華 晨
(江蘇省水文水資源勘測局常州分局,江蘇常州213022)
溧陽市位于江蘇省南部,太湖流域上游湖西區(qū),山丘區(qū)庫塘密布、平圩區(qū)河網(wǎng)織連。全市匯水邊界相對封閉,降雨徑流主要匯入境內(nèi)干河和水庫塘壩中,部分滯留在湖蕩中。溧陽市平圩區(qū)淺層地下水資源相對豐富,地下水供水以分散供水為主,多用于農(nóng)村生活用水,開發(fā)利用率較低,現(xiàn)有3處集中式飲用水源地,生態(tài)紅線區(qū)域總面積為405.1 km2。
溧陽市地處北亞熱帶邊緣,屬北亞熱帶海洋性濕潤季風(fēng)氣候,四季分明,春季干燥少雨,夏季高溫高濕,雨量集中,秋季涼爽,冬季寒冷干燥。年平均氣溫15.5℃,多年平均降雨量1174.6 mm,降雨量空間變化總體趨勢為由北向南遞增、年內(nèi)時間分布不均,降雨量主要集中在5月~9月,多年平均蒸發(fā)量897.0 mm,主要?dú)庀鬄?zāi)害有暴雨、洪澇、干旱、寒潮等。
溧陽市境內(nèi)共分兩批次劃定省級水功能區(qū)38個,其中第一批32個、第二批6個,其中19個為省級重點(diǎn)水功能區(qū),其中第一批17個、第二批2個,共涉及湖泊1個、水庫10個、河流22條。
根據(jù)溧陽市“十三五”規(guī)劃2020年水質(zhì)管理目標(biāo),采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002),使用雙指標(biāo)(高錳酸鹽指數(shù)、氨氮)方法進(jìn)行評價,第一批水功能區(qū)采用2014年~2016年監(jiān)測資料、第二批水功能區(qū)采用2017年監(jiān)測資料。根據(jù)單項標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)評價原則,其中一項指標(biāo)不合格即為不達(dá)標(biāo)。第一批水功能區(qū)各年度評價結(jié)果見表1,第二批6個水功能區(qū)評價結(jié)果為全部達(dá)標(biāo),達(dá)標(biāo)率為100%。
表1 第一批水功能區(qū)評價結(jié)果
根據(jù)評價結(jié)果,溧陽市轄區(qū)內(nèi)省級重點(diǎn)水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率明顯優(yōu)于一般水功能區(qū),2014年~2016年水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率總體呈上升趨勢。2016年水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率增幅較大,主要是因為2016年年內(nèi)雨水偏多導(dǎo)致。因此溧陽市水環(huán)境總體呈好轉(zhuǎn)趨勢,但改善程度仍有不足。
溧陽市轄區(qū)內(nèi)19個省級重點(diǎn)水功能區(qū)中穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的水功能區(qū)有10個(其中第二批2個重點(diǎn)水功能區(qū)均能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)),其余9個水功能區(qū)未能穩(wěn)定達(dá)標(biāo),均為河道水功能區(qū),其中4個已有專項整治計劃,本次對剩余5個省級重點(diǎn)水功能區(qū)開展達(dá)標(biāo)整治,具體名錄為:①胥河溧陽保留區(qū);②周城河溧陽工農(nóng)業(yè)用水區(qū);③朱淤河溧陽工農(nóng)業(yè)用水區(qū);④溧戴河溧陽工農(nóng)業(yè)用水區(qū);⑤南河溧陽工農(nóng)業(yè)用水區(qū)。根據(jù)2014年~2016年監(jiān)測資料統(tǒng)計,5個不達(dá)標(biāo)水功能區(qū)每年監(jiān)測12次,其各年度達(dá)標(biāo)次數(shù)統(tǒng)計見圖1,可知各功能區(qū)達(dá)標(biāo)次數(shù)總體成上升趨勢。
圖1 各功能區(qū)年度達(dá)標(biāo)次數(shù)統(tǒng)計圖
以胥河溧陽保留區(qū)為例,對不達(dá)標(biāo)水功能區(qū)現(xiàn)狀進(jìn)行分析。
2.4.1 水質(zhì)分析
胥河自郎溧界至河口段為胥河溧陽保留區(qū),水功能區(qū)長度為11 km,2020年水質(zhì)目標(biāo)為Ⅲ類,主要用途為農(nóng)業(yè)用水。沿岸以村莊、農(nóng)田、魚塘為主,無工業(yè)企業(yè)。水功能區(qū)水質(zhì)主要受上游來水、農(nóng)業(yè)面源和水產(chǎn)養(yǎng)殖影響。功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測斷面位于落棚灣橋,斷面所處河段水質(zhì)分布均勻,流速穩(wěn)定,斷面附近無入河排污口,不處于死水區(qū)、回水區(qū)。功能區(qū)沿線共有2條支流,分別為黃家港和章家邊引水河,水質(zhì)綜合類別均為Ⅳ類,主要超標(biāo)項目均為化學(xué)需氧量。
