李 白，劉守根

（眉山市彭山生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，四川 眉山 620860）

毛河橋江橋斷面，是眉山市彭山區(qū)境內(nèi)重要的省考斷面，是考核彭山區(qū)毛河水質(zhì)的重要斷面。因此，參考已有相關(guān)文獻(xiàn)[1-3]，建立水質(zhì)模型，利用污染物通量計(jì)算方法，對(duì)毛河橋江橋斷面進(jìn)行污染源權(quán)重分析，對(duì)于毛河水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)和毛河污染防治有著重要意義。

1 分析方法

1.1 污染物貢獻(xiàn)通量及影響權(quán)重計(jì)算方法

污染物通量是指某一斷面在一定時(shí)間內(nèi)某種污染物的通過(guò)量。利用已建立的毛河河網(wǎng)模型，模擬計(jì)算研究區(qū)域內(nèi)各時(shí)期各因子水質(zhì)濃度變化情況，選取設(shè)計(jì)水文條件下90%保證率作為邊界條件，邊界水質(zhì)條件取各河流2019～2021年水質(zhì)監(jiān)測(cè)值。在此基礎(chǔ)上，考慮模型不放入污染源的情況下，計(jì)算得到毛河橋江橋斷面逐日水質(zhì)濃度本底值C0；考慮僅存在某污染源排污的情況下，計(jì)算得到毛河橋江橋斷面逐日水質(zhì)濃度Cij，則：

其中：Qj為過(guò)毛河橋江橋逐日水量；i為污染源類別，由1～3，分別為彭山城區(qū)污染源、通濟(jì)堰灌區(qū)污染源及其他污染源，則一段時(shí)間內(nèi)某污染源對(duì)毛河橋江橋斷面污染物貢獻(xiàn)通量為：

其中：t為時(shí)間。為有效界定不同污染源對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)的影響，針對(duì)控制斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)引入污染權(quán)重概念。由此得到某污染源對(duì)毛河橋江橋斷面污染物貢獻(xiàn)通量權(quán)重為：

其次通過(guò)計(jì)算斷面污染物超標(biāo)容量計(jì)算各類污染源所需削減量。

1.2 污染物超標(biāo)容量計(jì)算方法

依據(jù)設(shè)計(jì)水文條件及水質(zhì)邊界條件下，綜合考慮水文、水質(zhì)及污染來(lái)源等因素，在對(duì)研究區(qū)域內(nèi)入河污染源進(jìn)行概化的基礎(chǔ)上，利用研究區(qū)域水環(huán)境數(shù)學(xué)模型，計(jì)算得出基于考核斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)時(shí)各概化排口的允許排放量。通過(guò)研究區(qū)域內(nèi)現(xiàn)狀排放量與區(qū)域內(nèi)允許排放量作差得到污染物超標(biāo)容量，具體公式為：

式中：W’—研究區(qū)域內(nèi)污染物超標(biāo)排放量，t；W現(xiàn)狀排放量—研究區(qū)域內(nèi)污染物現(xiàn)狀排放量，t；W允許排放量—研究區(qū)域內(nèi)污染物允許排放量，t。

2 管網(wǎng)溢流期典型案例分析

利用建立的毛河河網(wǎng)模型對(duì)管網(wǎng)溢流期典型案例2020年5月的毛河水環(huán)境進(jìn)行模擬，通過(guò)調(diào)整彭山城區(qū)污染源排口及其他排口排放量、排放濃度及入河系數(shù)，模擬在管網(wǎng)溢流期各污染源對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)的影響。再計(jì)算得到不同類型污染源對(duì)毛河橋江橋斷面的月污染物貢獻(xiàn)通量及各污染因子影響權(quán)重見(jiàn)表1及圖1。

圖1 2020年5月各類污染物對(duì)毛河橋江橋斷面影響情況圖

表1 2020年5月各類污染源對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)影響權(quán)重結(jié)果表

根據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果分析可知，彭山城區(qū)污染源對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)的影響權(quán)重占主導(dǎo)地位，其中COD、氨氮及總磷分別占60.7%、58.4%及47.4%；通濟(jì)堰灌區(qū)污染源對(duì)毛河橋江橋斷面COD及氨氮的影響處于較低水平，但對(duì)TP的影響權(quán)重高達(dá)25.6%，顯著高于COD及氨氮的影響水平；其他污染源對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)的影響較高于通濟(jì)堰灌區(qū)污染源，并且其3種污染因子的影響權(quán)重大致處于同等水平。從影響權(quán)重結(jié)果分析，管網(wǎng)溢流期受夏季降雨影響，毛河下游城區(qū)管網(wǎng)發(fā)生溢流，污水接管率大幅度降低，大量污染溢流至毛河，并且初期降雨還帶來(lái)大量面源污染，最終導(dǎo)致毛河橋江橋斷面水質(zhì)惡化。

