渦河水質(zhì)演變及原因分析

吳　昊，　韓　峰，　曾丹菲，　孫　鵬，　黃子謙

(合肥工業(yè)大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院，安徽 合肥　230009)

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渦河水質(zhì)演變及原因分析

吳昊，韓峰，曾丹菲，孫鵬，黃子謙

(合肥工業(yè)大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院，安徽 合肥230009)

摘要：文章運(yùn)用水質(zhì)綜合污染指數(shù)表征水污染狀況，分析渦河近10年的水質(zhì)演變規(guī)律和渦河干流水環(huán)境因子的時(shí)空變化特征，調(diào)研分析影響渦河水質(zhì)變化的主要因素，最后提出改善渦河水環(huán)境的措施。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)；綜合污染指數(shù)；渦河

1渦河概況

渦河是淮河中游左岸一條支流,淮河第二大支流,淮北平原區(qū)主要河道,長(zhǎng)為423 km,流域面積為1.59萬(wàn) km2,歷史上屢受黃河決口泛濫之害。20世紀(jì)50年代將鄰近排水困難的西淝河、茨河、北淝河等上游部分積水,改道排入渦河。60年代后,為發(fā)展灌溉,干支流普遍建閘蓄水。

隨著總投資為13.04億元的渦河近期治理工程的全面展開(kāi),安徽省以及亳州市正努力把沿渦河兩岸建成經(jīng)濟(jì)密集帶、城鎮(zhèn)密集帶、文化旅游帶和生態(tài)建設(shè)示范帶[1]。

渦河是跨豫、皖兩省的河流,流域面積為1.59萬(wàn)km2,河道全長(zhǎng)為423 km。渦河歷史上受黃泛至深,河床沖深刷寬,漫灘后流速遞減,泥沙沉積,年復(fù)一年,兩岸逐漸淤積而形成約為2 km寬的自然堤,河岸地形受自然堤控制,堤后地面有一段較長(zhǎng)距離形成了倒比降,造成一種“水不逾渦”的假象。

2渦河水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及影響

渦河歷經(jīng)黃泛侵襲,上中游河床被沖刷淘深拓寬,下游受淮水頂托而受淤積。

20世紀(jì)60年代,上游河南省引黃灌溉以來(lái),渦河遭受?chē)?yán)重淤積,據(jù)《渦河流域規(guī)劃報(bào)告》分析,1973年實(shí)測(cè)河道斷面比1953年實(shí)測(cè)斷面縮小很多,總淤積量達(dá)3 300萬(wàn)m3。1981年實(shí)測(cè)河道斷面比1953年實(shí)測(cè)斷面,顯示淤積更加嚴(yán)重,累計(jì)淤積總量達(dá)到7 500萬(wàn)m3,亳州水文站渦河基本斷面的面積已減少70%[2]。

(1) 渦河水質(zhì)污染狀況。近年來(lái),由于渦河上游水質(zhì)污染加重,入境水質(zhì)不佳,加之渦河沿岸城鎮(zhèn)生活污水未經(jīng)處理直接排入渦河,造成地表水和地下污染程度在逐年加劇。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展,沿河市縣大量工業(yè)廢水和城鎮(zhèn)污水未經(jīng)處理而直接排入河中,加上沿河各級(jí)控制閘長(zhǎng)期關(guān)閉,河水徑流量逐年減少,水體自?xún)裟芰Σ钪率箿u河水體嚴(yán)重污染[3]。

(2) 降水與徑流。經(jīng)對(duì)渦河流域1952～2006年55年的降水量資料計(jì)算分析[4],渦河流域多年平均年降水量為748.6 mm,受大氣環(huán)流季節(jié)性變化影響,區(qū)域年降水量的各月分配很不均衡。據(jù)統(tǒng)計(jì),多年平均6～9月4個(gè)月降水量為480.6 mm,占年降水量的64.2%?？菟诘?2月和次年1～2月份降水量較少,尤其12月份降水量更少,多年平均僅為14.7 mm。根據(jù)渦河玄武水文站1980～2006年27年的實(shí)測(cè)徑流量系列資料分析,玄武站多年平均實(shí)測(cè)徑流量為1 530億m2。發(fā)生頻率P為10%的年徑流量為4.117億m2,P為75%的年徑流量為0.335億m2。

