王港河流域水环境质量溯源调查分析

吉祝美，马晶晶，方里，周军，周斌，王刚

(1.江苏省盐城环境监测中心，江苏 盐城 224001；2.盐城市大丰区生态环境局，江苏 盐城 224100；3.盐城市大丰区环境监测站，江苏 盐城 224100)

王港河位于盐城市大丰区中南部，是大丰区沿海垦区单独排水入海的主干河，流域范围南至疆界河以北，北至一卯酉河以南，西至五十里河(又称西团河)以东，东至海堤复河，全长44 km，流域面积787 km2。王港河下游老闸建于1959年，由于大丰区沿海为典型的淤长型海岸，王港闸下游港道淤积严重，导致该流域排水不畅，2013年国家投资对王港闸进行下迁及港道整治，将新建王港闸在原来的基础下迁12.5 km。改造后的王港河彻底改善了王港河流域防泄排涝、灌溉供水等问题[1-4]。“十三五”期间，国家在王港河下游老闸设置王港闸断面作为入海控制断面，2021年起，该断面被提升为“十四五”国家考核兼入海控制断面[5]。

现以王港河流域为调查对象，通过遥感解译[6-7]、布点监测、ArcGIS插值[8]、现场核查等手段对王港河流域水环境质量及主要环境问题开展调查。积极探索“一河一策”，反本溯源，精准发力，以期对地方政府分流域、分行业、分类型精准治污提供技术支撑。

1 研究方法

1.1 数据来源

王港河闸水质污染特征评价采用的监测数据来源于2016—2020年每月上旬由国家地表水监测网组织开展的《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中24项指标的监测。流域现状调查数据来源于2021年1月29日—31日大丰区环境监测站开展的高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮和总磷指标的加密监测。

应用高分2号及6号等高空间分辨率卫星数据对2020年王港河流域内植被、建筑、养殖场、工厂等人类活动及水体分布情况进行评估分析，解译土地利用现状及工业污染源、畜禽养殖污染源、水产养殖污染源等风险源分布现状。

1.2 监测点位

在充分考虑流域面积、河网密度、径流补给、水文特征等流域自然属性的基础上，用加密监测的方法布设点位，调查流域水环境现状及污染来源[9-12]。现于王港河干流及周边支流共设置69个加密监测点位。

1.3 采样方法

按照《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T 91—2002)执行[13]。

1.4 评价方法

采用单因子评价法[14-15]和河流水质指数(WQI河流)评价方法[16]。

2 结果与分析

2.1 断面污染现状及水质变化趋势

采用单因子评价法，2020年王港河王港闸断面水质为Ⅳ类，定类指标为化学需氧量。《GB 3838—2002》中除水温、总氮和粪大肠菌群以外的21项指标的水质指数计算结果见图1。由图1可见，化学需氧量、高锰酸盐指数、总磷和生化需氧量的水质指数相对偏高，根据河流水质指数(WQI河流)评价方法[16]，这4项指标是影响王港河水质的主要影响指标。

图1 2020年王港闸断面水质指标水质指数

结合主要影响指标及单月超标项目，计算化学需氧量、高锰酸盐指数、总磷、生化需氧量和氨氮5项指标的逐月水质指数(图2)。7、8月份王港闸断面水质指数显著升高。主要原因是正值汛期，地表及农田等污染物被冲刷进入水体，以及支流内汛前闸站拦蓄的差水进入干河，导致干河水质下降。

图2 2020年王港闸断面逐月水质指数变化

2016—2020年该断面水质均为Ⅳ类，定类指标主要有总磷、高锰酸盐指数和化学需氧量。同样选取化学需氧量、高锰酸盐指数、总磷、生化需氧量和氨氮5项指标计算其逐年水质指数(图3)。由图3可见，水质指数总体呈不断下降趋势，王港河水质逐年好转。主要是因为国家从2017年10份开始实施采测分离模式考核断面水质，各级政府重视程度加大，治污取得一定成效。

