杜　明, 柳　強(qiáng), 羅　彬, 張　丹

(四川省環(huán)境監(jiān)測總站,成都　610091)

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· 水環(huán)境 ·

岷、沱江流域水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)及分析

杜明, 柳強(qiáng), 羅彬, 張丹

(四川省環(huán)境監(jiān)測總站,成都610091)

根據(jù)岷、沱江斷面水質(zhì)例行監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用單因子指數(shù)法評(píng)價(jià)岷、沱江流域干流及其支流水質(zhì)現(xiàn)狀，探討了岷、沱江干流水質(zhì)沿程變化和可能影響因子。結(jié)果表明：岷、沱江流域均以總磷超標(biāo)為主，沱江流域水質(zhì)污染重于岷江流域。岷、沱江流域水環(huán)境質(zhì)量下降既有年均徑流量減少導(dǎo)致生態(tài)基流減少自然因素的原因，也有點(diǎn)源污染源包括涉磷企業(yè)及城鎮(zhèn)生活和面源污染源包括農(nóng)村生活、畜禽養(yǎng)殖及農(nóng)田徑流等人為因素的原因。

岷、沱江流域；水環(huán)境質(zhì)量；水質(zhì)評(píng)價(jià)；趨勢分析

1　前 言

岷、沱江流域僅占四川省幅員面積的30%左右，卻涵養(yǎng)和支持了全省60%以上的人口和經(jīng)濟(jì)總量[1]，是四川省五大水系中污染最嚴(yán)重、水質(zhì)惡化速率最明顯的兩大水系，復(fù)合污染源強(qiáng)貢獻(xiàn)突出、多市交界、多支流匯入，河網(wǎng)典型性而獨(dú)特[2-3]?！笆濉币?guī)劃正在啟動(dòng)，生態(tài)文明建設(shè)和環(huán)境保護(hù)被放在更加重要的戰(zhàn)略位置，岷沱江流域的水環(huán)境污染治理面臨新的階段探究。因此，本文選擇2015年四川省水質(zhì)例行監(jiān)測數(shù)據(jù)研究岷、沱江流域水環(huán)境變化趨勢及其原因分析，對岷、沱江流域的水環(huán)境規(guī)劃與治理提供參考。

本文采用單因子指數(shù)法評(píng)價(jià)岷、沱江流域水環(huán)境的主要超標(biāo)因子和污染程度；分析岷、沱江干流水質(zhì)空間變化特征；討論干支流徑流量變化、復(fù)合污染源強(qiáng)等因素對水質(zhì)變化影響，為流域水環(huán)境綜合治理服務(wù)。

2　研究區(qū)概況和評(píng)價(jià)項(xiàng)目

岷、沱江是長江上游的一級(jí)支流。岷江流域面積為135 840km2，多年平均降水量約1 100～1 600mm，河口年徑流量890億m3，干流全長711km[4]，發(fā)源于岷山。岷江一級(jí)支流大渡河水系，在四川境內(nèi)干流長852km，流域面積為68 200km2，多年平均徑流總量456億m3，岷江二級(jí)支流青衣江水系，干流長276km，流域面積1.33萬km2，多年平均徑流量139億m3。沱江流域面積為2.78萬km2，發(fā)源于四川盆地九頂山的綿遠(yuǎn)河與湔江、石亭江匯合在金堂趙鎮(zhèn)附近，中下游支流多已渠化，沱江流域多年平均降水量約1 029mm，多年平均徑流量149.4億m3，其中豐水年徑流量為262.4億m3，枯水年徑流量為66.2億m3。

2015年岷、沱江流域干流和支流監(jiān)測斷面共76個(gè)(見圖1)。根據(jù)《環(huán)辦〔2011〕22號(hào)地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法》(試行)中規(guī)定水質(zhì)評(píng)價(jià)共包括21項(xiàng)，分別為pH、溶解氧、高錳酸鉀指數(shù)、生化需氧量、氨氮、石油類、揮發(fā)酚、氟化物、銅、鋅、汞、鉛、硒、砷、鎘、六價(jià)鉻、總氰化物、總磷、化學(xué)需氧量、陰離子表面活性劑和硫化物。