3 農(nóng)田排水期典型案例分析

利用建立的毛河河網(wǎng)模型對(duì)農(nóng)田排水期典型案例2021年6月的毛河水環(huán)境進(jìn)行模擬。通過(guò)調(diào)整彭山城區(qū)污染源排口、通濟(jì)堰灌區(qū)污染源排口及其他排口排放量、排放濃度及入河系數(shù)，模擬在農(nóng)田排水期各污染源對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)的影響。再計(jì)算得到不同類型污染源對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)的月污染物貢獻(xiàn)通量及各污染因子影響權(quán)重見(jiàn)表2及圖2。

圖2 2021年6月各類型污染物對(duì)毛河橋江橋斷面影響情況圖

表2 2021年6月各類污染源對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)影響權(quán)重結(jié)果表

根據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果分析可知，2021年6月通濟(jì)堰灌區(qū)農(nóng)田排水期間，毛河干流下游流量明顯增大，但彭山城區(qū)污染源對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)的影響權(quán)重仍占主導(dǎo)地位，其中COD、氨氮及總磷分別占59.6%、57.7%及40.7%；但通濟(jì)堰灌區(qū)污染源TP排放量對(duì)毛河橋江橋斷面的影響權(quán)重有顯著提高，占37.0%；其他污染源對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)的影響較為穩(wěn)定。

2021年農(nóng)田排水期間，通濟(jì)堰灌區(qū)農(nóng)田內(nèi)因施肥而產(chǎn)生的富營(yíng)養(yǎng)化廢水通過(guò)灌溉渠系匯流至梁河，導(dǎo)致梁河TP濃度激增，匯入湄洲河后同步引起湄洲河觀音橋斷面TP濃度驟升，高達(dá)0.28 mg/L。可見(jiàn)農(nóng)田排水期退水污染對(duì)毛河橋江橋斷面的水質(zhì)有較大的不利影響。

4 近三年流域各污染源對(duì)考核斷面水質(zhì)影響權(quán)重總體分析

2019年早期以前毛河流域污染源中畜禽養(yǎng)殖污染入河量占比較高，2018年眉山市彭山區(qū)農(nóng)業(yè)和畜牧局按照《省農(nóng)業(yè)廳省環(huán)境保護(hù)廳關(guān)于進(jìn)一步調(diào)整完善畜禽養(yǎng)殖禁養(yǎng)區(qū)劃定工作的通知》要求，委托專業(yè)編制公司，參照相關(guān)法律法規(guī)、技術(shù)規(guī)范，結(jié)合彭山區(qū)實(shí)際，編制了《彭山區(qū)畜禽養(yǎng)殖區(qū)域布局規(guī)劃（征求意見(jiàn)稿）》，并開(kāi)始了對(duì)毛河流域養(yǎng)殖業(yè)的整治。根據(jù)2019年前后毛河橋江橋斷面水質(zhì)及區(qū)域其他水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)轉(zhuǎn)好趨勢(shì)明顯的情況來(lái)看，毛河流域養(yǎng)殖業(yè)等整治取得了一定成效。

利用建立的毛河河網(wǎng)模型對(duì)近三年總體平均時(shí)期典型案例2020年3月的毛河水環(huán)境進(jìn)行模擬。通過(guò)調(diào)整概化排口排放量、排放濃度及入河系數(shù)，模擬近三年總體平均情況下各污染源對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)的影響。然后根據(jù)本文1.1節(jié)的公式計(jì)算得到不同類型污染源對(duì)毛河橋江橋斷面的月污染物貢獻(xiàn)通量及各污染因子影響權(quán)重見(jiàn)表3及圖3。

圖3 2020年3月各類污染物對(duì)毛河橋江橋斷面影響情況圖

表3 2020年3月各類污染源對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)影響權(quán)重結(jié)果表

根據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果分析可知，2020年3月彭山城區(qū)污染源COD、氨氮及總磷對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)的影響權(quán)重分別為52.3%、44.6%及39.9%；通濟(jì)堰灌區(qū)污染源對(duì)毛河橋江橋斷面COD、氨氮及總磷的影響處于一般水平，分別為14.3%、22.9%及21.2%；其他污染源對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)的影響較高，COD、氨氮及總磷的影響權(quán)重分別為33.4%、32.5%及38.9%。

由權(quán)重計(jì)算結(jié)果可知，近三年流域各污染源對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)影響權(quán)重最大的是彭山城區(qū)污染源，其次是其他污染源，最小的是通濟(jì)堰灌區(qū)污染源。

5 各邊界來(lái)水對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)影響結(jié)果分析

在現(xiàn)狀污染源正常排放的情況下，將干流及所有支流上游邊界水質(zhì)濃度值設(shè)為0，得到毛河橋江橋本底濃度值，再分別將干流及各支流上游邊界水質(zhì)濃度設(shè)為2019～2021年的平均值，最后根據(jù)本文1.1節(jié)的公式計(jì)算得到各邊界來(lái)水對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)的影響權(quán)重。干流及各支流上游邊界一共8個(gè)，分別為保勝干流、龍安支流、佛巖支流、張溝、通濟(jì)堰西干渠、白馬河、湄洲河（東干渠）及梁河，計(jì)算得到各河流邊界對(duì)毛河橋江橋斷面的年平均污染物貢獻(xiàn)通量見(jiàn)表4和表5。

