錦州市供水工程小凌河段環(huán)境現(xiàn)狀調查分析

程海英

（錦州市引水工程建設管理局，遼寧 錦州 121015）

錦州市供水工程小凌河段環(huán)境現(xiàn)狀調查分析

程海英

（錦州市引水工程建設管理局，遼寧 錦州 121015）

由于我國水資源空間分布不均，為解決部分地區(qū)缺水問題，近些年建設了一些跨流域輸水工程。這些輸水工程有時會借助實際河道輸水。輸水工程所經河道的環(huán)境狀況可能會對用水安全產生影響，因此，本文針對小凌河干流輸水工程段的環(huán)境現(xiàn)狀采用實地查勘、調查、斷面流量測驗、取樣分析的方法分析了沿途取水、排水以及蒸發(fā)、入滲等對項目段河道水量的影響。調查發(fā)現(xiàn)：本項目段損失水量為732.17萬m3，占遼西北供水量的5.6%，東大屯斷面年徑流量為1 438萬m3，遠大于損失水量，因此不會對遼西北供水水量產生重大影響；通過5個監(jiān)測斷面的水質分析，部分斷面水質級別為劣Ⅴ類，分析認為是沿河分布的禽畜養(yǎng)殖單元等未得到足夠處理，對該河段水體產生污染。這對未來流經此河段的供水水質會造成影響。建議對河道沿途環(huán)境進行保護治理，杜絕禽畜養(yǎng)殖污染物未經有效處理直排入河道，保證錦州市供水工程的用水安全。

環(huán)境現(xiàn)狀；斷面流量；水量損失分析；水質分析

1 研究背景

2010年6月開工建設的遼西北（簡稱LXB）供水工程是遼寧省一項大型跨流域輸水工程。用以解決遼寧西北部及遼河干流地區(qū)城市工業(yè)與生活、農村生活、農業(yè)用水及生態(tài)環(huán)境需水要求（包括鐵嶺、沈陽北部、阜新、朝陽、錦州5個市）。工程建成后每年總供水量約為20億m3，預計每年給錦州市區(qū)的供水量為1.31億m3。工程起點是吉林省集安市秋皮河，線路總長710 km。工程建設分為一期、二期兩部分，向錦州市區(qū)供水工程為二期工程，稱之為錦州市LXB二期供水工程。目前一期工程已完成90%，二期工程于2015年3月開工，計劃2017年10月交付使用。錦州市LXB二期供水工程主管路線分水口設在朝陽縣東大屯的小凌河河道處，小凌河是錦州市第二大河流，是錦州市人民賴以生存和發(fā)展的母親河。LXB供水工程的來水從主管路出水口直接入小凌河，沿河道流入錦凌水庫，河道距離錦凌水庫庫尾約25 km，距離錦凌水庫大壩42 km，區(qū)間流域面積513 km2。小凌河對錦州市區(qū)生態(tài)環(huán)境有著決定性影響，承擔著城市泄洪、地下水補給、沿岸農田的灌溉、改善市區(qū)生態(tài)植被、城市氣候調解等重要功能［1］，長期以來我市相關部門技術專家一直關注其環(huán)境狀況，有的專家通過對小凌河（錦州段）流域工業(yè)污染源調查，從生物學角度為環(huán)境質量的監(jiān)測和評價提供依據(jù)［2］；有的專家采取灰色動態(tài)規(guī)劃理論與方法對河段水污染控制系統(tǒng)優(yōu)化，說明水環(huán)境質量的變化趨勢［3］。由于該區(qū)段工礦生產和生活用水沿河分布，采取傍河取水；生活和工業(yè)污水采取明流排放入河，同時礦井疏干排水區(qū)和煤礦采空區(qū)均低于河床地表水位，可能會對LXB供水產生一定影響。為保證錦州市區(qū)用水安全，我們將水量損失分析、水質變化分析綜合研究，判斷其對LXB供水工程的影響，水量分析通過對河道的降水、蒸發(fā)、水位、水量等水文信息通過布置水量監(jiān)測斷面實施連續(xù)監(jiān)測［4］，為LXB供水工程小凌河河道段的用水安全提供理論依據(jù)，以便采取合理水源保護措施。