图3 2016—2020年王港闸断面水质指数变化

2.2 遥感影像解译结果

王港河流域总面积约787 km2，重点解译面积约为172 km2，分析解译结果可知，风险源图斑解译总面积约为68.2 km2，约占流域范围总面积的8.7%。

土地利用类型分为厂矿、工业区、交通用地，城镇用地，畜禽养殖，高覆盖度草地，果园、茶园、经济林等共16个类型[5](图4)。王港河流域的河渠、裸土地、平原旱地和平原水田4个类型占比较高，共计占92.0%，林地，果园、茶园、经济林，海域，滩涂和高覆盖度草地5个类型合计占比<1.0%。其他类型厂矿、工业区、交通用地，城镇用地，畜禽养殖，农村居民点，水产养殖，水库坑塘，疑似污染水体面积占比分别为1.79%，0.08%，0.04%，1.54%，2.93%，0.54%，0.12%。

图4 王港河流域土地利用现状分布

王港河流域人类活动风险源主要包括道路、居民地、农业用地、畜禽养殖、工业用地、露天垃圾等(图5)。共解译289个工业企业地块，面积约1 114.4万m2，占总流域面积的1.42%；水产养殖地块共102个，面积约5 431.5万m2，占总流域面积的6.91%；畜禽养殖地块共169个，面积约77.0万m2，占总流域面积的0.10%；疑似污染水体地块共92个，面积约202.1万m2，占总流域面积0.26%。

图5 王港河流域水产养殖、工业企业、畜禽养殖源等风险源分布

2.3 污染来源调查分析

2.3.1 王港河流域水环境调查结果

王港河流域水质状况为轻度污染。69个调查断面符合Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面个数分别为44,13,5和7个，分别占63.8%，18.8%，7.2% 和10.1%。从流域内断面水质类别分布及监测指标浓度插值分析情况来看(图6、图7)，王港河流域上游水质明显好于下游，Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面主要集中于王港河中段往下南岸侧。

图6 王港河流域加密监测点位示意及水质类别分布点位

图7 王港河流域水环境质量插值分析

2.3.2 王港河干流调查结果

王港河河流水质状况为良好，8个调查断面有6个断面符合Ⅲ类水质，Ⅳ类和Ⅴ类水质断面各1个，无劣Ⅴ类水质断面。从王港河干流主要污染物浓度变化来看(图8)，主要污染指标中高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮和总磷浓度均呈上升趋势；最下游王港新闸断面水质为Ⅴ类，高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮和总磷质量浓度分别为7.1，35，0.73，0.26 mg/L，较最上游分别上涨了91.9%，133%，39.8%，62.5%。

图8 王港河干流主要污染物浓度沿程变化

2.3.3 主要污染来源分析

根据调查断面水质分布现状，王港河流域西部上游水质明显好于东部下游地区，流域内污染主要来自内源污染。王港河中段往下南岸侧地表水环境污染相对严重，根据土地使用及功能区划，主要污染区域分为万盈镇和草庙镇区域、大中农场区域、华丰工业园及农场区域。

(1)万盈镇、草庙镇区域对王港河水质影响分析。万盈镇、草庙镇分别位于王港闸断面上游南侧、小洋河东侧，距离王港河闸断面10～20 km。调查共设置13个监测点位(图9)，符合Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水质标准的断面个数分别为6，4，2和1个。污染断面主要出现在东竖河、新竖河及老王港河下游和黄海复河下游。该区域水环境质量主要受农村鸡鸭、生猪等畜禽养殖、居民生活污水及少量涉水工业污染源等多方面影响[17-18]。现场核查发现，一方面该区域分散着大量畜禽养殖基地，且部分养殖场直接分布在河流两侧。大量的畜禽养殖废水直接排入河体，或贮存于露天氧化塘，经简单处置后直接入河，或排入农田及沟渠，这部分废水在汛期及农田退水时最终进入地表水体；另一方面，镇村污水管网建设不到位，沿岸镇村居民生活污水和区域内工业企业排水得不到集中处置，乡镇污水处理厂处于长期停运状态。

