班靜雅,程 銳,馬 巍,孫 磊
(1.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 水生態(tài)環(huán)境研究所,北京 100038;2.中國(guó)水利學(xué)會(huì),北京 100053)
北京市山區(qū)是首都主要的水源區(qū),水源保護(hù)是山區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)的主要任務(wù)[1-2]。為了有效應(yīng)對(duì)北京市水資源缺乏、水污染嚴(yán)重的形勢(shì)[3],北京市從2003年起開展了生態(tài)清潔小流域的建設(shè)工作,并取得了顯著生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益[1,3-6]。生態(tài)清潔小流域作為北京山區(qū)發(fā)展的重要助推器,在改善山區(qū)生態(tài)環(huán)境的同時(shí),通過打造觀光型特色經(jīng)濟(jì)溝,帶動(dòng)了一大批山區(qū)小流域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展[4]。然而,隨著近年來首都經(jīng)濟(jì)圈經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展,人類活動(dòng)日趨頻繁,外源輸入逐漸增加,很多觀光型山區(qū)小流域由此出現(xiàn)了新的水環(huán)境壓力。我國(guó)山區(qū)小流域受制于自然條件與人為因素[7],水質(zhì)等相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不健全,基礎(chǔ)資料匱乏[8],山區(qū)小流域研究主要針對(duì)暴雨山洪[9]等問題,關(guān)于流域生態(tài)環(huán)境方面的研究相對(duì)較少。目前,對(duì)于觀光型山區(qū)小流域的研究主要集中在水環(huán)境承載力研究方面[10-12],而流域水質(zhì)狀況是水環(huán)境容量的重要約束,是流域水環(huán)境承載力研究的基礎(chǔ)。
雁棲河流域是典型的以休閑旅游為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的山區(qū)小流域,日趨頻繁的人類活動(dòng)逐漸超過了區(qū)域環(huán)境可承載的能力范圍,流域水環(huán)境問題開始不斷累積,水資源短缺問題凸顯、水質(zhì)逐步變差、富營(yíng)養(yǎng)化問題突出[10]。亟需針對(duì)上述水環(huán)境問題,加強(qiáng)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控,以不斷改善流域水環(huán)境狀況。本文通過分析雁棲河流域入湖河流的水質(zhì)變化過程、入湖污染源特點(diǎn),在入湖污染負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上模擬分析了雁棲湖湖區(qū)水質(zhì)的水質(zhì)演變特征,并識(shí)別了影響流域水質(zhì)的關(guān)鍵因素,為改善雁棲河流域水環(huán)境狀況,保障流域可持續(xù)發(fā)展需求提供了依據(jù)和借鑒。
雁棲河流域位于北京市懷柔區(qū)雁棲鎮(zhèn)(見圖1),流域總面積128.7 km2。雁棲河是北京北部一條重要的山區(qū)河流,發(fā)源于懷柔區(qū)八道溝鄉(xiāng),主河道長(zhǎng)為42.1 km,主要支流長(zhǎng)園河長(zhǎng)約8 km[12]。雁棲河由北而南蜿蜒匯入雁棲湖(北臺(tái)上水庫(kù)),落差1300 m。雁棲湖由東、西兩個(gè)湖區(qū)組成,水面寬闊,湖容量3830萬m3,水面積達(dá)230 hm2,湖岸線超過20 km,壩前最大水深25 m,因每年春季常有成群的大雁在此棲息而得名[13]。
圖1 雁棲河地理位置及水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面示意圖
雁棲河流域有5個(gè)民俗村,耕地資源少(共有15.9 hm2),沒有規(guī)?;男笄蒺B(yǎng)殖污染源。雁棲河流域產(chǎn)業(yè)以虹鱒魚養(yǎng)殖、民俗接待及休閑旅游業(yè)為主[12],年接待旅游人次超過百萬。近年來,隨著流域旅游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,魚場(chǎng)養(yǎng)殖排水、生活污水、垃圾污染十分嚴(yán)重[14]。
