舒 林，王曉輝

(1.合肥工業(yè)大學 資源與環(huán)境工程學院，安徽 合肥 230009；2.安徽省環(huán)境科學研究院，安徽 合肥 230061)

襄河發(fā)源于滁州市章廣鎮(zhèn)江淮分水嶺結(jié)合部山麓，向東南入滁河，總長度為74.1 km，流域面積807.1 km2.其中全椒縣境內(nèi)長57.1 km，流域面積540 km2.洼地以上建有大(二)型黃栗樹水庫，控制面積262 km2，占襄河流域面積的36.4%，襄河自黃栗樹水庫攔截后，一路向東南經(jīng)石沛、六鎮(zhèn)、襄河鎮(zhèn)，其間穿越312國道、寧西鐵路，橫跨縣城，于十字鎮(zhèn)汊河西流入滁河.襄河左岸支流有沛河、新龍河、土橋西河，右岸有趙店河、東王河匯入.筆者按照襄河流域水環(huán)境控制單元分布情況進行監(jiān)測斷面布設，運用單項污染指數(shù)法分析水質(zhì)污染現(xiàn)狀[1]，從而為襄河流域水污染防治提供依據(jù).

1 控制單元劃分

基于GIS平臺和DEM數(shù)據(jù)，采用ArcGis軟件中的Hydrology Modeling模塊進行水文相應單元的劃分，并確定匯水區(qū)域.結(jié)合襄河關(guān)鍵控制節(jié)點和匯水區(qū)內(nèi)匯水特征，將行政區(qū)-水文響應單元有機融合，建立“關(guān)鍵控制節(jié)點-控制河段-對應陸域”的水陸響應關(guān)系[2]進行控制單元的劃分(詳見圖1).控制節(jié)點根據(jù)跨行政區(qū)交接斷面、重要支流入河口、重要污染源排污口設立.水體范圍為襄河整條河流，共劃分為5段水域控制單元，陸域控制單元分別包含滁州市章廠鎮(zhèn)、施集鎮(zhèn)、腰鋪鎮(zhèn)以及全椒縣石沛鎮(zhèn)、馬廠鎮(zhèn)、六鎮(zhèn)鎮(zhèn)、十字鎮(zhèn)、襄河鎮(zhèn)、武崗鎮(zhèn)相關(guān)匯水區(qū)域.

圖1 襄河控制單元劃分結(jié)果

2 監(jiān)測斷面設置

為達到對水質(zhì)監(jiān)測“應盡量涵蓋控制單元出口一級單元內(nèi)跨行政區(qū)交接斷面”的要求，并了解襄河流域主要一級支流水質(zhì)情況以及便于與歷史數(shù)據(jù)對比，全椒縣環(huán)境監(jiān)測站于2016年3月24—26日對流域地表水體進行了監(jiān)測分析，每日早、中、晚各采樣1次.該次現(xiàn)狀監(jiān)測斷面布設選取12個，包含5個控制單元與襄河交匯斷面，4個主要支流匯入口斷面以及3個常規(guī)監(jiān)測斷面(詳見表1).其中，化肥廠下是國控監(jiān)測斷面.

表1 襄河流域水質(zhì)監(jiān)測斷面一覽表

3 評價標準和方法

3.1 評價標準

該次地表水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價的監(jiān)測項目為水溫、pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、氨氮、石油類、揮發(fā)酚、汞、鉛、總氮(河流斷面不考核)、總磷、化學需氧量、銅、鋅、氟化物、硒、砷、鎘、鉻(六價)、氰化物、糞大腸菌群、陰離子表面活化劑、硫化物共24項[3].區(qū)域地表水環(huán)境執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)中的Ⅲ類標準[4].

3.2 評價方法

地表水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價采用單項污染指數(shù)法，一般水質(zhì)因子計算公式為[5]

其中：Si為i種污染物分指數(shù)；Ci為i種污染物實測值(mg·L-1)；CS i為i種污染物評價標準值(mg·L-1).

pH污染物指數(shù)為

其中：SpH為pH的分指數(shù)；pHj為pH實測值；pHSd為pH評價標準的下限值；pHSu為pH評價標準的上限值.

