丹江口水库及入库河流水质影响因素研究

孙志伟 卓海华 吴云丽

【摘要】水环境调查是开展污染控制的基础。本文通过对南水北调中线工程水源地丹江口库区及其主要入库河流水质进行调查研究。研究表明，丹江口水库库内水质总体良好，库内各监测断面水质无明显空间分布差异；纳入研究的大部分入库河流水质较好，少部分河流水质较差，特别是犟河、神定河、泗河等河流，氨氮、总磷、化学需氧量和五日生化需氧量等水化学污染指标是主要超标因子。与相关水质管理目标相比，大部分入库河流水质与管理目标尚有一定差距。水源区只有不断加大治污力度，扎实推进各项防污工作，才能确保水源区水质安全。

【关键词】水环境；污染控制；水化学

前言

南水北调中线工程是解决我国北方地区缺水、优化水资源配置的一项重大战略举措，是中央决策的重大工程。丹江口库区及上游地区是南水北调中线工程的水源区，流域面积9.52万km2。区域内主要河流为汉江、堵河和丹江，流域面积在1000 km2以上的河流21条，100km2以上的河流约220条。

作为南水北调中线工程的水源地，丹江口水库承担着向京津及华北地区130多个城市供水、同时兼顾农业和生态用水的任务，其水质状况不仅直接影响中线工程的效率和效益，而且密切关系到广大人民群众的饮水安全。在国务院南水北调工程建设委员会办公室发布的《丹江口库区及上游水污染防治和水土保持“十二五”规划》中明确确定了水源区水质保护目标，即：（1）2014年中线通水前：丹江口水库陶岔取水口水质达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）II类要求（总氮保持稳定）；主要入库支流水质符合水功能区要求；汉江干流省界断面水质达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）II类要求；（2）2015年末：丹江口水库水质稳定达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）II类要求（总氮保持稳定）；直接汇入丹江口水库的各主要支流水质不低于III类（现状优于III类水质的入库河流，以现状水质类别为目标，不得降类），入库河流全部达到水功能区划目标要求。汉江干流省界断面水质达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）II类要求。

但近年来的监测资料表明，库区主要入库河流水质距离目标还有一定的差距，对水源区水质安全造成了潜在威胁。本文结合2013年-2014年度丹江口水库和主要入库支流的监测成果对丹江口水源区水环境质量进行了评价和分析，找出了水源区主要污染因子，并将评价成果与《丹江口库区及上游水污染防治和水土保持“十二五”规划》水质要求进行了对别，提出了水源区污染控制的重点水域和主要控制因子，为丹江口库区及入库河流水污染控制奠定了基础。

1、调查监测概况

1.1 监测断面设置

根据丹江口水源区水资源分布情况以及掌握的历史资料进行分析，选取流量较大的河流及污染较重的河流开展调查监测。按照这一原则，本文选取丹江口水库16条主要汇入河流汉江、将军河、天河、犟河、堵河、曲远河、神定河、泗河、淘沟河、官山河、剑河、浪河、丹江、淇河、滔河、老鹳河（所选取河流具体情况见表1）以及库内进行了调查监测。入库河流在入库河口处设置监测断面，库内则设置白渡滩、太平洋、台子山、坝上、浪河口下等水域设置若干个监测断面。

采样垂线及测点按照《水环境监测规范》（SL219-2013）要求进行设置，入库河流根据河宽设置1～2条垂线，只取表层水样开展监测；库内断面则根据断面所在位置库宽度，设置1～3条垂线，每条垂线依据水深设置1～3个测点。

1.2 监测频次、项目及方法

本课题选取的监测时段为近年连续的12个月。主要入库河流按月开展监测，每月上、下半月各采样监测1次；库区全年则只开展1次调查监测。监测项目《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中水温、pH、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷、总氮、铜、锌、氟化物、硒、砷、汞、镉、六价铬、铅、氰化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物和粪大肠菌群等24项基本项目。检测方法采用《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）推荐的方法或相应的国家、行业标准。

2、监测结果分析与讨论

库体和主要入库河流水质监测成果参照《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002），采用单因子评价方法进行评价。评价项目选取 pH、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷、铜、锌、氟化物、硒、砷、汞、镉、六价铬、铅、氰化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂和硫化物等21项。

2.1 库内水环境状况

评价结果表明，丹江口水库库内水质总体良好，以优于Ⅱ类为主。在库内开展监测的断面中，其中太平洋、太平洋、台子山、坝上、浪河口、浪河口下等断面水质评价结果为Ⅰ类，龙口断面水质评价结果为Ⅱ类，只有白渡滩断面和莫家河断面水质劣于Ⅲ类，总磷略有超标。丹江口水库各监测断面各监测参数浓度空间分布无明显差异。

2.2 入库主要支流水质状况

丹江口库区主要入库河流水质状况如图1所示，具体为：

（1）汉江、将军河、堵河、曲远河、淘沟河、丹江、淇河和滔河水质较好，符合或優于Ⅲ类水的比例均高于80%，其中汉江、滔河和淘沟河的各次水质监测评价结果均为Ⅰ～Ⅲ类，且以Ⅰ～Ⅱ类为主。