3.1 流域水質(zhì)監(jiān)測(cè) 雁棲河流域僅在雁棲湖中心有一個(gè)常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn),水質(zhì)資料匱乏,為了解流域水質(zhì)時(shí)空分布特點(diǎn),在流域設(shè)置了多個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面,對(duì)流域水質(zhì)狀況進(jìn)行了為期1年(2016—2017年)的連續(xù)監(jiān)測(cè)。雁棲河主河道及其支流長(zhǎng)園河選擇了13個(gè)具有代表性水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面,雁棲湖區(qū)共設(shè)置4個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn),其中16號(hào)點(diǎn)為常規(guī)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)。各監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)位置見圖1所示。雁棲河水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)主要包括CODMn(高錳酸鹽指數(shù))、TN(總氮)、TP(總磷)和NH3-N(氨氮);雁棲湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)為水溫、PH、BOD5(5日生化需氧量)、CODMn、TP、TN、NH3-N、SD(透明度)及Chla(葉綠素a)。根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果,雁棲湖東湖區(qū)TN指標(biāo)存在超標(biāo)嚴(yán)重情況,2015年11月—2016年9月均超過Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),最高超標(biāo)倍數(shù)為1.24倍;TP指標(biāo)在3、4月份存在超標(biāo)現(xiàn)象,最大超標(biāo)倍數(shù)約為1.2倍;西湖區(qū)TP在2016年3、4月存在嚴(yán)重超標(biāo),最大超標(biāo)倍數(shù)為1.28倍??梢?,TP和TN指標(biāo)是雁棲河流域水質(zhì)的控制性指標(biāo)[15],因此本文主要對(duì)流域TP、TN指標(biāo)的時(shí)空變化規(guī)律進(jìn)行分析。
3.2 入湖污染負(fù)荷估算 雁棲河流域耕地資源少,沒有規(guī)?;男笄蒺B(yǎng)殖污染源,面源污染物很少。入湖河道沿岸建立了多家規(guī)模較大的餐飲企業(yè)、休閑俱樂部等,同時(shí)適應(yīng)于雁棲河流域獨(dú)特的泉水資源并服務(wù)于旅游發(fā)展而衍生的虹鱒魚和鱘魚養(yǎng)殖也是雁棲河流域的重要入河污染物來源。對(duì)于雁棲湖,其外源污染物主要來自入湖河流,在環(huán)湖截污的作用下,湖區(qū)周邊不存在的外源污染物匯入。
沿湖主要餐飲企業(yè)、民俗接待所排放的污染負(fù)荷的入河量為污水處理站尾水排放量與尾水水質(zhì)濃度的乘積:
式中:Qi為第i個(gè)排污單位排放入河的尾水量,m3/a;Ci為第i個(gè)排污單位排放入河的污染物濃度,mg/L;n為排污單元個(gè)數(shù)。污水排放量和污染物排放濃度均根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采樣監(jiān)測(cè)結(jié)果結(jié)合污水處理站污水排放標(biāo)準(zhǔn)確定。
漁場(chǎng)養(yǎng)殖廢污水排放的入河污染負(fù)荷,一般采用人工投放餌料的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量與養(yǎng)殖對(duì)象吸收的營(yíng)養(yǎng)物量進(jìn)行折算獲得。以網(wǎng)箱養(yǎng)魚為例:養(yǎng)殖水體污染負(fù)荷量=總投餌量×餌料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)所占比重-漁獲物體重增加量×魚類單位體重中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)所占比重。
