河北承德水功能區(qū)劃與水質評價

河北承德水功能區(qū)劃與水質評價

1流域水系及流域概況吳烈河是福建省的一條支流。發(fā)源于燕山七緣-土山支脈南部的圍場縣。它與承德市大廟市岳廟村匯合。河長114km,流域總面積2580km2,流域涉及圍場、隆化、承德三縣和承德市雙橋區(qū)。武烈河屬山溪性河流,其流域屬溫帶大陸性氣候,多年平均懸移質輸沙量為161萬t。流域年平均降水量562.2mm,年際變化大。多年平均地表水資源量為2.66億m3,地下水資源量為1.0236億m3。2水功能區(qū)劃分依據(jù)《河北省水功能區(qū)劃》,將水功能區(qū)劃分為兩級。一級水功能區(qū)包括保護區(qū)、保留區(qū)、開發(fā)利用區(qū)和緩沖區(qū)。二級水功能區(qū)劃分重點在一級水功能區(qū)劃分的開發(fā)利用區(qū)內進行,分七類:飲用水源區(qū)、工業(yè)用水區(qū)、農業(yè)用水區(qū)、漁業(yè)用水區(qū)、景觀娛樂用水區(qū)、過渡區(qū)和排污控制區(qū)。武烈河劃分一級水功能區(qū)3個,分別為武烈河河北承德保留區(qū)(高寺臺以上)、武烈河河北承德開發(fā)利用區(qū)(高寺臺-承德大橋)和武烈河河北承德開發(fā)利用區(qū)(承德大橋-雹神廟)。在高寺臺至承德大橋段劃分為武烈河河北承德飲用水源區(qū),在承德大橋-雹神廟段劃分為武烈河河北承德工業(yè)用水區(qū)。根據(jù)2011年承德水文水資源勘測局地表水監(jiān)測資料,對武烈河3個監(jiān)測斷面進行水質評價。評價項目包括COD、氨氮、總氰化物、總砷、揮發(fā)酚、六價鉻等19項,評價標準采用《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002),評價方法采用單因子法評價和綜合評價法。最終確定3個水功能區(qū)的現(xiàn)狀綜合水質為:武烈河河北承德保留區(qū)和武烈河河北承德飲用水源區(qū)為Ⅱ類,武烈河河北承德工業(yè)用水區(qū)為Ⅲ類,3個水功能區(qū)全部達到水質目標要求。但同時也應注意到,承德斷面水質類別12月份為劣Ⅴ類,5月和6月份均為Ⅳ類,超標項目為COD、氨氮與BOD5(見表1)。其主要原因是這幾個月橡膠壩未蓄水,污染物直接排入河道未經(jīng)稀釋,致使污染情況嚴重。3農業(yè)污染源增加(1)工礦企業(yè)污染。據(jù)2011年調查,直接排入武烈河的排污口有10個,分布在武烈河沿線,其中包括粘土磚生產(chǎn)企業(yè)、采砂洗砂業(yè)、采選礦企業(yè)等,致使河水渾濁,造成視覺污染。(2)農牧業(yè)及水土流失污染。2011年,水田、水澆地、菜田合計1.17萬hm2(25.6萬畝),林果、草場、魚塘合計0.36萬hm2(5.4萬畝),大小牲畜合計45.4萬頭。每年化肥使用量(折純量)為2.3萬t,農藥使用量17t,薄膜35t。流域內農業(yè)過量施用農藥和化肥,大小牲畜的排泄物以及過渡的放牧所造成的水土流失都會加劇流域內COD和氨氮的超標以及水體的富營養(yǎng)化。(3)居民生活污染。2011年武烈河沿岸城鎮(zhèn)人口24.9萬人,農村人口24.2萬人,沿河居民生活垃圾和生活污水隨意亂倒、亂排現(xiàn)象嚴重,生活垃圾與污水在汛期會隨雨水從旱河直接匯入主河流,會造成水體混濁、異味,嚴重的影響河流的水質。4計算納污能力4.1納污能力的限制水體納污能力,也稱為水體環(huán)境容量,是指對確定的水功能區(qū),在滿足水域功能要求的前提下,在給定的設計水文條件下,功能區(qū)水體所能容納的最大污染物量。