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        樂山市岷江沙咀斷面水環(huán)境形勢研究

        2024-04-10 08:30:14蔡春霞曹競心張兵侯茜王忠臣
        當代化工研究 2024年5期
        關鍵詞:水質標準高錳酸鹽樂山市

        *蔡春霞 曹競心 張兵 侯茜 王忠臣

        (1.北京國寰環(huán)境技術有限責任公司 北京 100012 2.四川省樂山生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心站 四川 614000)

        長江是中華民族的母親河,是我國重要的生態(tài)安全屏障,也是中華民族發(fā)展的重要支撐。黨的十八大以來,推動長江經(jīng)濟帶發(fā)展已上升為國家戰(zhàn)略,“當前和今后相當長一個時期,要把修復長江生態(tài)環(huán)境擺在壓倒性位置,共抓大保護,不搞大開發(fā)?!笔切聲r代推動長江經(jīng)濟帶發(fā)展的根本遵循[1]。樂山市是長江上游重要的生態(tài)屏障和水源涵養(yǎng)地,岷江是長江水量最豐富的支流,對岷江水環(huán)境開展保護具有重要意義[2]。本研究通過分析岷江沙咀斷面水環(huán)境質量與水資源情況,判斷岷江沙咀斷面水環(huán)境形勢,提出水質改善行動計劃,為岷江流域水環(huán)境改善提供理論支撐。

        1.研究區(qū)概況

        (1)地區(qū)概況

        樂山市位于四川省中南部,四川盆地的西南部,地理坐標位于北緯28°24′57"~29°56′14",東經(jīng)102°55′08"~104°14′52"之間,北與眉山市丹棱縣、東坡區(qū)、青神縣交界;南與涼山州美姑縣、宜賓市屏山縣為鄰;西與涼山州甘洛縣、雅安市漢源縣、眉山市洪雅縣相連;東與眉山市仁壽縣、自貢市榮縣、宜賓市宜賓縣接壤,地處岷江、青衣江、大渡河三江匯合處,南北長162.0km,東西寬145.0km,總面積達12827km2。

        (2)地形地貌

        樂山地處四川盆地向西南山地過渡地帶,總體趨勢為西南高、東北低,高低懸殊較大。最高處為峨邊彝族自治縣馬鞍山主峰,海拔4288m;最低處是犍為縣新民鎮(zhèn)馬廠壩岷江出口,海拔307m,最高處與最低處相對高差3981m,平均海拔500m,地貌有山地、丘陵、平原三種類型,分別占66.5%、21%、12.5%,呈“七山二丘一平”地貌特征。

        (3)氣候氣象

        樂山市總體上屬中亞熱帶氣候帶,具有四季分明的特點,且雨量豐沛、水熱同季、無霜期長。年平均氣溫在16.5~18.0℃之間,年平均無霜期長達300天以上,年平均霜日為4.2~9.4天,年平均降雪日數(shù)僅1.0~2.7天。

        (4)河流水系

        樂山市境內水系發(fā)達,河流縱橫,境內河流均屬長江流域,又分屬岷江水系、沱江水系和金沙江水系。岷江在樂山市境內流域面積為7204km2,干流河段長118km,河道平均比降0.63‰。

        (5)斷面概況

        岷江是長江一級支流,也是水量最大的支流,在樂山市境內流域面積約為7204km2,干流河段長118km,是樂山市最重要的水系之一。岷江干流自眉山市入境樂山市,再出境至宜賓市,干流水質的穩(wěn)定達標十分重要[3]。岷江沙咀斷面位于樂山市五通橋區(qū)下游約5km處,經(jīng)度103°51′33"E,緯度29°15′29"N,水質目標為《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838—2002)中III類水質標準,然而存在由于氨氮超標降為IV類水的偶然現(xiàn)象。因此,本研究認為岷江沙咀斷面為達標不穩(wěn)定斷面,研究其水環(huán)境形勢有利于岷江樂山段水環(huán)境質量改善。

        2.研究方法

        本研究通過分析岷江沙咀斷面2017年1月—2021年12月五年的斷面水質監(jiān)測數(shù)據(jù)以及五通橋水文站的水位、流量數(shù)據(jù)開展歷史水質回顧性分析,然后將2022年水質與之進行對比分析,從而判斷岷江沙咀斷面水環(huán)境形勢。由于岷江沙咀斷面歷史超標污染物指標主要為氨氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù),因此重點對此三項指標進行研究。五通橋水文站地處于樂山市五通橋區(qū)橋溝鎮(zhèn)老龍壩村,位于岷江沙咀斷面上游約11km處,是岷江沙咀斷面上游距離最近的水文站,因此本研究選取五通橋水文站流量數(shù)據(jù)作為參考。斷面水質數(shù)據(jù)及五通橋水文站數(shù)據(jù)均由四川省樂山環(huán)境監(jiān)測中心站收集。季度水質數(shù)據(jù)為當季度各月水質數(shù)據(jù)算數(shù)平均值。

