張家口市清水河流域水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)及前景預(yù)測

杜　穎

(河北省張家口水文水資源勘測局，河北 張家口 075000)

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張家口市清水河流域水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)及前景預(yù)測

杜穎

(河北省張家口水文水資源勘測局，河北 張家口 075000)

摘要:通過對張家口市清水河流域進(jìn)行實(shí)地考察與采樣，分析了清水河流域水環(huán)境存在的基本問題，選取PH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)、氰化物、砷、鉛、六價(jià)鉻10個(gè)項(xiàng)目作為清水河流域水環(huán)境質(zhì)量的主要評價(jià)指標(biāo)，依據(jù)國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》對原始水樣進(jìn)行了檢測分析.檢測結(jié)果表明，清水河水源地毒性指標(biāo)較低，重金屬污染指數(shù)較?。凰w中氨氮(NH3-N)、總磷(TP)的含量相對較高，水源地水質(zhì)趨于富營養(yǎng)化水平；綜合分析顯示清水河地表水水源地水質(zhì)符合國家Ⅲ類水質(zhì)要求.針對官廳水庫永定河流域清水河水源涵養(yǎng)地保護(hù)中存在的問題，提出了相關(guān)建議并對其可持續(xù)發(fā)展前景進(jìn)行了預(yù)測分析.

關(guān)鍵詞:清水河；存在問題；水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)；措施及預(yù)測

0引言

清水河為海河流域永定河水系洋河支流，其東、正、西三大源流發(fā)源于河北省崇禮縣樺皮嶺南麓，途中接納黃土窯溝、小西溝等，于張家口市大境門外與元寶山西溝匯合，穿越張家口市區(qū)和宣化，在清水河村西南方的沙嶺子注入洋河，是官廳水庫的重要水源涵養(yǎng)地.

官廳水庫曾是北京的重要供水水源地之一，由于水質(zhì)污染問題，1997年被迫退出城市生活飲用水體系.而北京又一個(gè)是水資源短缺的城市，隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，人民生活的日益，水資源供需矛盾越來越突出.為保障北京市的供水安全，恢復(fù)官廳水庫的飲用水源功能已迫在眉睫[1-2].與此同時(shí)，張家口與北京成功申辦2022年冬奧會(huì)，改善流域生態(tài)環(huán)境對樹立國家形象有著重要意義.為此，張家口市水文水資源勘測局對官廳水庫上游洋河支流清水河進(jìn)行了實(shí)地考察及水樣采集工作，并對其水質(zhì)進(jìn)行檢測，得出了水質(zhì)分析結(jié)果，旨在為清水河流域地表水水源的可持續(xù)利用提供參考.

1清水河流域概況

清水河流域全在張家口市境內(nèi)，干流全長109 km，多年平均徑流量1.06億m3，流域面積2 380 km2，河道縱坡4%～10%.西溝流域植被稀少，大部分為荒山禿嶺，常年巖石裸露，水土流失嚴(yán)重，枯水季節(jié)斷流現(xiàn)象嚴(yán)重；東溝和正溝流域植被較好，森林覆蓋率大，生物多樣性良好，涵養(yǎng)水源的能力也比較高[3-4].

2流域水質(zhì)現(xiàn)狀及原因分析

曾經(jīng)的清水河，河水清清，猶如母親般哺育著勤勞的山城人民.近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民的生活條件得到了極大的改善，清水河也流淌了大量的工業(yè)和生活排放的廢水，凸顯出許多環(huán)保性問題，究其原因，主要為以下四方面.

2.1上游來水量減少及時(shí)空分布不均

近幾年，清水河上游地區(qū)氣候條件發(fā)生變化，經(jīng)濟(jì)發(fā)展占用了大量的水資源，加之降雨量偏少，入境水量呈逐年減少的趨勢，水量減少導(dǎo)致水體更新的速度減緩，水體的納污容量也隨之大幅度下降，自凈能力的降低加劇了水質(zhì)的惡化.

