渾河撫順北口前段污染物通量研究

王立民，欒天新

（1．遼寧省水文局撫順分局，遼寧撫順113015；2.遼寧省水文局，遼寧沈陽110003）

渾河撫順北口前段污染物通量研究

王立民1，欒天新2

（1．遼寧省水文局撫順分局，遼寧撫順113015；2.遼寧省水文局，遼寧沈陽110003）

文中通過對(duì)5種常用的河流污染物通量估算方法分析，得出適合汛期和非汛期渾河撫順北口前段的污染物通量估算。研究結(jié)果過表明，該方法在渾河撫順北口前段的污染物通量估算中是適用的，如實(shí)反映了河撫順北口前段污染物通量受面源污染及徑流變化影響較大并呈明顯下降趨勢(shì)的特點(diǎn)。

污染物；通量估算；渾河；撫順

1 流域概況

渾河撫順北口前段為大伙房水庫以上河段，接納的主要入河排污口有清原縣的紅透山工業(yè)、紅透山生活、南雜木生活、南雜木綜合、清原鎮(zhèn)生活等，其水質(zhì)的好壞、污染物通量的大小，直接影響著大伙房水庫的水質(zhì)。大伙房水庫是渾河干流上的一座國家大（I）型水庫，壩址位于遼寧省撫順市東洲區(qū)境內(nèi)，距撫順市18 km，距沈陽市68 km。是一座以防洪、工業(yè)及城市供水、灌溉為主，兼顧發(fā)電等綜合利用的水利樞紐工程。水庫壩址以上的渾河長169 km，控制流域面積5 437 km2。

2 研究方法

2.1 常用方法

近年來，國內(nèi)外學(xué)者相繼開展了污染物通量估算方面的方法研究，較為典型的成果是Webb等利用時(shí)段平均濃度與時(shí)段流量乘積、各時(shí)段通量之和這2種方法建立了5種常用的河流污染物通量估算方法：1）弱化了徑流量的作用，污染物通量為實(shí)測(cè)平均濃度和平均流量的乘積；2）強(qiáng)化了徑流量的作用，污染物通量為實(shí)測(cè)平均濃度和時(shí)段總徑流量的乘積；3）弱化了徑流量的作用，污染物通量為實(shí)測(cè)通量的平均值，適合點(diǎn)源占優(yōu)的情況；4）強(qiáng)化了徑流量的作用，污染物通量為各實(shí)測(cè)濃度和代表時(shí)段徑流量的乘積之和，適合非點(diǎn)源占優(yōu)的情況；5）強(qiáng)化了時(shí)段總徑流量的作用，污染物通量為實(shí)測(cè)流量加權(quán)濃度和時(shí)段徑流量的乘積，適合非點(diǎn)源占優(yōu)的情況。

2.2 方法的選擇

河流中的污染物來源主要為流域內(nèi)點(diǎn)源、面源及河流本底。點(diǎn)源的產(chǎn)生量與城鎮(zhèn)生活和工業(yè)生產(chǎn)有關(guān)，不受徑流量變化的影響，徑流量變化不會(huì)改變污染物通量的大小，而只會(huì)改變污染物的濃度；面源產(chǎn)生量與區(qū)內(nèi)農(nóng)村生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有關(guān)，雖然其產(chǎn)生量亦不受徑流量變化的影響，但其入河量受流域內(nèi)降雨及徑流量影響較大。因此，污染物通量關(guān)系非常復(fù)雜，污染物濃度與流量既可能呈正相關(guān)，又可能呈負(fù)相關(guān)，也可能無關(guān)，無論如何，在計(jì)算污染物通量時(shí)，其關(guān)鍵的因素仍然是水質(zhì)水量監(jiān)測(cè)結(jié)果的代表性問題。因此，通量計(jì)算方法的選擇，要在利用現(xiàn)有水文站控制河段水量具有代表性的基礎(chǔ)上，充分體現(xiàn)現(xiàn)有水質(zhì)數(shù)據(jù)的代表性，經(jīng)過對(duì)渾河撫順北口前段水質(zhì)水量實(shí)測(cè)資料以及控制斷面逐日水量資料進(jìn)行分析，認(rèn)為采用弱化徑流量作用和強(qiáng)化徑流量作用相結(jié)合的模式較為科學(xué)，即非汛期采用弱化徑流量作用的計(jì)算模式，汛期采用強(qiáng)化時(shí)段總徑流量的模式。

