潮白河密云水庫(kù)流域水質(zhì)分析及環(huán)境影響因素研究

胡昱坤

(中國(guó)人民大學(xué)附屬中學(xué)第二分校， 北京 100097)

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潮白河密云水庫(kù)流域水質(zhì)分析及環(huán)境影響因素研究

胡昱坤

(中國(guó)人民大學(xué)附屬中學(xué)第二分校， 北京 100097)

本文選取北京市密云水庫(kù)及其上下游潮白河流域?yàn)檠芯繀^(qū)，基于不同河段、不同批次水樣品的分析測(cè)定和生態(tài)環(huán)境調(diào)查，對(duì)主要水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析。研究結(jié)果表明，密云水庫(kù)上游及庫(kù)區(qū)水質(zhì)符合Ⅰ類、Ⅱ類地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，滿足飲用水源地要求，但個(gè)別觀測(cè)點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)受環(huán)境影響存在較大差異。在密云水庫(kù)下游，水質(zhì)基本處于Ⅲ～Ⅴ類，水質(zhì)指標(biāo)更多受河道環(huán)境治理因素的影響。密云水庫(kù)下游地區(qū)一些點(diǎn)位的指標(biāo)，如溶解氧、氨氮和總磷較好，可見經(jīng)過(guò)處理的中水作為景觀用水用于改善生態(tài)環(huán)境具有現(xiàn)實(shí)意義?；诖?，從污染治理、環(huán)境監(jiān)管措施等方面為密云水庫(kù)水源地保護(hù)提出建設(shè)性意見，提高水質(zhì)，遏制生態(tài)環(huán)境惡化。

密云水庫(kù)； 河流； 水質(zhì)分析； 環(huán)境調(diào)查

1 研究背景

水資源是生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵性控制因素。當(dāng)前水資源減少及其污染問題已經(jīng)對(duì)社會(huì)和居民生活產(chǎn)生了很大的影響。北京市是水資源嚴(yán)重短缺的城市，年人均水資源占有量約100m3，僅為世界人均占有量的1/70。根據(jù)《2014年北京市水資源公報(bào)》，全市水資源總量約為20億m3，比多年平均37億m3少46%。在2014年地表水監(jiān)測(cè)中，有水的河中符合Ⅰ類、Ⅱ類水質(zhì)的僅占37%，劣于Ⅴ類水質(zhì)的占38%，水質(zhì)狀況令人擔(dān)憂。北京市正面臨著水量匱缺、水質(zhì)和水體功能降低的嚴(yán)峻形勢(shì)。

北京市境內(nèi)有五大水系，由西向東分別為大清河水系、永定河水系、北運(yùn)河水系、潮白河水系和薊運(yùn)河水系。五大水系中位于密云水庫(kù)上下游的潮白河水系的流域面積、年降水量、地表水資源量最大，支流多、流域面積大，地表水量豐富、水質(zhì)好，是北京市飲用水地表水的主要來(lái)源，是水資源開發(fā)的重點(diǎn)地區(qū)，尤其密云水庫(kù)上游潮白河流域作為水源重點(diǎn)保護(hù)。近年來(lái)因氣候影響，密云水庫(kù)上游的潮河、白河水量逐年遞減，水質(zhì)也逐漸降低。又因北京市人口增長(zhǎng)迅猛，用水量激增，密云水庫(kù)下游的潮白河流域基本上處于斷流狀態(tài)，地下水位也不斷下降。同時(shí)，由于工業(yè)生產(chǎn)、居民生活污水等的排放，水質(zhì)情況不容樂觀。

2 研究目的

通過(guò)檢索文獻(xiàn)、現(xiàn)場(chǎng)考察、實(shí)地調(diào)查，了解密云水庫(kù)上下游潮白河水系水資源和水質(zhì)總體情況；通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)，對(duì)密云水庫(kù)上下游流域潮白河不同河段、不同批次水樣品的分析測(cè)定、生態(tài)環(huán)境調(diào)查，對(duì)比分析探究水質(zhì)變化影響因素，為密云水庫(kù)上下游污染的治理提出相應(yīng)的建議，為保護(hù)和改善水環(huán)境提供理論依據(jù)。

