北方某流域水功能區(qū)不達(dá)標(biāo)原因分析

謝志鋼

(遼寧省水文局，遼寧 沈陽 110003)

黨中央和國務(wù)院對水資源管理提出一系列新要求。2011年中央一號文件《關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》，提出要實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度。2012年1月12日，國務(wù)院以國發(fā)〔2012〕3號印發(fā)《關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》，確立了3條紅線主要目標(biāo)。2015年最嚴(yán)格水資源管理制度考核覆蓋全國31個(gè)省份，2016年12月提出2018年底前要在全國范圍內(nèi)建立和實(shí)施河長制。

水功能區(qū)限制納污紅線主要控制指標(biāo)達(dá)標(biāo)率是最嚴(yán)格水資源管理重要組成部分，如何合理地評價(jià)水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率，精準(zhǔn)地分析每個(gè)水功能區(qū)的不達(dá)標(biāo)原因，編制水功能區(qū)達(dá)標(biāo)實(shí)施方案是實(shí)現(xiàn)水功能區(qū)達(dá)標(biāo)的主要抓手，是落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度和河長制是的有效手段。水功能區(qū)達(dá)標(biāo)評價(jià)及達(dá)標(biāo)分析是各項(xiàng)工作的切入點(diǎn)，有研究者對我國各地的水功能區(qū)達(dá)標(biāo)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析[1-3]，認(rèn)為水功能區(qū)不達(dá)標(biāo)主要原因可能有污染物在環(huán)境中的背景較高、上游來水?dāng)y污、工(企)業(yè)點(diǎn)源和農(nóng)村、農(nóng)業(yè)面源排污等[1，4-8]，并提出了水功能區(qū)不達(dá)標(biāo)整治的相應(yīng)對策[5，9-10]。本文結(jié)合了研究區(qū)范圍內(nèi)污染源分布、污染物排放量、流域氣象水文條件及土地利用狀況等方面的因素分析了水功能區(qū)不達(dá)標(biāo)的原因，可作為落實(shí)河長制及最嚴(yán)格的水資源管理制度工作的參考。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)域干流全長247km，流域面積6044km2，流域多年平均降水量在650～800mm之間，上游大于下游，降水量年內(nèi)分布不均，汛期降水量占全年降水量的70%～80%，流域多年平均天然地表水資源量為24.04億m3。流域?qū)僦袦貛О霛駶櫞箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)，春季多風(fēng)少雨；夏季濕熱、高溫、降水集中、雨熱同季；秋季涼爽；冬季嚴(yán)寒、干燥。干流流經(jīng)4個(gè)地級市，流域內(nèi)水功能區(qū)主要分布在干流及其某條一級支流上，共有24個(gè)水功能區(qū)，其中3個(gè)排污控制區(qū)，如圖1所示。

2 流域水功能區(qū)達(dá)標(biāo)情況分析

本文綜合2016年流域范圍內(nèi)的污染源分布、污染物排放量、流域氣象水文條件及土地利用狀況等方面的因素分析了水功能區(qū)不達(dá)標(biāo)的原因。

2.1 流域水功能區(qū)達(dá)標(biāo)概況

水功能區(qū)達(dá)標(biāo)評價(jià)依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量》、《地表資源質(zhì)量評價(jià)規(guī)程》、《水功能區(qū)劃》及相關(guān)評價(jià)細(xì)則等，對2016年21個(gè)水功能區(qū)的限制納污紅線主要控制指標(biāo)進(jìn)行達(dá)標(biāo)評價(jià)。

2016年度水功能區(qū)水質(zhì)狀況：A市段，水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)在Ⅲ類～Ⅳ類之間，水質(zhì)類別在Ⅳ類～劣Ⅴ類之間；B市段，排污控制區(qū)1以上水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)在Ⅲ類～Ⅳ類之間，水質(zhì)類別在Ⅳ類～Ⅴ類之間，排污控制區(qū)1以下至排污控制區(qū)2以上水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)為Ⅴ類，水功能區(qū)類別為在Ⅳ類～Ⅴ類之間；排污控制區(qū)2以下水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)為Ⅴ類，水質(zhì)類別均為劣Ⅴ類。2016年度一級支流1水功能區(qū)水質(zhì)狀況：上游，水庫以上2個(gè)水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)分別為Ⅱ類、Ⅲ類，水質(zhì)類別均為Ⅱ類；水庫以下至匯入口水質(zhì)目標(biāo)在Ⅲ類～Ⅴ類之間，水質(zhì)類別在Ⅳ類～劣Ⅴ類之間，如圖2所示。

圖1 流域內(nèi)水功能區(qū)、水文站及排污口分布示意圖

圖2 2016年度流域水功能區(qū)水質(zhì)類別及達(dá)標(biāo)現(xiàn)狀

2016年度流域水功能區(qū)，限制納污紅線主要控制指標(biāo)達(dá)標(biāo)的水功能區(qū)共4個(gè)，未達(dá)標(biāo)水功能區(qū)17個(gè)，分別占該流域水功能區(qū)數(shù)量的19.0%、81.0%，全因子達(dá)標(biāo)率為0，主要污染物為總氮、氨氮、總磷、五日生化需氧量等；從年內(nèi)各月水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率情況來看，1—3月、11—12月的達(dá)標(biāo)率較低在10.0%～38.1%之間，4—10月水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率相對較高35.0%～90.0%之間；從單個(gè)水功能區(qū)達(dá)標(biāo)看，1—3月連續(xù)不達(dá)標(biāo)的水功能區(qū)15個(gè)，占不達(dá)標(biāo)水功能區(qū)的88.2%，水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率有較為明顯的季節(jié)性，如圖3所示。

