岷、沱江流域水环境质量现状评价及分析

杜　明, 柳　强, 罗　彬, 张　丹

(四川省环境监测总站,成都　610091)



· 水环境 ·

岷、沱江流域水环境质量现状评价及分析

杜明, 柳强, 罗彬, 张丹

(四川省环境监测总站,成都610091)

根据岷、沱江断面水质例行监测数据，采用单因子指数法评价岷、沱江流域干流及其支流水质现状，探讨了岷、沱江干流水质沿程变化和可能影响因子。结果表明：岷、沱江流域均以总磷超标为主，沱江流域水质污染重于岷江流域。岷、沱江流域水环境质量下降既有年均径流量减少导致生态基流减少自然因素的原因，也有点源污染源包括涉磷企业及城镇生活和面源污染源包括农村生活、畜禽养殖及农田径流等人为因素的原因。

岷、沱江流域；水环境质量；水质评价；趋势分析

1　前 言

岷、沱江流域仅占四川省幅员面积的30%左右，却涵养和支持了全省60%以上的人口和经济总量[1]，是四川省五大水系中污染最严重、水质恶化速率最明显的两大水系，复合污染源强贡献突出、多市交界、多支流汇入，河网典型性而独特[2-3]。“十三五”规划正在启动，生态文明建设和环境保护被放在更加重要的战略位置，岷沱江流域的水环境污染治理面临新的阶段探究。因此，本文选择2015年四川省水质例行监测数据研究岷、沱江流域水环境变化趋势及其原因分析，对岷、沱江流域的水环境规划与治理提供参考。

本文采用单因子指数法评价岷、沱江流域水环境的主要超标因子和污染程度；分析岷、沱江干流水质空间变化特征；讨论干支流径流量变化、复合污染源强等因素对水质变化影响，为流域水环境综合治理服务。

2　研究区概况和评价项目

岷、沱江是长江上游的一级支流。岷江流域面积为135 840km2，多年平均降水量约1 100～1 600mm，河口年径流量890亿m3，干流全长711km[4]，发源于岷山。岷江一级支流大渡河水系，在四川境内干流长852km，流域面积为68 200km2，多年平均径流总量456亿m3，岷江二级支流青衣江水系，干流长276km，流域面积1.33万km2，多年平均径流量139亿m3。沱江流域面积为2.78万km2，发源于四川盆地九顶山的绵远河与湔江、石亭江汇合在金堂赵镇附近，中下游支流多已渠化，沱江流域多年平均降水量约1 029mm，多年平均径流量149.4亿m3，其中丰水年径流量为262.4亿m3，枯水年径流量为66.2亿m3。

2015年岷、沱江流域干流和支流监测断面共76个(见图1)。根据《环办〔2011〕22号地表水环境质量评价方法》(试行)中规定水质评价共包括21项，分别为pH、溶解氧、高锰酸钾指数、生化需氧量、氨氮、石油类、挥发酚、氟化物、铜、锌、汞、铅、硒、砷、镉、六价铬、总氰化物、总磷、化学需氧量、阴离子表面活性剂和硫化物。

图1　岷、沱江流域及河流水系和采样点分布Fig.1　The river system in Minjiang & Tuojiang River basins and locations of sample sites

3　监测结果与分析

3.1岷、沱江流域水质现状评价

由图2可知，岷江流域为中度污染，38个断面达标率52.6%，包括：I～Ⅲ类水断面20个、占52.6%；Ⅳ类水断面3个、占7.9%；V类及劣V类水断面15个、占39.5%。岷江干流为轻度污染，13个断面达标率46.2%。岷江支流为中度污染，25个断面达标率44.0%，均为V类和劣V类水。沱江流域污染程度重于岷江流域，水质状况呈现I～Ⅲ类水和劣V类水在减少的橄榄型态势分布，38个断面达标率为15.8%，包括：I～Ⅲ类水断面6个、占15.8%；Ⅳ类水20个、占52.6%；V类及劣V类水12个、占31.6%。沱江干流为轻度污染，15个断面达标率13.3%。沱江支流为中度污染，23个断面达标率17.4%，其中11个断面为V类和劣V类水。

由图3可知，岷、沱江流域超Ⅲ类水的主要污染指标是总磷和氨氮。岷江流域中总磷、氨氮超标断面为15个、3个，占39.5%、7.9%，其中总磷超标断面中干流和支流断面各占47.0%、53.0%。沱江流域中总磷、氨氮超标断面为26个、5个，占68.4%、13.2%，其中总磷超标断面干流和支流断面各占50.0%。

