下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
（1.水利部海河水利委员会水资源保护科研所，天津 300170；2.中国水利水电科学研究院，北京 100038）
摘要： 本研究评价了潘家口、大黑汀水库上游水功能区达标情况，分析了影响水功能区达标的主要问题。根据研究区域内污染源分布情况和河流水文特性，结合水功能区区划及当地的行政区划，划分了控制单元，指出了各控制单元的污染主导及重点治理方向，并分析了实施效果，即主要污染物的削减量。
关键词： 水库上游；水功能区；达标措施
第一作者简介： 侯思琰（1981—），女，天津人，硕士，工程师，主要从事水资源保护研究。E-mail：lindasiyan@126.com
本研究区域为潘家口、大黑汀水库（以下简称潘、大水库）上游区域，位于滦河流域山区，涉及河北省、内蒙古自治区的 17 个县（区、旗），其中潘家口水库控制流域面积为33700km 2 ，占流域总面积的 75%以上。自 2003 年以来，流域地表水污染恶化趋势得到控制，但是水功能区达标率仅为一半左右，水功能区全面达标仍需攻坚。
潘、大水库上游 32 个水功能区全因子达标 17 个，达标率为 53.1%，不达标的水功能区集中在工业用水区、农业用水区、保护区和缓冲区，主要超标项目为高锰酸盐指数、总磷等。
（1）点源污染趋势得到控制，但存在水功能区纳污能力超载情况。据调查，对潘、大水库水质影响较大的点污染源主要分布在河北省承德市境内，主要污染源是城镇工业废水和生活污水、城镇生活垃圾等。滦河上游闪电河流经区域的工业较不发达，沿河各旗、县排放的废污水对潘、大水库水质影响较小。上游 32 个水能区有 11 个水功能区有排污口，共有排污口 33 个。潘、大水库上游 2015 年入河污水量为 12125 万m 3 /t，污染物COD、NH3-N、TP、TN入河量分别为 3958.8t/a、338.9t/a、1341.5t/a、183.6t/a。
近年来，流域污水处理厂大规模的建设和投入运营，截至 2010 年已建成污水处理厂11 座，污水处理规模达到 0.94 亿t，入河污染物量和污染物浓度显著下降。据调查，近 10年来废污水入河量较 2003 年增加 0.20 亿t，而COD和氨氮入河量有较大幅度减少，2014年流域COD入河总量为 0.39 万t，氨氮入河总量为 0.03 万t，较 2003 年分别减少了 92.8%和 88.0%。
但是径流不足、来水量偏低导致部分水功能区纳污能力超载，32 个水功能区中，超载的水功能区有 6 个，占流域总数的 17.6%。超载区COD和氨氮的现状纳污能力分别占流域总量的 7.0%和 7.6%，COD和氨氮的现状入河量分别占流域总量的 64.3%和 53.0%，即流域约 17.6%的超载水功能区以 7.0%左右的纳污能力接纳了 60.0%左右的污染物入河量。
（2）面源污染未得到有效控制，致使水源地供水安全受到威胁。以乌龙矶断面为例，自 2009 年以来高锰酸盐指数以及氨氮浓度有下降趋势，但总磷、总氮浓度却逐年上升，说明滦河干流入库污染物中面源占了较高比例，且未得到控制。乌龙矶断面指标变化趋势如图 1 所示。水土流失、农村生活、农药化肥、分散禽畜养殖和城镇地表径流是造成面源污染的主要原因。
图1 入库支流氨氮、高锰酸盐指数、总磷、总氮变化趋势
潘、大水库高锰酸盐指数、总氮和总磷浓度，在 2000 年之后均呈现出逐年升高的趋势，其中总氮和总磷升高更明显，这两项指标是水体富营养化的主要诱因，造成这一现象的原因除了网箱养鱼，还和上游面源污染有很大关系。潘、大水库总氮和总磷指标逐年变化趋势如图 2 所示。