DO污染指數(shù)為：

當DOj≥DOS時

當DOj

SDO,j=10-9×DOj/DOS,

4 水質(zhì)評價結(jié)果

4.1 首要污染物

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，將襄河流域8個監(jiān)測斷面各項指標超標因子超標率及最大超標倍數(shù)從大到小排序，不超標的未列出(詳見表2).選取綜合排序前4位的污染物作為水體的首要污染物，由于目前河流監(jiān)測斷面總氮不作為考核指標[6]，因此，確定襄河流域首要污染物為：氨氮、總P、COD.

表2 襄河水質(zhì)指標標準指數(shù)排序

4.2 監(jiān)測斷面水質(zhì)分析

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，得出襄河各監(jiān)測斷面水質(zhì)類別情況，結(jié)果列于表3.

表3 襄河流域監(jiān)測斷面水質(zhì)類別

根據(jù)表3分析，襄河源頭水質(zhì)可以滿足III類水體水質(zhì)要求，但是經(jīng)過C段控制區(qū)，由于河道兩邊農(nóng)田及村莊大量增加，農(nóng)業(yè)面源及生活畜禽養(yǎng)殖面源污染源的大量匯入，水質(zhì)急轉(zhuǎn)下降為V類水體，總磷超標嚴重；進入D段控制區(qū)后，途中有兩條較大支流匯入分別為東王河和沛河，水質(zhì)分別為劣V類和IV類，由于支流匯入使得襄河水量增加，加快河流污染物降解，因此D段出口水質(zhì)又上升至III類；通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)E段控制區(qū)的污水主要排放至襄河的兩個支流新龍河和趙店河以及老襄河水域，并最終匯入襄河.根據(jù)對新龍河和趙店河入襄河口水質(zhì)的監(jiān)測結(jié)果可知，新龍河水質(zhì)為V類，趙店河水質(zhì)為IV類，但由于還有老襄河水域的匯入以及E段控制區(qū)位于襄河流域控制區(qū)的最后一段，是襄河流域工業(yè)集中區(qū)域，也是全椒縣城區(qū)襄河鎮(zhèn)所在區(qū)域，工業(yè)企業(yè)、人口數(shù)量較之前4個控制區(qū)域有大幅增長，大大增加了入河污染物排放量.大量的污染物匯入襄河造成三汊河斷面水質(zhì)急劇變差，降為劣V類.

各控制單元出口斷面的首要污染物污染指數(shù)變化趨勢(空間演化)如表4所示.根據(jù)表4，從空間分布情況來看，襄河流域污染物主要來源于E段控制區(qū).

表4 控制單元出口斷面首要污染物污染指數(shù)

4.3 首要污染物在河流斷面的分擔率

根據(jù)污染物分擔率的大小，劃分地表水污染類型，并冠以主副名稱.某污染物在5個主要監(jiān)測斷面全部污染物中的分擔率[7]計算公式如下

其中：Ki為水體中第i類污染物在斷面所占的分擔率(%)；Pi為單項污染指數(shù)，為實測值與標準值之比；P為各單項污染指數(shù)之和.

計算結(jié)果如表5所示.

表5 首要污染物在5個主要監(jiān)測斷面的分擔率 %

襄河流域早期以工業(yè)點源影響為主，后隨著縣城區(qū)城市化進程的加快，生活污水排放增多，后者成為主要污染源；氨氮年際濃度上升趨勢明顯，主要與工業(yè)點源和農(nóng)業(yè)面源及畜禽養(yǎng)殖污染排放有關(guān)[8].其中，不斷增加的畜禽養(yǎng)殖業(yè)正逐步成為主要影響因素；總磷的年際變化趨勢波動較大，總體比較穩(wěn)定，主要影響因素是生活污水.表明，襄河流域污染類型以氨氮營養(yǎng)型污染為主要原因，工業(yè)型污染為輔.