2 小凌河自然地理及水文概況

小凌河干流河長206 km，流域面積5153 km2。山河營子以上河流穿行山谷之間，河道彎曲，兩岸植被覆蓋較差，河床比降為1.27‰～1.52‰，自山河營子以下河道進入丘陵及沿海平原區(qū)，河床比降為1.13‰左右。其左岸為大、小凌河沖積平原，右岸除有少量沿河平地外，基本屬于丘陵地帶。小凌河流域屬溫帶半濕潤季風性氣候區(qū)，四季分明，春季少雨多風，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥。多年平均降水量為564.8mm，年內分配極不均勻，主要集中在7—8月。流域降水年際間變化較大，豐枯水年相差2.4倍。小凌河流域的洪水均由暴雨產生，主要發(fā)生在汛期，且往往集中于幾次大洪水。小凌河一次洪水過程一般為3天，最長可達5天，屬于陡漲陡落的山區(qū)性河流。

3 水量平衡分析

測量段水量損失包括調查區(qū)的工業(yè)取水量，河流的蒸發(fā)量，河流的下滲量。對流量、降水、蒸發(fā)等監(jiān)測，分析其合理性，通過流量監(jiān)測成果分析水位流量關系［4］。LXB二期工程分給錦州的年供水量為1.31億m3，占LXB供水量的5.6%，供水時段和方式是365天平均定量供水。

3.1 來水、取水量分析

3.1.1 來水量 本期項目段來水主要為小凌河干流地表水下泄，支流巴圖營子河水匯入，支流及區(qū)間匯入水量基本采用實測數(shù)據(jù)［4］。各工礦企業(yè)及生活污水匯入，經實地調查部分工礦企業(yè)及生活污水有明流排放，部分工礦企業(yè)未見明流排放而直接滲入地下。

3.1.2 取水量計量 河道取水量及排水量采用實測和調查相結合方式確定［4］，本期項目段傍河取水主要有6處工礦企業(yè)水源井，年取水量共604.4萬m3，見表1。

表1 本期項目段工業(yè)企業(yè)傍河取水調查

3.1.3 斷面布設及流量測驗 為了準確獲取干、支流及污水的總量，本次測流在干流布設斷面5處、支流及排污口處布設斷面3處。干流斷面分別為東大屯進水口、巴圖營子河匯合口、小凌河礦匯合口、邱皮溝礦匯合口及香磨高速橋處；支流及排污口斷面分別為支流巴圖營子河、小凌河礦排污口、邱皮溝礦排污口。（圖1中小凌河上的三角點所指即為布設點位置，黑字為斷面口名稱）

流量測驗采用流速儀精測法［5］，測量頻次采用早7∶00—8∶00、午11∶00—12∶00、晚16∶00—17∶00，計算時按3次測驗平均值計算水量。測驗成果見表2。3.1.4 雜木林子地區(qū)地下水位情況 雜木林子一帶地下水水位普遍在64.7～66.6m。地下水埋深較小，潛水層水位高于河水水位，地下水補給河水。

圖1 斷面布設圖

3.1.5 流量測驗分析 取水工程靠近地表水時，由于開采地下水，使地下水降落漏斗擴展到地表水體，地表水的補給量增大。在本次計算過程中，地下水開采量按透河井地下、地表3∶7比例計算。

（1）河道水量沿程變化分析（見表2）。天然條件下，雜木林子地區(qū)地下水對河水有補給作用，小凌河干流調查段流量變大，水量沿程沒有損失。有支流匯入后，匯合口斷面的流量變大。

（2）現(xiàn)狀條件下河道水量沿程變化分析（見表2）?，F(xiàn)狀條件下，測得東大屯分水口斷面的過流量為4.56m3/s，折合年徑流量為1 438萬m3。在小凌河礦排污口匯合口斷面，上游小凌河礦的污水排入量為0.013m3/s，上游3個企業(yè)的取水量為231.5萬m3，其取水量的70%來自地表水，導致斷面流量比天然條件下減少0.051m3/s；香磨高速橋斷面上游3個企業(yè)的取水量為372.9萬m3，導致該斷面流量減少0.083m3/s。

表2 流量測驗分析 （單位：m3/s）

3.2 河流蒸發(fā)量分析 小凌河礦排污口匯合口斷面距離缸窯口水文站距離較近，而缸窯口水文站是常年站，有一系列的斷面、流量、水位、降雨量、蒸發(fā)量等數(shù)據(jù)，因此用缸窯口站的斷面寬代表本期項目小凌河的平均河寬，用缸窯口站多年平均蒸發(fā)量代表本期項目小凌河的年蒸發(fā)量。

缸窯口站E601多年平均年大體蒸發(fā)量為1 010mm，借用缸窯口站2014年汛后大斷面圖以及今年4月份的水位，取得缸窯口站斷面寬為50m，調查區(qū)小凌河干流河長為25.3 km。水面蒸發(fā)面積采用實測水面和河道長度確定［1］，計算得到小凌河調查段年蒸發(fā)量為127.77萬m3。

