引江濟(jì)淮通道派河水污染治理研究

朱慧孌，黃 志，張彥輝

(1.安徽省環(huán)境科學(xué)研究院安徽省污水處理技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽合肥 230022；2.南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京 210093)

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引江濟(jì)淮通道派河水污染治理研究

朱慧孌1，2，黃 志1，張彥輝1

(1.安徽省環(huán)境科學(xué)研究院安徽省污水處理技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽合肥 230022；2.南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京 210093)

根據(jù)派河流域概況、水質(zhì)現(xiàn)狀調(diào)查和污染調(diào)查結(jié)果，分析了派河的主要環(huán)境問題，提出以控源為核心的治理對(duì)策，并輔以污染攔截、生態(tài)補(bǔ)水、環(huán)境執(zhí)法等措施，以期達(dá)到“十三五”《安徽省水污染防治工作方案》水質(zhì)管理目標(biāo)要求，并為引江濟(jì)淮工程做好水質(zhì)保障。

派河；污染治理；對(duì)策；引江濟(jì)淮

派河是巢湖西北部的主要入湖河流，也是引江濟(jì)淮的輸水通道，其水質(zhì)優(yōu)劣對(duì)引江濟(jì)淮工程和巢湖水質(zhì)安全具有重要影響。在“水十條”強(qiáng)化環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)管理的背景下，筆者根據(jù)派河流域概況、水質(zhì)現(xiàn)狀調(diào)查和污染調(diào)查結(jié)果，分析了派河的主要環(huán)境問題，提出以控源為核心的治理對(duì)策，并輔以污染攔截、生活補(bǔ)水、環(huán)境執(zhí)法等措施，以期達(dá)到“十三五”《安徽省水污染防治工作方案》水質(zhì)管理目標(biāo)要求，并為引江濟(jì)淮工程做好水質(zhì)保障。

1 派河現(xiàn)狀

1.1 流域概況 派河源出肥西縣江淮分水嶺棗林崗及紫蓬山脈北麓。河道全長60 km，河道平均坡降0.2‰，流域面積584.25 km2。派河位于巢湖西北部，是巢湖的一級(jí)入湖支流，流域跨肥西縣上派鎮(zhèn)、紫蓬鎮(zhèn)、桃花鎮(zhèn)、嚴(yán)店鄉(xiāng)部分區(qū)域、合肥市轄區(qū)的包河區(qū)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)(經(jīng)開區(qū))部分區(qū)域以及蜀山區(qū)的小廟鎮(zhèn)。派河有9條支流，自上而下分別是苦驢河、梳頭河、岳小河、五老堰河、斑鳩堰河、卞小河、潭沖河、王建溝以及光明大堰泄洪河[1-3]。

1.2 水質(zhì)狀況 派河干流共設(shè)5個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，分別是文山路橋、經(jīng)開區(qū)污水處理廠下游、肥西化肥廠下游、中派韓院以及王灣渡口斷面(圖1)，每30 d例行監(jiān)測(cè)一次。2015年派河沿程5個(gè)斷面化學(xué)需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)年均值見表1。由表1可知，根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)[4]，2015年派河總體水質(zhì)狀況為劣Ⅴ類，主要污染因子為NH3-N。由圖2可知，2015年派河沿程5個(gè)斷面水質(zhì)變化總體較平穩(wěn)，其中，王灣渡口斷面NH3-N含量最高，肥西化肥廠斷面TP含量最高。

圖1 派河水系Fig.1 Paihe River water system

斷面名稱SectionsCODmg/L類別CategoriesNH3-Nmg/L類別CategoriesTPmg/L類別Categories文山路橋WenshanLuqiao31.45Ⅴ3.14劣Ⅴ0.27Ⅳ經(jīng)開區(qū)污水廠JingkaiSewagePlant28.23Ⅳ2.44劣Ⅴ0.32Ⅴ肥西化肥廠FeixiChemicalFertilizerPlant22.32Ⅳ4.95劣Ⅴ0.43劣Ⅴ中派韓院ZhongpaiHanyuan30.72Ⅴ4.94劣Ⅴ0.35Ⅴ王灣渡口WangwanFerry30.43Ⅴ5.15劣Ⅴ0.31Ⅴ