表2 胥河支流河道水質(zhì)類別評價表
胥河溧陽保留區(qū)2014年~2016年斷面氨氮濃度變化統(tǒng)計見圖2,高錳酸鹽指數(shù)濃度變化統(tǒng)計見圖3。結(jié)果顯示,該功能區(qū)汛期水質(zhì)明顯優(yōu)于非汛期,三年內(nèi)氨氮指標(biāo)超標(biāo)18次,高錳酸鹽指數(shù)指標(biāo)超標(biāo)19次。
圖2 落棚灣橋斷面氨氮濃度變化統(tǒng)計圖
圖3 落棚灣橋斷面高錳酸鹽指數(shù)濃度變化統(tǒng)計圖
2.4.2 污染源調(diào)查
不達(dá)標(biāo)水功能區(qū)污染物主要來源有點(diǎn)源污染、面源污染和內(nèi)源污染。
點(diǎn)源污染主要為入河排污口排放,經(jīng)調(diào)查,不達(dá)標(biāo)的5個水功能區(qū)沿線共有40個工業(yè)企業(yè)入河排污口,主要分布在南河、溧戴河和周城河沿線,朱淤河與胥河全程無工業(yè)企業(yè)入河排污口。
面源污染主要包括未接管集中處理的生活污染、農(nóng)業(yè)種植污染和畜禽養(yǎng)殖污染,生活污染采用人口數(shù)量與產(chǎn)物系數(shù)計算,同時結(jié)合生活污水處理情況確定直排生活污染負(fù)荷;農(nóng)業(yè)種植污染根據(jù)耕地面積與化肥農(nóng)藥流失參數(shù)估算;禽畜養(yǎng)殖污染按行政區(qū)調(diào)查畜禽養(yǎng)殖種類和數(shù)量,根據(jù)典型調(diào)查資料或經(jīng)驗系數(shù)估算畜禽養(yǎng)殖污染物排泄量。
內(nèi)源污染主要包括底泥污染、水產(chǎn)養(yǎng)殖污染及航運(yùn)污染。底泥釋放采用釋放系數(shù)法進(jìn)行估算;水產(chǎn)養(yǎng)殖采用經(jīng)驗公式法,測算殘餌、代謝物、藥物產(chǎn)生的污染量;航運(yùn)污染經(jīng)調(diào)研總量極小可忽略不計。
2.4.3 污染物計算
①工業(yè)污染物入河量:W工=W工p+θ1×β1
式中:W工為工業(yè)污染物入河量;W工p為工業(yè)污染物直排量;β1為工業(yè)污染物入河系數(shù);θ1為污水處理廠排放的工業(yè)污染物量。
②農(nóng)村生活污染物入河量:W生1=N農(nóng)×α1×β2
式中:W生1為農(nóng)村生活污染物入河量;N農(nóng)為農(nóng)村人口數(shù);α1為農(nóng)村生活排污系數(shù);β2為農(nóng)村生活污染物入河系數(shù)。
③城鎮(zhèn)生活污染物入河量:W生2=N城×α2-θ2×β3
式中:W生2為城鎮(zhèn)生活污染物入河量;N城為城鎮(zhèn)人口數(shù);α2城鎮(zhèn)生活排污系數(shù);θ2為被污水處理廠處理掉的城市生活污染物量;β3為城鎮(zhèn)生活污染物入河系數(shù)。
④農(nóng)業(yè)面源污染物入河量:W種=M×α3×β4×γ1
式中:W種為種植業(yè)污染物入河量;M為耕地面積;α3為種植業(yè)排污系數(shù);β4為種植業(yè)污染物入河系數(shù);γ1為修正系數(shù),農(nóng)田化肥畝施用量在25 kg左右取1.0。
⑤禽畜養(yǎng)殖污染物入河量:W禽畜=N禽畜×α4×β5
式中:W禽畜為禽畜養(yǎng)殖污染物入河量;N禽畜為折換成豬后的養(yǎng)殖頭數(shù);α4為禽畜排污系數(shù);β5為禽畜養(yǎng)殖污染物入河系數(shù)。
⑥水產(chǎn)養(yǎng)殖污染物入河量:W水產(chǎn)=M水×α5×β6
式中:W水產(chǎn)為水產(chǎn)養(yǎng)殖污染物入河量;M水為水產(chǎn)養(yǎng)殖面積;α5為水產(chǎn)養(yǎng)殖排污系數(shù);β6為水產(chǎn)養(yǎng)殖污染物入河系數(shù)。
⑦底泥污染物排放量根據(jù)河道水體污染底泥面積、底泥污染程度等,采用相關(guān)關(guān)系數(shù)測算COD、氨氮排放量。COD、氨氮污染物釋放強(qiáng)度分別取為26.3 t/(km2·a)、2.60 t/(km2·a)。區(qū)域內(nèi)支流底泥污染物排放一并折算至水功能區(qū)計算。
經(jīng)計算,不達(dá)標(biāo)水功能區(qū)污染物COD入河總量為4565.94 t/a,氨氮入河總量為491.54 t/a。其中胥河溧陽保留區(qū)COD入河量為583.91 t/a,氨氮入河量為63.76 t/a,其計算成果見表3,占比分析見圖4。
