灄水河黃陂段水環(huán)境問題及防治對(duì)策研究

陳 斌，程 歡，肖 詩(shī)

(武漢市生態(tài)環(huán)境局黃陂區(qū)分局，湖北 武漢 430300)

1 引言

灄水河亦名黃陂河[1]，為長(zhǎng)江北岸的一條重要支流，發(fā)源于大別山南麓大悟縣的三角山，在大悟縣境內(nèi)分為東西兩股支流，各自流經(jīng)大悟縣河口鎮(zhèn)和紅安縣上新集鎮(zhèn)后交匯，一并匯入黃陂區(qū)姚集街境內(nèi)[1]，于漢口諶家磯下游3 km的江咀入江。灄水流域面積2312 km2，黃陂段流域面積1493 km2；灄水全長(zhǎng)142.1 km，其中黃陂區(qū)89.17 km。灄水河黃陂段流域共涉及12個(gè)街鄉(xiāng)，總?cè)丝跒?0萬人。

2 灄水河黃陂段水質(zhì)狀況

2.1 監(jiān)測(cè)斷面的設(shè)置

灄水河黃陂段共設(shè)置有3個(gè)水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測(cè)斷面[2]，從上游到下游分別是河口、城關(guān)、灄口，其中，河口、灄口斷面作為跨界斷面,每月監(jiān)測(cè)，城關(guān)斷面單月監(jiān)測(cè)，各斷面監(jiān)測(cè)水質(zhì)指標(biāo)包括化學(xué)需氧量(CODCr)、生化需氧量(BOD)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、氨氮(NH3-N)、總氮(TN)、總磷(TP)等25項(xiàng)。灄水河黃陂段執(zhí)行地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 水質(zhì)歷史變化趨勢(shì)

灄水評(píng)價(jià)指標(biāo)中，TN和BOD作為參考指標(biāo)，不納入水質(zhì)評(píng)價(jià)體系，根據(jù)灄水河黃陂段2006～2019年常規(guī)指標(biāo)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，TN年均濃度在0.6～1.53 mg/L 之間,達(dá)標(biāo)率為35.7%，2008～2009年、2013～2019年均存在不同程度的超標(biāo)，總體呈上升趨勢(shì)；BOD年均濃度在1.23～3.91 mg/L 之間,達(dá)標(biāo)率為100%，總體較穩(wěn)定。

評(píng)價(jià)指標(biāo)共4 個(gè)，其中，NH3-N年均濃度在0.22～0.89 mg/L之間，達(dá)標(biāo)率為100%，2016年以來均值維持高位，總體來看呈上升趨勢(shì)。CODCr年均濃度在 11.18～21.28 mg/L之間，達(dá)標(biāo)率為85.7%，除2014、2015年均存在少許超標(biāo)外，其他年份達(dá)標(biāo)，總體呈先上升后下降的趨勢(shì)。CODMn年均濃度在 2.52～5.42 mg/L之間，達(dá)標(biāo)率為100%，總體呈上升趨勢(shì)。TP年均濃度在0.05～0.12 mg/L之間，達(dá)標(biāo)率為100%，相對(duì)較平穩(wěn)。

因此，結(jié)合2006～2019年灄水河黃陂段各主要污染物年均濃度變化情況，其水質(zhì)基本滿足Ⅲ類水體要求，僅2014、2015年為Ⅳ類水體，超標(biāo)污染因子為CODCr。灄水河黃陂段2006～2019年主要污染物濃度變化見圖1。

圖1 灄水河黃陂段2006～2019年主要污染物濃度變化示意

2.3 水質(zhì)現(xiàn)狀及污染特征

灄水河屬于季節(jié)性河流，通常5～10月份是豐水期，1～2月份、11～12月份是平水期，3～4月份是枯水期。根據(jù)灄水河黃陂段2019年1～12月份各斷面主要污染物常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果， BOD、NH3-N 、CODCr、CODMn、TP能滿足Ⅲ類水體要求，TN最高超標(biāo)1.91倍，NH3-N 、CODCr、CODMn污染指數(shù)較大，是影響灄水河黃陂段水質(zhì)達(dá)標(biāo)的主要因子?？傮w來看，灄口斷面處的水質(zhì)劣于城關(guān)和河口斷面，豐水期水質(zhì)優(yōu)于平水期和枯水期。各斷面不同水期主要污染物濃度變化見圖2。