圖2 2015年派河水質(zhì)沿程變化Fig.2 The change of water quality along Paihe River in 2015

1.3 污染源狀況

1.3.1 污染結(jié)構(gòu)。派河流域在污染源入河量中，COD入河污染負(fù)荷主要以農(nóng)村生活、污水廠直排和畜禽養(yǎng)殖污染源為主，分別占29.43%、21.82%和19.10%；NH3-N入河污染負(fù)荷主要以城鎮(zhèn)直排、農(nóng)村生活和污水廠排放污染源為主，分別占34.35%、29.97%和17.04%；TP入河污染負(fù)荷主要以畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)村生活和污水廠排放污染源為主，分別占42.97%、19.15%和16.66%。派河流域污染物入河量污染結(jié)構(gòu)見圖3。由圖3可知，肥西縣COD入河污染負(fù)荷主要以畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)村生活和城鎮(zhèn)生活污染源為主，NH3-N入河污染負(fù)荷主要以農(nóng)村生活、城鎮(zhèn)直排和畜禽養(yǎng)殖污染源為主，TP入河污染負(fù)荷主要以畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)村生活和農(nóng)田流失污染源為主。合肥市轄區(qū)COD入河污染負(fù)荷主要以污水廠直排、農(nóng)村生活和城鎮(zhèn)直排污染源為主，NH3-N入河污染負(fù)荷主要以城鎮(zhèn)直排、污水廠排放和農(nóng)村生活污染源為主，TP入河污染負(fù)荷主要以污水廠直排、農(nóng)村生活和城鎮(zhèn)生活直排污染源為主。

注：a.派河流域，b.派河流域肥西縣，c.派河流域合肥市轄區(qū)。Note:a. Paihe River Basin, b.Feixi County in Paihe River Basin, c.Hefei in Paihe River Basin.圖3 派河流域污染物入河量污染結(jié)構(gòu)Fig.3 Pollution structure of pollutants in Paihe River basin

圖4 派河集水區(qū)Fig.4 Catchment of Paihe River

圖5 派河流域排口及支流入河量污染結(jié)構(gòu)Fig.5 The discharge port of Paihe River and pollution structure of tributaries into the river

圖6 派河流域排口及支流入河量單位污染結(jié)構(gòu)Fig.6 The discharge port of Paihe River and unit pollution structure of tributaries into the river

1.3.2 污染途徑。根據(jù)流域地形圖對(duì)派河流域進(jìn)行子流域分區(qū)，此流域集水區(qū)及各匯水區(qū)見圖4。派河8條支流、2個(gè)排口及上游集水區(qū)和下游集水區(qū)共貢獻(xiàn)7 424.49 t COD、840.55 t NH3-N和111.17 t TP，污染結(jié)構(gòu)見圖5和6。其中，COD總量貢獻(xiàn)最大的是經(jīng)開區(qū)污水處理廠，COD單位流量污染貢獻(xiàn)最大的是派河排污口。NH3-N總量貢獻(xiàn)最大的是派河下游集水區(qū)，NH3-N單位流量污染貢獻(xiàn)最大的是王建溝。TP總量貢獻(xiàn)最大的是方興大道與繁華大道交叉口處派河排污口，TP單位流量污染負(fù)荷最大的是派河排污口。

1.3.3 污染源預(yù)測(cè)。在2015年現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，采用人口增長預(yù)測(cè)方式對(duì)2018年污染源進(jìn)行預(yù)測(cè)，2015年和2018年派河流域污染負(fù)荷見表2。