1月27日水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,亳州市安溜測(cè)流斷面至大寺閘上,水質(zhì)類(lèi)別為劣五類(lèi)水,水質(zhì)很差。渦陽(yáng)閘上至蒙城閘上水質(zhì)類(lèi)別為三類(lèi)水[5],水質(zhì)較好,結(jié)果如圖1所示。

表1　渦河各河段蓄水統(tǒng)計(jì)表

時(shí)間

圖1亳州市安溜測(cè)流斷面主要污染物變化趨勢(shì)

2.1水質(zhì)演變規(guī)律分析

采用文獻(xiàn)[6]中四類(lèi)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià),以逐年綜合污染指數(shù)的變化趨勢(shì)說(shuō)明渦河水質(zhì)演變情況。水質(zhì)綜合污染指數(shù)的計(jì)算公式為

(1)

(2)

其中,P為綜合污染指數(shù);n為參與評(píng)價(jià)的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)或河流斷面數(shù);Pij為單項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)i在j點(diǎn)的污染指數(shù);Cij為某水質(zhì)指標(biāo)的實(shí)測(cè)平均濃度值;C0j為某水質(zhì)指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。

2.2水質(zhì)演變規(guī)律

如圖2所示,近10年來(lái)水質(zhì)變化主要分為2個(gè)階段。第1階段(2000～ 2001年)為水質(zhì)改善階段,P值變化曲線(xiàn)呈下降趨勢(shì),變幅較小,水質(zhì)狀況總體較好;第2階段(2001～ 2003年)為水質(zhì)惡化階段,P值比第1階段呈上升態(tài)勢(shì),曲線(xiàn)變化幅度大;第3階段(2003～ 2008年)為水質(zhì)逐漸改善階段,P值總體呈下降趨勢(shì),水質(zhì)呈輕度污染。

圖2　2000～2008年渦河水質(zhì)綜合污染指數(shù)變化趨勢(shì)

2.3渦河干流水環(huán)境因子的時(shí)空變化特征

依據(jù)淮河干流的污染特點(diǎn),自上游向下游選擇亳州鄭、亳州鐵、渦陽(yáng)、蒙城4個(gè)斷面。2008年按照每月一次的頻率監(jiān)測(cè)采樣,依據(jù)渦河水質(zhì)特征和主要污染因子,選取水質(zhì)監(jiān)測(cè)參數(shù)為pH值、溶解氧(DO)、高錳酸鹽指數(shù)及氨氮(NH3-N)4個(gè)指標(biāo),如圖3所示。

綜上所述,在精神科護(hù)理工作中開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)管理,可顯著提高護(hù)理質(zhì)量及患者滿(mǎn)意度,有效減少護(hù)理安全不良事件的發(fā)生。

圖3　渦河水質(zhì)4個(gè)指標(biāo)變化特征

結(jié)果顯示,渦河干流各采樣斷面pH變化幅度較小,在7.3～8.5之間,時(shí)空變化不顯著[7]。DO的時(shí)空變化比較復(fù)雜,變化的規(guī)律性不明顯,因?yàn)镈O受水污染、水溫、河流動(dòng)力作用等多種因素的影響,其變化的隨機(jī)性很強(qiáng)。

所監(jiān)測(cè)的各種污染參數(shù)中,氨氮和高錳酸鹽指數(shù)具有明顯的季節(jié)變化特征,表現(xiàn)為春季最高,秋季最低,由春季向秋季逐漸降低,然后又呈逐漸升高的“V”字型變化規(guī)律,且在各采樣斷面各種污染參數(shù)變化特征具有顯著的一致性。以亳州采樣斷面為例,將各污染參數(shù)與月降水量作相關(guān)分析,各污染參數(shù)值與亳州站實(shí)測(cè)的月降水量之間呈不顯著的負(fù)相關(guān)性,表明各污染參數(shù)時(shí)間變化規(guī)律不僅受渦河流域水文特征控制,同時(shí)受水資源利用管理方式的顯著影響。