而清水河又是一條季節(jié)性較強(qiáng)的山溪河流，降雨時(shí)空分布不均，80%的水量主要集中在豐水期的6～9月，其余8個(gè)月基本處于河床裸露的狀態(tài)，枯水期排污不力現(xiàn)象十分嚴(yán)重.

2.2城市點(diǎn)源污染與農(nóng)村面源污染并存

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局不合理是造成城市點(diǎn)源污染嚴(yán)重的主要原因.張家口市是河北省的老牌工業(yè)城市，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)較少，污染嚴(yán)重的能源消耗型企業(yè)在經(jīng)濟(jì)中占有很大的比重，城市人口的增加也產(chǎn)生了更多的生活污水，大量工業(yè)、生活污水從大大小小的排污口不斷排入清水河，造成市區(qū)環(huán)境污染，近幾年雖通過治理獲得一定改善，但治理力度仍需加強(qiáng).

上游山區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的化肥、農(nóng)藥以及其他有機(jī)或無機(jī)污染物質(zhì)，通過地表徑流、地下滲漏等途徑對流域造成污染.另外，農(nóng)民生活水平的不斷提高必然會(huì)導(dǎo)致越來越嚴(yán)重的農(nóng)村生活垃圾問題，這無疑給上游水源地的生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的壓力.近幾年畜禽業(yè)興起，家家戶戶都飼養(yǎng)了數(shù)量不等的豬、牛、羊等，規(guī)?；B(yǎng)殖也初見起色，產(chǎn)生了大量的畜禽排泄物和各種廢棄物，對水體造成了一定污染.

2.3污水處理技術(shù)落后

清水河流域內(nèi)的主要工礦企業(yè)雖已配套廢水處理設(shè)施，但大多數(shù)企業(yè)的廢水處理設(shè)備陳舊落后，污水處理速度趕不上企業(yè)生產(chǎn)能力的提高，排污量日益增加；城市污水處理廠資金投入不足、處理能力較低，總的來說，滯后于城市發(fā)展的需要.

2.4流域水環(huán)境管理有待提高

一個(gè)合理的流域水環(huán)境管理體制尚處于摸索階段，整個(gè)流域段上、中、下游一盤棋管理的機(jī)制還未成形，機(jī)制建設(shè)跟不上也是水污染問題的主要原因之一.雖然國家已設(shè)立了相關(guān)法律加強(qiáng)流域水環(huán)境的管理，但相關(guān)法律及地方性法規(guī)并未普及到上游山區(qū)的各村各戶，一些居住較為偏遠(yuǎn)的山民水源保護(hù)意識(shí)相對薄弱.

圖1　清水河流域水系及水質(zhì)監(jiān)測斷面布設(shè)圖

3水質(zhì)評價(jià)方法及檢測結(jié)果

3.1水樣采集斷面的布設(shè)

清水河上游崇禮縣高家營鎮(zhèn)設(shè)有啕來廟站水質(zhì)監(jiān)測斷面，清水河流經(jīng)張家口市區(qū)8 km范圍，順?biāo)鞣较颍腥胧锌诘膹埣铱谡舅|(zhì)監(jiān)測斷面和出市口的高家屯站水質(zhì)監(jiān)測斷面，通過三個(gè)斷面水質(zhì)評價(jià)因子的變化可以反映清水河流域的水質(zhì)狀況.采樣深度在水面以下100 mm處，使用玻璃瓶采集水樣，水樣采集前注意記錄采樣時(shí)間、天氣狀況，水溫在現(xiàn)場測定，水樣采集回實(shí)驗(yàn)室后立即進(jìn)行分析.水樣采集后自然沉降30 min，選取上層非沉降部分進(jìn)行測定分析.水質(zhì)監(jiān)測斷站的詳細(xì)情況見表1.