圖1　岷、沱江流域及河流水系和采樣點(diǎn)分布Fig.1　The river system in Minjiang & Tuojiang River basins and locations of sample sites

3　監(jiān)測結(jié)果與分析

3.1岷、沱江流域水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

由圖2可知，岷江流域?yàn)橹卸任廴荆?8個(gè)斷面達(dá)標(biāo)率52.6%，包括：I～Ⅲ類水?dāng)嗝?0個(gè)、占52.6%；Ⅳ類水?dāng)嗝?個(gè)、占7.9%；V類及劣V類水?dāng)嗝?5個(gè)、占39.5%。岷江干流為輕度污染，13個(gè)斷面達(dá)標(biāo)率46.2%。岷江支流為中度污染，25個(gè)斷面達(dá)標(biāo)率44.0%，均為V類和劣V類水。沱江流域污染程度重于岷江流域，水質(zhì)狀況呈現(xiàn)I～Ⅲ類水和劣V類水在減少的橄欖型態(tài)勢分布，38個(gè)斷面達(dá)標(biāo)率為15.8%，包括：I～Ⅲ類水?dāng)嗝?個(gè)、占15.8%；Ⅳ類水20個(gè)、占52.6%；V類及劣V類水12個(gè)、占31.6%。沱江干流為輕度污染，15個(gè)斷面達(dá)標(biāo)率13.3%。沱江支流為中度污染，23個(gè)斷面達(dá)標(biāo)率17.4%，其中11個(gè)斷面為V類和劣V類水。

由圖3可知，岷、沱江流域超Ⅲ類水的主要污染指標(biāo)是總磷和氨氮。岷江流域中總磷、氨氮超標(biāo)斷面為15個(gè)、3個(gè)，占39.5%、7.9%，其中總磷超標(biāo)斷面中干流和支流斷面各占47.0%、53.0%。沱江流域中總磷、氨氮超標(biāo)斷面為26個(gè)、5個(gè)，占68.4%、13.2%，其中總磷超標(biāo)斷面干流和支流斷面各占50.0%。

圖2　岷江流域和沱江流域水質(zhì)類別比Fig.2　The distribution of water quality classification proportions in Minjiang&Tuojiang River basins

圖3　岷江流域(a)和沱江流域(b)首要污染因子貢獻(xiàn)分布圖Fig.3　The contribution of primary pollution factor in Minjiang River (a) and Tuojiang River (b)

3.2岷、沱江干流水質(zhì)沿程分布

岷江干流水質(zhì)空間變異性顯著，分為上、中、下游三段分析(見圖4)。上游(渭門橋—黎明村)水質(zhì)優(yōu)良，為Ⅱ類水，主要分布在阿壩州境內(nèi)。中游(都江堰水文站—青神羅波渡)在經(jīng)歷成都段后水質(zhì)明顯下降，均為超Ⅲ類水。岷江至都江堰水文站分內(nèi)江和外江，外江承擔(dān)都江堰灌溉面積并受納了部分回流的農(nóng)藥化肥，又在下游匯入劣V類的新津南河，在岳店子水質(zhì)下降為Ⅳ類；內(nèi)江經(jīng)成都主城區(qū)，受納成都平原工業(yè)廢水、生活污水，以岷江主要支流府河、江安河為例，受未分流的面源和生活源污染影響，中下游斷面水質(zhì)為劣V類。內(nèi)、外江匯合后在眉山界內(nèi)匯入受到不同程度總磷污染的毛河、體泉河、思蒙河和金牛河等支流，導(dǎo)致眉山糖廠斷面至青神羅波渡斷面均為劣V類水污染河段。下游(悅來渡口—涼姜溝)在樂山境內(nèi)迎來流量較大、水質(zhì)穩(wěn)定為Ⅱ類的青衣江和大渡河支流，水質(zhì)在馬鞍山斷面改善為Ⅲ類水，但由于在樂山出境段有劣V類茫溪河的匯入，入長江口宜賓段仍受總磷污染的影響。

圖4　岷江水系水質(zhì)沿程分布Fig.4　Spatial variations in the water quality of Minjiang River

