凌河支流牛亡牛河受面源污染影響比較明顯，汛期水體水質(zhì)常常會出現(xiàn)超V類情況。大凌河流域的面污染主要來自化肥、農(nóng)藥的使用，畜牧業(yè)和家庭養(yǎng)殖業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，朝陽市年化肥施用量 99 174 t，折純量 34 529 t，農(nóng)藥施用量 517.2 t。

1.3 河流水質(zhì)狀況

按照國家GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》評價，朝陽市大凌河流域總評價河長983.3 km，其中Ⅰ類河長占2.0%，Ⅱ類河長占16.2%，Ⅲ類河長占23.4%，Ⅳ類河長占4.9%，Ⅴ類河長占16.9%，劣Ⅴ類河長占36.5%。主要污染指標(biāo)為化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、揮發(fā)酚等。按照是否達(dá)到水功能區(qū)保護目標(biāo)數(shù)量評價，朝陽市大凌河流域水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率34.2%。按照是否達(dá)到水功能區(qū)保護目標(biāo)代表河長評價，朝陽市大凌河流域水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率28.5%。

2 水污染特點

2.1 污水直接排放

朝陽市城市污水大多沒有進行處理，直接排入大凌河干流或支流，僅建成的朝陽市污水處理廠目前也只是試運行。以2004年至2007年朝陽城區(qū)段為例，南北溝平均污水入河量為2 142萬t/a，主要污染物COD排放濃度82～407 mg/L，平均200 mg/L，按遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)評價，超標(biāo)率為94.6%；什家河平均污水入河量為2576萬t/a，主要污染物COD排放濃度在89.5～628 mg/L，平均251 mg/L，超標(biāo)率為94.6%。污水排放對大凌河的水質(zhì)產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。

2.2 污徑比較高

朝陽市大凌河流域水資源嚴(yán)重短缺，且時間分配嚴(yán)重不均，由于河流水量較少，城市污水的排放造成污徑比過大，對水質(zhì)造成較大影響。以大凌河干流城區(qū)段為例，2004年至2006年污水量大于河流水量有470 d，占42.7%；污徑比大于0.5有531 d，占 48.4%；污徑比大于0.2有725 d，占66.1%。這是大凌河流域水質(zhì)污染嚴(yán)重的主要原因。

2.3 水質(zhì)污染嚴(yán)重

朝陽市大凌河流域水質(zhì)污染嚴(yán)重，Ⅳ類以上（含Ⅳ類）占58.3%，水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率僅為28.5%，大凌河干流接納朝陽市城區(qū)污水后，水質(zhì)長年為Ⅴ類-劣Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)。主要污染指標(biāo)為化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、揮發(fā)酚等。水污染問題，已經(jīng)嚴(yán)重的影響著水資源的利用以及與水相關(guān)的生態(tài)環(huán)境，已經(jīng)對人們的生活和經(jīng)濟發(fā)展構(gòu)成威脅。

2.4 水土流失嚴(yán)重

朝陽市大凌河流域是遼寧省水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)。土壤侵蝕面積占全流域48.9%，中度以上侵蝕占侵蝕面積的60%。由于水土流失，加劇了地表水體污染。耕地日益瘠薄，土壤保水保肥能力下降，河道淤積，許多小水庫淤積嚴(yán)重，導(dǎo)致供水能力降低。大凌河流域地處干旱缺水地區(qū)，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，水資源時空分布不均，徑流量小。加之開發(fā)利用不合理，生活和生產(chǎn)用水?dāng)D占生態(tài)用水，生態(tài)用水嚴(yán)重不足，枯水期部分河段斷流現(xiàn)象時有發(fā)生，致使河流功能退化，水生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞。

3 污染物總量控制

3.1 河流最小環(huán)境流量下的水質(zhì)情景模擬

水質(zhì)情景模擬和環(huán)境容量情景模擬采用美國QUAL－Ⅱ模型，此模型可以模擬13種物質(zhì)，這13種物質(zhì)分別為：溶解氧、生化需氧量、溫度、藻類-葉綠素α、氨氮、亞硝酸氮、硝酸氮、溶解的正磷酸鹽、大腸桿菌、1種任選的可衰減組分、3種難降解的惰性組分。

朝陽市大凌河流域朝陽市區(qū)段水質(zhì)污染主要由匯入的朝陽市污水污染所致，朝陽市區(qū)污水距白石水庫入口27 km處排入大凌河干流。利用QUAL－Ⅱ模型，在環(huán)境最小流量0.340 m3/s情境下，對COD進行模擬計算，距白石水庫入口60.3～26.6 km河段水質(zhì)為Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)；26.6～5.2 km河段水質(zhì)為劣Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)；5.2～0 km河段水質(zhì)為Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)。對氨氮進行模擬計算，距白石水庫入口60.3～26.6 km河段水質(zhì)為Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)；26.6～0 km河段水質(zhì)為劣Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 河流最小環(huán)境流量下的環(huán)境容量情景模擬

