基于萬水河河流泥沙及污水排放研究

田 野，梁 策

（1.遼寧省沈陽水文局，沈陽110043；2.遼寧省丹東水文局，遼寧 丹東118001）

1 流域概況

鞍山市境內(nèi)有3條河流，分別是萬水河、運(yùn)糧河、楊柳河，均屬太子河水系的支流。流域面積458km2，河道全長67km，鞍山境內(nèi)長41km，是流經(jīng)鞍山市城區(qū)的最大河流。上游有大孤山、千山、眼前山、胡家廟、金家?guī)X和風(fēng)水溝等6條支流，與陳家臺橋上游先后匯入主流，其中以千山溪流為主河道。

山丘區(qū)蘊(yùn)藏著大量鐵礦資源，現(xiàn)已開采的有大孤山、眼前山、齊大山等，待開采的有關(guān)門山、胡家廟等鐵礦。由于開發(fā)礦藏資源，破壞了山丘區(qū)水土保持平衡狀態(tài)，局部地區(qū)水土流失嚴(yán)重，同時(shí)限制了上游控制性工程的建設(shè)，加重了中下游河道的防洪負(fù)擔(dān)。

上游有金家?guī)X、上石橋和下石橋3座?。?）型水庫，調(diào)蓄能力很低，不能滿足防洪需要。

萬水河兩岸現(xiàn)有市政和鞍鋼廠區(qū)等重要集鎮(zhèn)與大型企業(yè)，流域內(nèi)總?cè)丝?8萬人，其中城市人口20.3萬人，耕地1.78hm2。

2 水文氣象

區(qū)域?qū)俦睖貛Т箨懶园霛駶櫦撅L(fēng)氣候，四季分明，降水充沛，日照充足，溫度適宜，年平均氣溫9.4 ℃。

地區(qū)多年平均降水量739.5mm，降水量年內(nèi)分配不均，6～9月降水量占全年的70%～80%，7～8月降水量占全年的50%左右，其余8個(gè)月僅為年降水量的20%～30%。

萬水河是流經(jīng)鞍山市城區(qū)的最大河流，流域面積458km2，立山水文站以上屬山丘區(qū)，流域面積330km2，占全流域的72%，以下為平原區(qū)，流域面積128km2，屬于遼河平原的一部分，河道全長67km，在鞍山境內(nèi)41km。

萬水河立山站實(shí)測多年平均年徑流量為6617萬m3，年徑流深200.5mm。立山站徑流量年內(nèi)分配不均，7～9月徑流量占全年的63.8%，12～2月徑流量僅占全年的6.7%，同時(shí)年徑流年際分配也不均勻，最大年徑流量1.87億m3，出現(xiàn)在1985年，最小年徑流量2049萬m3，出現(xiàn)在1979年，兩者相差9倍之多。

萬水河上游為扇形流域的山丘區(qū)，洪水主要是由暴雨造成，暴雨主要發(fā)生在7、8兩月，洪水陡漲陡落，經(jīng)對實(shí)測1985，1986，1995，2010年較大洪水分析，洪水匯流歷時(shí)7～10h，一次洪水過程一般為3d，主要洪水集中在1d的十幾個(gè)小時(shí)。

3 泥沙分析計(jì)算

3.1 斷面含沙量

河流含沙主要是雨水沖刷流域土壤形成的。江河水流中所含的泥沙量，通常以單位體積水中所含沙重表示，其數(shù)值大小與流域表面植被和土壤性質(zhì)以及人類影響有密切關(guān)系。

本文采用立山水文站1956～2010年 （其中1970～1976年含沙量停測）共48年系列含沙資料進(jìn)行分析，如表1。

表1 立山站歷年含沙量、輸沙量統(tǒng)計(jì)

萬水河受上游采礦及城市排污影響，年平均含沙量相對較大，一般在0.5～3.0kg/m3之間。多年平均含沙量2.16kg/m3。近20年平均含沙量1.18kg/m3，年平均最大含沙量為1994年的2.86kg/m3，逐時(shí)最大斷面含沙量為2001年7月4日出現(xiàn)的21.4kg/m3。

3.2 河流輸沙量

萬水河立山站多年平均輸沙量為17.7萬t，一般年份輸沙量在5萬～20萬t之間，近20年平均輸沙量11.58萬t，最大輸沙量為1995年的36.3萬t，最小輸沙量為1992年的1.02萬t。

通過表1可以看出，萬水河立山站的輸沙量是逐漸減少并趨于穩(wěn)定，近10年來年輸沙量一般在10萬t以下。

4 污水排放分析

4.1 污水排放量

萬水河是鞍山市城市工業(yè)、生活污水主要排放河流之一。2011年7月鞍山水文局對論證區(qū)域污水口進(jìn)行了連續(xù)7d 24h不間斷監(jiān)測，共監(jiān)測排污口9處，測得年排污量2206萬m3，如表2。

