瓜涇口北斷面污染源解析及水體達(dá)標(biāo)研究

牛川+凌虹+王連軍

摘 要：瓜涇口北斷面為重點(diǎn)流域控制斷面，2019年水質(zhì)考核目標(biāo)為Ⅳ類(lèi)，2015年12個(gè)月水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，瓜涇口北斷面氨氮尚不能達(dá)標(biāo)。該研究對(duì)瓜涇口北斷面水環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查，分析了污染物入河量及構(gòu)成，診斷和識(shí)別主要水環(huán)境問(wèn)題，通過(guò)水文水質(zhì)模型構(gòu)建及模擬計(jì)算，提出保障斷面達(dá)標(biāo)的污染物削減方案。

關(guān)鍵詞：重點(diǎn)流域控制斷面；污染物入河量；模型構(gòu)建；削減方案；斷面達(dá)標(biāo)

中圖分類(lèi)號(hào) X26 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）16-0083-04

Research on Pollution Source Apportionment and Section Attaining Standards of North Guajingkou

Niu Chuan1 et al.

（1Jiangsu Key Laboratory of Environmental Engineering，Jiangsu Province Academy of Environmental Science，Nanjing 210036，China）

Abstract：The section of North Guajingkou is key watershed control section，and the water quality assessment objective for 2019 is class Ⅳ.Water quality monitoring results of twelve months in 2015 showed that the water quality index of ammonia nitrogen could not achieve standards.The present water environment situation of North Guajingkou section is investigated，the pollutant inlets into river and constitute are analyzed，and the main water environmental problems are diagnosed and identified.Through construction and simulation calculation of hydrology and water quality model，the pollutant reduction plan is put forward to ensure attaining standards of the section.

Key words：Key watershed control section；Pollutant inlets into river；Model construction；Reduction plan；Section attaining standards

1 研究區(qū)域及概況

瓜涇口北斷面位于江蘇省吳中區(qū)郭巷街道，為京杭運(yùn)河吳中段下游的行政交界控制斷面、十二五重點(diǎn)流域控制斷面、河長(zhǎng)制斷面，2019年“水十條”水質(zhì)考核目標(biāo)為Ⅳ類(lèi)水，2015年12個(gè)月水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，瓜涇口北斷面氨氮尚不能達(dá)標(biāo)。

吳中區(qū)地處長(zhǎng)江下游，為太湖水網(wǎng)平原的一部分，境內(nèi)水網(wǎng)稠密，江河湖泊眾多。全區(qū)最高水位平均值3.38m，最低水位平均值2.43m，常年水位平均值2.83m。京杭運(yùn)河由北至南溝通海河、黃河、淮河、長(zhǎng)江、錢(qián)塘江五大水系，通航里程為1442km，主要分布在山東濟(jì)寧市以南、江蘇和浙江三省。吳中段屬京杭運(yùn)河江南運(yùn)河段，流向?yàn)橄蚰狭鱗1-2]。

京杭運(yùn)河是吳中區(qū)的主要河流，瓜涇口北斷面是考核吳中區(qū)出境水質(zhì)的主要斷面之一，確保瓜涇口北斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)對(duì)保障京杭運(yùn)河及吳中區(qū)出境水質(zhì)達(dá)標(biāo)具有重要意義。本研究的研究范圍包括吳中區(qū)城南街道、郭巷街道、吳中高新區(qū)以及越溪街道、橫涇街道、臨湖鎮(zhèn)、東山鎮(zhèn)[3]。

2 水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查分析與評(píng)估

2.1 水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀 根據(jù)2015年水質(zhì)監(jiān)測(cè)情況，從水質(zhì)指標(biāo)月均值角度分析，瓜涇口北斷面水質(zhì)屬于地表水Ⅴ類(lèi)，超標(biāo)的主要因子為氨氮，其中氨氮屬Ⅴ類(lèi)水質(zhì)范疇。