3 污染源分析及存在的主要問題

3.1 污染源分析

流域污染源調(diào)查評(píng)價(jià)是污染治理的基礎(chǔ)。根據(jù)調(diào)查，灄水河黃陂段的主要污染來源包括上游入境、城鎮(zhèn)生活污染、農(nóng)村生活污染、畜禽養(yǎng)殖污染、農(nóng)田面源污染、河面沉降污染等6類。河流沿岸共有排口22 處，其中污水排口18個(gè)，雨污混合排口4個(gè)。對(duì)灄水河黃陂段范圍內(nèi)各類污染源污染負(fù)荷進(jìn)行核算，匯總得到 2019年灄水河黃陂段各類污染源主要污染物入河總量和貢獻(xiàn)比例(表1) 。

表1 灄水河黃陂段污染源污染負(fù)荷匯總

通過累加各污染源4種主要污染物的污染貢獻(xiàn)比，可得入境負(fù)荷、工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)生活、農(nóng)村生活、畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)田面源、河面沉降對(duì)4種主要污染物的總貢獻(xiàn)比分別為94%、0.8%、34.7%、31%、90.8%、146.7%、1.9%，其中，入境負(fù)荷作為灄水河黃陂段上游流域輸入性負(fù)荷，不屬于本次研究范圍，不納入水體污染影響因素分析。因此，影響灄水河黃陂段水質(zhì)的污染源主要是農(nóng)田面源，其次是畜禽養(yǎng)殖。進(jìn)一步分析各污染源對(duì)同一種污染物的污染貢獻(xiàn)比可知，CODCr除去上游入境負(fù)荷影響，主要受農(nóng)田面源及農(nóng)村生活影響，尤其是農(nóng)田面源，貢獻(xiàn)比高達(dá)22.2%；NH3-N受農(nóng)田面源影響最大，貢獻(xiàn)比達(dá)到43.0%，畜禽養(yǎng)殖及農(nóng)村生活影響次之；TN與NH3-N類似，主要受農(nóng)田面源影響，其貢獻(xiàn)比高達(dá)40.9%，其次是畜禽養(yǎng)殖及城鎮(zhèn)生活；TP受畜禽養(yǎng)殖及農(nóng)田面源影響最大，其貢獻(xiàn)比依次為42.4%、40.6%。

按照一維模型[3]正向模擬計(jì)算，匯總得到灄水河黃陂段主要污染物納污能力：CODCr10427.90 t/a、NH3-N 823.17 t/a、TN 1715.64 t/a、TP 263.94 t/a。計(jì)算結(jié)果表明:目前灄水河黃陂段CODCr、NH3-N、TN和TP的排放量未超過其環(huán)境容量，但是根據(jù)國(guó)家和湖北省對(duì)灄水河黃陂段的水質(zhì)考核目標(biāo)和時(shí)限要求，仍需加強(qiáng)對(duì)各種污染源的治理(圖1)。