式中：W表示時(shí)段通量；n1為枯水期時(shí)間段內(nèi)的監(jiān)測(cè)頻次（1—5月，10—12月）；n2為豐水期時(shí)間段內(nèi)的監(jiān)測(cè)頻次（6—9月）；Ci為實(shí)測(cè)濃度，mg/L；Qi為實(shí)測(cè)流量，m3/s；Qr為代表時(shí)段逐日平均流量，m3/s；K1為枯水期時(shí)間段轉(zhuǎn)換系數(shù)；K2為豐水期時(shí)間段轉(zhuǎn)換系數(shù)。

3 估算結(jié)果分析

3.1 結(jié)果

根據(jù)2011—2015年水量水質(zhì)同步監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及逐日水量數(shù)據(jù)，用此次確定的計(jì)算方法進(jìn)行污染物通量估算，結(jié)果見表1。

表1 撫順北口前段污染物通量估算結(jié)果t/a

3.2 分析

由表1可以看出，COD和氨氮年際變化趨勢(shì)基本一致，通量最高值均出現(xiàn)在2005年。據(jù)2005年實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，而且流量達(dá)到500 m3/s時(shí)，COD和氨氮濃度分別達(dá)到123.6 mg/L和4.51 mg/L，為年內(nèi)和歷史最高，這從很大程度上，反映了面源污染隨地表徑流進(jìn)入水體，造成污染物通量增大的特點(diǎn)，也表明了所選擇方法在渾河撫順北口前段污染物通量估算中具有很好的適用性。COD和氨氮年際變化情況見圖1。

4 結(jié)論及建議

從目前研究的結(jié)果來看，河流污染物通量估算工作存在的主要問題有：1）現(xiàn)有的通量估算方法多利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，不具備普遍適用性，不同的研究對(duì)象采用不同經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷贸龅墓浪憬Y(jié)果存在相差懸殊的現(xiàn)象；2）對(duì)河流點(diǎn)源負(fù)荷及非點(diǎn)源負(fù)荷對(duì)河流通量貢獻(xiàn)的研究不多，而河流污染物通量的研究滯后于對(duì)江河污染控制管理且沒有得到有效結(jié)合；3）由于污染源匯集特性不同，不同污染物的點(diǎn)源、非點(diǎn)源比例不同，在實(shí)測(cè)水質(zhì)水量瞬時(shí)的通量取值會(huì)存在一定的隨意性；4）由于缺少完整長時(shí)間尺度的連續(xù)水文水質(zhì)數(shù)據(jù)，很難得到較全面的河流污染物通量的時(shí)空分布及變化趨勢(shì)情況。

從此次計(jì)算的結(jié)果來看，河流污染物通量估算工作中最根本的基礎(chǔ)依據(jù)是水質(zhì)水量的代表性，尤其是面源污染隨地表徑流進(jìn)入水體的特點(diǎn)，仍然缺乏準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)支撐，建議在以后的污染物通量估算工作中應(yīng)加強(qiáng)水質(zhì)水量的監(jiān)測(cè)頻次，尤其是汛期要按照洪水漲落的變化情況，加大監(jiān)測(cè)頻次，從而使河流污染物通量估算工作更加科學(xué)且符合實(shí)際。

圖1 污染物通量年際變化情況

X522

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1002－0624（2017）04－0008－02

2016-12-26