潮白河密云水库流域水质分析及环境影响因素研究

胡昱坤

(中国人民大学附属中学第二分校， 北京 100097)



潮白河密云水库流域水质分析及环境影响因素研究

胡昱坤

(中国人民大学附属中学第二分校， 北京 100097)

本文选取北京市密云水库及其上下游潮白河流域为研究区，基于不同河段、不同批次水样品的分析测定和生态环境调查，对主要水质指标进行对比分析。研究结果表明，密云水库上游及库区水质符合Ⅰ类、Ⅱ类地表水水质标准，满足饮用水源地要求，但个别观测点水质指标受环境影响存在较大差异。在密云水库下游，水质基本处于Ⅲ～Ⅴ类，水质指标更多受河道环境治理因素的影响。密云水库下游地区一些点位的指标，如溶解氧、氨氮和总磷较好，可见经过处理的中水作为景观用水用于改善生态环境具有现实意义。基于此，从污染治理、环境监管措施等方面为密云水库水源地保护提出建设性意见，提高水质，遏制生态环境恶化。

密云水库； 河流； 水质分析； 环境调查

1 研究背景

水资源是生态环境的关键性控制因素。当前水资源减少及其污染问题已经对社会和居民生活产生了很大的影响。北京市是水资源严重短缺的城市，年人均水资源占有量约100m3，仅为世界人均占有量的1/70。根据《2014年北京市水资源公报》，全市水资源总量约为20亿m3，比多年平均37亿m3少46%。在2014年地表水监测中，有水的河中符合Ⅰ类、Ⅱ类水质的仅占37%，劣于Ⅴ类水质的占38%，水质状况令人担忧。北京市正面临着水量匮缺、水质和水体功能降低的严峻形势。

北京市境内有五大水系，由西向东分别为大清河水系、永定河水系、北运河水系、潮白河水系和蓟运河水系。五大水系中位于密云水库上下游的潮白河水系的流域面积、年降水量、地表水资源量最大，支流多、流域面积大，地表水量丰富、水质好，是北京市饮用水地表水的主要来源，是水资源开发的重点地区，尤其密云水库上游潮白河流域作为水源重点保护。近年来因气候影响，密云水库上游的潮河、白河水量逐年递减，水质也逐渐降低。又因北京市人口增长迅猛，用水量激增，密云水库下游的潮白河流域基本上处于断流状态，地下水位也不断下降。同时，由于工业生产、居民生活污水等的排放，水质情况不容乐观。

2 研究目的

通过检索文献、现场考察、实地调查，了解密云水库上下游潮白河水系水资源和水质总体情况；通过现场检测、实验室化验，对密云水库上下游流域潮白河不同河段、不同批次水样品的分析测定、生态环境调查，对比分析探究水质变化影响因素，为密云水库上下游污染的治理提出相应的建议，为保护和改善水环境提供理论依据。

3 研究结果

3.1 文献检索结果

通过文献检索，了解到北京市是一个水资源极其缺乏的城市。近年来密云水库上游流域年降水量、入库水量逐渐减少，密云水库库存水量长期处于低位。北京市为了保护密云水库上游水资源，每年投入大量资金用于水源地保护：构筑“生态修复、生态治理、生态保护”三道防线，实施污水、垃圾、厕所、河道、环境五同步治理，建设生态清洁小流域等，取得了较好的效果。密云水库停止向下游河道放水后，北京市政府实施了“引温济潮”工程，将温榆河劣V类水处理达到再生水标准后调运至潮白河作为景观用水，满足密云和顺义城区发展建设和环境用水的需要。

3.2 专业考察结果

通过对密云水库及其上下游实地考察和对水务管理部门专业人士访谈，了解到北京市饮用水紧缺，地表水不能满足生产生活需要，地下水处于严重超采。北京市很多河道包括密云水库下游的潮白河常年干枯，一些河道的水是污水和经过处理的中水。密云水库管理处强化库区封闭管理：修建了60多km的防护网，库区实施退耕还草，建设人工湿地，加强对自然湿地的保护；严格监督和管理库区人员和单位活动，减少点源污染。