表1　清水河流域水環(huán)境監(jiān)測斷面情況表

3.2評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

清水河地表水匯入洋河后注入官廳水庫，是北京市的重要水源涵養(yǎng)地.因而，選取國家環(huán)?？偩种付ǖ摹兜乇硭h(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[5].

3.3評價(jià)指標(biāo)及方法

根據(jù)國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)，本次調(diào)研重點(diǎn)選取對水體生態(tài)環(huán)境及人類危害較大的水質(zhì)分析指標(biāo)，包括：PH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)、氰化物、砷、鉛、六價(jià)鉻等10個(gè)項(xiàng)目作為主要評價(jià)指標(biāo)[6].具體分析方法見表2.

表2　各水質(zhì)評價(jià)指標(biāo)項(xiàng)目分析方法

4檢測結(jié)果分析

4.1水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)結(jié)果

采用單因子評價(jià)法對清水河流域2014年的水質(zhì)進(jìn)行評價(jià)分析，得出結(jié)果見表3.從表中可以看出清水河上游水質(zhì)較好，到下游逐漸惡化.評價(jià)項(xiàng)目中毒性指標(biāo)類評價(jià)因子氰化物、砷、鉛、六價(jià)鉻均小于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)限值，評價(jià)結(jié)果為Ⅰ類水質(zhì).易凈化類污染指標(biāo)PH值、溶解氧也達(dá)到Ⅰ類水質(zhì)；高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量(BOD5)兩指標(biāo)滿足地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)值，氨氮(NH3-N)值較高，僅符合Ⅲ類水源地水質(zhì)要求.不易凈化總磷(TP)值為0.10，滿足Ⅱ類水質(zhì)要求，并接近Ⅲ類水質(zhì).綜合評價(jià)清水河地表水水源地水質(zhì)為Ⅲ類水質(zhì).

由以上檢測結(jié)果可以得出，清水河流域上游水質(zhì)基本良好，達(dá)到了國家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的Ⅲ類及以上水質(zhì)，可作為地表水供水水源，尤其是毒性指標(biāo)檢測結(jié)果較低，經(jīng)過處理后流入官廳水庫可作為北京市人民的生活飲用水使用.但氨氮(NH3-N)、總磷(TP)值較高，說明人為活動(dòng)、作物種植及畜禽養(yǎng)殖對水體中N、P的含量造成了一定影響，值得引起社會(huì)的高度重視.

表3　清水河流域水質(zhì)2014年檢測結(jié)果

注：以上監(jiān)測結(jié)果均為年均值

4.2清水河流域水質(zhì)年際變化趨勢分析

2010年至2014年，清水河各斷面水質(zhì)類別變化情況見表4.從表4中可以看出，這五年間，清水河水質(zhì)總體呈略有好轉(zhuǎn)的趨勢.啕來廟斷面水質(zhì)較好能夠達(dá)到Ⅰ類、Ⅱ類水質(zhì)要求；張家口斷面水質(zhì)較差，為Ⅲ類；高家屯斷面水質(zhì)情況更為惡化，2010～2012年間為Ⅳ類水平，近兩年經(jīng)過治理有一定改善.

表4　清水河流域水質(zhì)檢測結(jié)果

注：以上監(jiān)測結(jié)果均為年均值

以清水河流域的主要污染項(xiàng)目高錳酸鉀指數(shù)和氨氮為例分析2010～2015年的變化趨勢，見圖2.結(jié)果表明啕來廟站水質(zhì)最好，張家口站次之，高家屯站污染較為嚴(yán)重，說明水質(zhì)污染主要發(fā)生在清水河下游，尤以張家口市區(qū)最為嚴(yán)重，從圖中連線的趨勢變化可以看出，近幾年水質(zhì)在一定程度上有好轉(zhuǎn).

