王永杰，張麗英

(1.山東省聊城市水利局，山東 聊城 252000;2.山東省東昌府區(qū)水務局，山東 聊城 252000)

聊城市水功能區(qū)評價研究

王永杰1，張麗英2

(1.山東省聊城市水利局，山東 聊城 252000;2.山東省東昌府區(qū)水務局，山東 聊城 252000)

水功能區(qū)限制納污是實施最嚴格水資源管理制度中“三條紅線”的核心內容之一，科學做好區(qū)域水功能區(qū)監(jiān)測是做好水功能區(qū)限制納污管理的主要措施。以山東聊城市為例對區(qū)域水功能區(qū)監(jiān)測的基本思路、技術路線與評價方法，提出以水體污染折合水量表示的區(qū)域水功能區(qū)污染對當?shù)氐乇硭Y源開發(fā)利用的影響，依據(jù)總量控制的有關制度計算核減水量。

區(qū)域水功能區(qū)監(jiān)測;限制納污;水體污染折合水量

1 區(qū)域水功能區(qū)基本情況

聊城市地處魯西北平原，現(xiàn)轄8縣(市、區(qū))，總面積 8 590 km2，境內地形平緩，屬暖溫帶半濕潤氣候區(qū)。多年平均年降水量559.3 mm，折合水量48億 m3，多年平均地表水資源量為2.67億 m3，多年平均地下水資源量為 9.0億 m3，水資源可利用總量為10.9億 m3。聊城市河流眾多，除過境河流黃河和衛(wèi)運河以及黃河支流金堤河外，境內主要有兩條縱貫全市的河道:徒駭河、馬頰河，其中徒駭河境內流域面積5 183 km2，全長 169.5 km，馬頰河境內流域面積 2 806 km2，全長 123.2 km。

根據(jù)《山東省水功能區(qū)劃》，聊城市共劃分水功能一級區(qū)10個，總區(qū)劃河長 884.5 km，水面面積 4.2 km2，其中保護區(qū)1個，開發(fā)利用區(qū)6個，緩沖區(qū)3個;在開發(fā)利用區(qū)中共劃分水功能二級區(qū)18個，詳見表1。

表1 聊城市水功能區(qū)劃統(tǒng)計表

2 監(jiān)測站網(wǎng)、方法及項目

2011年聊城市水功能區(qū)監(jiān)測斷面共18處，其中跨省界監(jiān)測斷面2處，跨市界監(jiān)測斷面3處，監(jiān)測重點水功能區(qū)14個。2011年共核查登記入河排污口35處，5月實測有排污的重點入河排污口29處，10月實測有排污的重點入河排污口30處。水功能區(qū)監(jiān)測斷面全年監(jiān)測6次，入河排污口監(jiān)測2期，分別于5月連續(xù)監(jiān)測兩天，10月監(jiān)測一天，并同時實測流量。

水功能區(qū)及跨界斷面監(jiān)測項目為《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838－2002)中的20個基本項目，飲用水源區(qū)增加硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽氮、鐵、錳5個補充項目，監(jiān)測方法采用標準中規(guī)定的水質采樣和分析方法。

入河排污口監(jiān)測項目包括流量、水溫、pH、化學需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮、總氮、總磷、揮發(fā)酚等9項;監(jiān)測流量采用水文測流要求規(guī)定的方法，水質監(jiān)測方法按照《污水綜合排放標準》(GB8978－1996)中的水質分析和采樣方法進行，水量、水質同步監(jiān)測。

3 評價技術路線

在水功能區(qū)控制斷面監(jiān)測的基礎上，對每個水功能區(qū)控制斷面進行達標評價，取得單次水功能區(qū)達標評價成果;根據(jù)年度水功能區(qū)達標評價方法，進行年度水功能區(qū)達標評價，從而獲得每個水功能區(qū)年度達標評價成果;同時根據(jù)《山東省水功能區(qū)限制納污警戒線》，對重點水功能區(qū)的 COD和氨氮進行預警評價。在此基礎上，進行區(qū)域水功能區(qū)年度達標評價，取得區(qū)域水功能區(qū)年度達標率;以水資源四級區(qū)套縣(市、區(qū))行政區(qū)為基本單元，根據(jù)水質污染綜合指數(shù)和多年平均地表水資源量，計算各基本單元年度水污染損失水量，即水體污染折合水量。

通過入河排污口的水質、水量同步監(jiān)測，獲得各水功能區(qū)入河廢污水量和主要污染物入河量，根據(jù)《山東省水功能區(qū)限制納污指標》進行各水功能區(qū)限制納污達標評價。

通過上述評價成果，對造成水功能區(qū)達標率下降或達標率不足60%的區(qū)域相應核減其2012年地表水用水控制指標。水功能區(qū)監(jiān)測評價技術路線見圖1。

