张家口市清水河流域水环境质量评价及前景预测

杜　颖

(河北省张家口水文水资源勘测局，河北 张家口 075000)



张家口市清水河流域水环境质量评价及前景预测

杜颖

(河北省张家口水文水资源勘测局，河北 张家口 075000)

摘要:通过对张家口市清水河流域进行实地考察与采样，分析了清水河流域水环境存在的基本问题，选取PH值、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)、氰化物、砷、铅、六价铬10个项目作为清水河流域水环境质量的主要评价指标，依据国家《地表水环境质量标准》对原始水样进行了检测分析.检测结果表明，清水河水源地毒性指标较低，重金属污染指数较小；水体中氨氮(NH3-N)、总磷(TP)的含量相对较高，水源地水质趋于富营养化水平；综合分析显示清水河地表水水源地水质符合国家Ⅲ类水质要求.针对官厅水库永定河流域清水河水源涵养地保护中存在的问题，提出了相关建议并对其可持续发展前景进行了预测分析.

关键词:清水河；存在问题；水环境质量评价；措施及预测

0引言

清水河为海河流域永定河水系洋河支流，其东、正、西三大源流发源于河北省崇礼县桦皮岭南麓，途中接纳黄土窑沟、小西沟等，于张家口市大境门外与元宝山西沟汇合，穿越张家口市区和宣化，在清水河村西南方的沙岭子注入洋河，是官厅水库的重要水源涵养地.

官厅水库曾是北京的重要供水水源地之一，由于水质污染问题，1997年被迫退出城市生活饮用水体系.而北京又一个是水资源短缺的城市，随着现代经济社会的飞速发展，人民生活的日益，水资源供需矛盾越来越突出.为保障北京市的供水安全，恢复官厅水库的饮用水源功能已迫在眉睫[1-2].与此同时，张家口与北京成功申办2022年冬奥会，改善流域生态环境对树立国家形象有着重要意义.为此，张家口市水文水资源勘测局对官厅水库上游洋河支流清水河进行了实地考察及水样采集工作，并对其水质进行检测，得出了水质分析结果，旨在为清水河流域地表水水源的可持续利用提供参考.

1清水河流域概况

清水河流域全在张家口市境内，干流全长109 km，多年平均径流量1.06亿m3，流域面积2 380 km2，河道纵坡4%～10%.西沟流域植被稀少，大部分为荒山秃岭，常年岩石裸露，水土流失严重，枯水季节断流现象严重；东沟和正沟流域植被较好，森林覆盖率大，生物多样性良好，涵养水源的能力也比较高[3-4].

2流域水质现状及原因分析

曾经的清水河，河水清清，犹如母亲般哺育着勤劳的山城人民.近年来，随着经济的迅速发展，人民的生活条件得到了极大的改善，清水河也流淌了大量的工业和生活排放的废水，凸显出许多环保性问题，究其原因，主要为以下四方面.

2.1上游来水量减少及时空分布不均

近几年，清水河上游地区气候条件发生变化，经济发展占用了大量的水资源，加之降雨量偏少，入境水量呈逐年减少的趋势，水量减少导致水体更新的速度减缓，水体的纳污容量也随之大幅度下降，自净能力的降低加剧了水质的恶化.

而清水河又是一条季节性较强的山溪河流，降雨时空分布不均，80%的水量主要集中在丰水期的6～9月，其余8个月基本处于河床裸露的状态，枯水期排污不力现象十分严重.

2.2城市点源污染与农村面源污染并存

产业结构布局不合理是造成城市点源污染严重的主要原因.张家口市是河北省的老牌工业城市，高新技术产业较少，污染严重的能源消耗型企业在经济中占有很大的比重，城市人口的增加也产生了更多的生活污水，大量工业、生活污水从大大小小的排污口不断排入清水河，造成市区环境污染，近几年虽通过治理获得一定改善，但治理力度仍需加强.

上游山区农业生产中的化肥、农药以及其他有机或无机污染物质，通过地表径流、地下渗漏等途径对流域造成污染.另外，农民生活水平的不断提高必然会导致越来越严重的农村生活垃圾问题，这无疑给上游水源地的生态环境带来了巨大的压力.近几年畜禽业兴起，家家户户都饲养了数量不等的猪、牛、羊等，规模化养殖也初见起色，产生了大量的畜禽排泄物和各种废弃物，对水体造成了一定污染.