3.3 现场采样、考察及分析结果

3.3.1 采样点选取

在分析密云水库及潮白河主要走势后，采样点选取如下：密云水库上游潮河、白河各选取2个采样点(编号1～4)；密云水库选取1个采样点(编号5)；密云水库下游潮河、白河各选取1个采样点(编号6～7)；潮河和白河汇聚处选为1个采样点(编号8)；潮白河汇合后的下游选择1个采样点(编号9)。采样点分布情况见表1。

表1 采样点分布情况

3.3.2 现场考察

分别于2016年2月27—28日(第1次)、5月1—2日(第2次)、5月22日(第3次)在密云水库上下游进行实地考察和水样采取。现场考察项目包括：现场测量水温、pH值、浊度、溶解氧、现场环境考察和拍照、数据记录、水样采取、样品处理和标注等。现场环境考察记录见表2。

表2 现场环境考察记录

3.3.3 水样分析结果

采样点6因河道干涸无分析数据，采样点5第1次未采到水样，无分析数据。采样点7在第2、3次中只进行了现场的pH值、浊度、溶解氧的测定，没有进行其他实验室指标分析。另外，因第1次水样未酸化处理，冷藏不充分，为保证数据准确性除浊度指标外，其余数据没有列入。水样检测分析结果数据见表3。

表3 水样检测分析结果数据表

4 数据分析与讨论

4.1 浊度

密云水库及其上游除采样点1外浊度指标较好，密云水库下游景观用水浊度高、该项指标较差。

采样点1为采样的最上游，但在第2、3次采样分析中浊度最高。现场发现，在河北省界内河道建筑生活垃圾众多(见图1)。进入北京市界后河道两旁树立了防护网，种植防护林，生态保护较好(见图2)。经过自然沉降和净化，采样点2浊度明显下降。可见好的自然环境对污染有较好修复作用。

图1 采样点1戴营河道(河北省滦平县古北口)

图2 采样点2大沟口河道(北京市密云县)

图3 采样点8密云县河槽村环境(第1次考察时)

采样点8在第1次考察时，浊度最高，现场观察时环境很差：水体浑浊，水面有许多漂流物、死鱼等，游人和车辆众多，遗留垃圾很多(见图3)。在第2、3次考察时，车辆禁止入内(咨询现场管理人员，原因为游人野炊引发火灾烧毁树木)，垃圾被清理，水面比较清洁(见图4)。从数据看浊度降低，可见河道水环境的清理和保护工作十分关键。

图4 采样点8密云县河槽村环境(第2、3次考察时)

4.2 溶解氧

溶解氧最低点6.82，属于地表水Ⅰ～Ⅱ类范围，其余均满足地表水Ⅰ类水质标准。处于下游采样点7～9的溶解氧数值较高，该项指标较好，说明经过处理的中水作为景观用水可以利用。

4.3 总磷(以P计)

总磷指标在密云水库及其上游属于地表水Ⅰ类、Ⅱ类水质范围，水质较好；密云水库下游的采样点9基本在Ⅱ类水质范围内，采样点8属于V类及劣V类水质范围，可见河槽村水质相对较差，推测与河槽环境较差、周围有居民区有关，可能有生活污水排放入河，待进一步考察确认。

4.4 高锰酸钾指数

高锰酸钾指数在密云水库及其上游属于地表Ⅰ类、Ⅱ类水质范围，满足饮用水源地要求。下游的景观用水，基本在Ⅳ～Ⅴ类水质范围之间，基本满足景观用水需求。

4.5 氨氮(以N计)

氨氮含量在密云水库及其上游(除1外)基本属于Ⅰ～Ⅱ类地表水范围，水质较好。采样点1氨氮含量明显高于下游采样点2处，同样说明河北界内污染多、排放多和北京界内良好的自然环境对水质的自然净化作用。密云水库下游景观用水基本属于Ⅲ类水质标准满足，景观用水需求，说明经过处理的中水仍有充分利用的价值；采样点8指标劣于采样点9处，同样与环境、游人和附近居民的因素有关。