        3.岷江沙咀斷面水環(huán)境形勢分析

        (1)水環(huán)境質量

        岷江沙咀斷面2017年1月—2021年12月水質類型分布情況見圖1,主要水質指標氨氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)具體月度變化情況見圖2。在該時期的60個月中,2020年12月岷江沙咀斷面水質不達標,僅達到IV類水質標準,超標因子為氨氮,濃度為1.18mg/L,其余月份斷面水質均可達標。

        圖1 岷江沙咀斷面2017—2021年水質類型分布

        圖2 岷江沙咀斷面2017—2021年氨氮濃度、總磷濃度和高錳酸鹽指數(shù)變化情況

        2017—2021年這五年中,分季度來看,岷江沙咀斷面氨氮濃度第一季度最高(0.62mg/L),第三季度最低(0.30mg/L)??偭诐舛鹊诙径茸罡撸?.15mg/L),第四季度最低(0.12mg/L)。高錳酸鹽指數(shù)第三季度最高(2.20mg/L),第四季度最低(1.69mg/L)。分季節(jié)來看,斷面全年總磷濃度較為穩(wěn)定,始終維持在0.2mg/L以下,滿足III類水質要求。氨氮濃度與高錳酸鹽指數(shù)受季節(jié)變化影響較大,春夏季時高錳酸鹽指數(shù)顯著升高,2021年7月是高錳酸鹽指數(shù)的峰值為2.9mg/L;同一時期,氨氮濃度顯著降低。冬季時氨氮濃度顯著升高,2021年2月達到峰值為0.98mg/L。分水期來看,斷面豐水期(5月—10月)氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)平均濃度分別為0.37mg/L、0.13mg/L和2.11mg/L;平、枯水期(11月—4月)分別為0.55mg/L、0.12mg/L和1.82mg/L。平、枯水期氨氮濃度高出豐水期49.73%;豐水期總磷濃度、高錳酸鹽指數(shù)均高于平、枯水期,分別高出3.55%和15.80%??梢钥闯?,不同水期水流量大小不同對氨氮的影響較大,對總磷和高錳酸鹽指數(shù)的影響較小。

        2022年,除1月由于氨氮超標僅為IV類水以外,其余月份均達標,尤其是7—10月可達到II類水質標準,見圖3??傮w上氨氮和總磷濃度呈現(xiàn)下降趨勢,高錳酸鹽指數(shù)的變化不大。尤其是在2022年1月—2022年7月間,氨氮濃度逐月降低,一度達到I類水質標準,此后雖有回升,但幅度較小,基本上在II類水質標準附近,未達到IV類水質標準??偭诐舛瘸尸F(xiàn)相似的變化趨勢。2022年3月—2022年9月間,總磷濃度逐月降低,此后小幅回升,均滿足II類水質標準。高錳酸鹽指數(shù)則一直較優(yōu),除2023年1月,高錳酸鹽指數(shù)為2.1mg/L,滿足II類水質標準要求外,其余月份均可達到I類水質標準。參照《地表水環(huán)境質量評價辦法(試行)(環(huán)辦〔2011〕22號)》中斷面主要污染指標的確定方法,岷江沙咀斷面2022年第一季度首要污染物為氨氮,第二、三、四季度首要污染物均為總磷。

        圖3 岷江沙咀斷面2022年水質和流量變化情況

        將岷江沙咀斷面溶解氧(DO)、氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)數(shù)據(jù)進行對比分析,可以得到2022年季度水質數(shù)據(jù)的改善情況,具體結果見表1。

        可以看出,2022年第一季度氨氮和總磷濃度較高,為2017年以來的最高水平;第二、三和四季度,氨氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)均較低,為2020年以來的最低水平。除2022年第二季度外,其余季度溶解氧濃度比2021年略有降低,排除污染物升高導致溶解氧降低的因素以外,這可能是由于2022年水溫普遍較高的原因。因此,截至2022年第四季度,岷江沙咀斷面氨氮和總磷濃度均得到了有效的降低。高錳酸鹽指數(shù)略有反彈,不過基于高錳酸鹽指數(shù)一直較優(yōu)且變化幅度較小、基本可達I類水質標準的情況,可以評價得出,作為達標不穩(wěn)定斷面,岷江沙咀斷面的水污染物在近年來得到了有效的控制。

