河流水質時空變化特征及污染源分析研究*——以遵義市打秋坪斷面為例

陳昱潼，肖廳廳，張亞，李楠，韓濤

1.中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司；2.中電建生態環境設計研究有限公司；3.中國長江三峽集團有限公司

打秋坪斷面是考核遵義市中心城區貫城河—湘江水質的國家考核斷面，其水功能區劃水質考核目標為III類。分析打秋坪斷面2017-2020年主要污染因子濃度變化情況，枯期（1-4月）存在水質為IV-V類的情況，尚不能穩定達標。湘江流域作為長江上游重要支流烏江的主要支流之一，實現打秋坪斷面的穩定達標，是落實習近平總書記關于“守住發展和生態兩條底線”“共抓大保護，不搞大開發”的重要指示，深入貫徹落實十八大關于生態文明建設，滿足國家“水十條”及《長江經濟帶生態環境保護規劃》要求的重要抓手[1-3]。

文章以湘江打秋坪斷面為例，在分析其上游27個斷面例行監測數據的基礎上，分析湘江流域水質評價結果。進一步分析得出打秋坪斷面主要污染因子時空分布特征，識別打秋坪斷面主要污染源，并最終提出針對性流域綜合治理對策，以確保打秋坪斷面水環境治理達III類水質的目標要求，為湘江流域水環境綜合治理提供可靠的技術支撐。

一、研究區及數據

湘江是烏江左岸的一級支流，干流發源于匯川區毛石鎮樂遙村，流經匯川、紅花崗、新蒲新區后進入播州，在播州區鐵廠鎮三星村匯入烏江，干流全長155km，全流域面積4913km2，打秋坪斷面以上流域面積2032 km2。湘江干流橫穿主城區，為需水量最大及污水排放量最大的共存區。

根據遵義市氣象站多年平均降水量為1054.0mm，最大年降水量為1497.3mm，最小年降水量為690.0mm，最大年降水量是最小年降水量的2.17倍。降水年內分配不均，5-10月降水量站全年的77.0%，11-4月降水量站全年的23.0%。

本次共對打秋坪斷面2015-2020年水質數據及其上游喇叭河、高坪河、高泥河、洛江、蝦子河、螞蟻河、禮儀河、深溪河、仁江等主要河流的27個水質監測斷面2019-2020年例行監測數據進行分析，主要評價污染因子COD、NH3-N、TP指標，其余指標輔助評價。

二、水環境質量變化趨勢及污染源分析

（一）打秋坪斷面歷年逐月水質變化情況

2017-2020年歷年逐月水質監測資料顯示，近年來，各監測指標數值逐漸降低，水質有較明顯的改善。主要是近兩年開展了部分管網完善、河道治理及污水處理廠的新建和擴建，減少了污染物入河，改善了水質狀況。

從年內各污染物濃度變化來看，污染物超標月份主要集中在年內枯期；從各次超標的因子來看，主要為NH3-N和TP。汛期水質較好，均能滿足水功能區劃水質目標。其中2019年僅4月TP超標0.05倍，2020年僅1月TP超標0.1倍，較2017、2018年枯期水質有明顯的改善。

（二）湘江干支流水環境質量評價

湘江干流洗馬橋斷面以上段水質較好，滿足III類水質目標；湘江干流自干打壘斷面到羊柱頭渡口斷面處水質為V-劣V類，主要超標因子為NH3-N、COD、TP；羊柱頭渡口斷面下游，由于下游三壩河、仁江、魚劍河等清潔支流匯入，稀釋了河流污染物濃度，從而打秋坪斷面處水質逐漸恢復至III類，但仍存在第一、二季度TP超標的情況。

支流來看，高坪河水質為III類，滿足水功能區劃要求；洛江水質除2019年10月為劣V類外，其余時段水質普遍為II-III類；高泥河水質在2019年2月和4月為IV類，2019年10月為劣V類，不能穩定達到III類水質標準；螞蟻河、蝦子河、禮儀河、忠莊河水質較差，基本為V-劣V類水質，在枯期嚴重影響打秋坪斷面水質。

（三）打秋坪斷面污染源分析

通過對各類污染源污染物排放量的調查，分析打秋坪斷面污染源構成情況，其中包括城市生活污染源、農村生活污染源、工業污染源、農田徑流污染源、畜禽養殖污染源、城市面源和底泥內源等，匯總出打秋坪斷面污染源調查范圍內污染源入河量（見表1）。2020年流域范圍COD、NH3-N、TP入河總量分別為20364.7t/a、1490.2t/a、272.9t/a。

表1 打秋坪斷面以上流域范圍污染物入河量

打秋坪各污染因子入河量配比，COD貢獻率由大到小排序為城市生活污染源65%、城市面源20%、農村生活污染源11%；NH3-N貢獻率由大到小排序為城市生活污染源63%、農村生活污染源18%、底泥內源8%；TP貢獻率由大到小排序為城市生活污染源68%、農村生活污染源17%、城市面源6%。

本次污染源調查結果來看，主要污染因子的來源占比差異不大，城市生活污染源和農村生活污染源為主要污染因子的主要來源。考慮流域范圍主要為遵義市城區，人口密集，且現狀條件下污水管網收集能力有所欠缺，故而城市生活污染源占比較高；另一方面，規劃范圍內城區周邊的農村生活污水集中收集處理率偏低、污水散排情況較為嚴重，因此農村生活污染占比也較重。