（2）天河、官山河和浪河水质较不稳定，符合或优于Ⅲ类水的比例均在50%～80%之间。

（3）犟河、神定河、泗河、剑河和老鹳河水质较差，符合或优于Ⅲ类水的比例均低于50%，且神定河和泗河的各次水质监测评价结果均劣于Ⅲ类。

（4）氨氮、总磷、化学需氧量和五日生化需氧量是丹江口库区入库河流的主要超标因子。

若仅选取化学需氧量和氨氮等2项参数，采用单因子评价法，对丹江口库区重点入库河流水质状况进行评价，在实施监测的16条入库河流中，天河、犟河、堵河、神定河、泗河、官山河、剑河、浪河、丹江和老鹳河出现过水质劣于Ⅲ类的现象；其余入库河流的各次水质评价结果均在Ⅰ～Ⅲ类之间。

2.3 与水质管理目标的对比分析

将丹江口水库主要入库河流水质评价成果与《丹江口库区及上游水污染防治和水土保持“十二五”规划》中确定水质目标对比分析，具体情况为：

1、汉江、将军河、淘沟河、淇河和滔河等5条重点入库河流水质达标情况较好，达标时段比例均高于80%，其中滔河水质达标情况最好、达标时段比例为100%。

2、天河、堵河、曲远河和丹江等4条重点入库河流水质达标情况较不稳定，达标时段比例在50%～80%之间。

3、犟河、神定河、泗河、官山河、剑河、浪河和老鹳河等7条重点入库河流水质达标情况较差，达标时段比例均低于50%，其中神定河和泗河水质达标情况最差、不达标时段比例均为100%。

2.4 主要污染河流超标情况分析

结合评价成果，以丹江口水库河流中达标率最低的犟河、神定河和泗河等河流进行分析，该三条河流主要超标因子均为氨氮、总磷、化学需氧量和五日生化需氧量等。犟河、神定河、泗河等三条河流主要污染物浓度随时间变化规律不显著，总磷、氨氮与化学需氧量（或五日生化需氧量）变化趋势并不同步。这说明这三条入库河流污染物浓度变化有较强的随机性。该三条河流，均承接了大量十堰市城镇生活污水，污水经河道在直接或间接进入水源区，特别是神定河和泗河，污水直接进入库内核心区域，使水源区水环境受到巨大的威胁。

2.5 主要污染支流超标原因分析

由于丹江口库区周边近几年来乡镇企业发展很快，点源污染增多，加上一些河流径流量小，自净能力差，纳污能力低，造成局部支流和次级河流及主要城市江段下游不同程度存在污染物超标现象，典型代表即为神定河、泗河、犟河以及老灌河。神定河、老灌河等由于工业和生活废污水的排入，入库水质较差，多为Ⅴ类、劣Ⅴ类。其他支流水质也受到不同程度的污染，一般为Ⅲ～Ⅳ类水。

汉江水质虽然也会受到沿途城镇的影响，但由于其水量较大，自净能力强，水质总体良好。相关监测成果表明，其上游洋县等河段部分时段出现超标现象，主要污染物为氨氮和石油类，但总体可控。水库另外一条支流丹江受沿途城镇排污影响，因其来水量远小于汉江，部分时段水质也较差。

此外，库区上游支流受采矿业和交通运输业发展影响，水质污染事件时有发生，对库区水质安全造成严重威胁，近年来发生过多起涉水污染实践，如：泗河重大水污染事件、陕西山阳县汉江支流金钱河“2.15”盐酸泄漏水污染事件、陕西省镇安县米粮镇黄金矿业“4.30”尾矿坝溃坝水污染事件、陕西省山阳县中村镇恒源钒矿“4.11”尾矿库泄漏水污染事件、陕西省山阳县王闫乡双河钒矿“7.22”尾矿库泄漏水污染事件等，对库区水质安全造成严重威胁，必须引起足够的关注。

丹江口库区水质总体上良好，但是由于上述这些入库河流污染物的输入，也存在局部水域水质变差的风险。因此，我们一方面要加强入库河流的管理，强化河流沿岸排污管理，积极治理已受污染河道，争取入库河流尽早达到《丹江口库区及上游水污染防治和水土保持“十二五”规划》设定的水质目标；另一方面，加强丹江口库区水环境监测预警预报能力建设，为防控水污染打造一双雪亮的眼睛。

结语

研究表明，丹江口水库库内水质总体良好，以优于Ⅱ类为主。丹江口水库各监测断面各监测参数浓度空间分布无明显差异。丹江口库区纳入研究的大部分入库河流水质较好，符合或优于Ⅲ类水的比例均高于80%；少部分河流水质较差，特别是犟河、神定河、泗河等河流，其劣于Ⅲ类水的比例均高于50%，氨氮、总磷、化学需氧量和五日生化需氧量等水化学污染指标是主要超标因子。

与《丹江口库区及上游水污染防治和水土保持“十二五”规划》中确定的水质管理目标相比，汉江、将军河、淘沟河、淇河和滔河等河流基本可以达到管理目标要求，但研究范围内大部分入库河流水质与管理目标尚有不小差距。

南水北调中线工程不仅仅是大规模跨流域调水的水利工程，更是一项宏伟的生态环境工程、经济工程和社会工程。丹江口水库周边城镇治污工作应按照国家统一部署，围绕《丹江口库区及上游水污染防治和水土保持“十二五”规划》中的水质目标，不断加大治污力度，扎实推进各项防污工作，在目前水污染防治与治理工作的基础上，确保水源区水质安全。

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