2.3污水处理技术落后

清水河流域内的主要工矿企业虽已配套废水处理设施，但大多数企业的废水处理设备陈旧落后，污水处理速度赶不上企业生产能力的提高，排污量日益增加；城市污水处理厂资金投入不足、处理能力较低，总的来说，滞后于城市发展的需要.

2.4流域水环境管理有待提高

一个合理的流域水环境管理体制尚处于摸索阶段，整个流域段上、中、下游一盘棋管理的机制还未成形，机制建设跟不上也是水污染问题的主要原因之一.虽然国家已设立了相关法律加强流域水环境的管理，但相关法律及地方性法规并未普及到上游山区的各村各户，一些居住较为偏远的山民水源保护意识相对薄弱.

图1　清水河流域水系及水质监测断面布设图

3水质评价方法及检测结果

3.1水样采集断面的布设

清水河上游崇礼县高家营镇设有啕来庙站水质监测断面，清水河流经张家口市区8 km范围，顺水流方向，有入市口的张家口站水质监测断面和出市口的高家屯站水质监测断面，通过三个断面水质评价因子的变化可以反映清水河流域的水质状况.采样深度在水面以下100 mm处，使用玻璃瓶采集水样，水样采集前注意记录采样时间、天气状况，水温在现场测定，水样采集回实验室后立即进行分析.水样采集后自然沉降30 min，选取上层非沉降部分进行测定分析.水质监测断站的详细情况见表1.

表1　清水河流域水环境监测断面情况表

3.2评价标准

清水河地表水汇入洋河后注入官厅水库，是北京市的重要水源涵养地.因而，选取国家环保总局指定的《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)作为评价标准[5].

3.3评价指标及方法

根据国家《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)，本次调研重点选取对水体生态环境及人类危害较大的水质分析指标，包括：PH值、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)、氰化物、砷、铅、六价铬等10个项目作为主要评价指标[6].具体分析方法见表2.

表2　各水质评价指标项目分析方法

4检测结果分析

4.1水环境质量评价结果

采用单因子评价法对清水河流域2014年的水质进行评价分析，得出结果见表3.从表中可以看出清水河上游水质较好，到下游逐渐恶化.评价项目中毒性指标类评价因子氰化物、砷、铅、六价铬均小于《地表水环境质量标准》中的Ⅰ类标准限值，评价结果为Ⅰ类水质.易净化类污染指标PH值、溶解氧也达到Ⅰ类水质；高锰酸盐指数、五日生化需氧量(BOD5)两指标满足地表水Ⅱ类标准值，氨氮(NH3-N)值较高，仅符合Ⅲ类水源地水质要求.不易净化总磷(TP)值为0.10，满足Ⅱ类水质要求，并接近Ⅲ类水质.综合评价清水河地表水水源地水质为Ⅲ类水质.

由以上检测结果可以得出，清水河流域上游水质基本良好，达到了国家地表水环境质量标准中规定的Ⅲ类及以上水质，可作为地表水供水水源，尤其是毒性指标检测结果较低，经过处理后流入官厅水库可作为北京市人民的生活饮用水使用.但氨氮(NH3-N)、总磷(TP)值较高，说明人为活动、作物种植及畜禽养殖对水体中N、P的含量造成了一定影响，值得引起社会的高度重视.

表3　清水河流域水质2014年检测结果

注：以上监测结果均为年均值

4.2清水河流域水质年际变化趋势分析

2010年至2014年，清水河各断面水质类别变化情况见表4.从表4中可以看出，这五年间，清水河水质总体呈略有好转的趋势.啕来庙断面水质较好能够达到Ⅰ类、Ⅱ类水质要求；张家口断面水质较差，为Ⅲ类；高家屯断面水质情况更为恶化，2010～2012年间为Ⅳ类水平，近两年经过治理有一定改善.

