流域環境容量測算在規劃中的應用
——以木蘭溪感潮段為例

何偉文

（莆田市環境保護科學研究所 福建莆田 351100）

木蘭溪是莆田市境內最大河流，發源于仙游縣西苑鄉，經三江口注入興化灣。河流總長約105 km，流域總面積約為1 830 km2。以木蘭陂壩為界，木蘭陂上游79.2 km 為單向河流段，下游感潮段全長25.8 km，屬正規半日潮型，日內2 漲2落。河寬100 m～200 m，水深1.1 m～6.0 m，其中木蘭陂壩至三江口國控監測斷面約23 km。木蘭溪目前是全國生態文明建設的樣本，因此從規劃層面解決木蘭溪環境質量問題顯得尤其重要。

“十三五”中期，木蘭溪感潮河段水質不能穩定達到《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）Ⅲ類水質標準，造成的原因是多方面的，如，城鄉生活污水配套管網建設滯后，以及重主干管網、輕支線管網、斷頭管和雨污合流等問題，污水實際收集率、進廠濃度低；部分企業與居民區混雜，工業污水直接排放；荔城和閩中生活污水處理廠大排量的尾水于感潮段集中排放，距離近，污染物降解緩慢。本文對“十三五”中期木蘭溪感潮段主要污染物COD、NH3-N、TP 進行環境容量計算，削減污染物入河量，同時從水資源保障、水生態保護和水環境治理提出規劃管控木蘭溪全流域穩定達標的措施和建議，以實現木蘭溪“十四五”達到“有河有水、有魚有草、人水和諧”的目標。

1 污染源情況

木蘭溪感潮段是莆田市主城區的納污水域。感潮段橫貫興化平原，工業集中、耕地面積大、人口密集，主要涉及城廂、荔城、涵江和秀嶼區行政區域。該區域產生的大量工業、生活和農業面源等污染物匯入南北洋河網，經排水閘口進入木蘭溪感潮段。同時受海浪、潮汐鹽水入侵、泥沙上涌等影響，河水渾濁，大量污染物在感潮河段堆積。感潮河段水流運動復雜，長期沉積的底泥污染物持續釋放，水污染治理難度大［1］。

在對莆田市“十三五”環境保護規劃中期評估時，全面調查木蘭溪感潮段的工業廢水、城鎮生活污水等點源以及農村生活污水、農田徑流污染的產生情況及排放去向，匯總各類污染物現狀排放情況（見表1）。大量污染物在感潮河段堆積，感潮段水環境承載力較弱。通過對感潮段水環境容量進行計算，規劃管控工業、生活、農業污染源入河量，為提升木蘭溪流域水質提供技術支撐。

表1 木蘭溪感潮段主要污染物現狀排放量 單位：t／a

1.1 雙向河流模型治理木蘭溪實例分析

本文依據河海大學環境學院羅縉等［2-3］研究建立的平原河網區往復流河道水環境容量模型，其為一維預測模型，增加了雙向流計算方法，用于木蘭溪感潮河段的容量計算。正、反向具體計算如式（1）和式（2）。

式中：W正為正向河流的水環境容量值，kg/d；W反為反向河流的水環境容量值，kg/d；Q01為上游來水流量，m3/s；Cs為目標水質濃度值，mg/L；C01為上游來水中污染物濃度，mg/L；C02為反向流時下游水中污染物濃度，mg/L；K1、K2為水質降解系數，d-1；V1、V2為河流體積，m3；q1、q2為支流流量（包括廢水量），m3/s。

將木蘭陂至三江口斷面作為1 個控制單元，以2018 年枯水年的木蘭溪感潮段上、下邊界本底值分別對照瀨溪斷面和三江口斷面水質，目標水質為 《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）Ⅲ類水質標準。受木蘭陂攔截，枯水期過陂水量約為2.0 m3/s，支流流量（包括廢水量）主要為南北洋河網經各閘門的泄漏量約11.5 m3/s，下邊界枯水小潮1 個潮周的納潮量約為1.022×107m3。COD、NH3-N 和TP 的水質降解系數分別根據現狀水質，以莆田市開展過的地表水環境容量核定和木蘭溪感潮段水環境污染控制規劃的研究成果，COD、NH3-N 的降解系數分別為0.13 d-1、0.10 d-1，參照全國水環境容量核定技術指南［4］“一般河道Ⅲ—Ⅳ類水質降解參考值”COD 和NH3-N 分別為0.10 d-1～0.18 d-1和0.10 d-1～0.15 d-1，COD 和NH3-N 均取下限值0.10 d-1；TP 降解系數參照張亞麗等［5］開展的淮河支河枯水期污染物降解系數的測算值0.099 0 d-1～0.137 1 d-1，其TP 水質現狀與木蘭溪感潮段接近，本文TP 降解系數取均值0.10 d-1；安全系數取0.60，計算得到感潮段水環境剩余容量（見表2）。結果表明，在2018 年枯水年不利水文條件下，現狀主要污染物在沒有削減的情況下，已超過感潮段的納污能力。

表2 木蘭溪感潮段水環境剩余容量 單位：t／a

1.2 入河削減量

以控制單元內的工業廢水直排、工業聚集區和生活污水處理廠等點源污染作為主要削減對象，全面實現尾水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A 標準排放；集鎮區污水全部收集處理，70%的農村污水得到有效處理，化肥利用率提高到40%以上，入河污染物得到大幅削減（見表3）。至2020 年底，木蘭溪感潮段水環境得到較大改善，主要污染物COD、NH3-N、TP 年均濃度均呈下降趨勢，年均濃度基本滿足Ⅲ類水質要求。

