延慶縣生態(tài)清潔小流域治理中水質(zhì)改良效果分析

孫艷紅，李志梅，石 健，張巧芝

（1.延慶縣水土保持工作站，北京 102100；2.北京水保生態(tài)工程咨詢有限公司，北京 100055）

從世界范圍來看，非點(diǎn)污染源（面源）已成為小流域水環(huán)境的主要污染源［1］。小流域面源污染主要包括農(nóng)業(yè)面源和村莊面源。農(nóng)業(yè)面源污染源主要是隨水土流失的化肥、農(nóng)藥及其轉(zhuǎn)化物等；村莊面源污染源主要為生活污水、禽畜養(yǎng)殖、生活垃圾等［2］。本研究選擇典型西溝里小流域?yàn)閷ο筮M(jìn)行監(jiān)測研究，對該小流域水質(zhì)進(jìn)行綜合性評價(jià)，以期為小流域治理及其水資源的開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

西溝里小流域位于延慶縣東部四海鎮(zhèn)，屬于潮白河水系、密云水庫3級保護(hù)區(qū)。小流域總面積16.9 km2。年平均氣溫9℃，無霜期150 d，≥10℃積溫3 100℃。年均降水量470 mm。本地風(fēng)向以西風(fēng)、西北風(fēng)為主，平均風(fēng)速為3.1 m/s。小流域水土流失面積14.8 km2，年平均土壤侵蝕模數(shù)為1 980 t/km2，溝壑密度為1.64 km/km2。

2011、2012年，西溝里小流域以流域內(nèi)水源保護(hù)為中心，依據(jù)小流域的地貌特征和水土流失規(guī)律，由坡面至溝道將小流域劃分成生態(tài)修復(fù)區(qū)、生態(tài)治理區(qū)和生態(tài)保護(hù)區(qū)，開展了“污水、垃圾、廁所、環(huán)境、河道”5項(xiàng)同步生態(tài)清潔小流域綜合治理工作。生態(tài)修復(fù)區(qū)主要以封禁治理為主，減少人為干擾。生態(tài)治理區(qū)采取的措施主要包括砌筑樹盤45 hm2，營造水土保持林40 hm2，砌筑干砌石谷坊50道，購買高山泵10臺、柴油泵5臺，建設(shè)農(nóng)路1 000 m，修建垃圾填埋場2座、垃圾池10個(gè)，村莊美化綠化13 586 m2，興建便橋1座、污水處理設(shè)施1處。生態(tài)保護(hù)區(qū)采取的措施主要有：防護(hù)壩修建950 m，溝道清理2 452.24 m3，河濱帶治理1 200 m。

2 研究方法

本研究對西溝里小流域溝道斷面進(jìn)行為期4年（2010—2013年）的5項(xiàng)常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測，包括高錳酸鉀指數(shù)（CODMn）、五日生化需氧量（BOD5）、總磷（TP）、總氮（TN）、溶解氧（DO）。每年6—10月每月監(jiān)測1次，遇中雨（10～25 mm/d）后加測。水質(zhì)采樣方法執(zhí)行文獻(xiàn)[3，4]規(guī)范要求。分析方法執(zhí)行文獻(xiàn)[5]規(guī)范要求。

3 結(jié)果與分析

2010—2013年，西溝里小流域水質(zhì)指標(biāo)的監(jiān)測結(jié)果見表1。

從表1可以看出，CODMn變化范圍為0.24～5.84 mg/L，BOD5變化范圍為0.5～4.1 mg/L，TP變化范圍為0.01～0.15 mg/L，TN變化范圍為0.38～16.2 mg/L，DO變化范圍為4～8.93 mg/L。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對2010—2013年間的水質(zhì)指標(biāo)CODMn、BOD5、TP、TN、DO求其年平均值，見表2。

以取樣時(shí)間為橫坐標(biāo)，水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)值為縱坐標(biāo)，繪制西溝里小流域水質(zhì)變化趨勢圖。在此基礎(chǔ)上，分析西溝里小流域采取的治理措施是否達(dá)到保護(hù)水源、凈化水質(zhì)的目的。