現(xiàn)狀排污條件下，大凌河、顧洞河河口飲用水源區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)水質(zhì)為Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，未達(dá)到水功能區(qū)Ⅱ類水質(zhì)目標(biāo)的要求。利用水質(zhì)模型反求水功能區(qū)達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)目標(biāo)的情況下，最小允許排污量，即最小環(huán)境容量。大凌河、顧洞河河口飲用水源區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)，現(xiàn)有排污口位置不變的情況下，經(jīng)計算最小環(huán)境容量COD為1 746 t/a，氨氮為157 t/a。

污染負(fù)荷量，河道內(nèi)最小環(huán)境流量條件下，基本沒有地表徑流匯入，因此面源污染可以忽略不計，只考慮點污染的影響。按現(xiàn)狀排污情況統(tǒng)計，大凌河閻王鼻子—白石段現(xiàn)狀排污量COD為4 068 t/a，氨氮為 1 287 t/a。

需削減的污染負(fù)荷量，現(xiàn)狀污染負(fù)荷量減去環(huán)境容量，即為需解決的污染負(fù)荷量，朝陽市大凌河閻王鼻子—白石段需削減的污染負(fù)荷量COD為2 322 t/a，氨氮為1 129 t/a，削減率分別為57.1%，87.7%。

4 防治對策

1）實現(xiàn)污染源的有效治理和中水回用。朝陽市城區(qū)已建立了污水處理廠，現(xiàn)已投入試運行，朝陽市污水處理廠同時將收集和處理未來朝陽縣新縣城的污水。凌源市、喀左縣、建平縣、北票市的污水處理廠正在籌建中，計劃在2009年竣工。這些污水處理廠的建設(shè)，將改變流域內(nèi)長期以來污水直接排入河流的狀況，對改善河流水質(zhì)發(fā)揮重要的作用。

污水處理廠處理后的中水回用，是水資源有效利用的重要方式，其有價使用也是解決污水處理成本的重要方法。應(yīng)建立起這方面的管理制度和方法。

2）通過污染物總量控制來實現(xiàn)水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)。城鎮(zhèn)污水處理廠的建立對于污染源治理具有重要的作用，但并不是建立了污水處理廠污染問題就能夠全部解決。只有合理的進行水污染治理，采取污染物總量控制，才能達(dá)到水功能區(qū)確定的水質(zhì)目標(biāo)。

3）加強合作，實現(xiàn)取排水許可的協(xié)調(diào)管理。加強污染源治理，實施污染物總量控制，達(dá)到水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)，需要政府的嚴(yán)格管理，這需要加強政府各相關(guān)部門的合作。

4）建立改善河流水質(zhì)的政策及法規(guī)體系。改善大凌河流域水質(zhì)，實現(xiàn)水資源及水環(huán)境的可持續(xù)利用，同樣需要在政策和法規(guī)制定方面做出具體的制度規(guī)定。內(nèi)容包括：實施污染物總量控制的具體管理方法；污水處理廠管理的市場化及管理規(guī)定；污水處理費制定的方法和程序；鼓勵中水回用的辦法；定期發(fā)布污水處理落后企業(yè)黑名單和表揚先進企業(yè)的具體辦法；各相關(guān)行政部門進行流域水質(zhì)管理的職責(zé)、程序及問責(zé)制度；在流域水質(zhì)管理中的部門合作職責(zé)、程序及問責(zé)制度；實施透明化管理及公眾參與水質(zhì)管理的辦法和程序。

Study on water pollution and total sewage discharge control for Daling river basin

GAO Su-li,LIU Wen-jun,SHAN Li,LUAN Tian-xin

Based on the analysis and assessment of pollution source and water quality condition in Chaoyang city,thepaperconcludesthewaterpollutioncharacteristicsfortheDalingriverbasininChaoyangcity,suchasthedischarging sewage directly,high sewage diameter,severe water pollution and water and soil loss.The paper simulates water quality and water environment capacity for Chaoyang urban section of Daling river by using the QUAL－Ⅱmodel and gets the total quantity control scheme to reach water quality target in water function zone.According to the water pollution characteristics and the total sewage discharge control requirements,the countermeasure controlling water pollution is put forward.

water pollution;total quantity control;countermeasure;Chaoyang city

X52

B

1002－0624（2011）06－0044－02

2011-03-11