瀨溪河流域(榮昌段)水環境質量現狀及污染源解析

(1.重慶市榮昌區生態環境局 重慶 402460;2.重慶市環境科學研究院 重慶 401147;3.重慶市生態環境監測中心 重慶 401147)

瀨溪河系沱江左岸一級支流，發源于重慶市大足區巴巖店，流經重慶市榮昌區、四川省滬縣，于滬縣胡市匯入沱江。瀨溪河是重慶市榮昌區主要的飲用和農用水源，瀨溪河流域是榮昌區重點發展區域，占全區幅員面積的66%，城市建成區和工業園區均分布其中，近年來，隨著城鎮化、工業化以及農業、畜牧業的快速發展，加之上游污染，流域水環境達標壓力日益加大，有限的環境容量、水資源與區域社會經濟快速發展的需求矛盾突出[1-3]。2017-2018年，瀨溪河(榮昌段)出入境監測斷面(界牌、高洞電站)化學需氧量、氨氮、高錳酸鹽指數、總磷等主要水質指標在個別月份均出現不同程度超標，不能穩定達到《重慶市水污染防治目標責任書》要求的III類水質標準。本研究以瀨溪河(榮昌段)2013-2018年水質監測數據為基礎，研究了流域年度、月度水質變化及主要污染源解析，可為下一步制定針對性措施改善瀨溪河(榮昌段)水質狀況和當地人居環境質量提供參考。

一、流域概況

圖1 瀨溪河(榮昌段)流域范圍圖

瀨溪河(榮昌段)干流長55.2公里，共有各級大小支流100余條，流域面積708平方公里，涉及昌元街道、昌州街道、榮隆鎮等13個鎮(街道)，覆蓋人口57.5萬人，其中城鎮人口40.5萬，農村人口17.0萬。流域有板橋、廣富、榮隆3個工業園區，重點發展裝備制造、食品醫藥、輕工陶瓷和農牧高新等產業。

二、數據和資料來源

監測數據：瀨溪河在榮昌境內共設監測斷面2個，分別為高洞電站斷面(出境斷面)和界牌斷面(入境斷面)，其中高洞電站斷面為國家考核斷面。系列年水質監測數據來自重慶市榮昌區生態環境監測站2013-2018年逐月監測結果。水質評價采用《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)III類標準限值。

污染負荷核算：工業源數據來源于排污許可證；人口數據來源于榮昌區統計年鑒；耕地、水產養殖、畜禽養殖、水土流失等數據來源于部門填報。

三、水環境質量現狀

監測結果顯示，2013-2016年，瀨溪河入境斷面(界牌)水質均達Ⅲ類，總磷、化學需氧量、氨氮、高錳酸鹽指數等主要水質指標年均濃度均逐年下降；2017年水質類別為Ⅳ類，化學需氧量、高錳酸鹽指數超標；2018年水質類別改善為III類。2013-2018年，瀨溪河出境斷面(高洞電站)水質均達Ⅲ類，但總磷、化學需氧量等水質指標年均濃度臨近標準值，有超標風險。可以看出，2013-2016年，瀨溪河(榮昌段)整體水質逐步改善，2017-2018年水質有所下降，特別是2017年水質明顯反彈，主要由于榮昌區當年降雨量顯著下降，較多年平均降雨量減少了30%，僅為上一年度的60%。

表1 2013-2018年歷年水質評價

對2017-2018年瀨溪河(榮昌段)高洞電站斷面(國控斷面、出境斷面)總磷、化學需氧量、氨氮、高錳酸鹽指數等主要水質指標月均值進行分析，見圖2。可以看出，2018年各指標月均濃度整體較2017年有所下降。從各指標月均濃度變化來看，2017、2018年各指標在1-3月份均有一個峰值，另外，2017年8-10月份和2018年6-8月份各指標也有一個峰值。分析原因認為，1-3月(枯水期)流量減少導致水環境承載能力下降；6-10月(豐水期)降雨量較大，受一定強度的降雨影響，面源污染負荷明顯增加。

圖2 2017-2018年高洞電站斷面主要水質指標月均濃度變化

四、流域污染源解析

(一)污染負荷核算

1.點源

(1)工業源。進入園區污水處理廠集中處理的工業污染物排放量，根據各園區污水處理廠實際出水量、實際出水濃度核算；自行處理后直接排入水體的工業污染排放量按排污許可證核發量核算。

(2)城鎮生活源。參照《生活源產排污系數及使用說明》(修訂版2011)，生活污水污染物排放量化學需氧量52g/人·天，氨氮7.88g/人·天，總磷0.83 g/人·天；生活垃圾按1kg/(天·人)計算，其中1.0kg生活垃圾折算0.05kg 化學需氧量、0.2g 總磷。根據地區實際居民人均綜合用水量、折污系數、污水收集率、污水處理廠出水水質、垃圾收運情況等確定削減量。

2.非點源

(1)農村生活源。參照《重慶市農村環境連片整治示范項目技術指南》、《次級河污染綜合整治實施方案編制指南》，農村生活污水化學需氧量濃度為320mg/L、氨氮濃度為30mg/L、總磷濃度為3.5 mg/L；生活垃圾按0.7kg/(天·人)計算。根據地區實際農村居民用水量、折污系數、污水收集率、垃圾收運情況等確定削減量。