图9 万盈镇、草庙镇区域水质调查布点示意

(2)大中农场区域对王港河水质影响分析。大中农场区域主要位于王港闸断面上游南侧片区，该片区域环境质量对王港闸断面水质变化产生直接影响。调查共设置7个监测点位(图10)。Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水质标准的断面个数分别为4，1，2个，水质状况为中度污染。该片区域为大中农场区域，除有少量养殖场、少量加工企业及居民集中地外，其他基本为农业种植区域。农药化肥使用、农田灌溉退水[19]，以及区域内少部分的畜禽养殖污染和生活污水污染等是造成区域内西干河、东干河、中心干河、川王串场河等河流污染的主要来源，这块区域紧邻王港闸断面，支流直接或通过闸站进入王港河，对王港闸断面水质产生直接影响。

图10 大中农场区域范围水质调查布点示意

(3)华丰工业园及农场区域对王港河水质影响分析。华丰工业园区及华丰农场范围为调查污染最严重的区域。在该区域共设6个监测点位(图11)，有4个断面水质为劣Ⅴ类，占66.7%，水质状况为重度污染。主要集中在华丰七中沟和华丰海堤河。其中，华丰七中沟的高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮和总磷浓度均大幅度超出Ⅲ类水标准，分析原因，一方面，经对园区污水处理厂排口取样分析发现，存在排口超标排放现象；另一方面，不排除园区企业偷排漏排情况存在。华丰海堤河在华丰农场农作物种植、水产养殖面源污染和华丰工业园区工业源污染的多重影响下污染最为严重。

图11 华丰工业园及农场区范围水质调查布点示意

该区域地表水通过闸站入王港河，闸站水质为劣Ⅴ类。一方面，闸站位于国考断面下游4 km处，但在下游闸站关闭、水体滞留或上游大流量用水形成倒流时入河污染物上移，从而影响到国考断面水质；另一方面，陆源污染物直接入海，对近岸海域环境质量带来直接影响[20]。

3 结论

(1)采用河流水质指数法(WQI河流)评价王港河2020年水质污染特征，结果显示化学需氧量、高锰酸盐指数、总磷和生化需氧量的水质指数相对偏高，是影响王港河水质的主要指标。2016—2020年，水质指数总体呈不断下降趋势，王港河水质逐年好转。

(2)王港河流域河渠、裸土地、平原旱地和平原水田4个类型占比较高，共计约占92.0%。其他类型厂矿、工业区、交通用地，城镇用地，畜禽养殖，农村居民点，水产养殖，水库坑塘，疑似污染水体面积占比分别为1.79%，0.08%，0.04%，1.54%，2.93%，0.54%，0.12%。遥感解译289个工业企业地块，102个水产养殖地块，169个畜禽养殖地块，92个疑似污染水体地块。

(3)调查期间，整个王港河流域水质状况为轻度污染，流域上游水质明显好于下游，Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面主要集中于王港河中段往下南岸侧；王港河干河水质状况为良好，从沿程变化来看，主要污染指标为高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮和总磷，浓度均呈上升趋势；最下游王港新闸断面水质为Ⅴ类，陆源污染物直接入海，对近岸海域环境质量带来直接影响。

(4)流域内污染主要来自内源污染，王港河中段往下南岸侧地表水环境污染相对严重，主要污染区域分为万盈镇和草庙镇区域，大中农场区域，华丰工业园及华丰农场区域，其中华丰工业园及农场区域水质状况为重度污染，调查断面劣Ⅴ类水质比例为66.7%。

(5)王港河流域水环境质量主要受区域内高密度分布的农村畜禽养殖污染源排放，大面积的农业种植中农药化肥、灌溉退水，以及镇村污水管网建设不到位、沿岸镇村居民生活污水和乡镇工业企业排水得不到集中处置等方面影响，水质易出现波动，尤其是每年汛期，大量降水将农田退水、养殖排水连同大量平时淤积在农田沟渠支流的畜禽养殖污染物迅速带入干流，造成国考断面王港闸水质出现显著下降。