潮白河密云水庫流域水質(zhì)分析及環(huán)境影響因素研究

胡昱坤

(中國人民大學(xué)附屬中學(xué)第二分校， 北京 100097)

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潮白河密云水庫流域水質(zhì)分析及環(huán)境影響因素研究

胡昱坤

(中國人民大學(xué)附屬中學(xué)第二分校， 北京 100097)

本文選取北京市密云水庫及其上下游潮白河流域為研究區(qū)，基于不同河段、不同批次水樣品的分析測定和生態(tài)環(huán)境調(diào)查，對主要水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行對比分析。研究結(jié)果表明，密云水庫上游及庫區(qū)水質(zhì)符合Ⅰ類、Ⅱ類地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，滿足飲用水源地要求，但個別觀測點水質(zhì)指標(biāo)受環(huán)境影響存在較大差異。在密云水庫下游，水質(zhì)基本處于Ⅲ～Ⅴ類，水質(zhì)指標(biāo)更多受河道環(huán)境治理因素的影響。密云水庫下游地區(qū)一些點位的指標(biāo)，如溶解氧、氨氮和總磷較好，可見經(jīng)過處理的中水作為景觀用水用于改善生態(tài)環(huán)境具有現(xiàn)實意義。基于此，從污染治理、環(huán)境監(jiān)管措施等方面為密云水庫水源地保護提出建設(shè)性意見，提高水質(zhì)，遏制生態(tài)環(huán)境惡化。

密云水庫； 河流； 水質(zhì)分析； 環(huán)境調(diào)查

1 研究背景

水資源是生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵性控制因素。當(dāng)前水資源減少及其污染問題已經(jīng)對社會和居民生活產(chǎn)生了很大的影響。北京市是水資源嚴(yán)重短缺的城市，年人均水資源占有量約100m3，僅為世界人均占有量的1/70。根據(jù)《2014年北京市水資源公報》，全市水資源總量約為20億m3，比多年平均37億m3少46%。在2014年地表水監(jiān)測中，有水的河中符合Ⅰ類、Ⅱ類水質(zhì)的僅占37%，劣于Ⅴ類水質(zhì)的占38%，水質(zhì)狀況令人擔(dān)憂。北京市正面臨著水量匱缺、水質(zhì)和水體功能降低的嚴(yán)峻形勢。

北京市境內(nèi)有五大水系，由西向東分別為大清河水系、永定河水系、北運河水系、潮白河水系和薊運河水系。五大水系中位于密云水庫上下游的潮白河水系的流域面積、年降水量、地表水資源量最大，支流多、流域面積大，地表水量豐富、水質(zhì)好，是北京市飲用水地表水的主要來源，是水資源開發(fā)的重點地區(qū)，尤其密云水庫上游潮白河流域作為水源重點保護。近年來因氣候影響，密云水庫上游的潮河、白河水量逐年遞減，水質(zhì)也逐漸降低。又因北京市人口增長迅猛，用水量激增，密云水庫下游的潮白河流域基本上處于斷流狀態(tài)，地下水位也不斷下降。同時，由于工業(yè)生產(chǎn)、居民生活污水等的排放，水質(zhì)情況不容樂觀。

2 研究目的

通過檢索文獻(xiàn)、現(xiàn)場考察、實地調(diào)查，了解密云水庫上下游潮白河水系水資源和水質(zhì)總體情況；通過現(xiàn)場檢測、實驗室化驗，對密云水庫上下游流域潮白河不同河段、不同批次水樣品的分析測定、生態(tài)環(huán)境調(diào)查，對比分析探究水質(zhì)變化影響因素，為密云水庫上下游污染的治理提出相應(yīng)的建議，為保護和改善水環(huán)境提供理論依據(jù)。

3 研究結(jié)果

3.1 文獻(xiàn)檢索結(jié)果

通過文獻(xiàn)檢索，了解到北京市是一個水資源極其缺乏的城市。近年來密云水庫上游流域年降水量、入庫水量逐漸減少，密云水庫庫存水量長期處于低位。北京市為了保護密云水庫上游水資源，每年投入大量資金用于水源地保護：構(gòu)筑“生態(tài)修復(fù)、生態(tài)治理、生態(tài)保護”三道防線，實施污水、垃圾、廁所、河道、環(huán)境五同步治理，建設(shè)生態(tài)清潔小流域等，取得了較好的效果。密云水庫停止向下游河道放水后，北京市政府實施了“引溫濟潮”工程，將溫榆河劣V類水處理達(dá)到再生水標(biāo)準(zhǔn)后調(diào)運至潮白河作為景觀用水，滿足密云和順義城區(qū)發(fā)展建設(shè)和環(huán)境用水的需要。

3.2 專業(yè)考察結(jié)果

通過對密云水庫及其上下游實地考察和對水務(wù)管理部門專業(yè)人士訪談，了解到北京市飲用水緊缺，地表水不能滿足生產(chǎn)生活需要，地下水處于嚴(yán)重超采。北京市很多河道包括密云水庫下游的潮白河常年干枯，一些河道的水是污水和經(jīng)過處理的中水。密云水庫管理處強化庫區(qū)封閉管理：修建了60多km的防護網(wǎng)，庫區(qū)實施退耕還草，建設(shè)人工濕地，加強對自然濕地的保護；嚴(yán)格監(jiān)督和管理庫區(qū)人員和單位活動，減少點源污染。