沱江干流水質(zhì)沿程斷面大多數(shù)在Ⅳ類水超標(biāo)狀態(tài)(見圖5)。三皇廟受德陽境內(nèi)的劣V類支流鴨子河、石亭江和毗河匯入影響，水質(zhì)為V類，歷經(jīng)成都出境斷面五鳳鳴陽水質(zhì)改善為Ⅳ類。宏緣是資陽的入境斷面，經(jīng)拱城鋪渡口，至幸福村出資陽境，沱江資陽段總磷超標(biāo)倍數(shù)從0.43降低為0.25，這可能與水質(zhì)的自凈化有關(guān)。進(jìn)入內(nèi)江境，流經(jīng)資中縣月亮峽至銀山鎮(zhèn)水質(zhì)轉(zhuǎn)為Ⅲ類，再往下游至內(nèi)江市區(qū)高寺渡口斷面受納城區(qū)工業(yè)污水和生活污水影響重回Ⅳ類水質(zhì)，大小清流河的匯入使內(nèi)江出界龍門鎮(zhèn)斷面再次改善至Ⅲ類水質(zhì)。在沱江流域下游，威遠(yuǎn)河、釜溪河、瀨溪河等受重度污染的支流匯入，自貢段至瀘州段均受到輕度污染。

圖5　沱江水系水質(zhì)沿程分布Fig.5　Spatial variations in water quality of Tuojiang River

3.3水環(huán)境質(zhì)量惡化原因討論

3.3.1生態(tài)基流減少

受近年來降雨量減少影響，2011～2015年岷、沱江干流近5年來年均徑流量呈下降趨勢(如圖6)。2015年岷江流域年均降水量為1 113mm，比2013年下降7.7%，沱江流域多年平均年降水量約為1 200mm，2015年沱江流域年均降水量為994mm，比2013年下降19.6%。岷、沱江干流年均徑流量變化趨勢與降水量變化趨勢基本一致，如圖6顯示，2015年岷江干流年均徑流量為691.8m3/s，跟2011年相比下降24.2%，2013年相比下降23.6%。2015年沱江干流年均徑流量為215.1 m3/s，跟2011年相比下降23.7%，2013年相比下降31.2%。徑流量減少致使水環(huán)境承載力減少，成為岷、沱江流域監(jiān)測斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)比例明顯下降的直接因素。

岷、沱江流域支流流量近5年來變化規(guī)律比較復(fù)雜(見圖7)，這主要有主觀和客觀因素的原因。在客觀因素方面，水資源分布不均，年內(nèi)豐、枯水期水量差異大，對支流生態(tài)環(huán)境用水有著重要影響，據(jù)岷、沱江流域多年平均(1956～2005年)水文資料統(tǒng)計(jì)，豐水期6～10月水量占全年的80%以上，枯水期12～5月水量僅占全年的13%～17%[6]。主觀因素方面表現(xiàn)為受人為活動(dòng)影響較大，比如岷江成都段水系的府河、南河、沙河自然流量都較小，甚至部分河段生態(tài)基流基本為零，但一方面郊區(qū)由于配套污染防治設(shè)施覆蓋面小，生活污水直排河道，另一方面污水處理廠在廢水排放高峰期往往出現(xiàn)溢流情況，據(jù)閆靜等[7]測算，成都出境斷面黃龍溪高達(dá)70%流量來自污水處理廠。沱江自貢段水系的釜溪河、大安河屬于多堰型河系，上游人為梯級(jí)開發(fā)流域致使河流生態(tài)用水嚴(yán)重缺乏，在枯、平水期隨著堰閘的關(guān)閉，釜溪河流域中下游河道幾乎沒有外來水源補(bǔ)給，嚴(yán)重影響河道水體稀釋、自凈能力。

圖6　2011～2015年岷、沱江流域干流年均徑流變化趨勢Fig.6　The trend of average annual runoff in main streams of Minjiang & Tuojiang River from 2011～2015

圖7　2011～2015年岷、沱江流域重度污染支流年均徑流量Fig.7　The trend of average annual runoff in heavily polluted tributaries from 2011～2015

3.3.2污染源強(qiáng)貢獻(xiàn)