        (2)水資源情況

        2017—2021年這五年間,五通橋水文站流量最大值為7710m3/s,最小值為620m3/s,平均值為2495.71m3/s。將各污染物指標的變化趨勢和流量的變化趨勢對比來看,高錳酸鹽指數(shù)和流量的變化趨勢基本一致,流量較大的月份高錳酸鹽指數(shù)一般較高,流量較小的月份高錳酸鹽指數(shù)一般較低,這反映出高錳酸鹽的升高主要與面源污染有關,豐水期較多的降水將流域有機污染物帶入岷江,導致岷江沙咀斷面高錳酸鹽指數(shù)升高。另外,由于豐水期溫度較高,水中微生物生長繁殖活動增強,也促進了高錳酸鹽濃度的升高。而氨氮、總磷濃度則與流量呈相反的變化趨勢,即流量較小的月份氨氮與總磷濃度普遍較高,流量較大的月份氨氮與總磷濃度反而較低,這反應出岷江流域特別是岷江沙咀斷面以上河段生態(tài)流量保障的問題。由于豐水期河流水量大,換水周期縮短,水體自凈能力提升,同時也有利于污染物的稀釋,氨氮與總磷濃度較低;而枯水期流量小,水體的自凈能力減弱,氨氮與總磷濃度較高。另外,結合實地調研結果,五通橋區(qū)沿岷江布局有鹽磷化工循環(huán)產業(yè)園區(qū),其中幾家農藥企業(yè)排放的廢水中氨氮與總磷對岷江沙咀斷面污染物的貢獻較大,同時五通橋區(qū)畜禽養(yǎng)殖場數(shù)量較多,養(yǎng)殖廢水造成的氮磷農業(yè)面源污染也是重要的污染因素之一。

        2022年,五通橋水文站流量最大值為3497.49m3/s,最小值為1102.33m3/s,平均值為1951.25m3/s。氨氮、總磷和流量變化趨勢的關系仍然與2017—2021年一致,高錳酸鹽指數(shù)在這一年中變化幅度很小,因此與流量的關系不明顯。

        (3)水環(huán)境問題

        根據(jù)實地調研,結合上述分析結果,岷江流域主要存在以下水環(huán)境問題:

        ①流域生態(tài)用水保證率不穩(wěn)定,引發(fā)水質波動

        岷江支流大渡河、青衣江流域存在生態(tài)用水保證率不穩(wěn)定的問題,因電站運行調度等人工影響導致日內水位變化幅度大,盡管實現(xiàn)了日流量達標,但在枯水期因日內變化幅度問題導致對下游河段納污能力影響較大,導致水質出現(xiàn)波動現(xiàn)象。

        ②水量時空分布不均勻,影響水環(huán)境容量

        岷江流域存在水資源時空分布不均、年際變化較大等問題。由于流域水資源承載能力不足,資源性缺水嚴重,流域內降水年內分配極為不均,導致茫溪河、泥溪河等部分小流域出現(xiàn)連續(xù)枯水現(xiàn)象,水環(huán)境容量極其有限,無法滿足納污等生態(tài)用水需求。

        ③工業(yè)企業(yè)布局性問題突出,加劇氮磷污染

        岷江沙咀斷面位于樂山市五通橋區(qū)下游,五通橋區(qū)鹽磷化工循環(huán)產業(yè)園區(qū)沿岷江布局,幾家農藥企業(yè)西側均鄰近岷江干流,其排放廢水中均含有氮磷元素,對岷江氮磷污染貢獻相對較大。

        ④畜禽養(yǎng)殖場數(shù)量繁多,農業(yè)面源污染較重

        五通橋區(qū)有上百家規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場,數(shù)量較多,然而很多養(yǎng)殖場未應用規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖尿液及廢水處理技術而直接肥水還田的比例較大,養(yǎng)殖廢水氮、磷含量高,易造成氮磷農業(yè)面源污染。

        4.水質改善行動建議

        (1)結合岷江干流航電樞紐建設情況,開展涵閘調度研究,精準調控生態(tài)需水。

        (2)進一步優(yōu)化沿江產業(yè)布局,推動工業(yè)園區(qū)污水處理廠升級改造。

        (3)推動城鎮(zhèn)污水處理廠、工業(yè)園區(qū)集中式污水處理廠、規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場、無機磷化學工業(yè)、有機磷類農藥工業(yè)、制漿造紙工業(yè)等重點行業(yè)執(zhí)行《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標準》(DB 51/2311—2016)。

        (4)加強農村畜禽養(yǎng)殖污染治理。

        5.結論

        2017—2022年這六年中,岷江沙咀斷面水質總體較好,水質達標率可達97.2%。不同水期水流量大小不同對氨氮的影響較大,對總磷和高錳酸鹽指數(shù)的影響較小。高錳酸鹽指數(shù)受五通橋區(qū)面源污染影響較大,氨氮與總磷濃度受流量影響較大。近年來,岷江沙咀斷面的水污染物得到了有效的控制,不過2022年斷面主要污染物仍為氨氮和總磷。岷江流域長期存在水資源承載能力不足、資源性缺水嚴重的問題,水環(huán)境容量有限,水體納污能力較弱。同時,岷江沙咀斷面上游五通橋區(qū)工業(yè)源和農業(yè)源氮磷廢水排放問題較嚴重。后續(xù)建議結合航電樞紐開展生態(tài)用水調度研究,同時加強工業(yè)源和農業(yè)源污染物控制。

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