太子河水質(zhì)時(shí)間及空間變化趨勢(shì)分析

郭 超

(本溪市水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，遼寧 本溪 117022)

1 流域概況

太子河總體呈東西走向貫穿遼寧省中部，東側(cè)渾江，西北與渾河相連，大洋河位于南面，主要流經(jīng)遼陽(yáng)、鞍山、本溪等城市，流域內(nèi)景觀變化劇烈，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速。太子河有南北二源，南北二支于南甸子鎮(zhèn)馬城子村匯流成太子河干流[1-3]。自下游至上游太子河流經(jīng)牛心臺(tái)、偏嶺、小市、泉水等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，經(jīng)白石砬子村入遼陽(yáng)境內(nèi)。太子河上游森林茂密，植被覆蓋率較高，海拔一般>500m，河床比較穩(wěn)定，床面無(wú)明顯沖淤，多為卵石粗砂構(gòu)成。中上游大小支流較多，其中流域面積超過(guò)100km2的有清河、小湯河、五道河、小夾河、臥龍河、南沙河、細(xì)河、三道河、北沙河等。太子河全長(zhǎng)412.9km，總面積13883km2，年徑流量33.3億m3，流域內(nèi)平原地區(qū)和丘陵地區(qū)所占比例為22.4%、77.6%。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及各行業(yè)用水量的急劇增多，研究區(qū)地表水污染、水資源短缺、江河斷流等問(wèn)題日趨突出。

2 水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

以2016-2018年為研究時(shí)段，定期監(jiān)測(cè)太子河干流唐馬寨、遼陽(yáng)市、本溪市、老官砬子4個(gè)典型斷面水質(zhì)，其中唐馬寨、遼陽(yáng)斷面實(shí)行逐月監(jiān)測(cè)，對(duì)本溪、老官砬子斷面按每月2次的頻率實(shí)行監(jiān)測(cè)。

2.1 水環(huán)境質(zhì)量調(diào)查

1)遼河干流老官砬子斷面。該監(jiān)測(cè)斷面位于觀音閣水庫(kù)下游，結(jié)合2016-2018年水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，老官砬子斷面水質(zhì)狀況良好可以達(dá)到Ⅱ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，能夠符合水環(huán)境質(zhì)量要求[4]。然而，與其它時(shí)段相比豐水期的氨氮、CODCr濃度較高，與Ⅱ類(lèi)監(jiān)測(cè)目標(biāo)較為接近。老官砬子斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，見(jiàn)圖1。

Ⅰ CODCr濃度

2)遼河干流本溪斷面。該監(jiān)測(cè)斷面位于葠窩水庫(kù)以上、老官砬子斷面以上河段，結(jié)合2016-2018年水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，與老官砬子斷面相比本溪斷面的氨氮、CODCr濃度有所提高，但都<1mg/L和20mg/L的標(biāo)準(zhǔn)，該斷面水質(zhì)狀況良好可以達(dá)到Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，且距離Ⅳ類(lèi)水質(zhì)目標(biāo)還存在一定距離[5-6]。本溪斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，見(jiàn)圖2。

Ⅰ CODCr濃度

3)遼河干流遼陽(yáng)斷面。該監(jiān)測(cè)斷面位于葠窩水庫(kù)以上河段，結(jié)合2016-2018年水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，遼陽(yáng)斷面的CODCr濃度相對(duì)于本溪斷面變化不大，CODCr濃度可以達(dá)到Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，但相對(duì)于本溪斷面其氨氮濃度明顯提升[7]。其中，氨氮濃度較高的時(shí)段為1|-4月，甚至可以達(dá)到劣Ⅴ類(lèi)水質(zhì)，隨著時(shí)間的推移該斷面氨氮濃度有所下降，總體上可以達(dá)到Ⅳ類(lèi)水質(zhì)目標(biāo)。遼陽(yáng)斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，見(jiàn)圖3。

Ⅰ CODCr濃度

4)遼河干流唐馬寨斷面。該監(jiān)測(cè)斷面位于太子河下游，結(jié)合2016-2018年水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，唐馬寨斷面的CODCr濃度相對(duì)于遼陽(yáng)斷面變化不大，CODCr濃度可達(dá)到Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，但相對(duì)于遼陽(yáng)斷面其氨氮濃度明顯提升。其中，氨氮濃度超標(biāo)時(shí)段約占全年的60%以上，甚至可以>6mg/L，河流水質(zhì)相對(duì)較差。唐馬寨斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，見(jiàn)圖4。

Ⅰ CODCr濃度

綜上分析，CODCr濃度在整個(gè)太子河干流段變化不大，而氨氮濃度呈不斷增大的變化趨勢(shì)，老官砬子斷面以上至觀音閣水庫(kù)以下河段水質(zhì)較好，基本上達(dá)到Ⅱ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，上游來(lái)水水質(zhì)較好其氨氮濃度<5mg/L。下游水環(huán)境質(zhì)量較差，特別是唐馬寨斷面，其氨氮濃度>2mg/L的的時(shí)段占全年的60%以上，水質(zhì)達(dá)到劣Ⅴ類(lèi)，部分時(shí)段水質(zhì)惡化，氨氮濃度可以達(dá)到6mg/L。

表1 典型斷面COD濃度變化趨勢(shì)

2.2 時(shí)間變化趨勢(shì)

總體上，太子河干流2016-2018年COD濃度呈不斷減少的變化趨勢(shì)，其中75%的斷面表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，高度明顯下降的斷面有小姐廟、小河口、唐馬寨、小林子、本溪，呈明顯下降的有遼陽(yáng)斷面，典型斷面COD濃度變化趨勢(shì)，見(jiàn)表1。2016-2018年，太子河干流二焦、本溪、老官砬子斷面的氨氮濃度明顯上升，而小姐廟、小河口、小林子斷面的氨氮濃度明顯下降，典型斷面COD濃度變化趨勢(shì)，見(jiàn)表2。