表2 派河流域污染負(fù)荷

2 污染物削減目標(biāo)確定

根據(jù)對(duì)派河水文水力學(xué)特征分析及水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，參照《合肥市水污染防治目標(biāo)責(zé)任書》[5]已確定的2018年Ⅴ類水質(zhì)管理目標(biāo)，運(yùn)用相關(guān)數(shù)學(xué)模型計(jì)算得到派河合肥市轄區(qū)控制單元和派河肥西縣控制單元干線近10年最枯月平均水文條件下的納污容量(表3)。納污容量計(jì)算執(zhí)行《水域納污能力計(jì)算規(guī)程》(SL 348—2010)，計(jì)算指標(biāo)為COD、NH3-N和TP。另外，按照派河重點(diǎn)工程，至2018年，巢湖流域合肥市將新增30.5萬t/d的污水處理能力，均來自于客水，在計(jì)算控制單元納污容量時(shí)，將新增的客水考慮在內(nèi)。根據(jù)表2派河流域污染負(fù)荷和表3納污容量計(jì)算出污染物削減目標(biāo)(表4)。

表3 派河污染物納污容量

3 問題識(shí)別

(1)NH3-N是主要超標(biāo)因子。從派河水質(zhì)情況看，NH3-N是主要超標(biāo)因子，近3年年均值均超標(biāo)1.65倍，其次是TP，近2年年均值超標(biāo)0.01倍，但濃度不穩(wěn)定，有超標(biāo)1.60倍以上的情況發(fā)生。COD年均值達(dá)標(biāo)。

(2)支流污染嚴(yán)重。2015年派河NH3-N全部超標(biāo)，王建溝最嚴(yán)重，年均濃度15.53 mg/L，其次是潭沖河和卞小河(圖7)。

表4 派河污染物削減目標(biāo)

注：“—”表示不需要削減

Note：“—” mean no need to reduce.

圖7 2015年派河河長制監(jiān)測(cè)斷面NH3-N濃度變化Fig.7 The change of ammonia nitrogen concentration in each monitoring section of Paihe River in 2015

(3)排污管網(wǎng)不完善。城鎮(zhèn)直排為最大污染源，首先旱季截流無法從根本上解決混流制城鎮(zhèn)直排生活污水問題；其次排污管網(wǎng)錯(cuò)接漏接問題導(dǎo)致污水直接入河；目前中派污水處理廠已投入運(yùn)行，由于管網(wǎng)錯(cuò)接漏接僅能收集4 000 m3/d的污水，而超過2萬t/d的生活污水直接入河；再者施工廢水未嚴(yán)格處理排放，工業(yè)園區(qū)污水簡單處理，未達(dá)標(biāo)排放等，導(dǎo)致大量污水直接入河。

(4)城鎮(zhèn)直排是主要污染源。派河流域城鎮(zhèn)直排貢獻(xiàn)16.84% COD，34.35% NH3-N以及9.73%的TP。經(jīng)過城區(qū)的王建溝、潭沖河和卞小河污染嚴(yán)重。雖然王建溝已實(shí)現(xiàn)旱季截流，但雨季或污水處理廠突發(fā)事故時(shí)，會(huì)溢流至派河，而王建溝流域主要污染源是城鎮(zhèn)生活。潭沖河流域和卞小河流域主要污染源也為城鎮(zhèn)生活直排。

(5)排污口溢流。繁華大道和方興大道交叉口處排污口流量在1.5萬t/d左右，水質(zhì)濃度COD為78.26 mg/L，NH3-N為13.67 mg/L，TP為6.12 mg/L，以派河2.29%的水量貢獻(xiàn)了5.98%COD、9.23% NH3-N以及31.23% TP。

(6)農(nóng)村生活貢獻(xiàn)較大。農(nóng)村生活對(duì)派河流域貢獻(xiàn)了29.43% COD入河量、29.97% NH3-N入河量以及19.15%TP入河量。

(7)畜禽養(yǎng)殖污染嚴(yán)重。畜禽養(yǎng)殖污染嚴(yán)重，派河流域散養(yǎng)畜禽和規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖較多，污染負(fù)荷占總量的比重分別為COD 19.10%、NH3-N 8.83%，TP 42.97%。