3.3 湖區(qū)水動(dòng)力學(xué)-水質(zhì)模型 流域水環(huán)境模型是研究污染源排放與水質(zhì)響應(yīng)關(guān)系的重要工具,能定量化模擬表達(dá)整個(gè)水環(huán)境系統(tǒng)及其內(nèi)部發(fā)生的復(fù)雜過程[16]。
3.3.1 二維模型搭建 采用MIKE21[17]構(gòu)建雁棲湖平面二維水動(dòng)力學(xué)模型,采用實(shí)測(cè)地形數(shù)據(jù),對(duì)雁棲湖地形進(jìn)行概化(見圖2)。根據(jù)實(shí)測(cè)地形數(shù)據(jù),雁棲湖壩前水深超過20 m,壩前可能存在熱分層[18],但此次研究主要關(guān)注湖區(qū)水質(zhì)整體在時(shí)間和空間上的變化規(guī)律,因此二維平面模型已足夠適用。污染物在湖體內(nèi)的輸移擴(kuò)散等特性,很大程度上決定于湖流運(yùn)動(dòng)規(guī)律[19-20],雁棲湖屬小型湖泊,入湖水量小,基本無出流,風(fēng)是湖流運(yùn)動(dòng)的主要驅(qū)動(dòng)力。采用實(shí)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向的多年平均值作為湖區(qū)風(fēng)場(chǎng)。模型模擬預(yù)測(cè)水質(zhì)指標(biāo)采用TP和TN。模型網(wǎng)格采用20 m×20 m矩形網(wǎng)格,模擬范圍為2.6 km×3.2 km,高程85.5 m以下為水下地,水下地形網(wǎng)格全部參與計(jì)算,實(shí)際計(jì)算水域面積2.36 km2,計(jì)算網(wǎng)格5890個(gè)。模型開邊界為雁棲河入流,不存在點(diǎn)源源匯項(xiàng)。降雨、蒸發(fā)來自柏崖廠水文站,總降雨量252.3 mm,總蒸發(fā)量1567.4 mm。
圖2 雁棲湖地形概化圖
3.3.2 模型率定和驗(yàn)證 以2015年10月1日實(shí)測(cè)水位85.5 m和10月份庫(kù)區(qū)實(shí)測(cè)水質(zhì)為模型初始條件,以2015年10月到2016年7月雁棲河的實(shí)測(cè)逐日入湖水量過程和逐月水質(zhì)過程為邊界條件,模擬庫(kù)區(qū)的水動(dòng)力學(xué)水質(zhì)狀況,計(jì)算的時(shí)間步長(zhǎng)為1800 s。采用模擬期間湖區(qū)的逐日水位資料和水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水質(zhì)資料對(duì)模型進(jìn)行參數(shù)率定與模型驗(yàn)證,確保建立的雁棲湖水環(huán)境數(shù)學(xué)模型能較好地反映雁棲湖的水動(dòng)力特征和水質(zhì)動(dòng)態(tài)演變規(guī)律。模型率定和驗(yàn)證結(jié)果見表1,模型計(jì)算水位與實(shí)測(cè)水位相對(duì)誤差在0.15%范圍內(nèi),計(jì)算水質(zhì)濃度與實(shí)測(cè)水質(zhì)濃度相對(duì)誤差基本控制在15%以內(nèi),模擬效果良好(見圖3和圖4)。
圖3 湖區(qū)實(shí)測(cè)水位與模擬水位對(duì)比
圖4 湖區(qū)實(shí)測(cè)水質(zhì)與模擬水質(zhì)對(duì)比
表1 雁棲湖模型參數(shù)率定結(jié)果
4.1 流域水質(zhì)時(shí)空分布特征