圖3 2016年流域內(nèi)水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率

2.2 流域入河排污量分析

2016年，流域內(nèi)8條河流接納了74個(gè)排污口排放的污水，流域范圍內(nèi)污水入河量為93195萬t，COD、氨氮入河量分別為37467t和12119t；2020年此區(qū)域8條河流的水功能區(qū)COD、氨氮的納污能力分別為85477t和3997t。從總量看，2016年流域COD排放量未超過流域水功能區(qū)2020年的納污能力，而氨氮超過了流域水功能區(qū)2020年的納污能力2.03倍；從河流看，2016年干流和一級支流1水功能區(qū)COD入河量未超過納污能力，而氨氮入河量分別超過其水功能區(qū)的納污能力0.7倍和2.6倍，2016年其它支流的COD和氨氮入河量均超過了2020年各支流水功能區(qū)COD和氨氮的納污能力。

表1 2016年度COD、氨氮入河量、及超排程度

從各干支流接納的污染物總量占流量污染物總量的百分比看，2016年度干流接納流域入河廢污水量、COD和氨氮總量的44.3%、35.8%、46.5%，一級支流1接納了流域內(nèi)入河廢污水量、COD和氨氮總量的20.7%、20.5%、17.0%；一級支流2接納了該區(qū)域入河廢污水量、COD和氨氮總量的10.5%、19.0%、30.3%，其它支流接納了24.5%、24.7%、6.1%。說明一級支流2入河口以下水功能區(qū)未達(dá)到Ⅴ類水質(zhì)目標(biāo)與一級支流1和一級支流2接納了大量的城市生活污水有關(guān)，同時(shí)主要一級支流水功能區(qū)接納了排污口排放大量的污染物導(dǎo)致了干流水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率較低，見圖1。

2.3 流域氣象水文及土地利用對水功能區(qū)達(dá)標(biāo)的影響

2000—2016年，研究區(qū)水文站1和水文站2所處區(qū)域的年均氣溫分別為7.1℃和8.5℃，兩站近17年11—2月平溫均值低于0℃，3月兩站的平均氣溫在0℃左右，4—10月氣溫均高于0度；四站枯水期(11—3月)、平水期(4—5月、10月)、豐水期(6—9月)降水量分別占全年降水量的9.9%～11.4%、21.0%～23.3%、65.1%～68.5%；四站枯水期、平水期、豐水期流量占總流量的10.2%～24.8%、22.7%～30.3%，51.6%～60.0%；2016年月均氣溫、降水、流量情況與多年平均值規(guī)律大致相同，如圖4所示。

2016年度干流4個(gè)水文站河道流量8.023億、13.554億、17.188億、21.260億m3，一級支流1上水文站河道流量為2.56億m3，從流域污水排放情況看：2016年，流域內(nèi)各類污染源排放的污水總量占河道總水量的43.8%，比重較大。

對流域2010年GlobalLand30土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，農(nóng)業(yè)用地占54.6%，人工地表(城鎮(zhèn))占20.3%，水體和濕地分別占2.3%和0.12%，植被(樹及草)占22.5%，未劃分利用類型的土地占0.12%。從土地利用狀況來看，雖然農(nóng)業(yè)用地占比較大，但是綜合1—3月，11—12月氣溫、降水、河道水文站流量及入河排污口的實(shí)際監(jiān)測情況，可以推斷枯水期河流中污染物來源于農(nóng)業(yè)面源污染的概率較低，污染物可能主要來源于工業(yè)、生活等類型的入河排污口排放的污染物；結(jié)合土地利用狀況與入河排污口的空間分布可以看出市政、生活、污水處理廠、工業(yè)企業(yè)排污口多沿城鎮(zhèn)密集分布，河流在流經(jīng)城市時(shí)，接納了大量的城市生活、工(企)業(yè)及市政污水，致使污水占河流水量比例大幅增加，城市排污可能是流域水功能區(qū)不達(dá)標(biāo)的主要原因，如圖5所示。

3 結(jié)語

綜合氣象水文資料分析表明北方流域河流季節(jié)性明顯，水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率也呈現(xiàn)出較強(qiáng)的季節(jié)性，枯水期水功能區(qū)達(dá)標(biāo)較低；2016年氨氮總量超過了流域水功能區(qū)2020年氨氮納污能力，枯水期水功能區(qū)不達(dá)標(biāo)的主要原因是點(diǎn)源排放的污染物。

目前，應(yīng)用于北方流域水功能區(qū)評價(jià)的體系未考慮北方季節(jié)性河流特性，因此研究適宜北方季節(jié)性河流水功能區(qū)的達(dá)標(biāo)評價(jià)體系是提升水資源管理質(zhì)量，服務(wù)地方發(fā)展的要?jiǎng)?wù)。提高水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率，應(yīng)結(jié)合最嚴(yán)格水資源管理制度考核、河長制對干支流水功能區(qū)進(jìn)行嚴(yán)格管控，并制定一河一策的入河排污口綜合整治及水功能區(qū)限期達(dá)標(biāo)方案，以促進(jìn)水功能區(qū)如期達(dá)到各階段的考核目標(biāo)。

圖4 流域氣溫、降水、流量變化趨勢

圖5 流域水功能區(qū)、排污口及土地利用