2.1.1 年際變化 根據(jù)瓜涇口斷面近5年水質(zhì)情況，對(duì)主要考核指標(biāo)（高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷）做變化分析，如圖1所示。由圖1可以看出，近5年來(lái)瓜涇口北水質(zhì)總體有所改善。其中，高錳酸鹽指數(shù)較為穩(wěn)定，基本維持在Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)；氨氮濃度在2012—2014年持續(xù)上升并超過(guò)Ⅴ類(lèi)水范疇，2015年有所改善，但仍超過(guò)Ⅳ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)；總磷濃度值2011年能夠維持在Ⅳ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，并在2012年后穩(wěn)定在Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.2 逐月變化 以下分析瓜涇口北斷面2015年1—12月份水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。由圖2可知，2015年度，瓜涇口北斷面高錳酸鹽指數(shù)基本保持在6mg/L以下，相對(duì)穩(wěn)定，能夠達(dá)到Ⅳ類(lèi)水質(zhì)的考核要求；氨氮濃度月間變化幅度較大，9月該指數(shù)低于Ⅲ類(lèi)水質(zhì)1mg/L的標(biāo)準(zhǔn)值，3月份氨氮濃度超過(guò)Ⅴ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值，屬劣Ⅴ類(lèi)范疇，其他月份均超過(guò)Ⅳ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值；總磷指數(shù)基本維持在Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)情況相對(duì)穩(wěn)定，且能達(dá)到Ⅳ類(lèi)水質(zhì)考核要求。

2.2 污染物入河量及構(gòu)成 研究范圍內(nèi)污染源主要為工業(yè)和生活污染源，無(wú)農(nóng)業(yè)污染源，各污染源入河總量見(jiàn)表1。由表1可知，區(qū)域內(nèi)污染物入河量中化學(xué)需氧量、氨氮和總磷主要來(lái)源于接管生活污染源，分別占59.73%、57.38%和67.65%。

3 水文水質(zhì)模型構(gòu)建

3.3 模型污染源概化 次計(jì)算共概化點(diǎn)源排污口3個(gè)，分別為城區(qū)污水處理廠、城南污水處理廠和城東污水處理廠，概化點(diǎn)源排污口信息見(jiàn)表2。endprint

3.4 邊界條件選取及參數(shù)率定 根據(jù)模型河網(wǎng)概化結(jié)果，選取10個(gè)邊界斷面，邊界具體位置見(jiàn)圖3，模型水動(dòng)力邊界條件采用逐月水文巡測(cè)資料，水質(zhì)邊界條件采用逐月水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料[7-8]。采用河網(wǎng)內(nèi)斜港大橋斷面的逐月水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行水質(zhì)模型的參數(shù)率定，率定得到COD的降解系數(shù)為0.09～0.13d-1，氨氮的降解系數(shù)為0.06～0.09d-1，TP的降解系數(shù)為0.06～0.1d-1。斜港大橋斷面水質(zhì)計(jì)算值和實(shí)測(cè)值的對(duì)比結(jié)果見(jiàn)圖5，研究區(qū)域水質(zhì)模型計(jì)算值與實(shí)測(cè)值吻合較好，COD的平均相對(duì)誤差小于9.7%，氨氮的平均相對(duì)誤差小于14.99%，TP的平均相對(duì)誤差小于11.96%，說(shuō)明該模型可用于描述研究區(qū)域的水質(zhì)變化過(guò)程[9-10]。

4 整治任務(wù)及削減方案

4.1 水環(huán)境整治任務(wù) 根據(jù)以上分析，京杭運(yùn)河水體納污能力有限，加之沿岸多種污染源排放氨氮、總磷進(jìn)入水體，對(duì)瓜涇口北斷面水質(zhì)造成影響。根據(jù)水環(huán)境污染現(xiàn)狀，擬開(kāi)展工業(yè)、生活等污染源整治，加快污水處理廠配套管網(wǎng)及農(nóng)村生活污水處理設(shè)施建設(shè)，推進(jìn)工業(yè)企業(yè)廢水集中處理及清潔生產(chǎn)審核等工業(yè)點(diǎn)源污染治理；同時(shí)要采取強(qiáng)化上游來(lái)水污染預(yù)警與防控、加強(qiáng)航道管理及污染治理、加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及推進(jìn)監(jiān)管體系建設(shè)等污染防治措施，保障斷面按期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)[11]。

4.2 污染物削減方案制定 根據(jù)水環(huán)境整治任務(wù)對(duì)研究范圍提出污染物削減方案[12-13]，方案見(jiàn)表3。

5 結(jié)論

瓜涇口斷面的污染狀況是由多種污染因素疊加的結(jié)果，通過(guò)污染源解析、模型預(yù)測(cè)及制定相應(yīng)的污染物削減方案，實(shí)施相應(yīng)的綜合整治工程，可直接提高入河污染物削減總量，使瓜涇口北斷面氨氮年均濃度達(dá)到1.07mg/L，在保障上游來(lái)水達(dá)標(biāo)及整治工程落實(shí)到位的前提下，可以實(shí)現(xiàn)瓜涇口北斷面按期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

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