表1 西溝里小流域水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測結(jié)果 mg/L

表2 西溝里小流域水質(zhì)指標(biāo)年平均值 mg/L

3.1 CODMn與BOD5含量的變化

流域水質(zhì)CODMn和BOD5含量變化曲線（圖1-2）表明，西溝里河道水質(zhì)CODMn含量由治理初期的2.84 mg/L下降到治理末期的0.89 mg/L，BOD5含量由1.07 mg/L下降到0.76 mg/L。2011—2012年，西溝里小流域處于施工期，由于小流域進(jìn)行溝道清理，影響了水體的自身凈化效果，CODMn和BOD5含量都稍微增加。隨著小流域溝道治理工程的結(jié)束，西溝里河道CODMn和BOD5含量又呈減少趨勢。除2010年CODMn處于Ⅰ～Ⅱ類水質(zhì)水平外，2011—2013年CODMn和BOD5處于Ⅰ類水質(zhì)水平。這說明西溝里河道水質(zhì)在不斷提高。

3.2 TP含量的變化

流域水質(zhì)TP含量變化曲線（圖3）表明，西溝里河道TP含量由治理初期的0.04 mg/L下降到治理末期的0.02 mg/L。2011—2012年，西溝里小流域處于施工期，小流域進(jìn)行溝道清理，擾動(dòng)了水體的自身凈化效果，TP含量呈微量升高趨勢。隨著小流域溝道治理工程的結(jié)束，TP含量呈減少趨勢。2010—2013年，TP處于Ⅰ~Ⅱ類水質(zhì)水平。

圖1 西溝里小流域水質(zhì)的CODMn變化

圖2 西溝里小流域水質(zhì)的BOD5變化

圖3 西溝里小流域水質(zhì)的TP變化

3.3 TN含量的變化

2010年TN濃度為2.91 mg/L，到2013年達(dá)到3.99 mg/L。2010—2013年，下水溝塘壩TN呈上升趨勢，處于V類水質(zhì)水平。西溝里河道水質(zhì)存在TN過高的問題，主要是由以下原因引起的。①工程施工擾動(dòng)了水體的自身凈化效果，TN有顯著的增加。②來自居民生活產(chǎn)生的污水和垃圾，污水收集不夠全面，還有污水未經(jīng)處理就直接排入溝道。農(nóng)村的生活垃圾沒有做到垃圾分類，遇到大風(fēng)、暴雨天氣，生活垃圾被風(fēng)和雨水沖刷后進(jìn)入河道，影響河道水質(zhì)。③農(nóng)業(yè)的面源污染。該小流域內(nèi)村民主要以種植業(yè)為主，肥料使用以氮肥和磷肥為主。圖4為2010—2013年西溝里小流域水質(zhì)的TN變化曲線圖。

圖4 西溝里小流域水質(zhì)的TN變化

3.4 DO含量的變化

2010年，DO含量為7.44 mg/L。 2011、2012年，由于西溝里河道水體中TN和TP明顯升高，致使DO含量呈減少趨勢。隨著各項(xiàng)措施發(fā)揮凈化水質(zhì)的作用，DO含量又隨之升高，2013年DO含量為7.40 mg/L。2010—2013年，DO處于Ⅰ~Ⅱ類水質(zhì)水平。圖5為2010—2013年西溝里小流域水質(zhì)的DO變化曲線圖。

圖5 西溝里小流域水質(zhì)的DO變化

4 結(jié)論

（1）經(jīng)過對延慶縣西溝里小流域?yàn)槠?年的綜合治理，西溝里小流域水質(zhì)有了明顯改善：CODMn、BOD5含量總體呈減少的趨勢，TP含量也呈逐漸遞減的趨勢。西溝里小流域內(nèi)CODMn、BOD5、TP和DO含量處于Ⅰ~Ⅱ類水質(zhì)水平。

（2）總體來說，生態(tài)清潔小流域的治理模式對保護(hù)流域內(nèi)水源和凈化水質(zhì)具有良好的效果。這說明生態(tài)清潔小流域治理理論具有科學(xué)性，由坡面至溝道將小流域劃分成生態(tài)修復(fù)區(qū)、生態(tài)治理區(qū)和生態(tài)保護(hù)區(qū)，實(shí)施“污水、垃圾、廁所、環(huán)境、河道”5項(xiàng)同步治理生態(tài)清潔流域建設(shè)模式，減少了進(jìn)入河道的污染物，遏制了污染源的不斷滋生，從而使小流域的水環(huán)境得到了改善和保護(hù)。

[1]王宗明，張柏，宋開山，等.農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染國內(nèi)外研究進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境科學(xué)，2007，23（9）：468-472.

[2]可欣，于維坤，尹煒，等.小流域面源污染特征及其控制對策[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2009，32（7）：201-205.

[3]國家環(huán)境保護(hù)總局和《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

[4]SL 219-1998，水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范[S].

[5]GB 3838-2002，地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（S].