4.1.1 雁棲河水質(zhì)沿程變化過程 根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果,雁棲河沿程水質(zhì)總體上呈下降趨勢(shì),而長(zhǎng)園河水質(zhì)總體呈上升趨勢(shì)(見圖5和圖6)。長(zhǎng)園河受沿岸民俗接待村、規(guī)?;惋嬈髽I(yè)和大型養(yǎng)殖漁場(chǎng)排污的影響,長(zhǎng)園河氮、磷濃度明顯高于雁棲河,水質(zhì)相對(duì)較差,導(dǎo)致長(zhǎng)園河匯入雁棲河后,雁棲河水質(zhì)濃度有明顯上升(見圖5,7斷面)。長(zhǎng)園河9斷面—10斷面(見圖6)之間河段存在兩家大型漁場(chǎng),TP、TN濃度有明顯上升趨勢(shì),可見大型漁場(chǎng)對(duì)流域水質(zhì)有很大的影響。雁棲河4斷面TP指標(biāo)濃度上升顯著,分析發(fā)現(xiàn)主要是由于2017年2月的水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果中該斷面TP標(biāo)濃度明顯偏高而引起的,原因是此次監(jiān)測(cè)期屬旅游淡季,該斷面上游河段污染源主要是官地行政村常住人口生活排污,明顯高于其他河段排污,且該河段存在嚴(yán)重的垃圾傾倒的現(xiàn)象。
圖5 雁棲河水質(zhì)沿程變化過程
圖6 長(zhǎng)園河水質(zhì)沿程變化過程
4.1.2 雁棲河入湖水質(zhì)年內(nèi)變化過程 神堂峪出口處(7斷面)TP濃度年內(nèi)變化不大,春、夏季為旅游旺季,長(zhǎng)園河出口處(13斷面)受旅游排污的影響濃度較高,秋季10月份之后為旅游淡季,TP濃度開始有所降低,冬季則維持相對(duì)較低的狀態(tài);雁棲河入湖口斷面(14斷面)TP濃度主要受長(zhǎng)園河支流匯入的影響,與長(zhǎng)園河TP指標(biāo)年內(nèi)變化過程相似,同時(shí)由于空間的后移,其峰值在時(shí)間上較長(zhǎng)園河出口存在一定的滯后性,見圖7(a)。
圖7 雁棲河水質(zhì)濃度年內(nèi)變化過程
神堂峪出口和長(zhǎng)園河出口處TN濃度變化趨勢(shì)相似,雁棲河入湖口斷面TN濃度受神堂峪和長(zhǎng)園河的共同影響。春季、秋季和冬季TN濃度較為穩(wěn)定,其中春季末期到夏季初期各河出口處TN濃度較低,到夏季末期有大幅度升高,其變化過程與流域降雨徑流過程有高度的一致性。降雨徑流一方面將攜帶部分面源污染負(fù)荷至河道;另一方面將造成河道底泥污染物不斷釋放,見圖7(b)。
TP、TN濃度受降雨徑流的影響程度不同,TN濃度變化過程與流域降雨徑流過程有高度的一致性;而TP指標(biāo)可能由于背景含量較低,更易被高流量所稀釋,導(dǎo)致TP濃度與降雨徑流的相關(guān)關(guān)系不顯著。
4.1.3 湖區(qū)水質(zhì)時(shí)空分布規(guī)律 雁棲湖東湖區(qū)和西湖區(qū)TP指標(biāo)變化過程存在顯著差異,東湖區(qū)(15—17號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn))TP濃度在4、5月份有所升高,6月之后隨雨季的到來濃度有所下降,總體來說年內(nèi)變化不大;西湖區(qū)(18號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn))TP指標(biāo)為影響湖區(qū)水質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo),3、4月份西湖濃度較高,分析原因主要是期間湖區(qū)水量少,內(nèi)源釋放占主導(dǎo)因素,導(dǎo)致TP濃度偏高,之后隨雨季到來水量不斷增加濃度有明顯下降,見圖8(a)。
東湖區(qū)TN濃度全年均處于較高的濃度狀態(tài),是影響雁棲湖整體水質(zhì)的關(guān)鍵性控制指標(biāo),夏季(5—8月)濃度較高。從年內(nèi)變化過程來看,除雨季(7—8月)湖區(qū)的TN濃度受上游來水影響明顯偏高外,年內(nèi)其余月份湖區(qū)的TN濃度變化不顯著;西湖區(qū)TN濃度全年變化不大,一直處于相對(duì)較低的濃度狀態(tài),見圖8(b)。
圖8 雁棲湖水質(zhì)年內(nèi)變化過程
4.2 入河污染負(fù)荷估算
4.2.1 餐飲企業(yè)排污入河污染負(fù)荷估算 通過對(duì)主要排污口進(jìn)行流量監(jiān)測(cè),結(jié)合實(shí)際規(guī)模人數(shù),得到飲企業(yè)在旅游旺季人均日排污量為202.68 L/人。目前流域年接待外來旅游規(guī)模約230萬人次,結(jié)合污水處理后的排放濃度,按人均排污貢獻(xiàn)3 h,在此條件下估算得到由外來旅游人口就餐導(dǎo)致的TP、TN入河污染負(fù)荷量分別為203.69 kg/a、1895.43 kg/a。計(jì)算結(jié)果見表2。
表2 雁棲河流域周邊度假村入河污染負(fù)荷量