3 研究結(jié)果

3.1 文獻(xiàn)檢索結(jié)果

通過(guò)文獻(xiàn)檢索，了解到北京市是一個(gè)水資源極其缺乏的城市。近年來(lái)密云水庫(kù)上游流域年降水量、入庫(kù)水量逐漸減少，密云水庫(kù)庫(kù)存水量長(zhǎng)期處于低位。北京市為了保護(hù)密云水庫(kù)上游水資源，每年投入大量資金用于水源地保護(hù)：構(gòu)筑“生態(tài)修復(fù)、生態(tài)治理、生態(tài)保護(hù)”三道防線，實(shí)施污水、垃圾、廁所、河道、環(huán)境五同步治理，建設(shè)生態(tài)清潔小流域等，取得了較好的效果。密云水庫(kù)停止向下游河道放水后，北京市政府實(shí)施了“引溫濟(jì)潮”工程，將溫榆河劣V類水處理達(dá)到再生水標(biāo)準(zhǔn)后調(diào)運(yùn)至潮白河作為景觀用水，滿足密云和順義城區(qū)發(fā)展建設(shè)和環(huán)境用水的需要。

3.2 專業(yè)考察結(jié)果

通過(guò)對(duì)密云水庫(kù)及其上下游實(shí)地考察和對(duì)水務(wù)管理部門專業(yè)人士訪談，了解到北京市飲用水緊缺，地表水不能滿足生產(chǎn)生活需要，地下水處于嚴(yán)重超采。北京市很多河道包括密云水庫(kù)下游的潮白河常年干枯，一些河道的水是污水和經(jīng)過(guò)處理的中水。密云水庫(kù)管理處強(qiáng)化庫(kù)區(qū)封閉管理：修建了60多km的防護(hù)網(wǎng)，庫(kù)區(qū)實(shí)施退耕還草，建設(shè)人工濕地，加強(qiáng)對(duì)自然濕地的保護(hù)；嚴(yán)格監(jiān)督和管理庫(kù)區(qū)人員和單位活動(dòng)，減少點(diǎn)源污染。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)采樣、考察及分析結(jié)果

3.3.1 采樣點(diǎn)選取

在分析密云水庫(kù)及潮白河主要走勢(shì)后，采樣點(diǎn)選取如下：密云水庫(kù)上游潮河、白河各選取2個(gè)采樣點(diǎn)(編號(hào)1～4)；密云水庫(kù)選取1個(gè)采樣點(diǎn)(編號(hào)5)；密云水庫(kù)下游潮河、白河各選取1個(gè)采樣點(diǎn)(編號(hào)6～7)；潮河和白河匯聚處選為1個(gè)采樣點(diǎn)(編號(hào)8)；潮白河匯合后的下游選擇1個(gè)采樣點(diǎn)(編號(hào)9)。采樣點(diǎn)分布情況見表1。

表1 采樣點(diǎn)分布情況

3.3.2 現(xiàn)場(chǎng)考察

分別于2016年2月27—28日(第1次)、5月1—2日(第2次)、5月22日(第3次)在密云水庫(kù)上下游進(jìn)行實(shí)地考察和水樣采取?，F(xiàn)場(chǎng)考察項(xiàng)目包括：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量水溫、pH值、濁度、溶解氧、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境考察和拍照、數(shù)據(jù)記錄、水樣采取、樣品處理和標(biāo)注等?，F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境考察記錄見表2。

表2 現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境考察記錄

3.3.3 水樣分析結(jié)果

采樣點(diǎn)6因河道干涸無(wú)分析數(shù)據(jù)，采樣點(diǎn)5第1次未采到水樣，無(wú)分析數(shù)據(jù)。采樣點(diǎn)7在第2、3次中只進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)的pH值、濁度、溶解氧的測(cè)定，沒有進(jìn)行其他實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)分析。另外，因第1次水樣未酸化處理，冷藏不充分，為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性除濁度指標(biāo)外，其余數(shù)據(jù)沒有列入。水樣檢測(cè)分析結(jié)果數(shù)據(jù)見表3。

表3 水樣檢測(cè)分析結(jié)果數(shù)據(jù)表

4 數(shù)據(jù)分析與討論

4.1 濁度

密云水庫(kù)及其上游除采樣點(diǎn)1外濁度指標(biāo)較好，密云水庫(kù)下游景觀用水濁度高、該項(xiàng)指標(biāo)較差。

采樣點(diǎn)1為采樣的最上游，但在第2、3次采樣分析中濁度最高?，F(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，在河北省界內(nèi)河道建筑生活垃圾眾多(見圖1)。進(jìn)入北京市界后河道兩旁樹立了防護(hù)網(wǎng)，種植防護(hù)林，生態(tài)保護(hù)較好(見圖2)。經(jīng)過(guò)自然沉降和凈化，采樣點(diǎn)2濁度明顯下降?？梢姾玫淖匀画h(huán)境對(duì)污染有較好修復(fù)作用。