5 控制單元水污染防控

A段控制水域：流域內(nèi)農(nóng)業(yè)空間發(fā)展還比較原始，區(qū)位優(yōu)勢不明顯，農(nóng)業(yè)經(jīng)營主題綜合素質(zhì)低，社會化服務體系不健全，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平較低.尚不能形成大規(guī)模專業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展，容易造成農(nóng)民個人為了追求產(chǎn)量，盲目采用過量追肥方式提高產(chǎn)量；這種方式往往不但不能提高產(chǎn)量還會造成土地板結(jié)，過量N、P元素通過灌溉水、雨水進入襄河，造成污染.襄河流域的畜禽養(yǎng)殖大部分為家庭式散養(yǎng)，布局分散.在有關(guān)部門劃定的禁養(yǎng)區(qū)內(nèi)，還有很多家庭式畜禽養(yǎng)殖場，這些養(yǎng)殖場日常產(chǎn)生的糞便多用水沖刷清掃，直接排放至周邊溝渠后匯入襄河，對黃栗樹水庫水源保護區(qū)等敏感水體的保護造成巨大壓力.因此應加強居民防污意識，強化飲用水源地保護工作.畜禽養(yǎng)殖業(yè)是除農(nóng)業(yè)以外對襄河流域水質(zhì)影響最大的行業(yè).原則上襄河流域內(nèi)禁止新增大型畜禽養(yǎng)殖企業(yè).

B—C段控制水域：襄河流域畜禽養(yǎng)殖業(yè)多為傳統(tǒng)養(yǎng)殖，畜禽糞便經(jīng)處理后生產(chǎn)有機肥料的農(nóng)業(yè)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展很少.襄河流域的畜禽以家禽、豬、羊為主.其中最為突出的是糞便的污染，目前糞便的再生利用程度很差，散養(yǎng)戶幾乎是隨處排放畜禽類糞便，規(guī)模養(yǎng)殖場除了雞糞有少量利用外，水禽糞幾乎全部排放到水體中；而且，近幾年由于家禽養(yǎng)殖場的增多，家禽數(shù)量比例有很大的增長，粗放式管理的畜禽業(yè)對襄河水質(zhì)產(chǎn)生巨大影響.故應推進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化，改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)科學種植率，減少農(nóng)藥化肥使用量，大力提倡使用有機生態(tài)肥.重點加強家庭式散養(yǎng)畜禽養(yǎng)殖污染控制，開展農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測，建立健全農(nóng)業(yè)面源綜合防治運行機制[9].

D—E段控制水域：襄河流域內(nèi)有6家經(jīng)濟開發(fā)區(qū)或工業(yè)集聚區(qū).至今，全部沒有設立園區(qū)污水處理廠，造成襄河流域內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)工業(yè)廢水直排，嚴重污染襄河水質(zhì).故應對工業(yè)園區(qū)和產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)進行重點治理，建立有效的監(jiān)管體制，擴建污水處理工程，同時加強突發(fā)污染事件的預警和監(jiān)測[10]，使其水質(zhì)達到III類水質(zhì)目標.

為了確保襄河干流達到地表水體GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》中的Ⅲ類水體，對控制單元要實施污染物減排，應最大程度消減污染物排放并分配到各控制單元[11]，其中，主要削減壓力集中在水域的D—E控制段.

6 結(jié)束語

綜合上述評價結(jié)果可以看出，除了黃栗樹水庫水源及黃栗樹水庫壩前斷面因作為飲用水源保護地保護，斷面水質(zhì)較好外，襄河流域中污染物COD、氨氮和總P都已經(jīng)遠遠超出國家III類標準.從單因子污染指數(shù)上看，襄河各斷面中COD、氨氮、總P超標倍數(shù)最大能達到58.9%，437%，72.6%；從水質(zhì)類別看，襄河多數(shù)控制單元水質(zhì)都為IV類，甚至劣V類；從污染類型看，襄河流域整體污染類型為氨氮營養(yǎng)型污染.將復雜的流域水環(huán)境問題分解到各控制單元內(nèi)[12]，將規(guī)劃的目標和任務逐級細化，并突出重點，從而實現(xiàn)整個流域的水環(huán)境質(zhì)量改善[13].