4.2.2 漁場(chǎng)養(yǎng)殖排污入河污染負(fù)荷估算 根據(jù)各漁場(chǎng)供水量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),估算得到雁棲河漁場(chǎng)養(yǎng)殖年排污量為514萬噸。為研究餌料投放量與漁場(chǎng)排水負(fù)荷增加量而引起的N、P負(fù)荷流失量的關(guān)系,對(duì)典型漁場(chǎng)進(jìn)行了為期3天的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。根據(jù)對(duì)典型漁場(chǎng)養(yǎng)殖規(guī)模、餌料投放量等基本情況調(diào)查,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)采樣和排水負(fù)荷監(jiān)測(cè)結(jié)果,確定長(zhǎng)園河漁場(chǎng)養(yǎng)殖投放餌料流失引起受納水體N、P污染負(fù)荷增量系數(shù)均為0.60;虹鱒魚及鱘魚養(yǎng)殖的餌料系數(shù)分別為1.60、1.74;漁場(chǎng)養(yǎng)殖全價(jià)飼料含氮量為6.4%、含磷量為1.2%[21-23]。根據(jù)上述分析結(jié)果,計(jì)算得到流域內(nèi)各漁場(chǎng)養(yǎng)殖排水共增加的入河污染負(fù)荷量TP為1265.38kg/a、TN為6748.72kg/a。計(jì)算結(jié)果見表3。
表3 漁場(chǎng)養(yǎng)殖排污入河染負(fù)荷量
4.2.3 民俗接待排污入河污染負(fù)荷估算 通過對(duì)民俗村典型污水處理站進(jìn)行的排污監(jiān)測(cè)和水樣采集,結(jié)合其實(shí)際接待規(guī)模,推得民俗接待在旅游旺季人均日排污量為241.55 L/d,民俗接待村因人類活動(dòng)增加的入河污染負(fù)荷量TP為0.002 52 g/s/千人,TN為0.029 79 g/s/千人。民俗村年最大接待人數(shù)約70萬人次,據(jù)此計(jì)算得到由民俗接待村開展旅游活動(dòng)所帶來的入河污染負(fù)荷增量TP為82.45 kg/a,TN為975.80 kg/a,估算結(jié)果見表4。
表4 雁棲河流域民俗村入河污染負(fù)荷量
4.3 入湖污染物遷移擴(kuò)散規(guī)律 根據(jù)入湖污染負(fù)荷計(jì)算結(jié)果,旅游季節(jié)與非旅游節(jié)入湖污染負(fù)荷差異很大,因此本文設(shè)置旅游季節(jié)和非旅游季節(jié)兩種工況分析入湖污染物的遷移擴(kuò)散規(guī)律。旅游季節(jié)入湖污染物包括旅游排污(餐飲企業(yè)和民俗接待)、常住人口排污和漁場(chǎng)排污,非旅游季節(jié)僅包括常住人口排污和漁場(chǎng)排污。根據(jù)兩種工況下的入湖污染負(fù)荷計(jì)算結(jié)果,結(jié)合入湖水量過程,分別計(jì)算兩種工況的入湖水質(zhì)并以此為邊界進(jìn)行湖區(qū)水質(zhì)模擬。模擬結(jié)果如圖9與圖10所示。
圖9 旅游季節(jié)雁棲湖水質(zhì)濃度分布圖
圖10 非旅游季節(jié)雁棲湖水質(zhì)濃度分布圖
雁棲河是雁棲湖唯一的入湖河流,入湖污染負(fù)荷由雁棲河從北部入湖,使雁棲湖水質(zhì)濃度空間分布呈現(xiàn)自北向南逐漸降低的規(guī)律[24]。根據(jù)平面二維水質(zhì)模型計(jì)算結(jié)果,雁棲湖整體水質(zhì)較好,在旅游季節(jié)受入湖污染負(fù)荷的影響,西北部水質(zhì)濃度較高。雁棲湖南部主湖區(qū)部分TP濃度沒有明顯差異,TN濃度非旅游季節(jié)濃度高于旅游季節(jié),說明東湖區(qū)TN濃度在枯水期(非旅游季節(jié))受內(nèi)源釋放影響較大。西湖區(qū)TP濃度在兩種工況下差異不明顯,TN濃度在旅游季節(jié)稍高于非旅游季節(jié),總體來講,西湖區(qū)基本不受入湖水質(zhì)的影響,污染物沉降吸附作用和內(nèi)源釋放是西湖區(qū)水質(zhì)變化的主導(dǎo)因素。
4.4 流域水質(zhì)的關(guān)鍵影響因素