圖1

4 水功能區(qū)及跨界斷面達標評價

4.1 評價方法

4.1.1 代表值確定

只有一個水質代表斷面的水功能區(qū)以該斷面的水質數(shù)據(jù)作為水質代表值;有多個代表斷面的水功能區(qū)以代表斷面水質濃度的加權平均值作為水質代表值，河流以流量或河流長度作權重。

有多個斷面的省界緩沖區(qū)以省界斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)作為水質代表值，其它緩沖區(qū)以最下游的控制斷面的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為水質代表值。

4.1.2 評價方法

1)單次水功能區(qū)達標評價方法水功能區(qū)水質評價采用單指標評價法，又稱一票否決法，即對最差的項目賦全權。所有參評項目代表值均滿足水質目標要求的為達標水功能區(qū)，有任何一項不滿足水質目標要求的為不達標水功能區(qū)。

單次水質濃度代表值劣于管理目標類別對應標準限值的項目稱為超標項目，其中水溫、pH和溶解氧不計算超標倍數(shù)。將各超標項目按超標倍數(shù)由高到低排序，列前三位者為主要超標項目。超標項目的超標倍數(shù)按下式計算:

式中:FBi為水功能區(qū)某超標項目的超標倍數(shù);FCi為水功能區(qū)某水質項目的濃度，mg/L;FSi為水功能區(qū)水質管理目標對應的標準限值，mg/L。

2)年度水功能區(qū)達標評價方法

年度水功能區(qū)達標評價在單次水功能區(qū)達標評價成果基礎上進行。年度內達標率不小于80%的水功能區(qū)為年度達標水功能區(qū)。年度水功能區(qū)達標率按下式計算。

式中:FD為年度水功能區(qū)達標率;FG為年度水功能區(qū)達標次數(shù);FN為年度水功能區(qū)評價次數(shù)。

3)區(qū)域年度水功能區(qū)達標率

區(qū)域年度水功能區(qū)達標率在各水功能區(qū)年度達標評價基礎上進行。區(qū)域內年度達標的功能區(qū)個數(shù)占區(qū)域內評價功能區(qū)個數(shù)的百分比為區(qū)域年度水功能區(qū)達標率。

4.2 水功能區(qū)達標評價結果

根據(jù)上述計算方法，聊城市2011年各月達標評價結果見表2。

表2 2011年各月水功能區(qū)達標率

2011年監(jiān)測評價的14個重點水功能區(qū)中，達標的功能區(qū)有2個，不達標的功能區(qū)有12個，達標率為14.3%。2處跨省界監(jiān)測斷面畢屯閘和張莊閘(聊城)年度均不達標;

從區(qū)域年度水功能區(qū)達標情況來看，八縣(市、區(qū))中除陽谷和東阿達標率分別為為40%和50%外，其他縣(市、區(qū))達標率均為零。

4.3 年度水功能區(qū)預警情況回顧

根據(jù)《山東省水功能區(qū)限制納污警戒線》中，聊城市有6個重點水功能區(qū)劃定了COD和氨氮警戒線，分別為衛(wèi)運河魯冀緩沖區(qū)、馬頰河聊城工業(yè)用水區(qū)、徒駭河莘縣農業(yè)用水區(qū)、徒駭河聊城景觀娛樂用水區(qū)、金堤河豫魯緩沖區(qū)、小運河調水水源保護區(qū)(南水北調未通水，沒有監(jiān)測)。全年各水功能區(qū)出現(xiàn)COD預警共21次，出現(xiàn)氨氮預警共16次。

5 入河排污口達標評價

5.1 評價標準

排入衛(wèi)運河、徒駭和馬頰河的主要污染物執(zhí)行《山東省海河流域水污染物綜合排放標準》(DB37/675－2006)，污水處理廠排污口按相應標準分別執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918－2002)中規(guī)定的一級A標準或B標準。

5.2 評價方法

評價方法采用污染指數(shù)法。

式中:Ci為污染物的實測濃度值;Si為污染物的評價標準值;Pi為污染物的污染指數(shù)。

Pi＞1，表明水質劣于評價標準，不達標，且指數(shù)越大水質越差。Pi＜1，表明水質優(yōu)于評價標準，達標，且指數(shù)越小水質越優(yōu)。

綜合污染指數(shù) P:取各評價因子污染指數(shù) Pi的最大值。P≤1，該排污口綜合評價為達標;P＞1，該排污口綜合評價為不達標。

5.3 評價項目

評價項目包括pH、COD、BOD5、氨氮、揮發(fā)酚、總磷共6項。

5.4 主要污染物入河量計算

單類別污染物入河排污量按污染物平均濃度計算，單個排污口某種污染物的入河排污量排污口的平均流量和平均濃度計算，水功能區(qū)納污總量按功能區(qū)內各個排污口及各評價污染項目綜合計算。

6 限制納污達標分析

全市2011年從各縣(市、區(qū))納污控制指標評價情況來看，陽谷縣、冠縣、東昌府區(qū)、臨清市和茌平縣的限制納污指標均不達標，東阿縣的氨氮限制納污不達標，莘縣和高唐縣的COD和氨氮限制納污均達標。