图2　岷江流域和沱江流域水质类别比Fig.2　The distribution of water quality classification proportions in Minjiang&Tuojiang River basins

图3　岷江流域(a)和沱江流域(b)首要污染因子贡献分布图Fig.3　The contribution of primary pollution factor in Minjiang River (a) and Tuojiang River (b)

3.2岷、沱江干流水质沿程分布

岷江干流水质空间变异性显著，分为上、中、下游三段分析(见图4)。上游(渭门桥—黎明村)水质优良，为Ⅱ类水，主要分布在阿坝州境内。中游(都江堰水文站—青神罗波渡)在经历成都段后水质明显下降，均为超Ⅲ类水。岷江至都江堰水文站分内江和外江，外江承担都江堰灌溉面积并受纳了部分回流的农药化肥，又在下游汇入劣V类的新津南河，在岳店子水质下降为Ⅳ类；内江经成都主城区，受纳成都平原工业废水、生活污水，以岷江主要支流府河、江安河为例，受未分流的面源和生活源污染影响，中下游断面水质为劣V类。内、外江汇合后在眉山界内汇入受到不同程度总磷污染的毛河、体泉河、思蒙河和金牛河等支流，导致眉山糖厂断面至青神罗波渡断面均为劣V类水污染河段。下游(悦来渡口—凉姜沟)在乐山境内迎来流量较大、水质稳定为Ⅱ类的青衣江和大渡河支流，水质在马鞍山断面改善为Ⅲ类水，但由于在乐山出境段有劣V类茫溪河的汇入，入长江口宜宾段仍受总磷污染的影响。

图4　岷江水系水质沿程分布Fig.4　Spatial variations in the water quality of Minjiang River

沱江干流水质沿程断面大多数在Ⅳ类水超标状态(见图5)。三皇庙受德阳境内的劣V类支流鸭子河、石亭江和毗河汇入影响，水质为V类，历经成都出境断面五凤鸣阳水质改善为Ⅳ类。宏缘是资阳的入境断面，经拱城铺渡口，至幸福村出资阳境，沱江资阳段总磷超标倍数从0.43降低为0.25，这可能与水质的自净化有关。进入内江境，流经资中县月亮峡至银山镇水质转为Ⅲ类，再往下游至内江市区高寺渡口断面受纳城区工业污水和生活污水影响重回Ⅳ类水质，大小清流河的汇入使内江出界龙门镇断面再次改善至Ⅲ类水质。在沱江流域下游，威远河、釜溪河、濑溪河等受重度污染的支流汇入，自贡段至泸州段均受到轻度污染。

图5　沱江水系水质沿程分布Fig.5　Spatial variations in water quality of Tuojiang River

3.3水环境质量恶化原因讨论

3.3.1生态基流减少

受近年来降雨量减少影响，2011～2015年岷、沱江干流近5年来年均径流量呈下降趋势(如图6)。2015年岷江流域年均降水量为1 113mm，比2013年下降7.7%，沱江流域多年平均年降水量约为1 200mm，2015年沱江流域年均降水量为994mm，比2013年下降19.6%。岷、沱江干流年均径流量变化趋势与降水量变化趋势基本一致，如图6显示，2015年岷江干流年均径流量为691.8m3/s，跟2011年相比下降24.2%，2013年相比下降23.6%。2015年沱江干流年均径流量为215.1 m3/s，跟2011年相比下降23.7%，2013年相比下降31.2%。径流量减少致使水环境承载力减少，成为岷、沱江流域监测断面水质达标比例明显下降的直接因素。

岷、沱江流域支流流量近5年来变化规律比较复杂(见图7)，这主要有主观和客观因素的原因。在客观因素方面，水资源分布不均，年内丰、枯水期水量差异大，对支流生态环境用水有着重要影响，据岷、沱江流域多年平均(1956～2005年)水文资料统计，丰水期6～10月水量占全年的80%以上，枯水期12～5月水量仅占全年的13%～17%[6]。主观因素方面表现为受人为活动影响较大，比如岷江成都段水系的府河、南河、沙河自然流量都较小，甚至部分河段生态基流基本为零，但一方面郊区由于配套污染防治设施覆盖面小，生活污水直排河道，另一方面污水处理厂在废水排放高峰期往往出现溢流情况，据闫静等[7]测算，成都出境断面黄龙溪高达70%流量来自污水处理厂。沱江自贡段水系的釜溪河、大安河属于多堰型河系，上游人为梯级开发流域致使河流生态用水严重缺乏，在枯、平水期随着堰闸的关闭，釜溪河流域中下游河道几乎没有外来水源补给，严重影响河道水体稀释、自净能力。

