龙岗河坪山河水质时空状况分析

张 敏 ，解 莹 ，彭文启 ，高继军 ，张永生 ，张海萍 ，渠晓东 ，王 浩 ，2

（1.中国水利水电科学研究院，100038，北京；2.水安全与水科学协同创新中心，210098，南京）

深圳市龙岗河、坪山河流域（以下简称“两河流域”）均属东江流域淡水河水系，流经惠州市后汇入东江一级支流西枝江，最后汇入东江。 两河流域年均约70%供水量通过东江的调水工程供给，但污水排放后重新进入东江水系。 因此，东江既是两河流域的受水区（“汇”），也是两河流域的水源地（“源”）。 两河流域水质的好坏对东江流域的水质产生直接影响，因而备受关注。

本研究结合龙岗河和坪山河国控考核交接断面水质变化自2008—2014 年的历史数据， 以及 2016 年 6月对两河流域干支流水体的主要污染物（COD、氨氮和总磷），分析两河流域水质现状及历史演变规律，掌握流域内主要水体的污染状况及空间分布特征，初步判别污染成因，为两河流域的水环境保护提供数据支撑，并为各种治理工程的实施效果评估提供依据。

一、研究区介绍

两河流域共有62 条河流 （汇水面积1 km2以上）。 其中，龙岗河流域共计43 条河流，总河长211.87 km，含干流 1 条（龙岗河），支流 42 条；坪山河流域共计19 条， 总河长98.79 km，含干流1 条（坪山河），支流18 条。

本文所采用的西湖村和上洋交接断面的数据来自深圳市环境监测中心站。2016 年6 月龙岗河和坪山河干支流水质数据来源于现场监测。 其中针对COD 和氨氮共调查76 个样点，针对总磷共调查24 个样点， 针对重金属分析同样为24 个样点， 涵盖了龙岗河流域的13 条河流和坪山河流域的11 条河流。 样点分布图见图1。

二、水质时空分析

1.交接断面水质状况历史趋势分析

基于2008—2014 年水环境监测数据，上洋和西湖村两个交接断面的COD 一直维持在V 类水的水平，大部分年份可达到Ⅳ类水，部分年份可达Ⅲ类水。其中，2011—2013 年，COD 呈明显的降低趋势， 而2014 年又明显升高。 从年内不同水期来看，前期丰水期COD 一般处于最低水平，平水期COD 含量最高，但在后期逐渐显示为丰水期劣于枯水期的现象。

对于氨氮，两个断面均处于劣Ⅴ类水水平。 在2012 年之前，氨氮的浓度范围为 4.17～15.16 mg/L， 超Ⅴ类水标准约 1～6 倍。 自 2012 年起，两个断面氨氮浓度均明显下降， 至2014 年虽仍为劣V 类， 但浓度值明显下降，在 1.48～6.93 mg/L 的范围内波动，最高超V 类水标准2.47 倍。不同水期比较，前期氨氮以枯水期和平水期含量较高，而丰水期含量最低；同样，氨氮在后期也逐渐显示为丰水期劣于枯水期的现象。

图1 两河流域水环境监测样点示意图

图2 2016 年6 月两河流域干支流水体COD 分布特征

对于总磷，两个交接断面也呈现出2012 年之后明显降低的趋势。 自2012 年起，上洋和西湖村交接断面总磷也基本在劣Ⅴ类水体的水平，浓度范围为 0.26～1.03 mg/L， 最高超 V 类水标准1.58 倍。主要以丰水期含量最低，2014 年丰水期上洋和西湖村TP含量分别为0.27 和0.26 mg/L，符合Ⅳ类水标准。

2.交接断面水质现状

2016 年 6 月， 监测显示西湖村COD 属Ⅳ类水标准， 但处于Ⅲ类水的临界值附近； 上洋断面COD 为Ⅱ类水。对于氨氮，西湖村和上洋断面均为劣Ⅴ类，其中西湖村污染较重，超Ⅴ类水标准3.6 倍。 对于总磷，上洋断面为Ⅳ类水，浓度值为0.21 mg/L，处于Ⅲ类水的临界点；而西湖村断面为劣V 类，浓度为 0.69 mg/L，超 V 类水 2.5 倍。

3.干支流水质现状

对于龙岗河、坪山河干流及其支流，基于2016 年6 月的调查数据，对主要污染物COD、氨氮和总磷的空间分布特征进行了初步分析。

（1）COD

总体而言，龙岗河流域COD 明显高于坪山河流域，最高值发生在龙岗河的上游，如四联河、大康河、南约河，COD 均超过 60 mg/L， 为劣Ⅴ类水， 其余均在V 类水的范围内。 这3条水体均为龙岗河流域建成区的黑臭水体。 龙岗河流域另外一条黑臭水体——田坑水的COD 含量为18.9 mg/L，属Ⅲ类水。

而坪山河流域水体COD 含量相对较低， 所有监测样点均在Ⅳ类水（30mg/L）的标准范围内，除飞西水、新和水的COD 含量相对较高外，其余大部分样点优于Ⅲ类水(＜20mg/L)。2016 年6 月龙岗河坪山河两河流域干支流水体COD 分布特征见图2。

（2）氨氮

对于氨氮，2016 年6 月份的监测数据表明，两个流域所有监测样点氨氮均为劣V 类水， 最高超V 类标准13 倍，出现在龙岗河流域的四联河。

从空间上对比，龙岗河流域氨氮含量在2.9～28.0 mg/L 的范围内，明显高于坪山河流域，其中上游区域的回龙河、龙西河污染非常严重；但在下游的丁山河和黄沙河污染相对较轻，超 V 类水标准 1.2～2.7 倍。

