大旱河水环境现状及问题分析

2018-01-16 01:14袁继刚
水利科学与寒区工程 2017年12期
关键词:大石桥市大旱需氧量

袁继刚

(辽宁申窝水力发电有限责任公司,辽宁 辽阳 111000 )

大旱河是大石桥市、盖州市、老边区及营口盐场之间一条边界河流,大石桥市境内河长约7 km,盖州市境内河长约9 km,老边区境内河长约13 km。大旱河流域总面积约330 km2,其中,大石桥市占61%,盖州市占35%,老边区占4%[1]。大旱河由西向东流经大石桥市南楼、钢都、大石桥、永安镇、博洛堡镇和盖州市青石岭镇、西海及老边区柳树镇,共8个乡镇、街道。大旱河上共有新民屯、前岗子、营盖公路3个水质监测断面,上游新民屯断面在大石桥境内,其水质目标为Ⅴ类。根据2012—2015年监测数据,新民屯断面水质为劣Ⅴ类水质[2],主要污染物氨氮月均值浓度范围为0.82~22.00 mg/L,最大超标10倍;总磷月均值浓度范围为0.24~1.95 mg/L,最大超标3.88倍;化学需氧量月均值浓度范围为14.0~148.0 mg/L,最大超标2.7倍;其余指标均符合Ⅴ类水质标准。

1 水质变化趋势

1.1 年际变化

与2014年相比,2015年大旱河新民屯断面主要污染物氨氮年均值下降52.7%,总磷年均值下降61%,化学需氧量年均值下降2.4%;大旱河全河段主要污染物氨氮年均值下降51.7%,总磷年均值下降43%,化学需氧量年均值下降60.7%,详见图1。

图1 主要污染物年均值变化图

大旱河新民屯断面近5 a水质变化趋势见图2,可见新民屯断面为劣V类水质。

1.2 年内变化

结合2015年新民屯断面主要污染物逐月变化趋势(见图3),4月各污染物浓度值最大,主要原因是枯水期河道水量较小,河道内径污比偏小,水体的自净能力较弱。

图2 新民屯断面氨氮、化学需氧量、总磷逐年变化趋势图

图3 2015年新民屯断面主要污染物逐月变化趋势图

2 污染源排放分析

分别统计2014年大旱河汇水范围内各行政区的工业、城镇生活和农业污染源的总量,以区县为单位汇总出大旱河主要污染物的入河量,化学需氧量、氨氮、总氮和总磷的年入河总量依次为1178.29 t、99.6 t、802.41 t、112.56 t,具体见表1。由表1可知,以行政区来看,大石桥市排入大旱河的污染物最多,化学需氧量、氨氮、总氮、总磷分别占74.3%、81.7%、56.5%、54.1%;盖州市次之,化学需氧量、氨氮、总氮、总磷分别占19.3%、12.3%、36.0%、37.1%;老边区最少,化学需氧量、氨氮、总氮、总磷分别占6.4%、6.0%、7.5%、8.8%。以污染源来看,化学需氧量主要来自农业源和城镇生活源,各占47.0%、40.1%;氨氮主要来自城镇生活源,占67.3%,总氮主要来自农业源89.2%;总磷主要来自农业源,占94.5%。

表1 大旱河入河污染物总量

3 水环境问题识别

3.1 天然径流逐年减少、水体丧失自净功能

近些年,大旱河个别河段每年均有2~4个月流量为“零”的情况[3-4]。主要原因有以下两个方面:

(1)大旱河大石桥市区段上设有多个拦水坝,导致上游造景蓄水的同时,下游流量明显减少,甚至出现断流。河流的天然属性发生改变,河道水流速度大幅下降,形成坝上死水、坝下断流的局面,河流水动力降低,自净能力大幅降低,污染物在水体和底质大量富集,导致水环境恶化。

(2)大旱河的源头在大石桥市东部山区,上游的南楼经济技术开发区及周边存在大量露天采矿企业和耐火材料制造企业,源头区的植被已经遭到较为严重的破坏,山体裸露导致水土流失的同时,土壤保水能力降低,使其失去涵养水源的功能和调节水量的功能。此外,河水含沙量增加,河道发生淤积,蓄水容积减小。

由于不同原因,造成不同程度上的河道天然径流量减少,甚至季节性断流,不足以维持下游水生态系统的基本功能,导致河流水生态系统功能退化。河道径流量减少,不利于污染物的稀释、降解和扩散,河道径污比偏低,影响水体纳污能力。