表3 胥河溧陽保留區(qū)污染物計算成果表
圖4 胥河溧陽保留區(qū)污染物占比分析圖
2.4.4 污染源特性分析
根據(jù)不達(dá)標(biāo)水功能區(qū)污染物入河總量計算成果,5個水功能區(qū)整體來看,COD污染物主要來源為畜禽養(yǎng)殖,占污染物總量的37.3%;其次為生活污染,占污染物總量的34.6%。氨氮污染物主要來源為生活污染,占污染物總量的49.4%;其次為畜禽養(yǎng)殖,占污染物總量的29.6%。綜合COD和氨氮兩項,禽畜養(yǎng)殖與生活污染物排放量占絕大部分。
以胥河溧陽保留區(qū)為例,河道沿岸的村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的畜禽糞便直接入河、農(nóng)村居民沿河聚集居住生活污水未經(jīng)處理直接排放入河、河道兩岸農(nóng)田農(nóng)業(yè)種植污染對河道水質(zhì)主要產(chǎn)生影響。
2017年溧陽市制定全市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級方案,分年度壓減過剩產(chǎn)能、淘汰低端低效產(chǎn)能任務(wù),截至2019年底,全市共關(guān)停重污染企業(yè)32家,整合小型企業(yè)15家,確保整合后的生產(chǎn)制造企業(yè)污染物排放均經(jīng)凈化處理。
點(diǎn)源污染治理即入河排污口整治,提高工業(yè)企業(yè)污水處理率,推廣中水回用,削減污染物排放量,改善水環(huán)境質(zhì)量。主要措施包括重點(diǎn)行業(yè)入河排污口整治、分散工業(yè)源治理工程、工業(yè)集中區(qū)污水管網(wǎng)建設(shè)工程。
面源污染治理以減少畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)業(yè)種植過程污染為目標(biāo),提高城鎮(zhèn)與農(nóng)村生活污水收集率和處理效率,有效削減面源污染入河量,改善水環(huán)境質(zhì)量。主要措施包括農(nóng)業(yè)生態(tài)養(yǎng)殖和綠色種植推廣、禁養(yǎng)區(qū)畜禽養(yǎng)殖場關(guān)閉搬遷、畜禽養(yǎng)殖場治理改造、區(qū)域治污一體化工程、鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水收集管網(wǎng)建設(shè)、農(nóng)村分散式污水處理設(shè)施建設(shè)、生活垃圾分類收集等。
內(nèi)源污染控制即減少河道內(nèi)源污染、提高河道自凈能力,減少道路田地等存在的面源污染進(jìn)入河道,有效控制水體污染的產(chǎn)生。主要措施包括農(nóng)村河塘溝渠疏浚整治。
通過水系連通與水生態(tài)修復(fù),加強(qiáng)水功能區(qū)周邊中小河道水系連通能力,提高河道自凈能力及環(huán)境容量。主要措施包括中小河流治理重點(diǎn)縣綜合整治和河道水系連通工程,城區(qū)河段水環(huán)境綜合整治,建設(shè)生態(tài)浮島等工程。
以胥河溧陽保留區(qū)為例,整治方案見表4。
表4 胥河溧陽保留區(qū)整治方案
通過以上措施的實施,截至2019年底,各類污染物入河量大量消減,5個水功能區(qū)削減后的污染物入河量均不超過水功能區(qū)納污能力,以胥河溧陽保留區(qū)為例,各類污染物消減量統(tǒng)計見表5。
表5 胥河溧陽保留區(qū)污染物消減量統(tǒng)計表
本文通過對溧陽市不達(dá)標(biāo)水功能區(qū)進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查,根據(jù)單項標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)評價原則,采用雙指標(biāo)法對污染物排放量和污染源開展計算和分析,得到了較為客觀的不達(dá)標(biāo)水功能區(qū)評價成果。通過對污染源及污染物排放特性進(jìn)行分析,制定了符合地區(qū)實際的整治規(guī)劃,以推動地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級、采取點(diǎn)源污染、面源污染治理、內(nèi)源污染控制和水系連通、調(diào)水引流及水生態(tài)修復(fù)等措施為五大方向,制定和實施了水功能區(qū)達(dá)標(biāo)整治規(guī)劃。實測結(jié)果表明,溧陽市水功能區(qū)的污染物排放量有明顯的降低,消減后的污染物入河總量已穩(wěn)定低于河道納污能力,水環(huán)境和河道生態(tài)逐年改善。