聊城市水功能区评价研究

王永杰，张丽英

(1.山东省聊城市水利局，山东 聊城 252000;2.山东省东昌府区水务局，山东 聊城 252000)

聊城市水功能区评价研究

王永杰1，张丽英2

(1.山东省聊城市水利局，山东 聊城 252000;2.山东省东昌府区水务局，山东 聊城 252000)

水功能区限制纳污是实施最严格水资源管理制度中“三条红线”的核心内容之一，科学做好区域水功能区监测是做好水功能区限制纳污管理的主要措施。以山东聊城市为例对区域水功能区监测的基本思路、技术路线与评价方法，提出以水体污染折合水量表示的区域水功能区污染对当地地表水资源开发利用的影响，依据总量控制的有关制度计算核减水量。

区域水功能区监测;限制纳污;水体污染折合水量

1 区域水功能区基本情况

聊城市地处鲁西北平原，现辖8县(市、区)，总面积 8 590 km2，境内地形平缓，属暖温带半湿润气候区。多年平均年降水量559.3 mm，折合水量48亿 m3，多年平均地表水资源量为2.67亿 m3，多年平均地下水资源量为 9.0亿 m3，水资源可利用总量为10.9亿 m3。聊城市河流众多，除过境河流黄河和卫运河以及黄河支流金堤河外，境内主要有两条纵贯全市的河道:徒骇河、马颊河，其中徒骇河境内流域面积5 183 km2，全长 169.5 km，马颊河境内流域面积 2 806 km2，全长 123.2 km。

根据《山东省水功能区划》，聊城市共划分水功能一级区10个，总区划河长 884.5 km，水面面积 4.2 km2，其中保护区1个，开发利用区6个，缓冲区3个;在开发利用区中共划分水功能二级区18个，详见表1。

表1 聊城市水功能区划统计表

2 监测站网、方法及项目

2011年聊城市水功能区监测断面共18处，其中跨省界监测断面2处，跨市界监测断面3处，监测重点水功能区14个。2011年共核查登记入河排污口35处，5月实测有排污的重点入河排污口29处，10月实测有排污的重点入河排污口30处。水功能区监测断面全年监测6次，入河排污口监测2期，分别于5月连续监测两天，10月监测一天，并同时实测流量。

水功能区及跨界断面监测项目为《地表水环境质量标准》(GB3838－2002)中的20个基本项目，饮用水源区增加硫酸盐、氯化物、硝酸盐氮、铁、锰5个补充项目，监测方法采用标准中规定的水质采样和分析方法。

入河排污口监测项目包括流量、水温、pH、化学需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮、总氮、总磷、挥发酚等9项;监测流量采用水文测流要求规定的方法，水质监测方法按照《污水综合排放标准》(GB8978－1996)中的水质分析和采样方法进行，水量、水质同步监测。

3 评价技术路线

在水功能区控制断面监测的基础上，对每个水功能区控制断面进行达标评价，取得单次水功能区达标评价成果;根据年度水功能区达标评价方法，进行年度水功能区达标评价，从而获得每个水功能区年度达标评价成果;同时根据《山东省水功能区限制纳污警戒线》，对重点水功能区的 COD和氨氮进行预警评价。在此基础上，进行区域水功能区年度达标评价，取得区域水功能区年度达标率;以水资源四级区套县(市、区)行政区为基本单元，根据水质污染综合指数和多年平均地表水资源量，计算各基本单元年度水污染损失水量，即水体污染折合水量。

通过入河排污口的水质、水量同步监测，获得各水功能区入河废污水量和主要污染物入河量，根据《山东省水功能区限制纳污指标》进行各水功能区限制纳污达标评价。

通过上述评价成果，对造成水功能区达标率下降或达标率不足60%的区域相应核减其2012年地表水用水控制指标。水功能区监测评价技术路线见图1。

图1

4 水功能区及跨界断面达标评价

4.1 评价方法

4.1.1 代表值确定

只有一个水质代表断面的水功能区以该断面的水质数据作为水质代表值;有多个代表断面的水功能区以代表断面水质浓度的加权平均值作为水质代表值，河流以流量或河流长度作权重。

