杞麓湖流域水環(huán)境承載能力分析及綜合對策

盧蕾吉，王興楠

(云南省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院，云南 昆明 650034)

0 引言

杞麓湖流域位于云南省中部，隸屬玉溪市通?？h。流域?yàn)樾略滦螖噗昱璧?，位于東經(jīng)102°33′48＂～102°52′36＂，北緯24°4′36＂～24°14′2＂，北枕江川星云湖，南望曲江干流，西依玉溪大河(曲江上游段)，東鄰華寧龍洞河。流域內(nèi)交通十分方便，214國道穿境而過，各鄉(xiāng)村均有公路相通。

目前杞麓湖湖泊水質(zhì)全年均為劣Ⅴ類，主要污染因子為TN。杞麓湖污染的加重和功能的不斷退化，引起了云南省、玉溪市、通?？h各級政府的高度重視。20多年來，在省、市政府的指導(dǎo)下，通?？h政府采取強(qiáng)有力的治理和管理措施，持續(xù)開展了大規(guī)模的保護(hù)與治理工作。近些年來雖然營養(yǎng)水平有所下降，但仍保持在中度-富營養(yǎng)化狀態(tài)。

杞麓湖水污染防治形勢依然嚴(yán)峻，如果對流域污染不加大控制與治理力度，杞麓湖水質(zhì)將繼續(xù)下降。因此，杞麓湖水資源承載力研究充分結(jié)合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀實(shí)際，遵循社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求和規(guī)律，提出通?？h在未來發(fā)展，尤其是在“一帶一路”建設(shè)中面臨的主要問題和應(yīng)對策略，為通海縣未來一段時(shí)間內(nèi)的社會經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)決策依據(jù)。

1 水資源承載力分析

1.1 研究范圍

通海境內(nèi)主要水資源為杞麓湖，杞麓湖流域內(nèi)共有紅旗河、中河、者灣河、大新河、十里沙溝、二街沙溝、姜家沖溝、大橋溝及窖溝等14條入湖河流，其中紅旗河、中河、者灣河、大新河為入湖河流中最重要的4條河流，全年徑流量為6126萬m3，占到流域年徑流總量的71%，因此入湖河流既是污染物進(jìn)入河流的必經(jīng)通道，也是陸域污染的最直接體現(xiàn)。

紅旗河是杞麓湖流域面積最大、入湖徑流量最高的河流。中河流域流經(jīng)通?？h縣城是杞麓湖流域城鎮(zhèn)人口主要分布區(qū)域，受納城鎮(zhèn)及沿河村落的生活污水和養(yǎng)殖廢水較多，平均施肥量高。這兩條河為杞麓湖流域的重要污染輸送通道，也是杞麓湖的主要入湖河流和污染物輸送通道。歷史上者灣河、大新河水量也相對較大，2條河流年平均徑流量為1419萬m3，占杞麓湖流域總徑流15%。但目前杞麓湖流域除紅旗河常年有水外，其余河流均為季節(jié)性河流。

因此，本研究中杞麓湖流域以紅旗河、中河、者灣河、大新河為主要研究對象。主要入湖河流徑流量見表1。

表1 主要入湖河流徑流量表

1.2 測算方法

水環(huán)境容量特指在滿足水環(huán)境質(zhì)量的要求下，水體容納污染物的最大負(fù)荷量，因此又稱做水體負(fù)荷量或納污能力。每條河流的環(huán)境容量，根據(jù)河流各污染物的濃度、降解系數(shù)、流速等確定。在標(biāo)準(zhǔn)值允許情況下的余下的環(huán)境容量即為通?？h內(nèi)污染物排放允許占用的容量(理想容量)。理想環(huán)境容量計(jì)算采用一維模式進(jìn)行計(jì)算，具體計(jì)算公式如下：

式中：Wi—第i河段水環(huán)境容量(kg/d);Qi—第i河段設(shè)計(jì)流量(m3/s);Ui—第i河段設(shè)計(jì)平均流速(m/s);Li—第i河段長度(m);Ki—第i河段污染物降解系數(shù)(d-1);Csi—第i河段水質(zhì)目標(biāo)值(mg/L);Coi—第i河段來水濃度(mg/L)。

1.3 水環(huán)境容量計(jì)算結(jié)果

杞麓湖全湖CODCr基本在Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)限值以上，總體為上升趨勢，目前為劣Ⅴ類；NH3-N值55個(gè)月的監(jiān)測數(shù)據(jù)中49個(gè)月均達(dá)到Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，總體趨勢有所上升，目前為Ⅲ類；TP基本在Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)限值以內(nèi)，總體略有改善，目前為Ⅳ類；TN近5a均處于較高水平，總體趨勢平穩(wěn)，55個(gè)月均為劣Ⅴ類，總體平均值遠(yuǎn)超Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)限值。雖然杞麓湖僅就氨氮指標(biāo)來說不超標(biāo)，但綜合考慮到2014年TN平均濃度為3.238mg/L，多年水質(zhì)均為劣V類。可以認(rèn)為杞麓湖氨氮已無環(huán)境容量。具體計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 杞麓湖COD和氨氮理想環(huán)境容量表