3.3 河流下滲量分析 根據(jù)跨越小凌河1#、2#、3#橋女兒河橋的地質資料［6］，小凌河1號橋跨越小凌河敏感點即為香磨高速橋測流斷面，根據(jù)小凌河1#橋地層剖面圖，小凌河右岸地層分布從垂向上看，上層為第四系松散沉積物，下層為細圓礫土和膨脹巖，下伏基巖為粉砂巖，埋深13m以下為基巖弱風化層。膨脹巖和強風化層的粉砂巖節(jié)理裂隙發(fā)育較好，土層中含有一定量的裂隙水。左岸從垂向上看，上層為第四系松散沉積物，下層為細圓礫土，下伏基巖為安山巖，埋深5m以下為基巖弱風化層。由于雜木林子地區(qū)地下水補給河水，該斷面地表水對地下水沒有入滲補給量。

跨越小凌河2#橋位于遼寧省錦州凌海市缸窯溝屯東與西雜木林子屯西之間，兩次跨越小凌河。在靠近西雜木林子的斷面右岸從垂向上看，上層為粉質黏土，下伏基巖為石灰?guī)r。該斷面粉質黏土層較薄，而且透水性差，左岸全部為山區(qū)，斷面的下滲量可以忽略不計?？拷赘G溝屯的斷面從垂向上看，上層為細圓礫土，下層伏基巖為奧陶系下統(tǒng)石灰?guī)r。石灰?guī)r強風化帶厚度0.8～1.7m，細圓礫土帶厚度也不大，該斷面裂隙水發(fā)育程度較差，下滲量忽略不計。

跨越小凌河3#橋位于遼寧省錦州凌海市缸窯溝村與朝陽市網(wǎng)戶屯北側，跨河敏感點附近地層情況：上層為細角礫土、細圓礫土；下伏基巖為石灰?guī)r以及砂巖。河道左岸有厚度8m左右裂隙發(fā)育良好的頁巖，還有部分強風化的砂巖斷層，河道右岸有一個潛水含水層，一個承壓含水層，隔水層由弱風化的石灰?guī)r構成。由于含水層的厚度較小，含水層對河水的吸奪作用忽略不計。

3.4 區(qū)間水量平衡損失分析 項目段區(qū)間通過水量的測量分析上游來水量0.456 m3/s；區(qū)間入流0.061m3/s；年平均蒸發(fā)量為127.77萬m3；區(qū)段水量下滲通過調查忽略不計；沿河段取水量為0.134m3/s，604.4萬m3；退排水量方面，邱皮溝礦排水入邱皮溝沉陷區(qū)，不排入小凌河，小凌河礦排污水在匯入小凌河前已消失，因此退排水量為0。

LXB二期工程分給錦州的年供水量為1.31億m3，本項目段正常年份損失水量包括年平均蒸發(fā)量及沿河段取水量合計為732.17萬m3，占LXB供水量的5.6%。但是由于東大屯斷面有1348萬m3的流量，取水量由河道本身流量即可滿足，而不必掠奪LXB供水量，因此不會對LXB供水產生影響。

4 水質監(jiān)測分析

在監(jiān)測范圍內選取起止點、支流匯入處、排污口入河處等具有代表性的7個監(jiān)測點采集水樣，監(jiān)測點分布情況與流量測驗同步。采樣工作由流量測驗人員在測流時同步進行，均采用涉水方式采樣，采樣周期為連續(xù)24 h，按早4∶00—10∶00、午11∶00—16∶00、晚17∶00—次日3∶00劃分為3個時段，每時段采集水樣一次，現(xiàn)場加保存劑，當日采樣完成后及時送樣化驗。水質化驗工作嚴格執(zhí)行相關國家標準和行業(yè)標準［7-9］。了解小凌河水系自然系統(tǒng)狀況，表征工業(yè)廢水與生活污水對地表水系的影響，需對水質理化指標進行監(jiān)測和生物生態(tài)系統(tǒng)調查［1］。針對本次監(jiān)測，依據(jù)社會經濟用水調查情況，擬定地表水監(jiān)測項目為化學需氧量等27項，入河排污口監(jiān)測項目為懸浮物等10項。