表2 論證區(qū)域排污情況統(tǒng)計(jì) 單位：萬m3

4.2 污水水質(zhì)分析

4.2.1 污染物排放量計(jì)算

污染物日排放量計(jì)算：

P排=Q×C×86400/1000000

式中 P排為污染物日排放量 （t/d）；Q為日平均流量（m3/s）；C為污染物含量（mg/L）。

污染物排放量計(jì)算結(jié)果如表3。

表3 污染物排放量計(jì)算成果 單位：t/d

計(jì)算結(jié)果表明：評價(jià)區(qū)段廢污水日平均總污染物排放量為17.767t/d。其中化學(xué)耗氧量11.741t/d，占總排放量的66.1%；氨氮2.641t/d，占總排放量的14.9%；總磷0.060t/d，占總排放量的0.3%；總氮3.326t/d，占總排放量的18.7%。

4.2.2 排污口等標(biāo)指數(shù)評價(jià)

評價(jià)采用 “等標(biāo)污染負(fù)荷法” 對廢污水進(jìn)行評價(jià)。萬水河七號橋至勞動(dòng)路橋段有榮信、一中、曙光、太平等入河排污口，根據(jù)2014年夏季的監(jiān)測成果，評價(jià)參數(shù)選擇化學(xué)耗氧量、氨氮、總磷和總氮4項(xiàng)。

根據(jù)遼寧省地方DB21/1627—2008《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，直接排放的水污染最高允許排放濃度：化學(xué)需氧量50mg/L；當(dāng)水溫＞12℃時(shí)氨氮的控制指標(biāo)為8mg/L，當(dāng)水溫≤12℃時(shí)氨氮的控制指標(biāo)為10mg/L；總磷0.5mg/L；總氮15mg/L。

4.3 評價(jià)結(jié)果

因?yàn)楸敬伪O(jiān)測的是生活廢污水且夏季水溫均高于12 ℃，所以對于直接排放污水的氨氮評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用8mg/L計(jì)算。

排污口評價(jià)計(jì)算結(jié)果如表4～表5。

表4 排污口主要污染物等標(biāo)指數(shù)計(jì)算 單位：mg/L

表5 排污口主要污染物日等標(biāo)污染負(fù)荷比重計(jì)算單位：%

由表5可以看出，各排污口的氨氮污染負(fù)荷所占的比重最大，平均值為31.1%，其次為總氮，所占比重的平均值為22.8%，化學(xué)耗氧量的比重均值為22.2%，總磷為13.4%。以上結(jié)果表明，評價(jià)區(qū)段入河廢污水最大的污染為氨氮，其次為總氮、化學(xué)耗氧量和總磷。

由表6可知，評價(jià)區(qū)段廢污水總污染負(fù)荷為1.883t/d。其中榮信排污口的等標(biāo)污染負(fù)荷最大，為1.000t/d，占全區(qū)53.1%的比重；其次為曙光路排污口0.442t/d，占全區(qū)23.5%比重；一中排污口0.129t/d，占全區(qū)6.9%的比重。

表6 排污口主要污染物日等標(biāo)污染負(fù)荷計(jì)算 單位：t/d

5 結(jié)語

（1）評價(jià)區(qū)段內(nèi)廢污水日平均總污染物排放量為17.767t/d。其中化學(xué)耗氧量11.741t/d，占總排放量的66.1%；氨氮2.641t/d，占總排放量的14.9%；總磷0.060t/d，占總排放量的0.3%；總氮3.326t/d，占總排放量的18.7%。

（2）評價(jià)區(qū)段內(nèi)榮信排污口為廢污水污染源之首，其日等標(biāo)污染負(fù)荷占評價(jià)區(qū)段53.1%的比重，其次為曙光路排污口、一中排污口、太平排污口和勞動(dòng)路橋上排污口，污染負(fù)荷所占比重分別為23.5%、6.9%、6.3%和4.8%。入河廢污水最大的污染為氨氮，其次為總氮、化學(xué)耗氧量和總磷。

［1］王菲，楊國錄，劉林雙，等.城市污泥資源化利用現(xiàn)狀及發(fā)展探討［J］.南水北調(diào)與水利科技，2013（2）.

［2］李軍.木壘河懸移質(zhì)泥沙特性分析［J］.吉林水利，2015（5）.

［3］劉艷珍.瑪納斯河泥沙特性分析［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2015（5）.

［4］宋彧軍.城市污水污泥處理與處置［J］.黑龍江水利科技，2004（2）.

［5］韓迪秋.淺談城市污水處理及環(huán)境保護(hù)問題［J］.建筑與預(yù)算，2013（6）.