三、打秋坪水質保障對策

打秋坪斷面現狀基本滿足Ⅲ類水質要求，但湘江流域作為需水量最大及污水排放量最大的共存區，隨著遵義市城區逐步增加的人口和不斷的城市化發展，若不采取相應而有效的措施打秋坪斷面水質惡化是必然的。因此需要采取響應控制措施，以保證未來水質保持穩定達標，實現水環境長治久安。

（一）加強生活污染治理

1.城市生活污染源治理

基于入河污染物分析結果，螞蟻河、忠莊河、高坪河水質較差，污染物主要來源于城市生活污染。為保證打秋坪斷面水質穩定達標，首要措施就是消減城市生活污染源入河量，可以通過污水處理系統優化和提高污水收集率兩個方面實現。

湘江流域城市污水廠共有14座，其中65%的污水集中在南部一期和二期處理（30萬m3/d）。同時部分污水廠進水量較少，部分污水廠長期處于滿負荷甚至超負荷的運行狀態，且南部污水廠末端存在部分污水直排入河的問題。

由于城區污水主要集中在南部污水廠進行處理，生活污水通過長距離輸送至下游處理，一方面增加主管網負荷，另一方面不利于污水的有效處理。因此建議在湘江上游區域新建部分污水廠，實現上游片區污水就地收集處理，尾水作為湘江的生態補水，提高湘江水體自凈能力。

污水廠尾水作為湘江的主要來水之一，現尾水排放為一級A標準，是城市生活污染入河量的重要組成部分。為保證打秋坪斷面穩定達標，建議對上游部分污水廠提標改造達“類Ⅳ類”標準，減少尾水入河污染物，加大上游支流水環境容量。

2.農村生活污染治理

目前部分村寨已經完成了污水處理設施的建設，但運行管理薄弱。已建管渠、污水處理設施大多年久失修，淤積嚴重，維護污水管渠、污水處理設施的人力及設備不足，且未能有效建立污水處理收費的機制，導致污水處理設施的無法有效運行。

流域內農村生活污水主要以散排為主，本次規劃主要考慮以村、寨、組為一個污水收集范圍，根據現場地勢狀況，合理建造分散式污水收集處理系統。根據區域的實際情況，采用適宜的污水收集模式和處理技術，優先集中處理，輔以分散處理的居民生活污水處理工程。

（二）城市面源污染治理

盡量維持城市開發前的自然水文特征，對已經受到破壞的水生態系統，綜合運用物理、生物和生態等技術手段進行恢復，同時控制雨水面源污染、雨污混接污染和合流溢流污染。

根據遵義城區的實際情況，遵義市中心城區河道主要以直立式擋墻為主，水生態系統受到破壞，城市徑流污染較大部分通過地面徑流直接入河，因此本文建議城市建設過程中增加綠地、廣場等面積，充分利用土壤滲透和綠化滯留、吸附作用削減雨水徑流的污染負荷，同時在徑流污染入河前端設置截留設施，以進一步攔截、削減入河徑流污染物，保證湘江干流水質持續變好的同時做到重點污水監測斷面穩定達標。

（三）其他污染源治理

在生活污染和城市面源污染治理的基礎上，加強區域其他污染源協同處理。

（1）工業污染：優化工業產業結構；對重點工業企業開展清潔生產改造、廢水集中處理、廢水綜合利用、應急設施建設等治理措施；合理規劃布局，工業實行逐步退出中心城區，進入工業園區，形成統一管理、統一治理的模式；對工業污染企業實施在線監控，初步制定在線系統監控方案，實時動態監測和對特征污染物的追溯、跟蹤，重點污染企業聚集園區可選擇“一廠一管”模式，提出重點污染企業日常監控和應急管理要求。

（2）畜禽養殖：推進沼氣利用工程，加強畜禽糞污的資源化利用。積極推廣干式清糞法、節水引水技術、雨污分流，實現污染物的減量化；利用固液分離、污水收集與調節、高效厭氧發酵等技術，實現糞污的無害化。固態糞采用脫水、烘干制粒等技術，制造有機肥料、魚用飼料、汽化爐的燃料、食用菌的基料，或采用強制通風靜態垛堆制成初級有機肥；污水經厭氧發酵、氧化凈化，供農作物灌溉利用，實現糞污資源的化利用。

（3）內源污染：結合水體生態系統的保護需求，考慮緊迫性及經濟性因素，對重度營養鹽污染部分底泥進行疏浚處理，即采用物理手段疏挖表層淤泥，將疏浚底泥轉移至地面進行處置，防止其對上層水體產生二次污染。疏浚后的高營養鹽淤泥可進行資源化利用，通過固化、干化、土壤化等一系列技術處理，富含氮、磷等有機質的淤泥可提供植物生長所需的營養物質，可將淤泥還田作為有機肥施用或在洼地堆放后作為農林用土，并根據實際情況開展水生態修復工作。

四、結語

從2017-2020年打秋坪斷面總體水質逐步向好發展，近兩年基本達到III類水質的要求，枯期存在TP超標的情況。隨著城市發展，打秋坪水質有惡化的風險，需要有關部門積極采取相應措施，保障打秋坪斷面水質穩定達標。

打秋坪斷面污染源以城市生活污染源為主，其次是農村生活污染源，此外城市面源、工業污染、畜禽養殖、內源污染等也均有影響。因此，結合污染源入河量分析和流域現狀情況，主要應加強生活污染源治理和城市面源治理。