房樂(lè)苗

（廣東省輕紡建筑設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510060）

經(jīng)過(guò)多年建設(shè)，某流域防洪排澇及河道治理工程已取得階段性成果，有力支撐和保障了地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展與社會(huì)和諧穩(wěn)定。但流域內(nèi)控污截污工作尚未取得長(zhǎng)足進(jìn)展，入河污染負(fù)荷大，流域水環(huán)境惡化，水生態(tài)退化等問(wèn)題日益突出。因此，推動(dòng)流域水環(huán)境持續(xù)改善和水質(zhì)如期達(dá)標(biāo)，堅(jiān)決打好治水攻堅(jiān)戰(zhàn)至關(guān)重要。

1 流域水環(huán)境現(xiàn)狀

流域內(nèi)主要河道由北至南貫穿鎮(zhèn)區(qū)，中部有東西向支流匯入，總體流向?yàn)橛杀毕蚰希瑓R入其支流流向?yàn)橛晌飨驏|。流域內(nèi)主要河道有1條，主干河涌有3條，支涌11條，水面率1.9%。

結(jié)合2020～2021年的水質(zhì)數(shù)據(jù)，其水質(zhì)超過(guò)斷面考核標(biāo)準(zhǔn)的次數(shù)及種類均有所變化。具體情況如圖1所示。

圖1 流域水質(zhì)超標(biāo)次數(shù)統(tǒng)計(jì)圖

注：主要河道考核標(biāo)準(zhǔn)為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）》的Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)限值，主干河涌及支涌考核標(biāo)準(zhǔn)為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）》的Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)限值。

由圖1可以看出，2020年流域內(nèi)水質(zhì)超標(biāo)主要集中在總磷、COD、BOD5三個(gè)指標(biāo)。2021年上半年超標(biāo)項(xiàng)目主要集中在總磷、BOD5、氨氮三個(gè)指標(biāo)。

從數(shù)據(jù)來(lái)看，2021年河涌水質(zhì)數(shù)據(jù)優(yōu)于2020年，主要控制指標(biāo)為總磷和氨氮。

2 流域污染源分析

流域內(nèi)河涌沿岸的污染源主要為：工業(yè)污染源、生活污染源、農(nóng)業(yè)污染源、內(nèi)生源污染、城市面源污染。

2.1 工業(yè)污染源

根據(jù)工業(yè)企業(yè)污染排放及處理情況表可知，流域內(nèi)僅有1家涉水工業(yè)企業(yè)，該企業(yè)COD排放量為0.33 t/a，氨氮排放量為0.022 t/a，總磷排放量為0.025 t/a。

2.2 生活污染源

對(duì)流域內(nèi)沿線的生活污水排放情況進(jìn)行了調(diào)查，總體上可分為兩類：

2.2.1 排入污水處理廠以及污水處理站點(diǎn)

經(jīng)調(diào)查，流域內(nèi)污水處理設(shè)施的出水量為69.53萬(wàn)m3/a，COD排放量為30.77 t/a，氨氮排放量為3.92 t/a，總磷排放量為0.42 t/a。

2.2.2 直排入河

根據(jù)實(shí)地踏勘，流域內(nèi)污水處理廠的收集率約為36.67%，但仍有63.4%的生活污水未經(jīng)收集直接或間接排入河涌，水量合計(jì)為33.47萬(wàn)m3/d，COD排放量為83.69 t/a，氨氮排放量為8.37 t/a，總磷排放量為1.34 t/a；流域內(nèi)共有153個(gè)自然村，但仍有124個(gè)自然村的污水直排環(huán)境，自然村人口合計(jì)14 204人，用水定額取160 L/（人·d），共計(jì)產(chǎn)生污水66.36萬(wàn)m3/d，COD排放量為249.59 t/a，氨氮排放量為24.96 t/a，總磷排放量為3.99 t/a。

2.3 農(nóng)業(yè)污染源

流域內(nèi)的農(nóng)業(yè)污染源主要來(lái)源于：種植業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)。

2.3.1 種植業(yè)

根據(jù)《全國(guó)水環(huán)境容量技術(shù)指南》[1]，農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷計(jì)算公式：農(nóng)業(yè)面源污染物排放量=農(nóng)田面積×農(nóng)田源強(qiáng)系數(shù)。農(nóng)田系數(shù)則需要根據(jù)坡度、土壤類型、年降雨量、化肥和農(nóng)藥施肥用量進(jìn)行修正。詳細(xì)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 農(nóng)田源強(qiáng)系數(shù)修正及取值情況

根據(jù)上述公式及表1，計(jì)算得出流域內(nèi)種植業(yè)COD排放量為224.00 t/a，氨氮排放量為44.76 t/a，總磷排放量為13.44 t/a。

2.3.2 水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)