圖1 采樣點(diǎn)1戴營(yíng)河道(河北省灤平縣古北口)

圖2 采樣點(diǎn)2大溝口河道(北京市密云縣)

圖3 采樣點(diǎn)8密云縣河槽村環(huán)境(第1次考察時(shí))

采樣點(diǎn)8在第1次考察時(shí)，濁度最高，現(xiàn)場(chǎng)觀察時(shí)環(huán)境很差：水體渾濁，水面有許多漂流物、死魚等，游人和車輛眾多，遺留垃圾很多(見圖3)。在第2、3次考察時(shí)，車輛禁止入內(nèi)(咨詢現(xiàn)場(chǎng)管理人員，原因?yàn)橛稳艘按兑l(fā)火災(zāi)燒毀樹木)，垃圾被清理，水面比較清潔(見圖4)。從數(shù)據(jù)看濁度降低，可見河道水環(huán)境的清理和保護(hù)工作十分關(guān)鍵。

圖4 采樣點(diǎn)8密云縣河槽村環(huán)境(第2、3次考察時(shí))

4.2 溶解氧

溶解氧最低點(diǎn)6.82，屬于地表水Ⅰ～Ⅱ類范圍，其余均滿足地表水Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。處于下游采樣點(diǎn)7～9的溶解氧數(shù)值較高，該項(xiàng)指標(biāo)較好，說(shuō)明經(jīng)過(guò)處理的中水作為景觀用水可以利用。

4.3 總磷(以P計(jì))

總磷指標(biāo)在密云水庫(kù)及其上游屬于地表水Ⅰ類、Ⅱ類水質(zhì)范圍，水質(zhì)較好；密云水庫(kù)下游的采樣點(diǎn)9基本在Ⅱ類水質(zhì)范圍內(nèi)，采樣點(diǎn)8屬于V類及劣V類水質(zhì)范圍，可見河槽村水質(zhì)相對(duì)較差，推測(cè)與河槽環(huán)境較差、周圍有居民區(qū)有關(guān)，可能有生活污水排放入河，待進(jìn)一步考察確認(rèn)。

4.4 高錳酸鉀指數(shù)

高錳酸鉀指數(shù)在密云水庫(kù)及其上游屬于地表Ⅰ類、Ⅱ類水質(zhì)范圍，滿足飲用水源地要求。下游的景觀用水，基本在Ⅳ～Ⅴ類水質(zhì)范圍之間，基本滿足景觀用水需求。

4.5 氨氮(以N計(jì))

氨氮含量在密云水庫(kù)及其上游(除1外)基本屬于Ⅰ～Ⅱ類地表水范圍，水質(zhì)較好。采樣點(diǎn)1氨氮含量明顯高于下游采樣點(diǎn)2處，同樣說(shuō)明河北界內(nèi)污染多、排放多和北京界內(nèi)良好的自然環(huán)境對(duì)水質(zhì)的自然凈化作用。密云水庫(kù)下游景觀用水基本屬于Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)滿足，景觀用水需求，說(shuō)明經(jīng)過(guò)處理的中水仍有充分利用的價(jià)值；采樣點(diǎn)8指標(biāo)劣于采樣點(diǎn)9處，同樣與環(huán)境、游人和附近居民的因素有關(guān)。

4.6 生化需氧量(BOD5)

BOD5在密云水庫(kù)上游的潮河、白河較小且比較穩(wěn)定，基本屬于地表Ⅰ類水質(zhì)范圍。密云水庫(kù)北側(cè)采樣點(diǎn)5董各莊處該項(xiàng)指標(biāo)偏高，推測(cè)與水庫(kù)邊有較多枯死的水草而水樣采集在水庫(kù)邊緣有關(guān)。密云水庫(kù)下游的景觀用水BOD5含量基本屬于Ⅳ～Ⅴ類水質(zhì)。

5 研究結(jié)論

5.1 密云水庫(kù)上游水質(zhì)符合飲用水源地要求

除采樣點(diǎn)1第3次的濁度高、氨氮指標(biāo)稍高外，密云水庫(kù)上游的潮河、白河的采樣點(diǎn)基本符合Ⅰ類、Ⅱ類地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，適用于集中式生活飲用水地表水水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)?？梢姡茉扑畮?kù)入庫(kù)水源是滿足要求的。