有多个断面的省界缓冲区以省界断面监测数据作为水质代表值，其它缓冲区以最下游的控制断面的监测数据作为水质代表值。

4.1.2 评价方法

1)单次水功能区达标评价方法水功能区水质评价采用单指标评价法，又称一票否决法，即对最差的项目赋全权。所有参评项目代表值均满足水质目标要求的为达标水功能区，有任何一项不满足水质目标要求的为不达标水功能区。

单次水质浓度代表值劣于管理目标类别对应标准限值的项目称为超标项目，其中水温、pH和溶解氧不计算超标倍数。将各超标项目按超标倍数由高到低排序，列前三位者为主要超标项目。超标项目的超标倍数按下式计算:

式中:FBi为水功能区某超标项目的超标倍数;FCi为水功能区某水质项目的浓度，mg/L;FSi为水功能区水质管理目标对应的标准限值，mg/L。

2)年度水功能区达标评价方法

年度水功能区达标评价在单次水功能区达标评价成果基础上进行。年度内达标率不小于80%的水功能区为年度达标水功能区。年度水功能区达标率按下式计算。

式中:FD为年度水功能区达标率;FG为年度水功能区达标次数;FN为年度水功能区评价次数。

3)区域年度水功能区达标率

区域年度水功能区达标率在各水功能区年度达标评价基础上进行。区域内年度达标的功能区个数占区域内评价功能区个数的百分比为区域年度水功能区达标率。

4.2 水功能区达标评价结果

根据上述计算方法，聊城市2011年各月达标评价结果见表2。

表2 2011年各月水功能区达标率

2011年监测评价的14个重点水功能区中，达标的功能区有2个，不达标的功能区有12个，达标率为14.3%。2处跨省界监测断面毕屯闸和张庄闸(聊城)年度均不达标;

从区域年度水功能区达标情况来看，八县(市、区)中除阳谷和东阿达标率分别为为40%和50%外，其他县(市、区)达标率均为零。

4.3 年度水功能区预警情况回顾

根据《山东省水功能区限制纳污警戒线》中，聊城市有6个重点水功能区划定了COD和氨氮警戒线，分别为卫运河鲁冀缓冲区、马颊河聊城工业用水区、徒骇河莘县农业用水区、徒骇河聊城景观娱乐用水区、金堤河豫鲁缓冲区、小运河调水水源保护区(南水北调未通水，没有监测)。全年各水功能区出现COD预警共21次，出现氨氮预警共16次。

5 入河排污口达标评价

5.1 评价标准

排入卫运河、徒骇和马颊河的主要污染物执行《山东省海河流域水污染物综合排放标准》(DB37/675－2006)，污水处理厂排污口按相应标准分别执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918－2002)中规定的一级A标准或B标准。

5.2 评价方法

评价方法采用污染指数法。

式中:Ci为污染物的实测浓度值;Si为污染物的评价标准值;Pi为污染物的污染指数。

Pi＞1，表明水质劣于评价标准，不达标，且指数越大水质越差。Pi＜1，表明水质优于评价标准，达标，且指数越小水质越优。

综合污染指数 P:取各评价因子污染指数 Pi的最大值。P≤1，该排污口综合评价为达标;P＞1，该排污口综合评价为不达标。

5.3 评价项目

评价项目包括pH、COD、BOD5、氨氮、挥发酚、总磷共6项。

5.4 主要污染物入河量计算

单类别污染物入河排污量按污染物平均浓度计算，单个排污口某种污染物的入河排污量排污口的平均流量和平均浓度计算，水功能区纳污总量按功能区内各个排污口及各评价污染项目综合计算。

6 限制纳污达标分析

全市2011年从各县(市、区)纳污控制指标评价情况来看，阳谷县、冠县、东昌府区、临清市和茌平县的限制纳污指标均不达标，东阿县的氨氮限制纳污不达标，莘县和高唐县的COD和氨氮限制纳污均达标。