3.3 現(xiàn)場采樣、考察及分析結(jié)果

3.3.1 采樣點選取

在分析密云水庫及潮白河主要走勢后，采樣點選取如下：密云水庫上游潮河、白河各選取2個采樣點(編號1～4)；密云水庫選取1個采樣點(編號5)；密云水庫下游潮河、白河各選取1個采樣點(編號6～7)；潮河和白河匯聚處選為1個采樣點(編號8)；潮白河匯合后的下游選擇1個采樣點(編號9)。采樣點分布情況見表1。

表1 采樣點分布情況

3.3.2 現(xiàn)場考察

分別于2016年2月27—28日(第1次)、5月1—2日(第2次)、5月22日(第3次)在密云水庫上下游進(jìn)行實地考察和水樣采取。現(xiàn)場考察項目包括：現(xiàn)場測量水溫、pH值、濁度、溶解氧、現(xiàn)場環(huán)境考察和拍照、數(shù)據(jù)記錄、水樣采取、樣品處理和標(biāo)注等。現(xiàn)場環(huán)境考察記錄見表2。

表2 現(xiàn)場環(huán)境考察記錄

3.3.3 水樣分析結(jié)果

采樣點6因河道干涸無分析數(shù)據(jù)，采樣點5第1次未采到水樣，無分析數(shù)據(jù)。采樣點7在第2、3次中只進(jìn)行了現(xiàn)場的pH值、濁度、溶解氧的測定，沒有進(jìn)行其他實驗室指標(biāo)分析。另外，因第1次水樣未酸化處理，冷藏不充分，為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性除濁度指標(biāo)外，其余數(shù)據(jù)沒有列入。水樣檢測分析結(jié)果數(shù)據(jù)見表3。

表3 水樣檢測分析結(jié)果數(shù)據(jù)表

4 數(shù)據(jù)分析與討論

4.1 濁度

密云水庫及其上游除采樣點1外濁度指標(biāo)較好，密云水庫下游景觀用水濁度高、該項指標(biāo)較差。

采樣點1為采樣的最上游，但在第2、3次采樣分析中濁度最高。現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，在河北省界內(nèi)河道建筑生活垃圾眾多(見圖1)。進(jìn)入北京市界后河道兩旁樹立了防護網(wǎng)，種植防護林，生態(tài)保護較好(見圖2)。經(jīng)過自然沉降和凈化，采樣點2濁度明顯下降。可見好的自然環(huán)境對污染有較好修復(fù)作用。

圖1 采樣點1戴營河道(河北省灤平縣古北口)

圖2 采樣點2大溝口河道(北京市密云縣)

圖3 采樣點8密云縣河槽村環(huán)境(第1次考察時)

采樣點8在第1次考察時，濁度最高，現(xiàn)場觀察時環(huán)境很差：水體渾濁，水面有許多漂流物、死魚等，游人和車輛眾多，遺留垃圾很多(見圖3)。在第2、3次考察時，車輛禁止入內(nèi)(咨詢現(xiàn)場管理人員，原因為游人野炊引發(fā)火災(zāi)燒毀樹木)，垃圾被清理，水面比較清潔(見圖4)。從數(shù)據(jù)看濁度降低，可見河道水環(huán)境的清理和保護工作十分關(guān)鍵。

圖4 采樣點8密云縣河槽村環(huán)境(第2、3次考察時)

4.2 溶解氧

溶解氧最低點6.82，屬于地表水Ⅰ～Ⅱ類范圍，其余均滿足地表水Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。處于下游采樣點7～9的溶解氧數(shù)值較高，該項指標(biāo)較好，說明經(jīng)過處理的中水作為景觀用水可以利用。

4.3 總磷(以P計)

總磷指標(biāo)在密云水庫及其上游屬于地表水Ⅰ類、Ⅱ類水質(zhì)范圍，水質(zhì)較好；密云水庫下游的采樣點9基本在Ⅱ類水質(zhì)范圍內(nèi)，采樣點8屬于V類及劣V類水質(zhì)范圍，可見河槽村水質(zhì)相對較差，推測與河槽環(huán)境較差、周圍有居民區(qū)有關(guān)，可能有生活污水排放入河，待進(jìn)一步考察確認(rèn)。

4.4 高錳酸鉀指數(shù)

高錳酸鉀指數(shù)在密云水庫及其上游屬于地表Ⅰ類、Ⅱ類水質(zhì)范圍，滿足飲用水源地要求。下游的景觀用水，基本在Ⅳ～Ⅴ類水質(zhì)范圍之間，基本滿足景觀用水需求。

4.5 氨氮(以N計)