流域內(nèi)有不少水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，魚(yú)塘面積為12.16 km2，年產(chǎn)量為14 854 t。根據(jù)《第一次全國(guó)污染源普查水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染源產(chǎn)排污 系數(shù)手冊(cè)》，四大家魚(yú)池塘養(yǎng)殖的平均水污染排放系數(shù)如表2所示，類比廣西大學(xué)對(duì)淡水魚(yú)塘水體污染成分分析報(bào)告，魚(yú)塘水中氨氮/總氮的換算比例按0.405。

表2 池塘養(yǎng)殖污染排放系數(shù)

經(jīng)計(jì)算，流域內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖的污染物排放量：COD 289.50 t/ a，總氮42.33 t/a，氨氮17.15 t/a，總磷7.49 t/a。

2.3.3 畜禽養(yǎng)殖業(yè)

參照《全國(guó)水環(huán)境容量核定技術(shù)指南》，對(duì)于畜禽廢渣以回收等方式進(jìn)行處理的污染源，按產(chǎn)生量的12% 計(jì)算污染物流失量[2]。規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)須執(zhí)行《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18596—2001）[2]，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)的排水量和污染物濃度均有規(guī)定。流域內(nèi)畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 流域內(nèi)畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放情況表

2.4 內(nèi)生源污染

考慮到河道底泥的相對(duì)靜態(tài)非劇烈擾動(dòng)特征，即參與釋放的并非河道所有層面的底泥，確定以表面積法對(duì)河道底泥的釋放量進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式：

式中，W底泥為按表面積法計(jì)算得到的釋放量；S為河道底泥表面積；R為底泥釋放速率，t為釋放時(shí)間。

根據(jù)蘇州河、深圳河與茅洲河的研究，底泥釋放污染物的速率R與流速比φ呈指數(shù)關(guān)系，與底泥中污染物的含量呈正比。

具體關(guān)系式如下：

式中，k和b為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，φ=U/Uc為流速比，Uc為代表粒徑沉積物顆粒的臨界起動(dòng)流速，可由泥沙起動(dòng)公式或經(jīng)驗(yàn)公式確定；Cs為底泥表層中的污染物含量，CS0為底泥表層中的污染物本底含量。

由此計(jì)算出內(nèi)生源污染釋放量，詳細(xì)數(shù)據(jù)如表4所示。

表4 內(nèi)生源污染釋放量

2.5 城市面源污染

由于現(xiàn)階段缺乏各污染物指標(biāo)EMCS的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，城市雨水徑流污染負(fù)荷計(jì)算公式：

W2i為城市雨水徑流產(chǎn)生的污染負(fù)荷（t/a）；A為積水區(qū)面積（km2）；Ψ為研究區(qū)域的綜合徑流系數(shù)；為研究區(qū)域的多年平均降雨量（mm）；EMCS為研究區(qū)域多場(chǎng)降雨徑流污染的平均濃度（mg/L）。

由于現(xiàn)階段缺乏各污染物指標(biāo)EMCS力的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，需參照“城市雨水徑流污染特征分析—以佛山新城為例”[3]的分析結(jié)果，不同下墊面降雨事件徑流污染狀況如表5所示。

表5 徑流污染物EMCs統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)值

根據(jù)流域內(nèi)建成區(qū)面積核算地表徑流COD排放量為166.04 t/a，SS排放量為261.23 t/a，總磷排放量為2.56 t/a。

2.6 污染源總量及分析

流域內(nèi)各污染源排放總量如表6所示，農(nóng)業(yè)污染源的貢獻(xiàn)率是最高的，COD、氨氮、總磷總量分別達(dá)到了63.96%、78.18%及54.14%。

表6 各污染源排放情況統(tǒng)計(jì)

3 流域水環(huán)境污染防治對(duì)策建議

要解決流域水環(huán)境問(wèn)題，應(yīng)從“源頭-中端-末端”[4]提出水污染防治、水環(huán)境治理、水動(dòng)力構(gòu)建、水智慧管控和農(nóng)業(yè)面源治理對(duì)策，最后通過(guò)可達(dá)性分析對(duì)方案的實(shí)施效果進(jìn)行校核及評(píng)估。

3.1 水污染防治

水污染防治工程主要包括污水廠站建設(shè)工程、雨污管網(wǎng)新建工程、現(xiàn)狀管網(wǎng)修復(fù)工程、溢流污染控制工程、面源污染控制工程等五個(gè)方面。

（1）在調(diào)研的基礎(chǔ)上，核查現(xiàn)狀污水處理廠處理規(guī)模是否滿足近遠(yuǎn)期需求，提出污水廠的擴(kuò)容需求和擴(kuò)容方案；核查污水處理工藝是否滿足出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，提出提標(biāo)改造需求和改造方案。