4.1 水質級別分析 依據(jù)地表水環(huán)境質量標準（GB 3838－2002）［7］，對所選監(jiān)測河段上的5個監(jiān)測點水質按地表水Ⅲ類指標水質進行評價，并采用濾膜分析法對水中糞大腸菌群進行統(tǒng)計數(shù)據(jù)（見表3）。監(jiān)測結果表明：東大屯（入口）斷面、巴圖營子河匯合口斷面水質符合要求；而W JZ20150303、W JZ20150304斷面的大腸菌群嚴重超標。調查發(fā)現(xiàn)WJZ20150303斷面上游鄉(xiāng)鎮(zhèn)為朝陽七道嶺鎮(zhèn)，近幾年七道嶺鎮(zhèn)大力發(fā)展保護地小區(qū)和畜牧小區(qū)建設，據(jù)統(tǒng)計目前該鄉(xiāng)鎮(zhèn)有畜牧小區(qū)12處、養(yǎng)殖大戶26家、養(yǎng)殖企業(yè)4家。主要養(yǎng)殖牛、羊、豬和肉雞，其中牛、馬、驢等大牲畜14 271頭，羊、豬等小牲畜65 429頭，集中養(yǎng)殖家禽290 000只；WJZ20150304斷面上游為錦州凌海市的班吉塔鎮(zhèn)，畜禽養(yǎng)殖也已形成規(guī)模化，其中牛、馬、驢等大牲畜7 547頭，羊、豬等小牲畜21 141頭，集中養(yǎng)殖家禽460 000只。當?shù)卣畬Νh(huán)境保護考慮不足，畜禽糞便管理未到位，產生的污水自然下滲，流入溝河，造成了周圍土地及水體的污染，致使這兩個斷面的糞大腸菌群嚴重超標，監(jiān)測數(shù)據(jù)超過240 000個/L，水質級別達到劣Ⅴ類。

表3 監(jiān)測斷面水質級別

4.2 污染物量分析 在監(jiān)測范圍內，水樣pH指標從起始斷面至終止斷面比較穩(wěn)定，維持在8.0左右，呈現(xiàn)弱堿性。主流斷面（W JZ20150301、W JZ20150303、W JZ20150304、W JZ20150306、WJZ20150307）所監(jiān)測的27項指標中，銅、鉛、鎘、錳、氰化物、陰離子表面活性劑、硫化物、硒、六價鉻等指標未檢出，不參與污染物量計算。入河支流斷面（W JZ20150302）所監(jiān)測的27項指標中，銅、鋅、鉛、鎘、鐵、錳、汞、氰化物、陰離子表面活性劑、硫化物、硒、六價鉻等指標未檢出，不參與污染物量計算。入河排污口斷面（W JZ20150308）所監(jiān)測的10項指標中，銅、鉛、鎘未檢出，不參與污染物量計算。水質化驗標準按照國家規(guī)定標準［8］，各監(jiān)測點具體污染物量見表4，表中“—”為沒檢出。

由表4可見，監(jiān)測河段范圍內，從起始斷面（WJZ20150301）至終止斷面（W JZ20150307），除硝酸鹽氮和鋅以外，絕大部分監(jiān)測項目的污染物量呈現(xiàn)不同程度增加。其中，支流（WJZ20150302）匯入、松嶺門服務區(qū)（W JZ20150306）、小凌河礦排污（W JZ20150308）以及沿河零散分布的禽畜養(yǎng)殖單元等使得河流的自凈能力下降，加之入河的污染物量增加，導致河流污染程度加大。

表4 污染物量統(tǒng)計

4.3 水質影響分析 （1）工礦企業(yè)用水對小凌河水質影響分析。煤礦一采用水采回采工藝，礦上游一座矸石場，煤矸石體積20萬m3，礦上共有1 247人，從小凌河取水，主要用于生產及生活。生產及生活污水混在一起排水入小凌河，經水質化驗其水質除懸浮物外均高于小凌河匯合口水質。煤礦二擁有一座采礦疏干井和一座煤矸石場，其中疏干井位于廠礦內，排出的水全部供給電廠，礦上共有3 100人，從小凌河取水，主要用于生產及生活，生產及生活污水經由渠道、方塘下泄逐漸減少，在入小凌河口上游2.5 km處明流消失，對小凌河水質影響較小。材料公司排污口距小凌河有200 m距離，其污水經過處理后流出，經檢測未發(fā)現(xiàn)其存在污染物超標；水泥廠無明流排放，其排污口距小凌河有1 300 m距離，排水在入小凌河途中滲入地下，經土砂層過濾對小凌河水質影響較小。（2）畜禽養(yǎng)殖對水質影響分析。通過對上游環(huán)境統(tǒng)計與監(jiān)測化驗分析，畜禽養(yǎng)殖單元與小凌河水體的大腸菌群嚴重超標有關。一是上游鄉(xiāng)鎮(zhèn)的畜禽養(yǎng)殖數(shù)量較大，且管理不當隨意排放；二是污染指標主要體現(xiàn)在大腸菌群數(shù)量超標，達到240 000個/L，水質級別為劣Ⅴ類。

