基于污染物通量的眉山市彭山區毛河橋江橋斷面污染源權重分析

李 白，劉守根

（眉山市彭山生態環境監測站，四川 眉山 620860）

毛河橋江橋斷面，是眉山市彭山區境內重要的省考斷面，是考核彭山區毛河水質的重要斷面。因此，參考已有相關文獻[1-3]，建立水質模型，利用污染物通量計算方法，對毛河橋江橋斷面進行污染源權重分析，對于毛河水質穩定達標和毛河污染防治有著重要意義。

1 分析方法

1.1 污染物貢獻通量及影響權重計算方法

污染物通量是指某一斷面在一定時間內某種污染物的通過量。利用已建立的毛河河網模型，模擬計算研究區域內各時期各因子水質濃度變化情況，選取設計水文條件下90%保證率作為邊界條件，邊界水質條件取各河流2019～2021年水質監測值。在此基礎上，考慮模型不放入污染源的情況下，計算得到毛河橋江橋斷面逐日水質濃度本底值C0；考慮僅存在某污染源排污的情況下，計算得到毛河橋江橋斷面逐日水質濃度Cij，則：

其中：Qj為過毛河橋江橋逐日水量；i為污染源類別，由1～3，分別為彭山城區污染源、通濟堰灌區污染源及其他污染源，則一段時間內某污染源對毛河橋江橋斷面污染物貢獻通量為：

其中：t為時間。為有效界定不同污染源對毛河橋江橋斷面水質的影響，針對控制斷面水質達標引入污染權重概念。由此得到某污染源對毛河橋江橋斷面污染物貢獻通量權重為：

其次通過計算斷面污染物超標容量計算各類污染源所需削減量。

1.2 污染物超標容量計算方法

依據設計水文條件及水質邊界條件下，綜合考慮水文、水質及污染來源等因素，在對研究區域內入河污染源進行概化的基礎上，利用研究區域水環境數學模型，計算得出基于考核斷面水質達標時各概化排口的允許排放量。通過研究區域內現狀排放量與區域內允許排放量作差得到污染物超標容量，具體公式為：

式中：W’—研究區域內污染物超標排放量，t；W現狀排放量—研究區域內污染物現狀排放量，t；W允許排放量—研究區域內污染物允許排放量，t。

2 管網溢流期典型案例分析

利用建立的毛河河網模型對管網溢流期典型案例2020年5月的毛河水環境進行模擬，通過調整彭山城區污染源排口及其他排口排放量、排放濃度及入河系數，模擬在管網溢流期各污染源對毛河橋江橋斷面水質的影響。再計算得到不同類型污染源對毛河橋江橋斷面的月污染物貢獻通量及各污染因子影響權重見表1及圖1。

圖1 2020年5月各類污染物對毛河橋江橋斷面影響情況圖

表1 2020年5月各類污染源對毛河橋江橋斷面水質影響權重結果表

根據模擬計算結果分析可知，彭山城區污染源對毛河橋江橋斷面水質的影響權重占主導地位，其中COD、氨氮及總磷分別占60.7%、58.4%及47.4%；通濟堰灌區污染源對毛河橋江橋斷面COD及氨氮的影響處于較低水平，但對TP的影響權重高達25.6%，顯著高于COD及氨氮的影響水平；其他污染源對毛河橋江橋斷面水質的影響較高于通濟堰灌區污染源，并且其3種污染因子的影響權重大致處于同等水平。從影響權重結果分析，管網溢流期受夏季降雨影響，毛河下游城區管網發生溢流，污水接管率大幅度降低，大量污染溢流至毛河，并且初期降雨還帶來大量面源污染，最終導致毛河橋江橋斷面水質惡化。

3 農田排水期典型案例分析

利用建立的毛河河網模型對農田排水期典型案例2021年6月的毛河水環境進行模擬。通過調整彭山城區污染源排口、通濟堰灌區污染源排口及其他排口排放量、排放濃度及入河系數，模擬在農田排水期各污染源對毛河橋江橋斷面水質的影響。再計算得到不同類型污染源對毛河橋江橋斷面水質的月污染物貢獻通量及各污染因子影響權重見表2及圖2。

圖2 2021年6月各類型污染物對毛河橋江橋斷面影響情況圖

表2 2021年6月各類污染源對毛河橋江橋斷面水質影響權重結果表

根據模擬計算結果分析可知，2021年6月通濟堰灌區農田排水期間，毛河干流下游流量明顯增大，但彭山城區污染源對毛河橋江橋斷面水質的影響權重仍占主導地位，其中COD、氨氮及總磷分別占59.6%、57.7%及40.7%；但通濟堰灌區污染源TP排放量對毛河橋江橋斷面的影響權重有顯著提高，占37.0%；其他污染源對毛河橋江橋斷面水質的影響較為穩定。

2021年農田排水期間，通濟堰灌區農田內因施肥而產生的富營養化廢水通過灌溉渠系匯流至梁河，導致梁河TP濃度激增，匯入湄洲河后同步引起湄洲河觀音橋斷面TP濃度驟升，高達0.28 mg/L。可見農田排水期退水污染對毛河橋江橋斷面的水質有較大的不利影響。

4 近三年流域各污染源對考核斷面水質影響權重總體分析

2019年早期以前毛河流域污染源中畜禽養殖污染入河量占比較高，2018年眉山市彭山區農業和畜牧局按照《省農業廳省環境保護廳關于進一步調整完善畜禽養殖禁養區劃定工作的通知》要求，委托專業編制公司，參照相關法律法規、技術規范，結合彭山區實際，編制了《彭山區畜禽養殖區域布局規劃（征求意見稿）》，并開始了對毛河流域養殖業的整治。根據2019年前后毛河橋江橋斷面水質及區域其他水質監測斷面水質轉好趨勢明顯的情況來看，毛河流域養殖業等整治取得了一定成效。