表4 各邊界來(lái)水對(duì)毛河橋江橋斷面年平均污染貢獻(xiàn)通量 單位：t

表5 各邊界來(lái)水對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)影響權(quán)重表 單位：%

根據(jù)各邊界來(lái)水對(duì)毛河橋江橋斷面年平均污染物通量影響權(quán)重計(jì)算結(jié)果可知，對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)影響較敏感的為湄洲河來(lái)水，其次是通濟(jì)堰西干渠來(lái)水。由于毛河干流水量主要靠通濟(jì)堰東干渠及西干渠補(bǔ)給，所以兩灌溉干渠來(lái)水水質(zhì)的影響占據(jù)較大比重。而湄洲河（東干渠）位于毛河下游，更接近毛河橋江橋斷面，因而湄洲河來(lái)水對(duì)省考斷面的影響占支配地位。其余龍安支流、佛巖支流等支流以及干流上邊界由于來(lái)水流量較小，因此對(duì)毛河橋江橋斷面的影響有限。

6 毛河流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)污染對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)影響權(quán)重分析

根據(jù)毛河流域四個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)對(duì)毛河橋江橋斷面年平均污染物通量貢獻(xiàn)情況，計(jì)算得到四個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)對(duì)毛河橋江橋斷面的年平均污染物通量貢獻(xiàn)占比，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6及圖4。

圖4 各鄉(xiāng)鎮(zhèn)污染物對(duì)毛河橋江橋斷面影響情況圖

表6 各鄉(xiāng)鎮(zhèn)污染物對(duì)毛河橋江橋水質(zhì)影響權(quán)重結(jié)果表

根據(jù)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)對(duì)毛河橋江橋斷面年平均污染物通量計(jì)算結(jié)果及影響情況圖可知，毛河流域四個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中鳳鳴街道對(duì)毛河橋江橋斷面的影響最大，其COD、氨氮及TP對(duì)毛河橋江橋斷面的影響權(quán)重分別為56.5%、50.3%和48.2%；謝家街道的影響相對(duì)次之，其COD、氨氮及TP對(duì)毛河橋江橋斷面的影響權(quán)重分別為25.8%、28.9%和31.5%；公義鎮(zhèn)及太和鎮(zhèn)的污染物排放對(duì)毛河橋江橋斷面的影響相對(duì)最小，其中公義鎮(zhèn)COD、氨氮及TP排放對(duì)毛河橋江橋斷面的影響權(quán)重分別為9.4%、11.6%和13.5%，太和鎮(zhèn)COD、氨氮及TP排放對(duì)毛河橋江橋斷面的影響權(quán)重分別為8.3%、9.2%和6.8%。

7 結(jié)論

本文通過(guò)水質(zhì)，計(jì)算出管網(wǎng)溢流期、農(nóng)田排水期、毛河流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)對(duì)毛河橋江橋斷面的污染貢獻(xiàn)權(quán)重，得出結(jié)論主要如下：

1.管網(wǎng)溢流期彭山城區(qū)污染源對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)的影響權(quán)重占主導(dǎo)地位，管網(wǎng)溢流期受夏季降雨影響，毛河下游城區(qū)管網(wǎng)發(fā)生溢流，污水接管率大幅度降低，大量污染溢流至毛河，并且初期降雨還帶來(lái)大量面源污染，最終導(dǎo)致毛河橋江橋斷面水質(zhì)惡化。

2.農(nóng)田排水期通濟(jì)堰灌區(qū)農(nóng)田排水期間，毛河干流下游流量明顯增大，但彭山城區(qū)污染源對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)的影響權(quán)重仍占主導(dǎo)地位，但通濟(jì)堰灌區(qū)污染源TP排放量對(duì)毛河橋江橋斷面的影響權(quán)重有顯著提高。農(nóng)田排水期退水污染對(duì)毛河橋江橋斷面的水質(zhì)有較大的不利影響。

3.毛河流域四個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中鳳鳴街道對(duì)毛河橋江橋斷面的影響最大，謝家街道的影響相對(duì)次之，公義鎮(zhèn)及太和鎮(zhèn)的污染物排放對(duì)毛河橋江橋斷面的影響相對(duì)最小。

4.根據(jù)各邊界來(lái)水對(duì)毛河橋江橋斷面年平均污染物通量影響權(quán)重計(jì)算結(jié)果可知，對(duì)毛河橋江橋斷面水質(zhì)影響較敏感的為湄洲河來(lái)水，其次是通濟(jì)堰西干渠來(lái)水。