泗洪縣水功能區(qū)達(dá)標(biāo)分析與保護(hù)對策研究

孫金鳳，戴鵬程，鄧 圍，趙 丹

（江蘇省水文水資源勘測局宿遷分局，江蘇 宿遷 223800）

1 概述

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，水污染問題已成為制約經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展和水生態(tài)文明建設(shè)的主要瓶頸。做好區(qū)域水功能區(qū)達(dá)標(biāo)評價并提出水污染物限排意見，對落實最嚴(yán)格水資源管理制度、加強(qiáng)水功能區(qū)管理，具有重要的現(xiàn)實意義[1]。

泗洪縣位于江蘇省西北部，宿遷市南部，淮河中游末端，總面積2731 km2，水面面積1004 km2，過境水量豐富，但可利用量較少，2016年全縣總?cè)丝?11.15萬人，城鎮(zhèn)化率37%，地區(qū)生產(chǎn)總值401.14億元，總用水量4.706億m3。泗洪縣主要產(chǎn)業(yè)有種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、釀酒業(yè)、生態(tài)旅游業(yè)等。隨著人口、經(jīng)濟(jì)不斷增長，社會需水量逐年增加，污水排放量持續(xù)上升，各水功能區(qū)納污壓力隨之增大。

2 水功能區(qū)達(dá)標(biāo)分析

根據(jù)《江蘇省地表水（環(huán)境）功能區(qū)劃》（2003年），泗洪縣共有26個水功能區(qū)，包括5個緩沖區(qū)、2個保護(hù)區(qū)、2個保留區(qū)及17個二級水功能區(qū)，涉及20條河道及1座湖泊。境內(nèi)共布設(shè)33個水質(zhì)監(jiān)測站點，每年監(jiān)測水功能區(qū)324次。

2.1 水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況

以《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）[2]為依據(jù)，采用單因子指數(shù)法，選擇NH3-N、COD、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、TP等21項評價因子，通過江蘇省水文水資源勘測局宿遷分局近5年水質(zhì)監(jiān)測資料，評價泗洪縣26個水功能區(qū)的水質(zhì)類別及年度達(dá)標(biāo)情況。2012～2016年水功能區(qū)總體達(dá)標(biāo)率依次為：19.2%、23.1%、26.9%、34.6%、46.2%。近5年，泗洪縣水體水質(zhì)呈逐年改善趨勢，但與《省政府辦公廳關(guān)于加強(qiáng)水功能區(qū)管理工作的意見》（蘇政辦發(fā)〔2016〕102號）要求相比，還有一定差距。

2.2 水功能區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀

污染物入河是造成水環(huán)境質(zhì)量惡化的主要因素。經(jīng)過實際調(diào)查，泗洪縣不達(dá)標(biāo)水功能區(qū)主要污染源為工業(yè)廢水、生活污水、畜禽養(yǎng)殖及農(nóng)田排水。主要超標(biāo)項目為氨氮、COD、高錳酸鹽指數(shù)、總磷。2016年仍未達(dá)標(biāo)水功能區(qū)主要超標(biāo)項目和污染源見表1。

泗洪縣地區(qū)河流坡降較小，大多數(shù)是流量小150 m3/s的小型河道，且在流動的河道中，污染物的混合輸移過程主要為沿程變化，在橫向斷面上的變化能在短時間內(nèi)達(dá)到基本均勻混合。根據(jù)《水域納污能力計算規(guī)程》（GB/T 25173-2010）[3]，采用河流一維模型分析計算納污能力。

模型公式為：

式中：

M—水域納污能力（t/a）；

Cs—水質(zhì)目標(biāo)濃度值（mg/L）；

Cx—計算斷面濃度（mg/L）；

Q—初始斷面的入流流量（m3/s）；

Qp—污水流量（m3/s）；

C0—某基準(zhǔn)斷面的濃度（mg/L）；

K—污染物綜合降解系數(shù)（1/d）；

x—計算斷面至基準(zhǔn)斷面的距離（m）；

u—設(shè)計流量下河道斷面的平均流速（m/s）。

表1 不達(dá)標(biāo)水功能區(qū)超標(biāo)項目及污染源統(tǒng)計

3 水功能區(qū)納污能力分析

3.1 水功能區(qū)納污能力

3.1.1水質(zhì)模型

3.1.2參數(shù)確定

（1）水質(zhì)目標(biāo)濃度Cx。按照《江蘇省水環(huán)境保護(hù)規(guī)劃技術(shù)細(xì)則》的要求，確定水功能區(qū)納污能力計算控制指標(biāo)為COD、氨氮。水質(zhì)目標(biāo)濃度取值執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)限值。