(8)農(nóng)業(yè)面源污染。①流域內(nèi)農(nóng)業(yè)面源污染：種植業(yè)等；②流域內(nèi)“一縣四區(qū)”農(nóng)村生活污水和生活垃圾污染；③干流沿程圩區(qū)農(nóng)田排澇水污染：牛角大圩等。從干流中派韓院斷面以下到入湖口位置無建城區(qū)，但從中派韓院斷面到王灣渡口斷面之間的NH3-N濃度升高，說明此段有面源污染匯入。

(9)其他問題。①派河流域自然產(chǎn)流不足，上游無水，為雨源性河流，在枯水期，污水處理廠尾水是其主要水源，污水處理廠尾水本身為劣Ⅴ類，需要補(bǔ)充生態(tài)基流；②派河流域承擔(dān)肥西產(chǎn)城融合示范區(qū)、肥西新港南區(qū)以及小廟重點(diǎn)建設(shè)發(fā)展區(qū)等的發(fā)展規(guī)劃，是未來合肥市重點(diǎn)打造的發(fā)展區(qū)域，工業(yè)的發(fā)展勢(shì)必帶來人口的大量增加，環(huán)境壓力進(jìn)一步增強(qiáng)。

4 治理措施

4.1 完善污水管網(wǎng) 派河流域城鎮(zhèn)直排是主要污染源，目前污水管網(wǎng)錯(cuò)接、漏接、混接以及零散點(diǎn)源無序排水而導(dǎo)致的沿河雨水排口旱流污水污染是流域污染物主要來源之一。 潭沖河、卞小河及其支流童灣小河現(xiàn)狀污水管網(wǎng)不完善，部分污水隨污水管直接排入河道，導(dǎo)致河道污染。岳小河、斑鳩堰河所在區(qū)域大部分為建成區(qū)，管網(wǎng)存在錯(cuò)接、漏接，部分污水通過雨水管涵排入河道，導(dǎo)致水體污染。

4.2 排污口截流工程 王建溝基本是污水溝，其下游建有旱季截流壩，冬雨季不會(huì)有污水溢出，主要是經(jīng)開區(qū)污水處理廠能力不足而抽排大量污水，據(jù)了解每天近2萬t 污水通過王建溝直接進(jìn)入派河；在派河王建溝下游明顯可見河岸污水痕跡，水質(zhì)發(fā)黑，有惡臭味，與派河上游明顯區(qū)別。同時(shí)，派河存在入河排污口，繁華大道與方興大道交叉口處排污口日流量達(dá)1.5萬t，NH3-N 13.67 mg/L，TP 6.12 mg/L，需要進(jìn)行截流。

4.3 支流小流域治理工程 派河流域有9條支流，包括苦驢河、梳頭河、五老堰河、岳小河、斑鳩堰河、王建溝、卞小河、潭沖河以及光明大堰泄洪河，對(duì)污染嚴(yán)重的河流分階段、分次序進(jìn)行小流域綜合整治，以確保干流水質(zhì)。

4.4 農(nóng)村、農(nóng)業(yè)面源治理工程 ①積極推進(jìn)農(nóng)村環(huán)境綜合整治。針對(duì)苦驢河、梳頭河開展社區(qū)生活污水一體化處理。②著力抓好畜禽養(yǎng)殖污染防治。流域內(nèi)規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)主要分布于苦驢河、孫老堰河、梳頭河、五老堰河。畜禽養(yǎng)殖廢水絕大多數(shù)未建設(shè)污水處理裝置。要科學(xué)劃分禁養(yǎng)區(qū)、控養(yǎng)區(qū)和可養(yǎng)區(qū)，優(yōu)化養(yǎng)殖區(qū)布局，派河干線兩側(cè)500 m范圍內(nèi)建議劃定禁養(yǎng)區(qū)，規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖企業(yè)要限時(shí)取締或搬遷。散養(yǎng)密集區(qū)要實(shí)行畜禽糞便污水分戶收集、集中處理利用。③逐步減少種植業(yè)污染物產(chǎn)生。從農(nóng)田排水的“水量、水質(zhì)、遷移路徑”3個(gè)方面控制種植業(yè)污染物入河量。