水功能區(qū)納污能力計算遵循的原則如下:(1)對于保護區(qū)、飲用水源區(qū)和集中式生活飲用水水源地,按有關規(guī)定不允許直接排污,因此不計算納污能力,按“0”處理。(2)對于保留區(qū)和緩沖區(qū),如現(xiàn)狀水質已達到《河北省水功能區(qū)劃》規(guī)定的目標,保留區(qū)和緩沖區(qū)的納污能力與其現(xiàn)狀污染負荷相同,可直接采用現(xiàn)狀入河污染物量代替其納污能力。對于需要改善水質的保留區(qū)和緩沖區(qū),則要求計算水功能區(qū)的納污能力,提出入河污染物的限制排污總量意見。(3)開發(fā)利用區(qū)(飲用水源區(qū)除外)納污能力需根據(jù)各二級水功能區(qū)的設計條件和水質目標,選擇符合實際的數(shù)學模型進行計算。4.2水功能區(qū)水質模型水功能區(qū)納污能力的計算應根據(jù)實際情況確定不同的數(shù)學計算模型。根據(jù)武烈河的實際情況,其基本適用一維模型。當設計流量為0時,納污能力計算公式為:納污能力計算的一維水質模型為:式中:W為水功能區(qū)納污能力,t/a;q為水功能區(qū)入河污水量,m3/s;Cs為水功能區(qū)水質目標,mg/L;Q為水功能區(qū)設計流量(對于湖庫為設計水量),m3/s;C0為水功能區(qū)上斷面污染物濃度(湖庫初始濃度),mg/L;k為污染物綜合衰減系數(shù),l/d;x為水功能區(qū)上斷面到下斷面的距離,km;xi為簡化后排污口到下計算斷面的距離,km;u為水功能區(qū)設計流量下的平均流速,m/s。4.3綜合衰減系數(shù)測定確定計算模型后,還需確定相應的參數(shù),如水質目標(Cs)、設計流量(Q)、設計流速(u)、初始濃度(C0)及綜合衰減系數(shù)(k)等。水質目標在《河北省水功能區(qū)劃》中已經(jīng)給出;設計流量取近期水平年的枯水期(1~5月和10~12月)平均流量;初始濃度取上一個水功能區(qū)的水質目標,即上一個水功能區(qū)的水質目標就是下一個水功能區(qū)的初始濃度值;綜合衰減系數(shù)常用實測資料進行率定,率定方法常用二斷面法和多斷面法。其中二斷面法綜合衰減系數(shù)計算公式為式中:C1為河段上斷面污染物濃度,mg/L;C2為河段下斷面污染物濃度,mg/L;Vs為河段平均流速,km/d;Δx為上下斷面的距離,km。在缺乏實測資料的情況下,綜合衰減系數(shù)可根據(jù)經(jīng)驗公式確定:式中,u為設計流量下河段平均流速,m/s。對于同一條河流,由于流量、水質情況的差異,綜合衰減系數(shù)會有所不同。最終確定的模型參數(shù)見表2。4.4相應水功能區(qū)的納污能力根據(jù)納污能力計算原則、所確定的計算模型和相應的參數(shù)即可計算出相應水功能區(qū)的納污能力,如表3所示。由表3可以看出,武烈河3個水功能區(qū)的實際納污能力,COD和氨氮納污能力分別為1138.282t/a和64.069t/a。5cod和氨氮的入河量由表3可以看出,武烈河現(xiàn)狀COD和氨氮的入河量分別為274.096t/a和63.617t/a,2020年和2030年COD和氨氮的入河控制總量分別為998.403t/a和60.296t/a。由分析可知,武烈河具有一定納污能力,COD的入河量遠小于COD的納污能力和限制排污量,不需要消減;氨氮的入河量小于氨氮的納污能力,大于氨氮的限制排污總量,在2020年和2030年氨氮的消減量為3.321t。6環(huán)境保護策略6.1強化入河排污口監(jiān)督管理隨著水資源需求的加大,需進一步加強管理,建立更加嚴格的水資源管理制度,加強流域水資源的統(tǒng)一管理,在嚴格執(zhí)行省定流域水資源配置方案的基礎上,進一步建立水資源配置政府考核責任制度,科學實施水資源配置,促進水資源的高效利用。