工業(yè)點(diǎn)源——以主要超標(biāo)因子總磷和氨氮為例，總磷排放量2014年為1.58萬噸，比2011年下降1.8%，比2013年下降16.7%；氨氮排放量2014年為8.08萬噸，比2011年下降6.3%，比2013年下降1.70%(見圖8a)。“十二五”期間全省工業(yè)污染物排放呈穩(wěn)定控制減排趨勢，但流域水環(huán)境問題的復(fù)雜性、緊迫性和長期性沒有本質(zhì)改變。岷、沱江流域沿線區(qū)縣建有多個(gè)工業(yè)園區(qū)，處理后的水質(zhì)即使全部達(dá)標(biāo)離地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)仍有一定差距，同時(shí)不少工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)廢水偷排，致使流域水質(zhì)進(jìn)一步惡化。

城鎮(zhèn)污水處理廠——近5年來岷、沱江流域廢水排放總量保持年均5.9%的增量趨勢，其中工業(yè)廢水排放量與總磷和氨氮排放量減排趨勢一致，以年均8.6%穩(wěn)步下降；生活污水排放量以年均14.2%連續(xù)增加。因此，生活污水排放量連年增加是廢水排放總量呈上升態(tài)勢的主要因素，如圖8b所示，岷、沱江流域年末常住人口近5年幾乎持平，從2010年4 826萬人略微上升到2014年的4 884萬人，其中鄉(xiāng)村人口2014年為2 623萬人，比2011年下降約6.72%，比2013年下降約2.11%；城鎮(zhèn)人口2014年為2 259萬人，比2011年上升約7.19%，比2013年上升約3.54%。在快速城鎮(zhèn)化過程中，人口結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致城鎮(zhèn)特別是城鄉(xiāng)結(jié)合部排放的生活污水負(fù)荷不斷增加，致使流域出現(xiàn)污染問題。

圖8　2010～2014年岷、沱江流域污染物排放量(a)和人口及地區(qū)生產(chǎn)總值(b)，數(shù)據(jù)來源于四川統(tǒng)計(jì)年鑒 [1]，其中2010年總磷和總氮排放量未被統(tǒng)計(jì)Fig.8　Discharge of key pollutants (a), Population and Gross Domestic Product (b) in the Minjiang&Tuojiang River basins from 2010～2014, data from Sichuan statistical yearbook, the discharge of TP and TN in 2010 was not investigated.

農(nóng)村生活——全省大部分農(nóng)村沒有污水管網(wǎng)和垃圾處理系統(tǒng)，大部分都直接排入河道，造成地表水嚴(yán)重污染。桂平婧等[8]運(yùn)用輸出系數(shù)模型估算四川省農(nóng)村生活非點(diǎn)源污染負(fù)荷，結(jié)果表明2012年岷江流域農(nóng)村生活中總磷產(chǎn)生量為21 067噸，占全省農(nóng)村生活總磷排放量的23.12%，沱江流域農(nóng)村生活總磷產(chǎn)生量為26 099噸，占全省農(nóng)村生活總磷排放量的28.64%。

畜禽養(yǎng)殖——四川是全國最大的生豬養(yǎng)殖省，尤其是岷、沱江流域遍布著規(guī)模不等的畜禽以及大量散養(yǎng)農(nóng)戶，其產(chǎn)生的廢棄物排放絕大多數(shù)沒有經(jīng)過任何處理直接排放，相對應(yīng)的污染物處理設(shè)備沒有跟上，給環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

農(nóng)田徑流——岷、沱江流域農(nóng)藥、化肥的使用量過大，含磷量大的畜禽糞便、農(nóng)藥化肥等污染通過地表徑流進(jìn)入河流，造成雨季河流流量增加，總磷超標(biāo)更嚴(yán)重的原因。大量流動(dòng)人口從農(nóng)村到城市打工、就業(yè)，到了農(nóng)耕季節(jié)返鄉(xiāng)選擇雨季前后施用氮、磷肥，再加上農(nóng)田沒有保護(hù)性緩沖截留措施[9]，形成降雨徑流后直接進(jìn)入地表水體中，或者下滲形成壤中流排放地表水體，成為導(dǎo)致地表水氮、磷污染程度惡化的主要原因。