3.2 污水收集能力薄弱、给排水管网老旧

大石桥市现有一座日处理能力3万t/d的城市污水处理厂——北控(大石桥)污水处理厂,实际处理能力已接近2.7万t/d[5]。大旱河汇水区内暂无集中式污水处理设施,现场踏勘发现,大量的城市生活污水和工业废水通过露天排污沟或暗管汇流后排入大旱河,水质浑浊、异味明显,且来源不明。大石桥市区从金桥路至新民屯断面下游长约3.9 km的排污沟,接纳市区部分生活污水和工业废水。露天排污沟水质灰白、气味恶臭,且无防渗层,不仅没有天然径流稀释、自净功能,还会因地表水与地下水的水力交换进而污染地下水,同时造成土壤环境、地表水体和地下水环境的多重污染。

大石桥市老城区给排水管网建设时间较长,绝大多数为合流制,排水管网材质落后,跑、冒、滴、漏现象普遍存在,且程度严重,不仅城市管网雨污分流改造实现难度很大,而且给水、排水、雨水和污水混合送至污水处理厂,严重增加污水处理厂运行负荷。

3.3 农业面源仍需严控、处理能力有待提高

随着新农村建设步伐的加快和规模化畜禽养殖的蓬勃发展,农村生活源、种植业和畜禽养殖业的污染日益严重。大石桥市农村人口约22万人,耕地面积约58 333 hm2,畜禽养殖户约15家。目前,大旱河汇水区内尚无乡镇污水处理设施,农村地区的生活污水未经处理大量直排入河、渗入地下,或者随着地表径流进入河道。大量施用化肥或施用不当会导致农田土壤重金属的积累、水体的富营养化以及影响农田土壤结构等环境问题。大旱河汇水区内的农村禽畜养殖多为分散式经营,畜禽粪便和污水未经资源化利用和集中处理,规模化畜禽养殖场和养殖小区配套的固体废物和废水贮存处理设施等建设也相对滞后。“十三五”时期,所有的入河点源和排污口都将被取缔,控制的重点转向面源污染,而农村污染、农业污染则是控制及治理的关键。

3.4 河道垃圾无序堆放、收运体系尚需完善

按照辽宁省、营口市关于宜居乡村建设的要求,大石桥市宜居示范镇、村的农村垃圾基本得到了治理,户集、村收、镇运、市统一运输填埋处理的运行体系基本建立。但是,大旱河汇水范围内的乡镇还没有开展农业生态环境集中整治。现场踏勘发现,大旱河第一高中桥南侧排污口上游100 m处生活垃圾堆放在河道,长度约10 m。大旱河新民屯桥东侧2处排污口上游200 m处脏雪堆长度约50 m。居民生活垃圾堆放在河道,不仅影响景观、散发恶臭,垃圾渗滤液成分复杂,含有多种有害物质,降雨径流将垃圾渗滤液带入水体,对河流造成直接污染。冬季城市脏雪堆积河道,除雪剂等化学物质随着雪水汇入水体,对河流造成直接污染。

3.5 人工河道生态环境脆弱、加强流域生态治理

大旱河本身就是一条人工河,而且多次通过水利工程进行河道取直,为了打造景观和便于行洪修建了水泥护岸,河道形态已经发生改变,河流失去了天然属性,河道功能遭到破坏,其水动力条件严重受到人为因素的干扰,进而影响河流自身净化功能,改变了污染物在水体中的迁移转化规律。

水泥护岸通常采用抗冲的刚性材料连续固化河道边岸,一方面改变河流边界的物理性状,破坏河岸周边的生态环境条件;另一方面阻隔原有河流水体与河床土体的联系。河道整治工程对河床的硬化处理,减弱河床的过水性与多孔性,阻断河流对地下水的纵向补充及对周边土壤的横向扩展。因此,水泥护岸、河床硬化处理对整个河流生态系统会造成不利影响,导致周边动植物生存环境破坏,改变微生物的交换生存环境,减弱河流对有机污染物的生物降解能力。

4 结 论

通过对大旱河水环境问题的分析与识别,得出导致大旱河水环境问题的主要原因是大旱河天然径流逐年减少、水体丧失自净功能,区域污水收集能力薄弱,农业面源污染、河道垃圾堆放依然严峻,河道生态环境仍然脆弱。诊断的问题为大旱河水环境综合治理工作提供参考。

[1] 丛梅梅.营口地区降水量时空变化规律分析[J].黑龙江水利科技,2016,33(3):75-77.

[2] 林涛,周洪春.营口农村地区河流水环境监测分析[J].环境保护与循环经济,2012(12):60-63.

[3] 辽宁省水利厅.辽宁省水资源[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,2006.

[4] 营口市水利局.营口市水资源公报[R].营口:营口市水利局,2014.

[5] 李耀伟.营口市河流健康评价方法及问题分析[J].东北水利水电,2015(6):39-41.

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