在加大排污口治理的同時,還應加強水資源保護的監(jiān)督管理工作,加強環(huán)境保護意識,切實履行節(jié)能減排方案,加強入河排污口監(jiān)管。建立水資源補償制度,使武烈河水資源保護監(jiān)督管理提高到新的水平。明確把保護和改善生態(tài)放在第一位,立足保護,著眼于生態(tài)效益。尊重自然規(guī)律,充分發(fā)揮大自然的自我修復能力,按照人與自然和諧共處的理念,切實加強預防為主和監(jiān)督管理,依法保護和合理利用水土資源,堅決遏制新的人為水土流失和生態(tài)破壞,促進大范圍植被恢復和生態(tài)與環(huán)境改善。6.2節(jié)水減排,減排污染工業(yè)化和城鎮(zhèn)化使武烈河流域水資源短缺,供需矛盾相對突出,必須研究農業(yè)節(jié)水重點工程、工業(yè)節(jié)水示范工程、城鎮(zhèn)生活節(jié)水重點工程,推廣應用節(jié)水新技術和節(jié)水器具,改進農業(yè)灌溉方式,減少化肥農藥流失。鼓勵工業(yè)園區(qū)、開發(fā)區(qū)的工礦企業(yè)循環(huán)用水,從源頭減少污水排放;同時加強節(jié)水宣傳和教育,通過公眾參與,牢固樹立節(jié)水減污的理念。加強節(jié)水不僅可緩解水資源短缺的矛盾,也可減少廢污水和污染物的排放量,具有顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。6.3推廣生態(tài)環(huán)保和環(huán)保種強化預防監(jiān)督,保護好治理成果和林草水土資源;依法制止人為造成水土流失和生態(tài)破壞,搞好水土保持和生態(tài)修復,禁止一切破壞水環(huán)境生態(tài)平衡的活動以及破壞水源林、護岸林、與水源保護相關植被的活動。大力發(fā)展生態(tài)農業(yè),科學控制化肥使用,減少化肥殘留和流失,增加有機肥施用量,全面推廣測土配方施肥技術和以控制氮、磷流失為主的節(jié)肥增效技術,提高肥料利用率,改進施肥技術和耕作技術,減少農藥、肥料流失量,防止土壤中殘留農藥和化肥污染水體。積極推廣生物防治植物病蟲害技術,開發(fā)無公害農產(chǎn)品,建立無公害農產(chǎn)品生產(chǎn)加工基地。嚴禁在保護區(qū)范圍內從事養(yǎng)殖業(yè)和畜牧業(yè),在可養(yǎng)區(qū)要對規(guī)?；酿B(yǎng)殖場加強治污減排,開展畜禽養(yǎng)殖污染防治工作,推廣經(jīng)濟適用的污染防治和養(yǎng)殖廢物綜合利用技術,進一步提高畜禽糞便的綜合利用率,努力探索適合當?shù)匕l(fā)展實際的生態(tài)農牧業(yè)模式。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)要以村、組為單位,加大農藥包裝物和殘膜及食用菌廢棄物的回收力度,統(tǒng)一無害化處理,嚴禁隨意灑落田間、河道,避免污染水體,控制“白色污染”。6.4上游農牧區(qū)的問題對策加強農村環(huán)境整治和河道兩側實施退耕還林,禁止坡地開墾,繼續(xù)實施生態(tài)水源林建設,涵養(yǎng)水資源,解決上游農牧區(qū)的“臟、亂、差”的問題。通過深入開展治理堤岸“臟、亂、差”活動,城鄉(xiāng)聯(lián)動,實施以清理占堤岸經(jīng)商、搭建棚廈和向河內亂倒垃圾污水等行為為主要內容的“潔凈工程”,不斷增強居民保護母親河的意識,達到杜絕人為污染,確保人民群眾健康,促進市域經(jīng)濟社會健康發(fā)