2 水環(huán)境承載力總體評價(jià)

根據(jù)通?？h主要河流的水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果、容量計(jì)算結(jié)果及排污情況分析，杞麓湖的河流水質(zhì)處于超標(biāo)狀態(tài)，已無任何環(huán)境容量。根據(jù)容量計(jì)算結(jié)果和通?？h環(huán)境現(xiàn)狀，結(jié)合環(huán)境管理的需要，將環(huán)境承載力狀態(tài)劃為五個(gè)級別：

一級：水環(huán)境承載力狀態(tài)較好，區(qū)域內(nèi)主要河流的水環(huán)境監(jiān)測指標(biāo)全部達(dá)標(biāo)，化學(xué)需氧量的剩余環(huán)境容量比例≥50%；

二級：水環(huán)境承載力狀態(tài)一般，區(qū)域內(nèi)主要河流主要的水環(huán)境監(jiān)測指標(biāo)基本達(dá)標(biāo)，化學(xué)需氧量的剩余環(huán)境容量比例為30%～50%;

三級：水環(huán)境承載力已處于警戒狀態(tài)，進(jìn)入水體的化學(xué)需氧量接近或等于環(huán)境容量；

四級：水環(huán)境承載力處于超載狀態(tài)，水環(huán)境污染較重，區(qū)域內(nèi)主要河流化學(xué)需氧量和(或是)其它指標(biāo)的超標(biāo)倍數(shù)≤2；

五級：水環(huán)境承載力處于嚴(yán)重超載狀態(tài)，水環(huán)境污染非常嚴(yán)重，區(qū)域內(nèi)化學(xué)需氧量及其它指標(biāo)的超標(biāo)倍數(shù)大多>2。

根據(jù)環(huán)境容量的計(jì)算結(jié)果及環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，杞麓湖水環(huán)境承載力評價(jià)結(jié)果見表3。

表3 通?？h水環(huán)境承載力等級

從評價(jià)結(jié)果看，杞麓湖流域包括杞麓湖全湖及四條主要入湖河流均處于超載狀態(tài)，已無環(huán)境容量；從各河流水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果分析，除化學(xué)需氧量外，水質(zhì)超標(biāo)倍數(shù)最多的指標(biāo)為總氮，其次為總磷，說明這些污染物的水環(huán)境容量也處于嚴(yán)重超載的狀態(tài)。這一結(jié)論反映出通?？h水環(huán)境污染的嚴(yán)重性、復(fù)雜性及治理的艱難。

3 提升水環(huán)境承載力的對策及建議

3.1 加快城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施及配套管網(wǎng)建設(shè)，提高生活污水處理率

加強(qiáng)城市污水管網(wǎng)的布設(shè)，進(jìn)一步完善雨污分流制管網(wǎng)，提高生活污水的收集能力，提高污水負(fù)荷率。對老居民區(qū)，結(jié)合小區(qū)改造，鋪設(shè)截流管線，進(jìn)行污水截流，實(shí)現(xiàn)雨水和污水的清污分流，提高污水處理效率和處理效果。加快杞麓湖流域主要入湖河流周邊城鎮(zhèn)污水處理建設(shè)，實(shí)現(xiàn)污水處理達(dá)標(biāo)排放。在可能的條件下，實(shí)現(xiàn)處理尾水的再生利用，用于城鎮(zhèn)景觀用水、綠化用水等。

3.2 綜合治理杞麓湖

繼續(xù)開展杞麓湖沿湖(緩沖區(qū))截污治污工程，通過沿湖截污工程建設(shè)，配套現(xiàn)有溝渠及提升泵站，截留城鎮(zhèn)初期雨水、農(nóng)田徑流廢水、未收集村落污水、污水處理廠已處理后尾水、已處理工業(yè)廢水等，分配調(diào)蓄進(jìn)入人工濕地及湖濱帶處理。深入開展綜合整治和生態(tài)修復(fù)。

3.3 加強(qiáng)工業(yè)水污染源的監(jiān)管及治理

重點(diǎn)加強(qiáng)全縣金屬表面處理、再生造紙及電鍍?nèi)齻€(gè)行業(yè)污染較為嚴(yán)重的18家(四街3家、河西2家、楊廣2家，九街1家、里山2家)企業(yè)工業(yè)廢水污染源的監(jiān)管，保證這些企業(yè)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。按照云南省生態(tài)環(huán)境廳部署，在重點(diǎn)企業(yè)建設(shè)在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。

3.4 加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源污染治理

加大農(nóng)村環(huán)境綜合整治，積極推進(jìn)廢棄菜葉資源化利用，大力推廣測土配方施肥，實(shí)施節(jié)氮栽培，興建農(nóng)田廢水處置和循環(huán)利用設(shè)施，對規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場采取沼氣凈化、發(fā)酵床零排放、農(nóng)牧結(jié)合等方式進(jìn)行治理。按照補(bǔ)缺補(bǔ)差原則，完善垃圾收運(yùn)設(shè)施，通過集中和分散凈化處理方式處理農(nóng)村生活污水。建設(shè)生物凈化公廁、垃圾收集坑、無能耗污水生物凈化處理系統(tǒng)。