表4　清水河流域水质检测结果

注：以上监测结果均为年均值

以清水河流域的主要污染项目高锰酸钾指数和氨氮为例分析2010～2015年的变化趋势，见图2.结果表明啕来庙站水质最好，张家口站次之，高家屯站污染较为严重，说明水质污染主要发生在清水河下游，尤以张家口市区最为严重，从图中连线的趋势变化可以看出，近几年水质在一定程度上有好转.

图2　清水河流域主要污染项目变化趋势

5清水河流域保护措施及前景预测

5.1保护措施

鉴于清水河流域存在的主要问题及其水环境质量评价结果，对该地地表水水资源的可持续发展利用，提出以下保护措施：

(1)对张家口市清水河流域工业发展做出规划调整：优先发展高新科技产业，并给与政策扶持；限制发展高耗能、重污染企业，并按照国家规定对相关企业予以停关；治理改进污水处理工艺，增加污水处理的资金投入；

(2)建议在清水河流域推广普及节水灌溉，减少农业用水量，减少农业用水产生的地表径流和地下渗漏；

(3)在清水河上游按照相关规定划定水源保护区，并设立水源保护标志及统一的垃圾回收站，防止垃圾粪便等污染上游水源；同时加强上游山区水源保护知识的普及，对于破坏、污染饮用水源的现象，应及时制止并向当地政府及主管部门报告；

(4)健全流域水环境保护相关机制体系，完善流域水质保护政策；

(5)定期对流域水质进行全面检测，作好记录，并分析其水质变化规律；建立清水河流域水质管理信息系统；

(6)加强对流域水质的科学研究，促进水资源的可持续发展利用.

5.2前景预测

综合来看，清水河流域水质历经几年的治理得到了一些改善，但水体污染仍不可忽视.近几年随着厄尔尼诺现象的影响，上游水源地富水性也呈逐渐减少的规律.通过采取综合性措施加强对清水河流域水质的治理，清水河必将河清水清，成为名副其实的“清水”河，为恢复官厅水库的饮用水源功能做出贡献.

参考文献

[1]潘术香.北京市地表水环境质量评价[D].北京：中国农业大学，2004

[2]李靖洁.官厅水库流域水污染控制对策研究[D].石家庄：河北科技大学，2011

[3]张步峰，张良，原彪.张家口市清水河流域综合治理研究[J].河北建筑工程学院院报，2010，28(2):67～69

[4]韩广宗，倪凤英.改善张家口市区清水河环境的建议[J].河北水利科技，1998，19(3):35～37

[5]国家环境保护总局.地表水环境质量标准[M].北京，2002

[6]郑国璋.西安市黑河地表水源地水环境质量评价及可持续利用对策[J].安徽农业科学，2011，39(19):11671～11673

Evaluation and Prospect of Qingshui River river water environment quality in Zhangjiakou City

DU Ying

(Hebei province Zhangjiakou hydrology and Water Resources Survey Bureau,Hebei Zhangjiakou 075000)

Abstract：according to field investigation and sampling in the Qingshui River Valley of Zhangjiakou City,analyzes the Qingshui River Basin water environment are the basic problems,selection of pH value,dissolved oxygen,permanganate index,five day biochemical oxygen demand amount (BOD5),ammonia nitrogen (NH3-N),total phosphorus(TP),cyanide,arsenic,lead,hexavalent chromium 10 project as the main evaluation index of the Qingshui River Basin water environment quality,according to the national“surface water environment quality standard”of the original water were analysis and detection.Test results show that the Qingshui River water toxicity index is low,heavy metal pollution index is small;water ammonia nitrogen(NH3-N),total phosphorus(TP)content is relatively high,water source water quality tends to eutrophication level;comprehensive analysis shows Qingshui River surface water source to water quality compliance with the third class of the national water quality requirements.In view of the problems existing in the Guanting reservoir and Yongding River Basin Qingshuijiang River source contains nourishing protection,and puts forward the relevant suggestions and analysis and forecast of the prospects for sustainable development.

Key words：Qingshui River;problems;water quality evaluation;measure and forecast

收稿日期：2015-11-20

作者简介：杜颖(1986-)，女，助理工程师，学士学位，主要从事水质化验方面的工作.

中图分类号:X 131.2

文献标识码：A