图2 潘、大水库总氮和总磷指标变化趋势图
从流域水系完整性和控制方案可实施性出发，根据研究区域内污染源分布情况和河流水文特性，结合水功能区区划及当地的行政区划，以污染控制单元划分原则为指导，在电子地图上将汇水区、水系分布及其流向、水功能区边界、控制断面分布、行政边界等指标的空间数据进行叠加获得基本工作单元，各单元不跨省界。在工作单元基础上，考虑管理的可操作性及河流的完整性，将滦河流域干支流分别作为单元进行划分，并保证每个单元都有考核断面进行控制，最终将滦河流域划分为 14 个控制单元，具体控制单元情况见表 1。
表1 控制单元情况
续表
根据《最严格水资源管理制度》以及《水功能区管理办法》的相关要求，应对 14 个规划控制单元进行水质和污染物入河量双控，因此对各规划单元水质达标情况及污染物入河量进行分析，目前水质达标并且污染物入河量满足限制排污总量要求的有 6 个控制单元，分别为闪电河水源涵养区、滦河上游水源涵养区、滦河中游水土保持区、老牛河水资源保护区、瀑河水资源保护区、潵河水源地保护区，这些规划单元以加强监督性监测和管理为主。
其余不达标的 8 个控制单元中，采用污染物COD分析点、面源污染负荷，利用南开大学GWLF模型模拟结果进行分析，滦河下游、柳河主要为点源污染；经调查，武烈河流经承德市区，城市污水对河流水质影响较大，水体劣Ⅴ类。对以上 3 个控制单元进行入河排污口整治；对于其余 5 个控制单元主要以面源污染控制为主，参考南开大学成果，对各污染源TN、TP污染负荷进行排序，若二者污染负荷占比前两位的污染源不一致则以TP为准。此外，根据社会经济年鉴，内蒙古多伦县和河北丰宁、围场、隆化、滦平、平泉、宽城、承德等县的畜禽养殖规模较大，故在小滦河、兴洲河、蚁蚂吐河、伊逊河等规划控制单元还应对畜禽养殖采取重点治理，污染主导及重点治理方向见表 2。
表2 规划控制单元污染主导及重点治理方向
续表
对点源污染为主的控制单元，分析其排污口污染物达标情况，进行排污口综合整治、污水处理厂升级改造，使未达标排放的排污口达标排放并计算COD、NH3-N削减量。对面源种植污染为主的控制单元，进行农村清洁生产，推进农药化肥减量增效，农药化肥利用率由不足 35%，均提高到 40%以上，污染物削减率约为 30%，计算TN、TP削减量；面源养殖污染为主的控制单元，规模化畜禽养殖小区替代分散养殖模式，假设 75%分散养殖变成规模化养殖，TN、TP减少幅度 80%计算TN、TP削减量；对面源草地污染为主的控制单元，进行水土保持相关措施从而防止水土流失，假设中、低密度草均转化为高密度草，产流比分别减少 74%、76%，计算TN、TP削减量；对面源农村生活污染为主的控制单元，进行清洁小流域，农村垃圾及废水处理，以小型污水处理装置TN、TP去除率分别为 65%、75%计算其削减量。经计算，通过治理共计削减COD、NH3-N、TN、TP分别为 1121.8t/a、427.9t/a、557.79t/a、11.19t/a。
[1] 王立，李海强，马放，等. 基于SWAT模型的流域河网提取方法[J]. 中国给水排水，2014，30（13）：92-95.
[2] 李建新，朱新军，于磊. SWAT模型在海河流域水资源管理中的应用[J]. 海河水利，2010（10）：46-49.
[3] 朱超，于瑞宏，刘慧颖，等．基于DEM的乌梁素海东部流域河网信息提取[J]．水资源保护，2011，27（3）：75-79.
[4] 孙世明，付丛生，张明华. SWAT模型在平原河网区的子流域划分方法研究[J]. 中国农村水利水电，2011（6）：17-20.
[5] 洪绂曾. 农村清洁生产与循环经济[J]. 中国人口资源与环境，2008，18（1）：3-5.