渦河流域水文特征是平、枯水季流域內(nèi)各閘壩攔閘蓄水,同時(shí)也將區(qū)域內(nèi)工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城鎮(zhèn)生活產(chǎn)生的污染物質(zhì)蓄積,水質(zhì)不斷惡化。汛期來(lái)臨時(shí),各閘壩相繼拉閘放水,蓄積已久的污染物得到排放、運(yùn)移、稀釋、擴(kuò)散和降解,河流水質(zhì)得到凈化,因此,渦河干流水量變化不能完全反映其自然過(guò)程,同時(shí)也使排污導(dǎo)致河流水體中污染物含量升降變化不能與河流枯、洪水季節(jié)水量同步變化,而具有滯后性的特點(diǎn)。尤其在汛期初期,由于拉閘排水,污染物迅速進(jìn)入干流,干流水體不降反而有可能迅速升高,水質(zhì)嚴(yán)重惡化而導(dǎo)致污染事故發(fā)生。

2.4影響水質(zhì)變化因素分析

渦河水污染主要是由工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染、居民生活污染等形成,其中工業(yè)污染為主要污染源[8-9],同時(shí),上游來(lái)水量變化對(duì)水質(zhì)有一定的影響。

(1) 上游來(lái)水造成的污染。多年來(lái),大寺閘以上來(lái)水基本處于劣V類(lèi)水,上游常年下泄的污染水是造成渦河水污染的主要原因。上游河南境內(nèi)沿渦河有大量的小化工、制革、造紙及釀酒企業(yè),據(jù)統(tǒng)計(jì),每年上游有7 500萬(wàn)t污水進(jìn)入渦河河道,造成河水污染。

(2) 當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)和生活污水造成的污染。隨著亳州市釀酒及制藥等加工業(yè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大,污水排放量不斷增加。據(jù)阜陽(yáng)水文局實(shí)地檢測(cè),2005年亳州市境內(nèi)縣級(jí)以上入河排污口工業(yè)廢水和生活污水排放總量為4 905萬(wàn)t,其中生活污水約占50%。

(3) 污水處理廠的利用率較低。由于污水管網(wǎng)不配套,現(xiàn)日處理的污水僅為3萬(wàn)t/d和2萬(wàn)t/d,年均污水處理量不足設(shè)計(jì)能力的1/2,部分污水不經(jīng)處理直接排入河道。

(4) 渦陽(yáng)河床嚴(yán)重淤積。由于上游引黃灌溉造成渦河河道淤積嚴(yán)重,過(guò)流能力下降,有效庫(kù)容減小,水體自我置換能力較弱,也是污染成因之一。

3改善水質(zhì)建議

(1) 改善上游水質(zhì)。有關(guān)地方政府應(yīng)進(jìn)行協(xié)商,或由共同上級(jí)人民政府協(xié)商處理抓好污染治理工作,切實(shí)體現(xiàn)“誰(shuí)污染、誰(shuí)治理”的原則。

(2) 在沿渦河城市建設(shè)污水處理廠。在加強(qiáng)對(duì)排污單位排污總量控制的基礎(chǔ)上完善治污工藝,改進(jìn)治污設(shè)施,加大城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),特別是污水管網(wǎng)及污水處理廠的建設(shè)。

(3) 加大農(nóng)業(yè)污染治理力度。調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),發(fā)展無(wú)公害、綠色生態(tài)農(nóng)業(yè);推行科學(xué)種田,推廣使用高效低毒農(nóng)藥,切實(shí)有效地控制農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)污染。

(4) 大力宣傳節(jié)約用水,推廣節(jié)水新技術(shù)[10]。

(5) 加大水利工程建設(shè),使渦河得到有效疏浚,提高自?xún)裟芰11-12]。

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收稿日期：2016-01-08；修改日期：2016-01-12

作者簡(jiǎn)介：吳昊(1989-)，男，貴州畢節(jié)人，合肥工業(yè)大學(xué)碩士生．

中圖分類(lèi)號(hào)：X522

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-5781(2016)01-0013-03