坪山河流域氨氮含量在2.9 ～14.9 mg/L 的范围内， 超 V 类水标准0.45～6.5 倍。最高值分布在飞西水和新和水， 含量分别为14.9 和10.8 mg/L，这两条河也是坪山河流域4 条黑臭水体中的两条；而另外两条赤坳水和汤坑水的氨氮含量相对较低，超V 类水标准 0.5～1.5 倍。

空间上，龙岗河干流氨氮浓度相对较低，12 条支流中大康河、 梧桐山河、南约河、龙西河的氨氮浓度值要显著高于其余支流，与COD 浓度分布特征几乎一致。 坪山河流域内污染物则呈现出相反的空间格局， 干流低、支流高是主要的空间特征，其中依旧以飞西水、新和水含量最高。 2016 年6 月龙岗河坪山河两河流域干支流水体氨氮分布特征见图3。

（3）总磷

分析可知，两河流域总磷含量均处于较高水平，2016 年6 月监测的样点均为劣V 类水。 其中，最高值出现在坪山河流域的飞西水，总磷浓度高达 9.5 mg/L， 超 V 类水标准 25 倍；次高值出现在龙岗河流域的南约河，总磷浓度为2.94 mg/L， 超V 类水标准6.2 倍。 最低值出现在碧岭水与三洲田交汇处，浓度为0.21 mg/L。 其余样点总磷浓度在0.22～1.37 mg/L。

龙岗河流域总磷均值为0.99 mg/L（去除最大值后为0.77 mg/L），坪山河流域总磷均值为2.3 mg/L （去除最大值后为0.51 mg/L）。在各流域内部，并未显示出具有规律性的空间特征。2016 年6 月两河流域干支流水体总磷分布特征见图4。

三、讨论及建议

图3 2016 年6 月两河流域干支流水体氨氮分布特征

图4 2016 年6 月两河流域干支流水体总磷分布特征

西湖村和上洋两个交接断面在2012 年之前枯水期河道的水质一般劣于丰水期，但自2012 年开始，各类污染物浓度均明显降低， 部分季节出现丰水期浓度高于枯水期的现象。 这与其他学者关于2018 年西湖村断面水质变化规律的分析结果是一致的。 在龙岗河流域，分别于2010年至2012 年新建成横岭二期、 横岗二期污水工程及沙田污水处理厂，而坪山河流域的上洋污水处理厂于2011 年扩建至 20 万 t/d。 随着两河流点源污染的截污纳管率及处理率升高，总体污染负荷降低。随之而来的丰水期雨水冲刷携带的面源污染物的比例在总污染负荷中升高，因此，逐渐显示为丰水期水质劣于枯水期的现象。而这一现象也是目前国内许多城市河流水质呈现出的问题。此外，虽然在龙岗河流域截污纳管率总体高于坪山河流域， 但其支流水体的污染物浓度依然高于坪山河，因此，其他途径输入水体的污染物也需要引起足够的重视，尤其是地表径流污染。

地表径流携带的面源污染，在各个城市中逐渐成为主要的污染物来源。 龙岗河和坪山河是典型的雨源性河流，雨水对于补充河道水量有重要的贡献，因此，地表径流污染以及城市下水道溢流的问题对于两河流域水质的治理具有重要的影响。

城市下水道的溢流主要是由于污水管网和雨水管网的合流制，导致雨季污水管网中混合了大量携带污染物的雨水，雨污混流的水量超过污水处理厂的处理能力而溢流到河道中，对河道水体造成污染。 据实地调查，龙岗河和坪山河流域污水处理厂均存在“旱季吃不饱、雨季吃不了”的情形，近几年对管网的设计已经倾向于分流制，但工程未完工前，合流制的影响依旧会对河道水体产生影响。因此，从源头上削减面源污染物的负荷显得至关重要。

两个流域污染物空间分布格局恰好相反，龙岗河流域污染物呈现出支流高、干流低的格局，而坪山河流域则呈现为支流低、 干流高的格局。这与两条河流上采取的污染物截污措施不同有关。 龙岗河流域在各支流入口处采用总口截污的方式，使得各支流的污染物无法进入干流，从而不会加剧干流的污染；而坪山河流域治理相对落后，支流的污染物最后都汇入干流，从而导致干流累积各支流的污染物后加剧污染状况。 总口截污虽然在一定程度上限制了支流污染物进入干流，但同时也阻断了干支流水体的连通， 减少了干流水量的来源，不利于干流增加可利用的水资源量。从流域空间尺度上而言，阻断水系连通不利于流域尺度上生物多样性的维持及其功能的发挥，在一定程度上不利于河流水生态系统综合管理。 但在流域治理的过程中， 支流总口截污的措施，在各项综合治理措施（如控制污染物源头输入、 阻断污染物入河过程）见效前，是较为有效的短期内可减轻干流水质污染的主要措施之一。

综上，对于COD、氨氮、总磷等主要污染物，龙岗河和坪山河流域在治理干流的基础上，均需关注支流污染严重的问题；同时需要在继续进行点源防控的基础上，加强面源污染的治理与防控措施，减少因降雨冲刷导致地表径流携带面源污染物进入水体从而影响河道水质。