4.5 水資源保護(hù)調(diào)度 加強(qiáng)大別山水源的保護(hù)調(diào)度，對(duì)派河適當(dāng)進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水，以滿足河道的生態(tài)需水量要求，重點(diǎn)保障枯水期生態(tài)基流。

4.6 嚴(yán)格環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管，加強(qiáng)水環(huán)境管理 ①嚴(yán)格環(huán)境執(zhí)法。所有排污單位必須依法全面實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。②加強(qiáng)水環(huán)境管理。推行“一河一策”治污模式，自2017年起，定期向社會(huì)公布；深化污染物排放總量控制。在COD和NH3-N總量控制指標(biāo)基礎(chǔ)上，派河流域增加TP總量控制，子流域以不同控制片區(qū)與控制單元為單位核定排放量和控制目標(biāo)；全面推行排污許可，依法核發(fā)排污許可證。

5 結(jié)語

派河作為引江濟(jì)淮江淮溝通段的重要通道，其水質(zhì)改善對(duì)巢湖和引江濟(jì)淮調(diào)水后的瓦埠湖乃至江水北送的水質(zhì)都起到舉足輕重的影響，該研究僅針對(duì)“十三五”《安徽省水污染防治工作方案》水質(zhì)管理目標(biāo)，派河水質(zhì)目標(biāo)為Ⅴ類，與引江濟(jì)淮調(diào)水通道水質(zhì)達(dá)到Ⅲ類還有一定差距，需要在源頭控制、過程攔截以及河道凈化，特別是污水處理廠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)、雨污分流、初期雨水調(diào)蓄、污水處理廠尾水濕地凈化、畜禽養(yǎng)殖污染治理等方面加大力度，才能實(shí)現(xiàn)Ⅲ類水質(zhì)目標(biāo)[6]。

[1] 張廣萍，周美正，張延，等.安徽派河流域水污染特征及原因分析[J].人民長江，2014，45(18)：20-24．

[2] 劉姝，孔繁翔，蔡元鋒，等.巢湖四條入湖河流硝態(tài)氮污染來源的氮穩(wěn)定同位素解析[J].湖泊科學(xué)，2012，24(6)：952-956.

[3] 李慧.派河上派鎮(zhèn)段水質(zhì)評(píng)價(jià)及污染防治對(duì)策[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，31(5)：786-787.

[4] 中國環(huán)境科學(xué)研究院.地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：GB3838—2002[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

[5] 安徽省人民政府.安徽省水污染防治工作方案[Z].2015.

[6] 張斯思，匡武，王軍，等.引江濟(jì)淮巢湖調(diào)水區(qū)水污染特性及對(duì)策研究[J].四川環(huán)境，2016，35(2)：42-47.

Study on Water Pollution Control of Paihe River which Leads Water from Yangtze to Huaihe River

ZHU Hui-luan1,2, HUANG Zhi1, ZHANG Yan-hui1

(1. Anhui Provincial Key Laboratory of Wastewater Treatment Technology, Anhui Academy of Environmental Science, Hefei, Anhui 230022; 2. School of Earth Sciences and Engineering, Nanjing University, Nanjing, Jiangsu 210093)

According to general situation of Paihe River Basin, investigation results of water quality and pollution, the major environmental problems of Paihe River were analyzed, countermeasures based on source control were proposed, meanwhile, other measures included pollution interception, ecological water supplement and environmental enforcement, with a hope to reach the water quality management objectives and requirements under Thirteen-Five PlanAnhuiWaterPollutionPreventionandControlProgramand provide water quality guarantee for the project of leading water from Yangtze to Huaihe River.

Paihe River; Pollution control; Countermeasure; Leading water from Yangtze to Huaihe River

國家水體污染控制與治理重大科技專項(xiàng)( 2012ZX07103-004)。

朱慧孌(1984- )，女，安徽安慶人，中級(jí)工程師，碩士，從事水環(huán)境治理研究。

2016-08-24

S 181.3；X 52

A

0517-6611(2016)29-0047-04