利用建立的毛河河網模型對近三年總體平均時期典型案例2020年3月的毛河水環境進行模擬。通過調整概化排口排放量、排放濃度及入河系數，模擬近三年總體平均情況下各污染源對毛河橋江橋斷面水質的影響。然后根據本文1.1節的公式計算得到不同類型污染源對毛河橋江橋斷面的月污染物貢獻通量及各污染因子影響權重見表3及圖3。

圖3 2020年3月各類污染物對毛河橋江橋斷面影響情況圖

表3 2020年3月各類污染源對毛河橋江橋斷面水質影響權重結果表

根據模擬計算結果分析可知，2020年3月彭山城區污染源COD、氨氮及總磷對毛河橋江橋斷面水質的影響權重分別為52.3%、44.6%及39.9%；通濟堰灌區污染源對毛河橋江橋斷面COD、氨氮及總磷的影響處于一般水平，分別為14.3%、22.9%及21.2%；其他污染源對毛河橋江橋斷面水質的影響較高，COD、氨氮及總磷的影響權重分別為33.4%、32.5%及38.9%。

由權重計算結果可知，近三年流域各污染源對毛河橋江橋斷面水質影響權重最大的是彭山城區污染源，其次是其他污染源，最小的是通濟堰灌區污染源。

5 各邊界來水對毛河橋江橋斷面水質影響結果分析

在現狀污染源正常排放的情況下，將干流及所有支流上游邊界水質濃度值設為0，得到毛河橋江橋本底濃度值，再分別將干流及各支流上游邊界水質濃度設為2019～2021年的平均值，最后根據本文1.1節的公式計算得到各邊界來水對毛河橋江橋斷面水質的影響權重。干流及各支流上游邊界一共8個，分別為保勝干流、龍安支流、佛巖支流、張溝、通濟堰西干渠、白馬河、湄洲河（東干渠）及梁河，計算得到各河流邊界對毛河橋江橋斷面的年平均污染物貢獻通量見表4和表5。

表4 各邊界來水對毛河橋江橋斷面年平均污染貢獻通量 單位：t

表5 各邊界來水對毛河橋江橋斷面水質影響權重表 單位：%

根據各邊界來水對毛河橋江橋斷面年平均污染物通量影響權重計算結果可知，對毛河橋江橋斷面水質影響較敏感的為湄洲河來水，其次是通濟堰西干渠來水。由于毛河干流水量主要靠通濟堰東干渠及西干渠補給，所以兩灌溉干渠來水水質的影響占據較大比重。而湄洲河（東干渠）位于毛河下游，更接近毛河橋江橋斷面，因而湄洲河來水對省考斷面的影響占支配地位。其余龍安支流、佛巖支流等支流以及干流上邊界由于來水流量較小，因此對毛河橋江橋斷面的影響有限。

6 毛河流域各鄉鎮污染對毛河橋江橋斷面水質影響權重分析

根據毛河流域四個鄉鎮對毛河橋江橋斷面年平均污染物通量貢獻情況，計算得到四個鄉鎮對毛河橋江橋斷面的年平均污染物通量貢獻占比，計算結果見表6及圖4。

圖4 各鄉鎮污染物對毛河橋江橋斷面影響情況圖

表6 各鄉鎮污染物對毛河橋江橋水質影響權重結果表

根據各鄉鎮對毛河橋江橋斷面年平均污染物通量計算結果及影響情況圖可知，毛河流域四個鄉鎮中鳳鳴街道對毛河橋江橋斷面的影響最大，其COD、氨氮及TP對毛河橋江橋斷面的影響權重分別為56.5%、50.3%和48.2%；謝家街道的影響相對次之，其COD、氨氮及TP對毛河橋江橋斷面的影響權重分別為25.8%、28.9%和31.5%；公義鎮及太和鎮的污染物排放對毛河橋江橋斷面的影響相對最小，其中公義鎮COD、氨氮及TP排放對毛河橋江橋斷面的影響權重分別為9.4%、11.6%和13.5%，太和鎮COD、氨氮及TP排放對毛河橋江橋斷面的影響權重分別為8.3%、9.2%和6.8%。

7 結論

本文通過水質，計算出管網溢流期、農田排水期、毛河流域各鄉鎮對毛河橋江橋斷面的污染貢獻權重，得出結論主要如下：

1.管網溢流期彭山城區污染源對毛河橋江橋斷面水質的影響權重占主導地位，管網溢流期受夏季降雨影響，毛河下游城區管網發生溢流，污水接管率大幅度降低，大量污染溢流至毛河，并且初期降雨還帶來大量面源污染，最終導致毛河橋江橋斷面水質惡化。

2.農田排水期通濟堰灌區農田排水期間，毛河干流下游流量明顯增大，但彭山城區污染源對毛河橋江橋斷面水質的影響權重仍占主導地位，但通濟堰灌區污染源TP排放量對毛河橋江橋斷面的影響權重有顯著提高。農田排水期退水污染對毛河橋江橋斷面的水質有較大的不利影響。

3.毛河流域四個鄉鎮中鳳鳴街道對毛河橋江橋斷面的影響最大，謝家街道的影響相對次之，公義鎮及太和鎮的污染物排放對毛河橋江橋斷面的影響相對最小。

4.根據各邊界來水對毛河橋江橋斷面年平均污染物通量影響權重計算結果可知，對毛河橋江橋斷面水質影響較敏感的為湄洲河來水，其次是通濟堰西干渠來水。