3.2 主要問題

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和數(shù)據(jù)分析，灄水河黃陂段目前存在以下水環(huán)境問題:一是上游水環(huán)境形勢(shì)不容樂觀。大悟縣支流和紅安縣支流沿線各鎮(zhèn)，特別是大悟縣河口鎮(zhèn)和紅安縣華河鎮(zhèn)、上新集鎮(zhèn)，仍有部分居民生活污水直排灄水河，生活垃圾在河邊堆積現(xiàn)象較常見，上游生活污水和垃圾所造成污染累積負(fù)荷仍不可忽視。二是環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后。隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，生活污水和工業(yè)廢水排放量近年來大幅增加，匯水區(qū)范圍內(nèi)污水收集系統(tǒng)不健全，配套污水收集管網(wǎng)錯(cuò)接、混接問題較多，仍有部分老舊生活區(qū)域未實(shí)施雨污分流，前川污水處理廠超負(fù)荷運(yùn)行。羅漢、王家河等集鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)升級(jí)和管網(wǎng)改造未完工。村灣生活污水處理設(shè)施建設(shè)進(jìn)展滯后，大量農(nóng)村生活污水直排環(huán)境。三是面源污染影響突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，灄水河流域農(nóng)田的化肥和農(nóng)藥投加量較大，其中化肥投入量達(dá)到900 kg/hm2，是全國(guó)平均水平的2.52倍、世界平均水平的4倍[4]；小規(guī)模畜禽養(yǎng)殖面廣量大，絕大部分養(yǎng)殖戶無設(shè)施，僅對(duì)牲畜糞便簡(jiǎn)單地集中堆放或貯糞池貯存，糞尿受沖洗水和降雨沖刷四處流溢，導(dǎo)致進(jìn)入地表水造成面源污染，引起周圍水體富營(yíng)養(yǎng)化；部分規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)沒有廢物處理設(shè)備或設(shè)施簡(jiǎn)陋，不能有效控制污染物的排放。四是水土資源保護(hù)方面問題明顯。灄水河上中游姚家集、長(zhǎng)軒嶺、木蘭、羅漢、王家河等部分地段河道、灘地地表植被破壞，河岸崩岸、塌岸；灄水河支流挖砂、生活垃圾亂倒現(xiàn)象比較突出，河道淤塞，河流自凈能力退化嚴(yán)重(圖2)。

圖2 2019年灄水河黃陂段各斷面不同水期主要污染物濃度變化示意

4 水污染防治對(duì)策

4.1 加強(qiáng)城鎮(zhèn)生活污染治理

首先，加強(qiáng)前川污水處理廠及流域沿線已建的集鎮(zhèn)、社區(qū)和村灣污水處理廠(設(shè)施)的日常監(jiān)管，確保尾水達(dá)標(biāo)排放。其次，加快推進(jìn)前川污水處理廠擴(kuò)建工程及配套管網(wǎng)建設(shè)。保證前川區(qū)域生活污水集中處理，特別是城中村、老舊小區(qū)和城鄉(xiāng)結(jié)合部的污水截流、收集項(xiàng)目?jī)?yōu)先啟動(dòng)?，F(xiàn)有合流制排水系統(tǒng)應(yīng)加快實(shí)施雨污分流改造，難以改造的，應(yīng)采取截流、調(diào)蓄和治理等措施。應(yīng)急與謀遠(yuǎn)相結(jié)合，將前川魯臺(tái)片區(qū)全域納入前川污水處理廠污水收集范圍。再次，結(jié)合長(zhǎng)江文旅城項(xiàng)目推進(jìn)，提前布局順河、青鳳片區(qū)污水管網(wǎng)建設(shè)。結(jié)合產(chǎn)業(yè)新城拆遷，做好新城園區(qū)和還建點(diǎn)污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)。最后，搶抓進(jìn)度完成灄水河流域未完工的集鎮(zhèn)生活污水處理廠提標(biāo)升級(jí)和管網(wǎng)改造，統(tǒng)籌建設(shè)好石門、研子、長(zhǎng)堰等3個(gè)社區(qū)污水處理廠及污水管網(wǎng)工程。

4.2 防治農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖污染

控制畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展速度，實(shí)行“總量控制”，落實(shí)養(yǎng)殖“三區(qū)”劃定要求，嚴(yán)格畜禽養(yǎng)殖項(xiàng)目審批。保證畜禽養(yǎng)殖規(guī)?？刂圃谕恋氐某休d能力范圍內(nèi)。做好畜禽養(yǎng)殖的污染防治工作，提高規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖比例，提高畜禽糞便綜合利用率。對(duì)現(xiàn)有畜禽養(yǎng)殖散養(yǎng)戶排污從嚴(yán)監(jiān)管，通過嚴(yán)格執(zhí)法倒逼企業(yè)達(dá)標(biāo)排放。流域范圍內(nèi)湖泊全面禁止圍網(wǎng)、攔網(wǎng)、網(wǎng)箱養(yǎng)殖，大力推進(jìn)“一控兩減三基本”示范工程建設(shè)，大范圍推進(jìn)“兩清”“兩減”，倡導(dǎo)生態(tài)種養(yǎng)殖。