表3 各县(市、区)限制纳污指标评价统计成果

7 年度地表水用水指标核减

根据《山东省用水总量控制管理办法》等有关规定和要求，结合“十二五”期间水功区达标率目标，对造成水功能区水质达标率下降和达标率不足60%的区域，核减下年度地表水用水控制指标。核减方法是以区域用水总量控制指标中地表水控制指标为基数，区域水功能区达标率大于60%(含60%)，但达标率较上年度下降的，下年度核减该区域地表水用水控制指标的2.5%;达标率60% ～30%(含 30%)的，下年度核减5%;达标率30%以下的，下年度核减12%。

按上述核减方法，根据各县2011年度水功能区达标率，共核减地表水水量1725万 m3，占全市地表水控制指标的10.1% 。

8 水体污染折合水量

水体污染折合水量是指某基本计算单元内，由于人类活动的影响而造成地表水水资源质量下降，不能满足水体功能要求的地表水资源量。水体污染折合水量的计算采用区域水质综合污染指数(I)法，当 I＞1.0时，水体的多数指标已超过相应的水质目标，水质对应其功能已受到污染，水体水质相对其功能来说已受到制约，其相应的水资源量即为该基本单元的水体污染折合水量;当 I＞2.0时，水体的多数指标已超过标准值1倍以上，部分指标超过标准值数倍，水体功能已受到严重危害，除非采取必要措施或改变其现有功能，否则不能直接利用，则该基本单元对应的水资源量为水体重度污染折合水量。

地表水水质综合污染指数I计算方法如下:

式中:Ci为水质指标年均浓度，mg/L;Cs为水功能区水质目标标准限值，mg/L;Ii为单指标污染指数，无量纲;Ij为监测断面综合污染指数，无量纲;n为参与评价的指标个数;I为评价基本单元综合污染指数，无量纲;为 m为评价基本单元内代表断面个数。

考虑到聊城市地表水污染特点，在计算水质综合污染指数时选择了具有代表性的污染物，包括高锰酸盐指数、五日生化需氧量、化学需氧量、氨氮和总磷。

根据上述方法，先计算聊城市水资源四级区套个县市区的地表水资源量，然后再根据各个水资源分区的水质综合污染指数，计算水体污染折合水量，计算结果是2011年全市水体污染折合水量共7 362万 m3，其中重度污染折合水量1 299万 m3。分别占全市多年平均地表水资源量的27.6%和4.9% 。

9 建议

水功能区监测站点相对于省级水功能区的个数存在不足，现有水功能区22个，实际全年按6次监测的站点16个，分属14个水功能区;占聊城市省级水功能区总数的63.6%。监测站点不能满足水功能区的管理要求。

水功能区划及水质目标的设置有待完善，现有水功能区划对河流特别是支流不能全覆盖，需要进行补充、完善;部分水功能区水质目标设计欠合理，如马颊河薛王刘闸以上河段水质目标为工业用水，而现状未向任何工业企业供水，水质目标与水体用途存在不符。

跨界河流对下游影响问题还有待于研究。因上游水质污染对下游各水功能区可能产生连锁影响，怎样界定对其影响的程度对上下游相关方较为关注的，因检测次数不足、无出入境污染物总量及相关理论的支撑等可能存在产生偏差。

建议在今后的水功能区管理中，一是要强化水质监测站网设置合理性研究和论证工作，加密监测站布设，满足水量水质控制到县级水功能区的基本要求，二是对省级水功能区的水质目标重新确认，以水体的实际用途或近期规划设计的水质目标为依据，增加水功能区水质目标的可控和可操作性。

［1］山东省水功能区划［M］.山东省水利厅.2006.

［2］聊城市水功能区水质监测报告［M］.聊城市水利局.2012.

［3］山东省水功能区限制纳污警戒线［M］.山东省水利厅.2010.

［4］聊城市水资源保护规划［M］.聊城水文水资源勘测局.2006.

［5］GB3838－2002地表水环境质量标准［S］.

X832

B

1004－1184(2012)05－0106－03

2012－06－11

王永杰(1978－)，男，山东莘县人，工程师，主要从事水资源管理与保护工作。