（2）初始斷面入流流量Q。根據(jù)規(guī)程要求，設(shè)計水文條件應(yīng)采用90%保證率最枯月平均流量或近10年最枯月平均流量作為設(shè)計流量。根據(jù)宿遷市泗洪、金鎮(zhèn)、雙溝、陳圩4個雨量站1956～2016年降雨量資料，通過泰森多邊形和P-III頻率曲線法，求得區(qū)域平均面雨量為930 mm，90%保證率年降雨量為647.4 mm。采用年降雨徑流關(guān)系法，得出徑流深為65 mm。根據(jù)河流的匯水面積求得年徑流總量和初始斷面入流流量Q。

（3）河道水流流速u。根據(jù)實測入河排污口處的河道斷面面積A，采用u=Q/A公式計算河段水流流速。

（4）污染物綜合降解系數(shù)k。污染物綜合降解系數(shù)k是反映污染物沿程變化的綜合系數(shù)，它體現(xiàn)污染物自身的變化，也體現(xiàn)了環(huán)境對污染物的影響。根據(jù)《淮河流域納污能力及限制排污總量意見》，為分析淮河流域的污染物衰減規(guī)律，采用了多個河段的k值實驗結(jié)果，通過對k值的分析，得到對k值影響最大的因素是河段平均流速。由相關(guān)分析得：

式中：u—河道斷面的平均流速（m/s）。

3.2 水功能區(qū)污染物入河排放量

根據(jù)實際調(diào)查結(jié)果，統(tǒng)計各水功能區(qū)點源污染、城區(qū)初期雨水、工業(yè)廢水、畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)村生活、農(nóng)田排水等計算單元的污染物排放量。統(tǒng)計點源污染入河量時，通過宿遷水文局水環(huán)境監(jiān)測中心對水功能區(qū)的排污口水質(zhì)水量同步監(jiān)測，按照以下公式計算點源污染入河量。

式中：

Qp—污水流量（m3/s）；

Cp—污水水質(zhì)濃度；

Tp—排放時間。

統(tǒng)計面源污染物入河量時，參照實際監(jiān)測的污染物排放量、入河量及已有成果和相關(guān)經(jīng)驗系數(shù)估算面源污染物入河量。面源污染各計算單元排放系數(shù)和入河系數(shù)見表2。

通過模型計算和入河污染物估算，可得出各水功能COD、氨氮的排放情況及水功能區(qū)納污能力。

不達(dá)標(biāo)水功能區(qū)COD、氨氮入河排放量和納污能力對比見圖1。

圖1 不達(dá)標(biāo)水功能區(qū)COD、氨氮入河排放量和納污能力對比圖

由圖1可以看出，約80%的不達(dá)標(biāo)水功能區(qū)排污量超出其納污能力，水環(huán)境形勢不容樂觀，為提高水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率，迫切需要對不達(dá)標(biāo)水功能區(qū)的污染物入河量進(jìn)行控制，并進(jìn)行相應(yīng)的生態(tài)修復(fù)。

表2 泗洪縣地區(qū)面源污染各計算單元排放系數(shù)和入河系數(shù)

4 水功能區(qū)保護(hù)對策研究

4.1 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整

在全縣開展對水環(huán)境影響較大的化工生產(chǎn)企業(yè)、?；方?jīng)營倉儲企業(yè)以及“低、小、散”落后企業(yè)、加工點、作坊的專項整治。通過科學(xué)規(guī)劃產(chǎn)業(yè)布局、落實產(chǎn)業(yè)政策、限制過剩產(chǎn)能，淘汰落后工藝，加快泗洪縣產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，從源頭削減污染物入河量。

4.2 點源污染整治

（1）加強(qiáng)污水處理設(shè)施建設(shè)。新建泗洪縣經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)污水處理廠、青陽鎮(zhèn)工業(yè)園區(qū)污水處理廠、擴(kuò)建城北污水處理廠，可增加污水接入量5.5萬t/d；加快推進(jìn)23個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、104個村莊污水處理廠運行；完善污水管網(wǎng)鋪設(shè)和雨污分流系統(tǒng)；避免水功能區(qū)流域范圍的污水直接排放入河。

（2）污水處理廠尾水整治。新建泗洪縣經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、城南、城北3座污水處理廠再生水水廠，尾水再生回用量可達(dá)到3.5萬m3/d，總體回用率達(dá)到47%。通過人工濕地、生態(tài)穩(wěn)定塘等生態(tài)工程措施，進(jìn)一步凈化削減鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊污水處理廠尾水污染物排放量。

4.3 面源污染整治

（1）城區(qū)面源污染整治。首先從源頭控制：盡可能增加泗洪縣城鎮(zhèn)綠化透水面積，建設(shè)城區(qū)小型生態(tài)濕地和蓄水池等雨水滲透和收集利用設(shè)施，削減雨水徑流量。其次從終端控制：建設(shè)路邊的植被淺溝、植被攔污帶，完善河道沿線的截污導(dǎo)流管道和雨污分流工程，將污水送入污水處理廠。