4.3 深化農(nóng)村面源治理

全流域?qū)嵤y(cè)土配方，推廣精準(zhǔn)施肥技術(shù)和機(jī)具；鼓勵(lì)使用有機(jī)肥、高效低毒低殘留農(nóng)藥及生物農(nóng)藥，開展農(nóng)作物 病蟲害綠色防控和統(tǒng)防統(tǒng)治；持續(xù)調(diào)整、優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)，休閑觀光農(nóng)業(yè)。推廣中部水網(wǎng)連片村鎮(zhèn)控源與水體凈化工程技術(shù)成果與應(yīng)用，在小流域推進(jìn)農(nóng)灌溝渠生態(tài)化改造，構(gòu)建多水塘生態(tài)系統(tǒng)。因地制宜、因村施策開展農(nóng)村生活污水治理，采用“集中和分散處理”相結(jié)合的方式處理農(nóng)村生活污水。優(yōu)先布局灄水河沿線村級(jí)生活污水設(shè)施，力爭(zhēng)實(shí)行全流域截污。

4.4 加大生態(tài)環(huán)保投入

一是在重點(diǎn)支流、敏感點(diǎn)位推進(jìn)生態(tài)修復(fù)工程建設(shè)。如姚蔡河姚集集鎮(zhèn)段、十棵松河十棵松段啟動(dòng)生態(tài)修復(fù)工程，最大限度地解決上游來水及居民生活污染源對(duì)灄水河的影響。結(jié)合“河長(zhǎng)制”和“三鄉(xiāng)工程”有關(guān)工作的開展，將灄口三閘村原本水湖相連的地域優(yōu)勢(shì)變成生態(tài)優(yōu)勢(shì)，在灄水河灄口監(jiān)測(cè)斷面附近，通過環(huán)境治理、生態(tài)修復(fù)、綠色創(chuàng)建等手段打造成一個(gè)生態(tài)村。二是鞏固前川飲用水源地生態(tài)修復(fù)工程(一期)成果，同步啟動(dòng)二期建設(shè)。三是結(jié)合“綠滿黃陂”工作，加大灄水河流域植樹造林力度。四是修整加固流域坍塌的堤岸，減少水土流失。

4.5 完善相關(guān)機(jī)制建設(shè)

一是完善垃圾收運(yùn)長(zhǎng)效機(jī)制。各相關(guān)街道結(jié)合各自垃圾收運(yùn)管理工作中存在的各類問題，明確垃圾管理的主體、責(zé)任、權(quán)利和范圍，大力推進(jìn)農(nóng)村垃圾管理的規(guī)范化和法制化。二是推進(jìn)流域聯(lián)防聯(lián)控[5]。通過建立上下游聯(lián)動(dòng)機(jī)制，開展跨界聯(lián)合監(jiān)測(cè)、聯(lián)合執(zhí)法、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)、信息共享等工作，努力做到監(jiān)測(cè)到位、預(yù)警及時(shí)、應(yīng)對(duì)高效、措施得當(dāng)，確保各項(xiàng)信息在第一時(shí)間傳遞，防范措施第一時(shí)間應(yīng)對(duì)，最大可能地減輕污染造成的不利影響及災(zāi)害損失。三是探索建立跨灄水河上下游區(qū)域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制[6]，按照“誰污染，誰治理，誰補(bǔ)償”的原則，明確上下游各地區(qū)污染責(zé)任，通過經(jīng)濟(jì)手段提高灄水河水污染治理效率。