(2)農田面源。參照《第一次全國污染源普查—農業污染源肥料流失系數》，氨氮為0.046kg/畝、總磷為0.008 kg/畝，農田面源污染排放量根據耕地面積、流失系數核算。

(3)水土流失。水土流失進入河流的污染負荷根據下面公式計算：

Wi=A·Si·DR·Ci·10-6

式中：Wi——水土流失帶入流域的污染量(t/a)；

A——河流流域水土流失的面積(km2)；

Si——河流流域面積上的土壤年均侵蝕模數(t/a·km2)，取761 t/a·km2；

DR——河流泥沙輸移比，取0.046；

Ci——河流流域面積上的土壤背景值，其中CCOD為4612mg/kg、C氨氮為105mg/kg、CTP為92mg/kg。

(4)畜禽養殖。將各類畜禽轉換為標準豬，換算關系為：30只蛋雞折合為1頭豬，60只肉雞折合為1頭豬，3只羊折合為1頭豬，1/5頭牛折合為1頭豬。生豬產污系數分別為：豬糞398kg/a，豬尿657kg/a，化學需氧量排放量：52kg/t豬糞、9kg/t豬尿，氨氮排放量：3.1kg/t豬糞，1.4kg/t豬尿，總磷排放量：3.41 kg/t豬糞；0.52kg/t豬尿。畜禽養殖污染排放量參照三峽庫區禽畜糞便污染物流失率：化學需氧量12.3%、氨氮2.86%進行核算。

(5)水產養殖。參照《第一次全國污染源普查—水產養殖業污染源產排污系數》，排污系數分別為化學需氧量23.32g/kg、總磷0.415g/kg。

(二)污染物入河量核算

污染物入河量通過污染物排放量與入河系數折算得到。工業、城鎮生活等點源污染物經處理后由排污口直接排入地表水，入河系數取1；農村生活污水經土壤凈化，具有排放量大而入河量小等特點，入河系數取0.3；農田面源、水土流失、畜禽養殖、水產養殖等以流失率或排污系數核算，入河系數取1。

(三)污染物入河量

據統計，流域污染物入河量分別為化學需氧量3772.7t/a、氨氮598.6t/a、總磷57.7t/a。由圖3可知，城鎮生活源是流域主要污染來源，化學需氧量、氨氮、總磷占比分別為65.6%、84.8%、68.8%。由圖4可知，昌元街道污染物排放量最大，化學需氧量、氨氮、總磷占比分別為26.3%、34.0%、28.0%，昌州街道次之，化學需氧量、氨氮、總磷占比分別為26.3%、30.4%、21.6%，且均以城鎮生活源為主。

圖3 各類污染源入河量占比

圖4 各鎮街主要污染物入河量

Fig.4Thepollutionemissionsofthedifferenttown

(四)污染源解析

瀨溪河河口多年平均流量20.6m3/s，規模為小河，河道長寬比較大，采用縱向一維水質模型對各污染源、各鎮街對高洞電站斷面水質貢獻率進行計算，模擬指標選擇化學需氧量、氨氮[4]。結果顯示，界牌斷面水質對高洞電站斷面水質貢獻率分別為化學需氧量54.4%、氨氮9.2%，沿程污染源的匯入對高洞電站斷面水質貢獻率分別為化學需氧量45.6%、氨氮90.8%。由圖5可知，不考慮上游來水水質對高洞電站斷面影響，昌州街道、昌元街道對高洞電站斷面水質貢獻率明顯高于其他鎮街，其中昌州街道對化學需氧量貢獻率最大，為22.1%，昌元街道對氨氮貢獻率最大，為24.2%。

圖5 各鎮街污染源對高洞電站斷面水質貢獻率

五、結論與建議

1.瀨溪河(榮昌段)穩定保持III類水質壓力較大，總磷、化學需氧量及高錳酸鹽指數等水質指標在2-3月和6-8月仍有超標或有超標風險，氨氮指標在2018年已基本實現穩定達標。瀨溪河(榮昌段)主要污染源為城鎮生活源，昌元街道和昌州街道排放量最大。高洞電站斷面化學需氧量指標受上游和流域自身污染源雙重影響，分別占54.4%和45.6%；氨氮指標主要受流域自身污染源影響，占90.8%；昌元街道和昌州街道對高洞電站斷面水質影響較大。

2.圍繞水質改善這一核心目標，如何從流域層面解決水污染問題、針對流域水文水環境特點制定全面的水污染防治策略，已成為我國流域水環境管理新的出發點[5]。長江經濟帶覆蓋的11省(市)過去在生態環境保護方面做了大量工作，但整體成效沒有顯現，最大問題就是流域整體性保護不足[6]。建議圍繞瀨溪河流域水環境質量改善目標，堅持系統保護治理的原則，實施水資源、水環境、水生態協同治理，統籌上中下游，細化水環境問題清單、水污染防治目標清單和責任清單，實施差異化的水污染防治策略，推進流域水污染防治網格化、精準化管理。