氨氮含量在密云水庫及其上游(除1外)基本屬于Ⅰ～Ⅱ類地表水范圍，水質(zhì)較好。采樣點1氨氮含量明顯高于下游采樣點2處，同樣說明河北界內(nèi)污染多、排放多和北京界內(nèi)良好的自然環(huán)境對水質(zhì)的自然凈化作用。密云水庫下游景觀用水基本屬于Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)滿足，景觀用水需求，說明經(jīng)過處理的中水仍有充分利用的價值；采樣點8指標(biāo)劣于采樣點9處，同樣與環(huán)境、游人和附近居民的因素有關(guān)。

4.6 生化需氧量(BOD5)

BOD5在密云水庫上游的潮河、白河較小且比較穩(wěn)定，基本屬于地表Ⅰ類水質(zhì)范圍。密云水庫北側(cè)采樣點5董各莊處該項指標(biāo)偏高，推測與水庫邊有較多枯死的水草而水樣采集在水庫邊緣有關(guān)。密云水庫下游的景觀用水BOD5含量基本屬于Ⅳ～Ⅴ類水質(zhì)。

5 研究結(jié)論

5.1 密云水庫上游水質(zhì)符合飲用水源地要求

除采樣點1第3次的濁度高、氨氮指標(biāo)稍高外，密云水庫上游的潮河、白河的采樣點基本符合Ⅰ類、Ⅱ類地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，適用于集中式生活飲用水地表水水源地一級保護區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。可見，密云水庫入庫水源是滿足要求的。

5.2 經(jīng)過處理的中水作為景觀用水具有現(xiàn)實使用價值

因水資源緊缺，密云水庫下游潮白河流域處于斷流狀態(tài)，北京市采取“引溫濟潮”工程，把溫榆河的污水經(jīng)過水廠處理后引入潮白河作為景觀用水，水質(zhì)綜合分析很多指標(biāo)處于Ⅲ～Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)范圍，一些指標(biāo)(例如溶解氧指標(biāo)、氨氮指標(biāo)和總磷指標(biāo))都較好，可見經(jīng)過處理的中水作為景觀用水用于改善生態(tài)環(huán)境具有現(xiàn)實意義。

5.3 環(huán)境的好壞對水質(zhì)改善或破壞作用明顯，水源地保護需要跨部門、跨地區(qū)協(xié)作

采樣點1水質(zhì)分析數(shù)據(jù)較差，其主要原因是河北界內(nèi)河道無保護措施且生活和建筑垃圾等污染河道的現(xiàn)象普遍，北京界內(nèi)不僅有防護網(wǎng)而且在河道兩側(cè)種植防護林，植被很好，好的自然環(huán)境對水體的潔凈作用十分明顯。密云水庫是北京飲用水源地，其上游的潮河、白河在北京界內(nèi)保護措施有力、管理嚴(yán)格，但在河北省界內(nèi)的保護需要加強，否則功虧一簣，需要北京市與河北省加強溝通協(xié)調(diào)，聯(lián)防聯(lián)控，統(tǒng)一做好環(huán)保工作。

5.4 密云水庫下游水資源和水質(zhì)形勢嚴(yán)峻，水體保護工作尤為重要

密云水庫下游大部分河道常年干枯，水資源形勢十分嚴(yán)峻。部分河段采取攔水壩回灌中水作為景觀用水，自身水質(zhì)較差，水無流動性，水體自凈能力差，對環(huán)境的要求高，很容易引起水質(zhì)二次惡化。景觀用水水質(zhì)與環(huán)境保護和環(huán)境整治工作高度相關(guān)，必須切實做好細(xì)微的環(huán)保和環(huán)境管理工作。

5.5 水資源緊缺和環(huán)境保護的重要性

詳細(xì)的歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)場河道的水流情景，充分印證北京市水資源稀缺的嚴(yán)重性，現(xiàn)場考察發(fā)現(xiàn)環(huán)境破壞情景觸目驚心，要加強環(huán)保宣傳，從意識到行動上自覺地履行環(huán)保責(zé)任。

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Analysis on Chaobai River Miyun Reservoir Basin water quality analysis and research on environmental impact factors

HU Yukun

(TheSecondBranchSchooloftheHighSchoolAffiliatedtoReminUniversityofChina,Beijing100097,China)

In the paper, Beijing Miyun Reservoir and Chaobai River Basin on the upstream and downstream areas are selected as study area. Main water quality indexes are comparatively analyzed based on assay determination and ecological environment research of water samples in different river sections and different batches. The research results show that water quality on the upstream area and reservoir area in Miyun Reservoir is consistent with class Ⅰ and class Ⅱ surface water quality standard, thereby meeting the requirement of drinking water source. However, individual observation points are affected by environment differently. The water quality basically belongs to class III and class V in the downstream area of Miyun Reservoir. Water quality index is more affected by river environmental factors. Indexes of some points in Miyun Reservoir downstream area are better such as dissolved oxygen, ammonia nitrogen and total phosphorus. It is visible that the treated reclaimed water has realistic significance in improving ecological environment. On the basis, constructive suggestions are proposed for water source protection of Miyun Reservoir from the aspects of pollution governance, environment monitoring measures, etc.

Miyun Reservoir; river; analysis of water quality; environmental investigation

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.04.019

TV62

B

2096-0131(2016)04- 0063- 05