图6　2011～2015年岷、沱江流域干流年均径流变化趋势Fig.6　The trend of average annual runoff in main streams of Minjiang & Tuojiang River from 2011～2015

图7　2011～2015年岷、沱江流域重度污染支流年均径流量Fig.7　The trend of average annual runoff in heavily polluted tributaries from 2011～2015

3.3.2污染源强贡献

工业点源——以主要超标因子总磷和氨氮为例，总磷排放量2014年为1.58万吨，比2011年下降1.8%，比2013年下降16.7%；氨氮排放量2014年为8.08万吨，比2011年下降6.3%，比2013年下降1.70%(见图8a)。“十二五”期间全省工业污染物排放呈稳定控制减排趋势，但流域水环境问题的复杂性、紧迫性和长期性没有本质改变。岷、沱江流域沿线区县建有多个工业园区，处理后的水质即使全部达标离地表水环境质量Ⅲ类水标准仍有一定差距，同时不少工业企业生产废水偷排，致使流域水质进一步恶化。

城镇污水处理厂——近5年来岷、沱江流域废水排放总量保持年均5.9%的增量趋势，其中工业废水排放量与总磷和氨氮排放量减排趋势一致，以年均8.6%稳步下降；生活污水排放量以年均14.2%连续增加。因此，生活污水排放量连年增加是废水排放总量呈上升态势的主要因素，如图8b所示，岷、沱江流域年末常住人口近5年几乎持平，从2010年4 826万人略微上升到2014年的4 884万人，其中乡村人口2014年为2 623万人，比2011年下降约6.72%，比2013年下降约2.11%；城镇人口2014年为2 259万人，比2011年上升约7.19%，比2013年上升约3.54%。在快速城镇化过程中，人口结构变化导致城镇特别是城乡结合部排放的生活污水负荷不断增加，致使流域出现污染问题。

图8　2010～2014年岷、沱江流域污染物排放量(a)和人口及地区生产总值(b)，数据来源于四川统计年鉴 [1]，其中2010年总磷和总氮排放量未被统计Fig.8　Discharge of key pollutants (a), Population and Gross Domestic Product (b) in the Minjiang&Tuojiang River basins from 2010～2014, data from Sichuan statistical yearbook, the discharge of TP and TN in 2010 was not investigated.

农村生活——全省大部分农村没有污水管网和垃圾处理系统，大部分都直接排入河道，造成地表水严重污染。桂平婧等[8]运用输出系数模型估算四川省农村生活非点源污染负荷，结果表明2012年岷江流域农村生活中总磷产生量为21 067吨，占全省农村生活总磷排放量的23.12%，沱江流域农村生活总磷产生量为26 099吨，占全省农村生活总磷排放量的28.64%。

畜禽养殖——四川是全国最大的生猪养殖省，尤其是岷、沱江流域遍布着规模不等的畜禽以及大量散养农户，其产生的废弃物排放绝大多数没有经过任何处理直接排放，相对应的污染物处理设备没有跟上，给环境造成严重污染。

农田径流——岷、沱江流域农药、化肥的使用量过大，含磷量大的畜禽粪便、农药化肥等污染通过地表径流进入河流，造成雨季河流流量增加，总磷超标更严重的原因。大量流动人口从农村到城市打工、就业，到了农耕季节返乡选择雨季前后施用氮、磷肥，再加上农田没有保护性缓冲截留措施[9]，形成降雨径流后直接进入地表水体中，或者下渗形成壤中流排放地表水体，成为导致地表水氮、磷污染程度恶化的主要原因。

4　结 语

本文通过对2015年岷、沱江流域水环境质量现状评价和水质变化原因分析，揭示了主要污染因子从过去主要是有机污染问题到现在总磷、氨氮等污染问题日益凸显。结果表明：

(1)岷江流域和沱江流域均为中度污染，达标率分别为52.6%和15.8%，首要污染因子为总磷，其次为氨氮。岷、沱江流域支流均表现出污染严重、丧失水体使用功能的V类及劣V类水质断面比例较高等特点。