5.2 經(jīng)過(guò)處理的中水作為景觀用水具有現(xiàn)實(shí)使用價(jià)值

因水資源緊缺，密云水庫(kù)下游潮白河流域處于斷流狀態(tài)，北京市采取“引溫濟(jì)潮”工程，把溫榆河的污水經(jīng)過(guò)水廠處理后引入潮白河作為景觀用水，水質(zhì)綜合分析很多指標(biāo)處于Ⅲ～Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)范圍，一些指標(biāo)(例如溶解氧指標(biāo)、氨氮指標(biāo)和總磷指標(biāo))都較好，可見經(jīng)過(guò)處理的中水作為景觀用水用于改善生態(tài)環(huán)境具有現(xiàn)實(shí)意義。

5.3 環(huán)境的好壞對(duì)水質(zhì)改善或破壞作用明顯，水源地保護(hù)需要跨部門、跨地區(qū)協(xié)作

采樣點(diǎn)1水質(zhì)分析數(shù)據(jù)較差，其主要原因是河北界內(nèi)河道無(wú)保護(hù)措施且生活和建筑垃圾等污染河道的現(xiàn)象普遍，北京界內(nèi)不僅有防護(hù)網(wǎng)而且在河道兩側(cè)種植防護(hù)林，植被很好，好的自然環(huán)境對(duì)水體的潔凈作用十分明顯。密云水庫(kù)是北京飲用水源地，其上游的潮河、白河在北京界內(nèi)保護(hù)措施有力、管理嚴(yán)格，但在河北省界內(nèi)的保護(hù)需要加強(qiáng)，否則功虧一簣，需要北京市與河北省加強(qiáng)溝通協(xié)調(diào)，聯(lián)防聯(lián)控，統(tǒng)一做好環(huán)保工作。

5.4 密云水庫(kù)下游水資源和水質(zhì)形勢(shì)嚴(yán)峻，水體保護(hù)工作尤為重要

密云水庫(kù)下游大部分河道常年干枯，水資源形勢(shì)十分嚴(yán)峻。部分河段采取攔水壩回灌中水作為景觀用水，自身水質(zhì)較差，水無(wú)流動(dòng)性，水體自凈能力差，對(duì)環(huán)境的要求高，很容易引起水質(zhì)二次惡化。景觀用水水質(zhì)與環(huán)境保護(hù)和環(huán)境整治工作高度相關(guān)，必須切實(shí)做好細(xì)微的環(huán)保和環(huán)境管理工作。

5.5 水資源緊缺和環(huán)境保護(hù)的重要性

詳細(xì)的歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)河道的水流情景，充分印證北京市水資源稀缺的嚴(yán)重性，現(xiàn)場(chǎng)考察發(fā)現(xiàn)環(huán)境破壞情景觸目驚心，要加強(qiáng)環(huán)保宣傳，從意識(shí)到行動(dòng)上自覺地履行環(huán)保責(zé)任。

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Analysis on Chaobai River Miyun Reservoir Basin water quality analysis and research on environmental impact factors

HU Yukun

(TheSecondBranchSchooloftheHighSchoolAffiliatedtoReminUniversityofChina,Beijing100097,China)

In the paper, Beijing Miyun Reservoir and Chaobai River Basin on the upstream and downstream areas are selected as study area. Main water quality indexes are comparatively analyzed based on assay determination and ecological environment research of water samples in different river sections and different batches. The research results show that water quality on the upstream area and reservoir area in Miyun Reservoir is consistent with class Ⅰ and class Ⅱ surface water quality standard, thereby meeting the requirement of drinking water source. However, individual observation points are affected by environment differently. The water quality basically belongs to class III and class V in the downstream area of Miyun Reservoir. Water quality index is more affected by river environmental factors. Indexes of some points in Miyun Reservoir downstream area are better such as dissolved oxygen, ammonia nitrogen and total phosphorus. It is visible that the treated reclaimed water has realistic significance in improving ecological environment. On the basis, constructive suggestions are proposed for water source protection of Miyun Reservoir from the aspects of pollution governance, environment monitoring measures, etc.

Miyun Reservoir; river; analysis of water quality; environmental investigation

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.04.019

TV62

B

2096-0131(2016)04- 0063- 05