表3 各縣(市、區(qū))限制納污指標評價統(tǒng)計成果

7 年度地表水用水指標核減

根據(jù)《山東省用水總量控制管理辦法》等有關規(guī)定和要求，結合“十二五”期間水功區(qū)達標率目標，對造成水功能區(qū)水質達標率下降和達標率不足60%的區(qū)域，核減下年度地表水用水控制指標。核減方法是以區(qū)域用水總量控制指標中地表水控制指標為基數(shù)，區(qū)域水功能區(qū)達標率大于60%(含60%)，但達標率較上年度下降的，下年度核減該區(qū)域地表水用水控制指標的2.5%;達標率60% ～30%(含 30%)的，下年度核減5%;達標率30%以下的，下年度核減12%。

按上述核減方法，根據(jù)各縣2011年度水功能區(qū)達標率，共核減地表水水量1725萬 m3，占全市地表水控制指標的10.1% 。

8 水體污染折合水量

水體污染折合水量是指某基本計算單元內，由于人類活動的影響而造成地表水水資源質量下降，不能滿足水體功能要求的地表水資源量。水體污染折合水量的計算采用區(qū)域水質綜合污染指數(shù)(I)法，當 I＞1.0時，水體的多數(shù)指標已超過相應的水質目標，水質對應其功能已受到污染，水體水質相對其功能來說已受到制約，其相應的水資源量即為該基本單元的水體污染折合水量;當 I＞2.0時，水體的多數(shù)指標已超過標準值1倍以上，部分指標超過標準值數(shù)倍，水體功能已受到嚴重危害，除非采取必要措施或改變其現(xiàn)有功能，否則不能直接利用，則該基本單元對應的水資源量為水體重度污染折合水量。

地表水水質綜合污染指數(shù)I計算方法如下:

式中:Ci為水質指標年均濃度，mg/L;Cs為水功能區(qū)水質目標標準限值，mg/L;Ii為單指標污染指數(shù)，無量綱;Ij為監(jiān)測斷面綜合污染指數(shù)，無量綱;n為參與評價的指標個數(shù);I為評價基本單元綜合污染指數(shù)，無量綱;為 m為評價基本單元內代表斷面?zhèn)€數(shù)。

考慮到聊城市地表水污染特點，在計算水質綜合污染指數(shù)時選擇了具有代表性的污染物，包括高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、化學需氧量、氨氮和總磷。

根據(jù)上述方法，先計算聊城市水資源四級區(qū)套個縣市區(qū)的地表水資源量，然后再根據(jù)各個水資源分區(qū)的水質綜合污染指數(shù)，計算水體污染折合水量，計算結果是2011年全市水體污染折合水量共7 362萬 m3，其中重度污染折合水量1 299萬 m3。分別占全市多年平均地表水資源量的27.6%和4.9% 。

9 建議

水功能區(qū)監(jiān)測站點相對于省級水功能區(qū)的個數(shù)存在不足，現(xiàn)有水功能區(qū)22個，實際全年按6次監(jiān)測的站點16個，分屬14個水功能區(qū);占聊城市省級水功能區(qū)總數(shù)的63.6%。監(jiān)測站點不能滿足水功能區(qū)的管理要求。

水功能區(qū)劃及水質目標的設置有待完善，現(xiàn)有水功能區(qū)劃對河流特別是支流不能全覆蓋，需要進行補充、完善;部分水功能區(qū)水質目標設計欠合理，如馬頰河薛王劉閘以上河段水質目標為工業(yè)用水，而現(xiàn)狀未向任何工業(yè)企業(yè)供水，水質目標與水體用途存在不符。

跨界河流對下游影響問題還有待于研究。因上游水質污染對下游各水功能區(qū)可能產生連鎖影響，怎樣界定對其影響的程度對上下游相關方較為關注的，因檢測次數(shù)不足、無出入境污染物總量及相關理論的支撐等可能存在產生偏差。

建議在今后的水功能區(qū)管理中，一是要強化水質監(jiān)測站網(wǎng)設置合理性研究和論證工作，加密監(jiān)測站布設，滿足水量水質控制到縣級水功能區(qū)的基本要求，二是對省級水功能區(qū)的水質目標重新確認，以水體的實際用途或近期規(guī)劃設計的水質目標為依據(jù)，增加水功能區(qū)水質目標的可控和可操作性。

［1］山東省水功能區(qū)劃［M］.山東省水利廳.2006.

［2］聊城市水功能區(qū)水質監(jiān)測報告［M］.聊城市水利局.2012.

［3］山東省水功能區(qū)限制納污警戒線［M］.山東省水利廳.2010.

［4］聊城市水資源保護規(guī)劃［M］.聊城水文水資源勘測局.2006.

［5］GB3838－2002地表水環(huán)境質量標準［S］.

X832

B

1004－1184(2012)05－0106－03

2012－06－11

王永杰(1978－)，男，山東莘縣人，工程師，主要從事水資源管理與保護工作。