圖2　清水河流域主要污染項(xiàng)目變化趨勢

5清水河流域保護(hù)措施及前景預(yù)測

5.1保護(hù)措施

鑒于清水河流域存在的主要問題及其水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)結(jié)果，對該地地表水水資源的可持續(xù)發(fā)展利用，提出以下保護(hù)措施：

(1)對張家口市清水河流域工業(yè)發(fā)展做出規(guī)劃調(diào)整：優(yōu)先發(fā)展高新科技產(chǎn)業(yè)，并給與政策扶持；限制發(fā)展高耗能、重污染企業(yè)，并按照國家規(guī)定對相關(guān)企業(yè)予以停關(guān)；治理改進(jìn)污水處理工藝，增加污水處理的資金投入；

(2)建議在清水河流域推廣普及節(jié)水灌溉，減少農(nóng)業(yè)用水量，減少農(nóng)業(yè)用水產(chǎn)生的地表徑流和地下滲漏；

(3)在清水河上游按照相關(guān)規(guī)定劃定水源保護(hù)區(qū)，并設(shè)立水源保護(hù)標(biāo)志及統(tǒng)一的垃圾回收站，防止垃圾糞便等污染上游水源；同時(shí)加強(qiáng)上游山區(qū)水源保護(hù)知識(shí)的普及，對于破壞、污染飲用水源的現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)制止并向當(dāng)?shù)卣爸鞴懿块T報(bào)告；

(4)健全流域水環(huán)境保護(hù)相關(guān)機(jī)制體系，完善流域水質(zhì)保護(hù)政策；

(5)定期對流域水質(zhì)進(jìn)行全面檢測，作好記錄，并分析其水質(zhì)變化規(guī)律；建立清水河流域水質(zhì)管理信息系統(tǒng)；

(6)加強(qiáng)對流域水質(zhì)的科學(xué)研究，促進(jìn)水資源的可持續(xù)發(fā)展利用.

5.2前景預(yù)測

綜合來看，清水河流域水質(zhì)歷經(jīng)幾年的治理得到了一些改善，但水體污染仍不可忽視.近幾年隨著厄爾尼諾現(xiàn)象的影響，上游水源地富水性也呈逐漸減少的規(guī)律.通過采取綜合性措施加強(qiáng)對清水河流域水質(zhì)的治理，清水河必將河清水清，成為名副其實(shí)的“清水”河，為恢復(fù)官廳水庫的飲用水源功能做出貢獻(xiàn).

參考文獻(xiàn)

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Evaluation and Prospect of Qingshui River river water environment quality in Zhangjiakou City

DU Ying

(Hebei province Zhangjiakou hydrology and Water Resources Survey Bureau,Hebei Zhangjiakou 075000)

Abstract：according to field investigation and sampling in the Qingshui River Valley of Zhangjiakou City,analyzes the Qingshui River Basin water environment are the basic problems,selection of pH value,dissolved oxygen,permanganate index,five day biochemical oxygen demand amount (BOD5),ammonia nitrogen (NH3-N),total phosphorus(TP),cyanide,arsenic,lead,hexavalent chromium 10 project as the main evaluation index of the Qingshui River Basin water environment quality,according to the national“surface water environment quality standard”of the original water were analysis and detection.Test results show that the Qingshui River water toxicity index is low,heavy metal pollution index is small;water ammonia nitrogen(NH3-N),total phosphorus(TP)content is relatively high,water source water quality tends to eutrophication level;comprehensive analysis shows Qingshui River surface water source to water quality compliance with the third class of the national water quality requirements.In view of the problems existing in the Guanting reservoir and Yongding River Basin Qingshuijiang River source contains nourishing protection,and puts forward the relevant suggestions and analysis and forecast of the prospects for sustainable development.

Key words：Qingshui River;problems;water quality evaluation;measure and forecast

收稿日期：2015-11-20

作者簡介：杜穎(1986-)，女，助理工程師，學(xué)士學(xué)位，主要從事水質(zhì)化驗(yàn)方面的工作.

中圖分類號:X 131.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A