2016-2018年間，太子河干流各典型斷面的氨氮、COD濃度逐月平均變化特征，典型斷面水質(zhì)逐月變化趨勢(shì)，見(jiàn)圖5。從圖5可以看出，總體上年內(nèi)氨氮、COD濃度表現(xiàn)出先減少后增大的變化趨勢(shì)，其豐水期水質(zhì)優(yōu)于枯水期，且枯水期多達(dá)到濃度峰值；2016-2018年，除二焦斷面枯水期外其它斷面的COD濃度均接近或優(yōu)于Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，即超過(guò)Ⅲ類(lèi)水的只有二焦斷面枯水期；上游本溪、老官砬子斷面水質(zhì)良好，逐月氨氮平均濃度<Ⅲ類(lèi)水控制值，而小姐廟、小河口、唐馬寨、下林子等下游斷面枯水期氨氮濃度均>Ⅲ類(lèi)水控制值。

表2 典型斷面COD濃度變化趨勢(shì)

Ⅰ CODCr濃度

2.3 空間變化趨勢(shì)

2016-2018年間，太子河干流各典型斷面的氨氮、COD濃度沿程變化特征，沿程水質(zhì)變化趨勢(shì)，見(jiàn)圖6。從圖6可以看出，2016-2018年二焦斷面的COD濃度值達(dá)到最高，除2018年二焦斷面外其它斷面的COD濃度均達(dá)到Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，即COD濃度超出Ⅲ類(lèi)水控制值的斷面只有二焦斷面，隨沿程變化氨氮弄粗總體表現(xiàn)出不斷上升的趨勢(shì)，即上游水質(zhì)優(yōu)于下游。本溪和上官砬子等上游斷面水質(zhì)較好，總體上符合Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，氨氮濃度在二焦斷面時(shí)明顯上升并達(dá)到Ⅲ類(lèi)水控制值，氨氮濃度在遼陽(yáng)斷面處又表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，2016-2018年小姐廟、小河口、唐馬寨、小林子等下游斷面水質(zhì)超標(biāo)。

Ⅰ CODCr濃度

2.4 水污染控制措施

為了最大程度的降低流域水污染速度與強(qiáng)度，太子河流域水管部門(mén)應(yīng)采取切實(shí)有效的措施加強(qiáng)水污染治理，采取以下4項(xiàng)措施[8-10]：

1)點(diǎn)源污染控制。加大流域內(nèi)高能耗、高污染企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，并積極推進(jìn)技術(shù)，改革嚴(yán)格控制污染物排放量，對(duì)產(chǎn)業(yè)效益低、技術(shù)落后、資源嚴(yán)重浪費(fèi)的企業(yè)勒令停止。此外，通過(guò)制定獎(jiǎng)懲制度、轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)澆灌方式、加強(qiáng)水源地保護(hù)、推進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水項(xiàng)目建設(shè)、加快節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展和保持上游庫(kù)區(qū)水土等措施，充分發(fā)揮區(qū)域優(yōu)勢(shì)保護(hù)水源。

2)完善水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。一直以來(lái)，太子河流域水管部門(mén)都比較注重河湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作，基本形成了較為完善的監(jiān)測(cè)資料，但仍需進(jìn)一步改進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)與方法。為了嚴(yán)格監(jiān)測(cè)污染源與水體，必須利用現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)技術(shù)從多個(gè)角度全面分析水體，并保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的完整性、科學(xué)性，確保流域水管理的針對(duì)性、準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性、有效性。

3)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。通過(guò)加大投資力度，加快污染嚴(yán)重的化工企業(yè)產(chǎn)業(yè)布局、生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，最大程度的減少污染量；鼓勵(lì)耗量較大的水資源企業(yè)引入新方法、新技術(shù)，以先進(jìn)的科技手段提升用水效率；根據(jù)新農(nóng)村建設(shè)和農(nóng)業(yè)發(fā)展要求，因地制宜的種植農(nóng)業(yè)作物，推廣高效的灌溉模式，考慮當(dāng)?shù)貙?shí)際情況加快生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展。

4)加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)。通過(guò)建設(shè)生態(tài)環(huán)境工程、提倡無(wú)污染產(chǎn)業(yè)等減少?gòu)U棄物和廢水的排放，對(duì)流域周邊水源地開(kāi)展綜合利用與開(kāi)發(fā)保護(hù)治理，并采取有效的方法保護(hù)沿河水資源環(huán)境，切實(shí)改善流域水環(huán)境。以科學(xué)合理的農(nóng)田管理手段、行之有效的退耕還林草措施，保護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境，大力推廣生態(tài)保護(hù)、改善民生的綜合整治工程。

3 結(jié) 論

為了緩解太子河流域的水資源形勢(shì)、有效控制水體污染以及提高用水效率，使其為經(jīng)濟(jì)發(fā)展更好的服務(wù)，文章客觀準(zhǔn)確的揭示了太子河干流水質(zhì)時(shí)空變化規(guī)律，主要結(jié)論為：

1)研究表明，氨氮是影響太子河水質(zhì)的主要因素，水環(huán)境治理時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)氨氮的治理，其中改善水質(zhì)的有效措施有增加水量、實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理、控制入河污染物等。

2)為改善太子河干流整體水質(zhì)可以采取加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、完善水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、加強(qiáng)點(diǎn)源污染控制等措施，現(xiàn)階段水質(zhì)達(dá)到Ⅱ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的有本溪站斷面，枯水期唐馬寨斷面的污染物濃度上升趨勢(shì)并不明顯，對(duì)此應(yīng)加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)。