4.6 生化需氧量(BOD5)

BOD5在密云水库上游的潮河、白河较小且比较稳定，基本属于地表Ⅰ类水质范围。密云水库北侧采样点5董各庄处该项指标偏高，推测与水库边有较多枯死的水草而水样采集在水库边缘有关。密云水库下游的景观用水BOD5含量基本属于Ⅳ～Ⅴ类水质。

5 研究结论

5.1 密云水库上游水质符合饮用水源地要求

除采样点1第3次的浊度高、氨氮指标稍高外，密云水库上游的潮河、白河的采样点基本符合Ⅰ类、Ⅱ类地表水水质标准，适用于集中式生活饮用水地表水水源地一级保护区的标准。可见，密云水库入库水源是满足要求的。

5.2 经过处理的中水作为景观用水具有现实使用价值

因水资源紧缺，密云水库下游潮白河流域处于断流状态，北京市采取“引温济潮”工程，把温榆河的污水经过水厂处理后引入潮白河作为景观用水，水质综合分析很多指标处于Ⅲ～Ⅴ类标准范围，一些指标(例如溶解氧指标、氨氮指标和总磷指标)都较好，可见经过处理的中水作为景观用水用于改善生态环境具有现实意义。

5.3 环境的好坏对水质改善或破坏作用明显，水源地保护需要跨部门、跨地区协作

采样点1水质分析数据较差，其主要原因是河北界内河道无保护措施且生活和建筑垃圾等污染河道的现象普遍，北京界内不仅有防护网而且在河道两侧种植防护林，植被很好，好的自然环境对水体的洁净作用十分明显。密云水库是北京饮用水源地，其上游的潮河、白河在北京界内保护措施有力、管理严格，但在河北省界内的保护需要加强，否则功亏一篑，需要北京市与河北省加强沟通协调，联防联控，统一做好环保工作。

5.4 密云水库下游水资源和水质形势严峻，水体保护工作尤为重要

密云水库下游大部分河道常年干枯，水资源形势十分严峻。部分河段采取拦水坝回灌中水作为景观用水，自身水质较差，水无流动性，水体自净能力差，对环境的要求高，很容易引起水质二次恶化。景观用水水质与环境保护和环境整治工作高度相关，必须切实做好细微的环保和环境管理工作。

5.5 水资源紧缺和环境保护的重要性

详细的历史数据和现场河道的水流情景，充分印证北京市水资源稀缺的严重性，现场考察发现环境破坏情景触目惊心，要加强环保宣传，从意识到行动上自觉地履行环保责任。

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Analysis on Chaobai River Miyun Reservoir Basin water quality analysis and research on environmental impact factors

HU Yukun

(TheSecondBranchSchooloftheHighSchoolAffiliatedtoReminUniversityofChina,Beijing100097,China)

In the paper, Beijing Miyun Reservoir and Chaobai River Basin on the upstream and downstream areas are selected as study area. Main water quality indexes are comparatively analyzed based on assay determination and ecological environment research of water samples in different river sections and different batches. The research results show that water quality on the upstream area and reservoir area in Miyun Reservoir is consistent with class Ⅰ and class Ⅱ surface water quality standard, thereby meeting the requirement of drinking water source. However, individual observation points are affected by environment differently. The water quality basically belongs to class III and class V in the downstream area of Miyun Reservoir. Water quality index is more affected by river environmental factors. Indexes of some points in Miyun Reservoir downstream area are better such as dissolved oxygen, ammonia nitrogen and total phosphorus. It is visible that the treated reclaimed water has realistic significance in improving ecological environment. On the basis, constructive suggestions are proposed for water source protection of Miyun Reservoir from the aspects of pollution governance, environment monitoring measures, etc.

Miyun Reservoir; river; analysis of water quality; environmental investigation

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.04.019

TV62

B

2096-0131(2016)04- 0063- 05