4.4.1 污染源排放的影響 雁棲河點(diǎn)源污染源包括餐飲企業(yè)、民俗接待和常住人口以及漁場(chǎng)養(yǎng)殖,其中魚場(chǎng)養(yǎng)殖是流域最主要的污染源,污染負(fù)荷約占總負(fù)荷的70%,見圖11。根據(jù)流域污染源調(diào)查結(jié)果,魚場(chǎng)排污主要集中在長(zhǎng)園河,存在4家大型漁場(chǎng),導(dǎo)致長(zhǎng)園河入河污染負(fù)荷量約是神堂峪溝的4倍。受大型魚場(chǎng)排污的影響,長(zhǎng)園河TP、TN濃度明顯高于神堂峪溝,且大型漁場(chǎng)河段的水質(zhì)濃度有明顯的上升趨勢(shì)。因此,魚場(chǎng)排污是影響流域水質(zhì)的關(guān)鍵因素。
圖11 雁棲河流域點(diǎn)源污染貢獻(xiàn)率
4.4.2 降雨徑流的影響 目前,長(zhǎng)園河、神堂峪溝兩條溝內(nèi)均有超過30條以上的攔水堰。大量的攔水堰形成了面積和庫(kù)容大小不等的壅水區(qū),延緩了河道水流流速,增加了壅水河段的水力停留時(shí)間,為污染物在池塘內(nèi)沉積提供了水動(dòng)力條件,導(dǎo)致大量污染物在河道內(nèi)沉積。到暴雨徑流季節(jié),降雨沖刷河道底泥,污染物釋放重新進(jìn)入河道,造成污染物濃度的大幅度升高。因此,降雨徑流是影響流域水質(zhì)季節(jié)性變化的關(guān)鍵因素。其中TN指標(biāo)背景濃度高,沉積在底泥中的含量較多,受降雨徑流的影響較大,與降雨徑流變化過程有高度的一致性,呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性特點(diǎn)。TN濃度隨降雨徑流的變化過程詳見圖12。
圖12 TN指標(biāo)濃度與徑流量的季節(jié)性變化過程
4.4.3 內(nèi)源釋放的影響 在水質(zhì)監(jiān)測(cè)和污染源調(diào)查中發(fā)現(xiàn),雁棲河流域規(guī)?;瘽O場(chǎng)養(yǎng)殖廢污水中含有大量的顆粒態(tài)污染物,入河后大量沉積在河道和壅水區(qū)內(nèi),并在強(qiáng)降雨時(shí)段與河道內(nèi)的植物腐殖質(zhì)一起隨降雨徑流進(jìn)入雁棲湖,逐漸累積并轉(zhuǎn)化為湖泊內(nèi)源,從而出現(xiàn)枯水期雁棲湖TN指標(biāo)濃度遠(yuǎn)大于上游河道來水水質(zhì)濃度的現(xiàn)象。同時(shí),結(jié)合二維水質(zhì)模型的計(jì)算結(jié)果,進(jìn)一步證明湖區(qū)在枯水期受內(nèi)源影響較大。因此,內(nèi)源釋放是影響湖區(qū)水質(zhì)的重要因素之一。
(1)TP、TN指標(biāo)是影響雁棲湖水質(zhì)的控制性指標(biāo),根據(jù)雁棲河流域水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果,雁棲河沿程水質(zhì)(以TP、TN為代表)主要受沿岸旅游餐飲企業(yè)和大型養(yǎng)殖漁場(chǎng)排污的影響,且入湖水質(zhì)受降雨徑流顯著影響。
(2)雁棲河主要點(diǎn)源污染源包括餐飲企業(yè)、民俗接待和常住人口以及漁場(chǎng)養(yǎng)殖。根據(jù)流域污染負(fù)荷估算結(jié)果,由這三類點(diǎn)源污染排放所導(dǎo)致的入河污染負(fù)荷增量TP共計(jì)1551.52 kg/a,TN共計(jì)9619.95 kg/a。其中魚場(chǎng)養(yǎng)殖是流域最主要的污染源,污染負(fù)荷約占總負(fù)荷的70%。魚場(chǎng)排污主要集中在長(zhǎng)園河,長(zhǎng)園河入河污染負(fù)荷量約是神堂峪溝的4倍。
(3)根據(jù)湖區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果和平面二維水質(zhì)模型計(jì)算結(jié)果,雁棲湖整體水質(zhì)較好,在旅游季節(jié)受入湖污染負(fù)荷的影響,西北部水質(zhì)濃度較高。東湖區(qū)TN濃度在枯水期(非旅游季節(jié))受內(nèi)源釋放影響較大。西湖區(qū)相對(duì)封閉,且無直接的外源輸入,基本不受入湖水質(zhì)的影響,污染物沉降吸附作用和內(nèi)源釋放是西湖區(qū)水質(zhì)變化的主導(dǎo)因素。
(4)結(jié)合對(duì)流域水質(zhì)的連續(xù)監(jiān)測(cè)、污染負(fù)荷估算和平面二維水動(dòng)力水質(zhì)模型的研究結(jié)果,提出流域水質(zhì)的關(guān)鍵影響因素是漁場(chǎng)養(yǎng)殖污水直排;受降雨徑流影響,水質(zhì)存在明顯的季節(jié)性特征;而內(nèi)源釋放是影響湖區(qū)水質(zhì)的重要因素之一。