（2）深入調(diào)查雨污水管網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)狀情況，分析系統(tǒng)現(xiàn)存問(wèn)題并針對(duì)性提出雨污水管網(wǎng)建設(shè)方案，做到流域內(nèi)污水管網(wǎng)全覆蓋，力爭(zhēng)雨污“可分盡分”，污水“應(yīng)收盡收”，做到全面提高污水收集率，以此盡快實(shí)現(xiàn)城市污水的全收集、全處理。

（3）根據(jù)目前正在開(kāi)展的現(xiàn)狀管網(wǎng)檢測(cè)成果，提出管道修復(fù)、清淤方案及工程量，以減少管網(wǎng)滲漏并恢復(fù)管網(wǎng)通水能力。

（4）針對(duì)合流制管網(wǎng)的污水隨雨水直排入河問(wèn)題，應(yīng)提出緩解方案及工程量，以減少進(jìn)入合流制管道的徑流量，降低合流制溢流總量和溢流頻次。

（5）針對(duì)工業(yè)區(qū)、住宅區(qū)初期雨水直排入河對(duì)水體造成的污染問(wèn)題提出解決方案，以減少初期雨水對(duì)水體的污染。

3.2 水環(huán)境治理

為整治河涌水環(huán)境質(zhì)量，恢復(fù)河涌水功能，提高河涌水體自凈能力，平衡水生生態(tài)系統(tǒng)，必須對(duì)河涌實(shí)施水環(huán)境整治，通過(guò)控制內(nèi)源污染，再結(jié)合外源的調(diào)控及水生態(tài)修復(fù)，以此對(duì)區(qū)域河道進(jìn)行整治恢復(fù)。具體工程措施包括對(duì)河道的清淤，打造河道生態(tài)岸線人工濕地、曝氣塘的構(gòu)建以及水生態(tài)修復(fù)等工程，以此提高河涌水體質(zhì)量環(huán)境。

3.3 水動(dòng)力構(gòu)建

根據(jù)河涌排水流量計(jì)算結(jié)果，按照規(guī)劃新定排澇標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)部分閘站的主排河涌不滿足排澇過(guò)流要求，為了使這些主排河涌與排澇泵站及水閘設(shè)計(jì)流量規(guī)模匹配，需對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)寬整治，以保障區(qū)域水動(dòng)力條件。

3.4 水智慧管控

為了實(shí)時(shí)了解水質(zhì)情況，提早發(fā)現(xiàn)河道水體污染問(wèn)題，以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)河道水質(zhì)變化情況，需建設(shè)“智慧河道信息化管理平臺(tái)”，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，便于統(tǒng)計(jì)河道污染程度以及受污染影響面積，以此有效排查污染源并采取治理措施，便于及時(shí)切除污染源，從根本上解決問(wèn)題，避免后患。

3.5 農(nóng)業(yè)面源治理

從“源頭、過(guò)程、末端”三方面構(gòu)建流域農(nóng)田面源污染治理工程體系，從而使農(nóng)業(yè)面源污染得到有效控制。

（1）源頭減量綜合調(diào)控：作物種植規(guī)劃及制度；化肥減量技術(shù)；廢棄物資源化利用；綠色防控。針對(duì)在養(yǎng)養(yǎng)殖場(chǎng)，將禁養(yǎng)區(qū)及限養(yǎng)區(qū)的養(yǎng)殖場(chǎng)合理清退。通過(guò)上述系列措施，從源頭減少污染物的流入，進(jìn)而增產(chǎn)增收，提高效率，推進(jìn)食品安全。

（2）過(guò)程阻斷工程：主要包括溝渠清理工程、生態(tài)攔截溝渠新建及改造工程［5]。通過(guò)上述三大工程解決流域內(nèi)的灌溉排水問(wèn)題，在控制污染物向水體遷移的同時(shí)，達(dá)到一定程度上的氮磷養(yǎng)分再利用。

（3）末端治理工程：主要包括生態(tài)塘建設(shè)工程、標(biāo)準(zhǔn)化池塘改造工程和標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)田建設(shè)工程。上述工程均為強(qiáng)化治理措施，也是控制面源污染的最后一道防線，以此進(jìn)一步減少污染物直接入河。

在實(shí)際農(nóng)業(yè)面源治理過(guò)程中，要推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)配套污水處理設(shè)施綜合利用以及無(wú)害化、資源化處理設(shè)施的建設(shè)。同時(shí)，還要加強(qiáng)對(duì)畜禽養(yǎng)殖糞污資源化利用設(shè)施運(yùn)行情況的跟蹤監(jiān)管，確保設(shè)施正常運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)調(diào)研分析，可以看出流域內(nèi)氨氮及總磷為主要控制指標(biāo)，污染源主要是農(nóng)業(yè)面源污染以及生活污染源。建議從“四水一面源”開(kāi)展流域治理工作，從而進(jìn)一步提升流域水質(zhì)，以此確保流域內(nèi)考核斷面穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。