表3 木蘭溪感潮段主要污染物入河削減量 單位：t／a

2 “十四五”時期木蘭溪管控建議

“十三五”期間，在木蘭溪上游瀨溪橋，溶解氧年均濃度（7.7 mg/L～8.2 mg/L）優于地表水環境質量標準Ⅰ類水質。在感潮段COD、NH3-N 和TP 等指標較大改善下，感潮段溶解氧年均濃度卻呈現逐年下降（4.0 mg/L～5.9 mg/L），其月均濃度超過Ⅲ類水質占比呈現增大趨勢。大量研究表明，感潮河段影響水體溶解低氧主要因素復雜，受水溫和面源污染［6］、鹽度［7］、底層 泥沙異重流［8］、低流速［9］等單一或多個因子影響，感潮段溶解低氧已成為影響木蘭溪全流域穩定達到Ⅲ類水質的首要污染因子。“十四五”期間，從持續削減入河污染和增強生態補水、修復河口水生態等方面來提高木蘭溪感潮段自凈能力。

2.1 開展木蘭溪感潮段溶解氧偏低問題診斷

系統分析木蘭溪感潮段溶解氧在時間上和空間上的變化特征，識別影響木蘭溪感潮河段溶解低氧的主要影響因素，提出科學有效的河口整治方案。

2.2 持續削減污染入河

（1）補齊環保基礎設施短板。結合“綠盈鄉村”建設，因地制宜，實施木蘭溪上游沿線11 個鄉鎮鎮區生活污水及主要匯水支流沿線的農村污水全收集、全處理。全面整治主城區及集鎮區的雨污分流不到位，以及污水干、支和入戶管錯接、漏接問題，提高污水處理廠收集率和污水進廠濃度。推進匯入感潮段的荔城、閩中2 個污水處理廠尾水由《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A 提升到《地表水環境質量標準》準Ⅳ類水質后回用于內河生態補水，達到削減污染物匯入木蘭溪和稀釋凈化南北河網水質的目的。

（2）加強農業面源污染防治。開展化肥減量利用和替代利用，加大測土配方施肥推廣力度，持續實施農藥、化肥減量增效化，提升全市畜禽養殖廢棄物資源化利用水平。

（3）推進內河綜合治理和水生態修復。推進木蘭溪華亭段河岸生態護岸攔截工程、荔城區南洋水系、秀嶼區土海及周邊水系綜合整治等工程的實施。同時，實施南、北洋綠心農田生態塘和河溝原位修復濕地建設，推進荔城區玉湖與企溪水系連通和笏石溪-土海連通工程建設，建設環土海生態緩沖帶和環土海污水處理，提升內河水生態修復能力。削減污染物入河量見表4。

表4 “十四五”木蘭溪持續削減污染物入河量 單位：t／a

2.3 提升水資源保障水平

（1）科學調蓄水庫庫容，強化木蘭溪上游水電站生態下泄流量保障，完善水量調度方案和保障體系。推進流域沿線桉樹林及低效針葉林等林分改造，逐步提升林分質量，增強森林涵養水源的能力。同時，探索利用涵江區西音和烏溪水庫-外度水庫-東圳水庫-延壽溪-木蘭溪生態補水方案。

（2）推動新建城市污水處理廠配套建設再生水利用設施，推進閩中、荔城2 個污水處理廠尾水深度治理，中水回用至城市內河進行生態補水。

2.4 加快河口生態修復

（1）整治非法侵占、濫用木蘭溪水域或河口灘地的采砂、取土、垃圾堆放、水產養殖、建筑物，退還河道空間，實現河道保潔養護管理全覆蓋。

（2）推進木蘭溪下游水生態修復與治理，構建水生態廊道保護與修復網絡。以修復河道水生態系統為主，兼顧保障水生態安全、改善水環境、提升流域智慧管理、保護水文化遺產風貌，實現河道從“清”到“美”的提升。

（3）加快實施水生生態系統修復工程。通過引水、調水、閘壩調度等生態補水方式，推進木蘭溪下游區域逐步恢復魚類生境。

（4）恢復木蘭溪入海口紅樹林濕地，實施河口區域灘涂養殖退養和灘涂的重建修復，為潮間帶動植物營造良好的生存環境，保障河口生態安全。

2.5 完善制度保障

加快推動《莆田市木蘭溪流域保護條例》出臺，將木蘭溪流域保護工作納入法治化軌道，深化河湖長制監管，分級分段開展流域保護工作，統籌解決水資源、水生態、水環境等問題。同時，加大流域生態保護補償力度，完善補償機制，充分調動社會資本投入到木蘭溪流域保護中。

3 結語

“十四五”時期，以更高站位謀劃治理木蘭溪，堅持污染治理和生態擴容，縱深推進木蘭溪全流域治理，保障木蘭溪生態下泄流量，全面推進河口水生態保護修復，持續改善木蘭溪流域水環境質量和恢復整體功能，以實現“有河有水、有魚有草、人水和諧”的美麗木蘭溪，也為新時代流域治理提供可復制的木蘭溪樣板。