(2)岷江干流水质沿程断面空间变异性显著，总磷超标断面集中在成都-眉山段和宜宾段，在下游乐山段水质改善是由于大渡河和青衣江汇入稀释；沱江干流水质沿程断面大多数稳定在IV类水质，总磷超标断面集中在德阳-成都-内江-自贡-泸州段。

(3)造成全省岷、沱江流域总磷超标原因有两个方面：首先，生态基流减少。受降雨量影响，径流量减少造成生态基流减少，成为监测断面水质达标比例下降的直接原因。其次，从总磷污染的源头分析，工业点源污染、生活污水污染、畜禽养殖、农田径流都是重要的污染来源。

总之，随着流域环境治理的不断深入，经济社会发展方式的不断转变，岷、沱江流域水环境污染需要解决的主要超标因子从过去的有机污染物转变为难以治理的总磷、氨氮污染物。根据污染物性质及当前水环境污染治理形式发展需要，对于点源污染源，一是要加强涉磷企业的监督，尤其是督促其污染处置措施的正常稳定运行，二是对城镇生活污水处理厂实现污水处理规模扩容、配套管网建设、加快除磷脱氮措施改造及升级。对于面源污染源，一是采取规模养殖场畜禽粪便集中收集、储存和发酵制肥等综合利用技术提高粪便资源量利用，二是推广科学施肥技术和农作物病虫害绿色防控技术减少化肥和农药施用量。

[1]四川省统计局, 国家统计局四川调查总队. 四川统计年鉴[M]. 北京: 中国统计出版社,2010-2014.

[2]杜鹃. 岷江水环境容量研究[J]. 四川环境, 2009, 28(3): 41-45.

[3]陈雨艳, 余恒, 向秋实, 等. 沱江流域水环境质量分析[J]. 四川环境, 2014, 34(2):85-89.

[4]王超. 岷江(乐山河段)水环境承载能力分析与研究[J]. 四川水力发电, 2012, 6(1): 80-82.

[5]周实际, 朱俊, 张科, 等. 沱江内江城区段水质分析[J]. 环境科学与管理, 2011, 36(10):114-116.

[6]王亚非. 岷江流域水污染综合分析及防治对策研究[D]. 成都:四川大学硕士学位论文, 2007.

[7]闫静, 谭钦文, 陈曦, 等. 岷江(成都段)水质地域分布特征浅析[C]. 四川省环境科学学会学术年会论文集, 2011.

[8]桂平婧, 等. 基于阶段输出系数模型的农业非点源污染负荷估算与评价——以四川省为例[J]. 浙江农业学报, 2016, 6(1): 32-36.

[9]沈虹. 乐山市农村饮水安全工程项目评价研究[D]. 成都:西南交通大学硕士学位论文, 2013.

Evaluation and Analysis of Present Water Environment Quality of Minjiang & Tuojiang River Basins

DU Ming, LIU Qiang, LUO Bin, ZHANG Dan

(SichuanProvinceEnvironmentalMonitoringStation,Chengdu610091,China)

The water quality of main and tributaries in Minjiang & Tuojiang River was evaluated by Single factor index method, based on the water quality monitoring data from sections of Minjiang & Tuojiang River basins. This article discussed the variety of water quality along main streams of Minjiang &Tuojiang River basins and analyzed the possible influencing factors. The results showed that the water pollution of Minjiang &Tuojiang River was mainly reflected in the total phosphorus levels, and the water pollution of Tuojiang River was worse than that of Minjiang River. The deterioration of water quality in Minjiang &Tuojiang River was mainly caused by natural factors including the average annual runoff reduction which resulted in the reduction of the ecological base flow, and human factors including the phosphate related enterprises emissions, the rural domestic pollution, the livestock and poultry breeding, and the farmland runoff pollution.

Minjiang & Tuojiang River; water environmental quality; water quality assessment; trend analysis

2016-05-19

水专项子课题：三峡库区上游入库污染物通量监控预警技术研究及示范(2013ZX07503-001-02)。

杜 明(1960 - )，男，重庆忠县人，2005年毕业于西南交大环境工程学院环境工程专业，硕士，工程师，主要从事环境监测工作。

X522

A

1001-3644(2016)05-0020-06