4　結(jié) 語

本文通過對2015年岷、沱江流域水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)和水質(zhì)變化原因分析，揭示了主要污染因子從過去主要是有機(jī)污染問題到現(xiàn)在總磷、氨氮等污染問題日益凸顯。結(jié)果表明：

(1)岷江流域和沱江流域均為中度污染，達(dá)標(biāo)率分別為52.6%和15.8%，首要污染因子為總磷，其次為氨氮。岷、沱江流域支流均表現(xiàn)出污染嚴(yán)重、喪失水體使用功能的V類及劣V類水質(zhì)斷面比例較高等特點(diǎn)。

(2)岷江干流水質(zhì)沿程斷面空間變異性顯著，總磷超標(biāo)斷面集中在成都-眉山段和宜賓段，在下游樂山段水質(zhì)改善是由于大渡河和青衣江匯入稀釋；沱江干流水質(zhì)沿程斷面大多數(shù)穩(wěn)定在IV類水質(zhì)，總磷超標(biāo)斷面集中在德陽-成都-內(nèi)江-自貢-瀘州段。

(3)造成全省岷、沱江流域總磷超標(biāo)原因有兩個(gè)方面：首先，生態(tài)基流減少。受降雨量影響，徑流量減少造成生態(tài)基流減少，成為監(jiān)測斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)比例下降的直接原因。其次，從總磷污染的源頭分析，工業(yè)點(diǎn)源污染、生活污水污染、畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)田徑流都是重要的污染來源。

總之，隨著流域環(huán)境治理的不斷深入，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展方式的不斷轉(zhuǎn)變，岷、沱江流域水環(huán)境污染需要解決的主要超標(biāo)因子從過去的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變?yōu)殡y以治理的總磷、氨氮污染物。根據(jù)污染物性質(zhì)及當(dāng)前水環(huán)境污染治理形式發(fā)展需要，對于點(diǎn)源污染源，一是要加強(qiáng)涉磷企業(yè)的監(jiān)督，尤其是督促其污染處置措施的正常穩(wěn)定運(yùn)行，二是對城鎮(zhèn)生活污水處理廠實(shí)現(xiàn)污水處理規(guī)模擴(kuò)容、配套管網(wǎng)建設(shè)、加快除磷脫氮措施改造及升級(jí)。對于面源污染源，一是采取規(guī)模養(yǎng)殖場畜禽糞便集中收集、儲(chǔ)存和發(fā)酵制肥等綜合利用技術(shù)提高糞便資源量利用，二是推廣科學(xué)施肥技術(shù)和農(nóng)作物病蟲害綠色防控技術(shù)減少化肥和農(nóng)藥施用量。

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Evaluation and Analysis of Present Water Environment Quality of Minjiang & Tuojiang River Basins

DU Ming, LIU Qiang, LUO Bin, ZHANG Dan

(SichuanProvinceEnvironmentalMonitoringStation,Chengdu610091,China)

The water quality of main and tributaries in Minjiang & Tuojiang River was evaluated by Single factor index method, based on the water quality monitoring data from sections of Minjiang & Tuojiang River basins. This article discussed the variety of water quality along main streams of Minjiang &Tuojiang River basins and analyzed the possible influencing factors. The results showed that the water pollution of Minjiang &Tuojiang River was mainly reflected in the total phosphorus levels, and the water pollution of Tuojiang River was worse than that of Minjiang River. The deterioration of water quality in Minjiang &Tuojiang River was mainly caused by natural factors including the average annual runoff reduction which resulted in the reduction of the ecological base flow, and human factors including the phosphate related enterprises emissions, the rural domestic pollution, the livestock and poultry breeding, and the farmland runoff pollution.

Minjiang & Tuojiang River; water environmental quality; water quality assessment; trend analysis

2016-05-19

水專項(xiàng)子課題：三峽庫區(qū)上游入庫污染物通量監(jiān)控預(yù)警技術(shù)研究及示范(2013ZX07503-001-02)。

杜 明(1960 - )，男，重慶忠縣人，2005年畢業(yè)于西南交大環(huán)境工程學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)，碩士，工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測工作。

X522

A

1001-3644(2016)05-0020-06