（2）農(nóng)業(yè)面源污染整治。加強(qiáng)對泗洪縣農(nóng)作物秸稈的綜合利用，特別是肥料、能源、飼料、造紙及人造板等工業(yè)化利用，并在農(nóng)田排澇溝建設(shè)生態(tài)攔截工程，減輕秸稈腐水、農(nóng)藥化肥流失對水環(huán)境的影響；優(yōu)化種植業(yè)結(jié)構(gòu)，推廣高效生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，科學(xué)使用農(nóng)藥化肥，提高農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水技術(shù)。

（3）畜禽養(yǎng)殖污染整治。結(jié)合泗洪縣“兩減六治三提升”專項行動，嚴(yán)格劃分禁養(yǎng)區(qū)和集中養(yǎng)殖區(qū)，取締河道沿岸500 m禁養(yǎng)區(qū)的畜禽養(yǎng)殖場，集中養(yǎng)殖區(qū)遵循畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染防治技術(shù)規(guī)范前提下，提倡容量化管理、減量化控制、無害化處理、資源化能源化利用[4]。通過推進(jìn)畜禽糞便肥料化和能源化等途徑，減少污水排放，實現(xiàn)生態(tài)化發(fā)展。

4.4 內(nèi)源污染整治

結(jié)合“河長制”工作的實施，對濉河、高懷新河、豆懷新河、蘆溝河、早陳河、睢北河、利民河進(jìn)行清淤，需疏浚河長118 km；清除蘆溝河、利民河等河道上的生活船只及網(wǎng)箱養(yǎng)殖；并制定河道清理長效制度，定期清理河道底泥、垃圾水草等污染物，加強(qiáng)碼頭港口生產(chǎn)生活污水的監(jiān)管，禁止污水直排入河。

4.5 調(diào)水引流

匯水量較小的河流，水動力弱，即使污水完全截流，水質(zhì)也容易富營養(yǎng)化。故利用現(xiàn)有水利工程，適度調(diào)水引流，加強(qiáng)河湖水系連通，是改善河道水質(zhì)的有效措施。早陳河泗洪農(nóng)業(yè)用水區(qū)可開挖引河連通攔崗河、早陳河、東風(fēng)大溝實現(xiàn)水系聯(lián)通，睢北河和攔山河，利民河、徐洪河和窯河也可實施水系溝通工程。

4.6 水生態(tài)修復(fù)

良好的水生態(tài)環(huán)境能有效提高水體的自凈能力。通過建設(shè)生態(tài)濱岸、種植水生植物、修建生態(tài)浮島等措施，優(yōu)化河岸生態(tài)交錯帶、增加河內(nèi)物種多樣性，使水質(zhì)保持相對穩(wěn)定。泗洪縣城區(qū)濉河、老汴河、團(tuán)結(jié)河等城區(qū)河段沿線已建成直立式固化岸坡，可設(shè)置生態(tài)浮島，實現(xiàn)河道生態(tài)修復(fù)、植物凈化水質(zhì)、營造景觀水面。

6 結(jié)語

做好水功能區(qū)達(dá)標(biāo)評價是強(qiáng)化水功能區(qū)管理，合理利用水資源，保障水資源可持續(xù)利用的基礎(chǔ)工作[5]。通過對泗洪縣水功能區(qū)達(dá)標(biāo)分析，實施水功能區(qū)保護(hù)對策，嚴(yán)格控制入河污染物量，使每個不達(dá)標(biāo)水功能區(qū)的治理具有靶向性，逐步提高水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率，到2020年實現(xiàn)泗洪縣水功能區(qū)達(dá)標(biāo)比例達(dá)到82%以上的目標(biāo)，為泗洪地區(qū)水功能區(qū)達(dá)標(biāo)整治和“一河一策”方案編制提供技術(shù)支撐，也可為其他地區(qū)水功能達(dá)標(biāo)整治提供參考。

[1]伊利軍，趙天宇，余登科 . 淄博市水功能區(qū)達(dá)標(biāo)分析及監(jiān)管整治措施 [J] .治淮，2015（8）：10-12 .

[2]GB 3838-2002 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S] .

[3]GBT 25173-2010 水域納污能力計算規(guī)程[S] .

[4]李無雙，潘淑君. 畜禽養(yǎng)殖有機(jī)廢棄物的污染與治理現(xiàn)狀[J] . 農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2012（05）：15-17 .

[5]劉晨 . 關(guān)于水功能區(qū)管理的若干思考[J] . 中國水利，2004（4）：19-20 .