5 結論

本文通過對小凌河河道監(jiān)測斷面的連續(xù)監(jiān)測，研究了河道水量損失和水質變化情況，分析了其對LXB供水工程的影響。（1）水量影響。LXB二期工程分給錦州的年供水量為1.31億m3，本項目段正常年份損失水量為732.17萬m3，占LXB供水量的5.6%。而東大屯分水口斷面的年徑流量為1 438萬m3，遠大于損失水量，不會對LXB供水產生重大影響；項目區(qū)跨越小凌河1#、2#、3#橋段河道輸水范圍內地質條件較好，對河道輸水不會造成較大滲漏損失。（2）水質影響。東大屯（入口）至香磨（庫尾）小凌河段內，工礦企業(yè)排污口斷面水質未對小凌河造成污染；由于沿河分布的禽畜養(yǎng)殖單元處理不足，對水體產生污染，導致兩個斷面水質級別為劣Ⅴ類，大腸菌群數(shù)量超標。

由于LXB供水工程通過小凌河河道東大屯（入口）至香磨（庫尾）小凌河段輸水，在水量、水質上對供水安全存在不利因素：在水量方面盡管只有732.17萬m3的水量損失，但近幾年遼西北干旱情況日趨嚴重，小凌河發(fā)生過幾次斷流情況，如果小凌河遇到無自然來水的干旱月份，將會對LXB供水量產生影響；在水質方面盡管未監(jiān)測出嚴重工礦企業(yè)污染源，但區(qū)域禽畜養(yǎng)殖單元的糞便污染依然導致部分河段大腸菌群數(shù)量嚴重超標。為保證錦州市供水工程的用水安全，建議對沿途進行水源保護治理，同時劃定保護范圍，建立跨區(qū)域供水工程管理單位對水源進行保護管理，通過環(huán)境治理改善小凌河的供水環(huán)境。

［1］ 萬敬華，張青新.錦州市小凌河水質污染現(xiàn)狀調查及分析［J］.黑龍江環(huán)境通報，2007，（2）：9-11.

［2］ 韓冰.小凌河（錦州段）工業(yè)廢水COD污染狀況調查與分析［J］.環(huán)境保護與循環(huán)經濟，2012（7）：70-72.

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［4］ 張異，劉顯波.供水河道水量損失的研究［J］.東北水利水電，2013（05）：19-22.

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［7］ 國家環(huán)境保護總局，國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局.地表水環(huán)境質量標準：GB 3838-2002［S］.北京：中國環(huán)境科學出版社出版，2002.

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A survey of Xiaolinghe’s environment condition on Jinzhou water supply project

CHENG Haiying
（Jinzhou city water diversion project construction administration，Jinzhou 121015，China）

Due to the uneven distribution of water resources in China，many inter-basin water transfer projects are built to solve the water shortage problems in areas.The water environment of rivers would probably influence the water security when those projects pass through rivers.In this paper，field investigation，flow measurement and sampling methodology are used to analyze the influence of water drawing，water draining，evaporation and infiltration on the water volume of Xiaolinghe river mainstream.It is found that the loss volume of water in the referred reach of the Xiaolinghe river is 7.3217×106m3which is the 5.6% of water supply in northwestern Liaoning province and the annual runoff at Dongdatun is 1.438×107m3which is far more than the loss volume of water.Therefore，the water loss would not have a significant impact on the water supply.The water quality analysis at five cross-sections shows that water quality of some of the five sections are worse than Grade V because of the contamination which is traced back to inadequate treatment on the livestock breeding unit along the river.And this would affect the water supply quality.So，in order to ensure the safety of water supply projects in Jinzhou，it is suggested that the environment of rivers which the water supply projects pass through should get protected and treated and the untreated pollutions from livestock unit should not be directly drained into river.

environmental status；section traffic；analysis of water loss；water quality analysis

X820

A

10.13244/j.cnki.jiwhr.2016.02.010

1672-3031（2016）02-0144-06

（責任編輯：韓 昆）

2015-08-25

程海英（1968-），女，遼寧錦州人，高級工程師，主要從事水利科研及工程研究。E-mail：591174403@qq.com