辽河铁岭段污染物入河通量及支流污染物贡献率分析

熊悦丁

(辽宁朝阳水文局，辽宁 朝阳 122000)

近几年来，辽河铁岭段水质持续好转，但是在不同时间段也出现水质超标的现象，其主要污染源首先是入河排污口排放的污水；另外是以农田径流、畜禽粪便、农村生活垃圾污染为主的面源污染[1]。目前，辽河铁岭段重要支流招苏台河、亮子河、万泉河、寇河、凡河等河流水质达标尚不稳定，存在影响辽河水质稳定达标和铁岭市水环境安全风险隐患，亟需对辽河铁岭段河流污染物入河量及其主要支流污染物来源及贡献率进行核算，从而制定相对应的水环境保护措施[2]。通过筛选辽河铁岭段水环境风险来源，确定优先治理的污染物和风险源，为实现精准治污、科学治污、依法治污，全面消除劣Ⅴ类水体，稳步提升优良水体比例，打赢污染防治攻坚战提供技术支撑[3]。近些年来，对于入河污染物通量核算研究取得一些研究成果[4- 11]，这些污染物入河通量大都采用水环境数值模型对河流排污节点进行污染物的通量计算，这种方法需要大量的数据作为模型支撑，操作程度较为复杂[12]。为简化污染物入河通量核算方法，本文在国内一些河流[12- 15]应用较为成功的污染物通量概化方法，结合结合辽河铁岭段17个国、省控监测断面2016—2020年水质监测数据，对其年污染物入河通量及支流污染物贡献率进行核算。研究成果对于辽河铁岭段水环境治理和保护具有重要的参考价值，对其他地区河流污染物入河通量核算也具有借鉴意义。

1 监测断面选择

本文选择辽河铁岭段17个国、省控监测断面作为代表断面，对辽河铁岭段入河污染入河通量进行核算，各监测断面所在河流见表1。

2 入河污染物通量核算方法

辽河干流污染物排污途径主要可分为直接排入和间接排入，总的入河排污通量计算方程为：

W入河污染物总量=W直接排入+W间接排入

(1)

式中，W入河污染物总量—入河污染物总通量，万t;W直接排入—通过排污口直接排入到河道内的污染物通量，万t;W间接排入—间接进入河道断面的非点源污染物通量，万t。

直接进入河道内的污染物通量W直接排入计算方程可为：

W直接排入=W直接排放量×α

(2)

式中，W直接排入—排污口排放量，万t;α—排污系数，取值在0.96～0.98之间。

表1 辽河铁岭段典型水质监测断面

流域的水量水质受区域水循环影响较为显著，对辽河铁岭段及其主要支流河流状况进行了搜集，结合铁岭市2016—2020年水文资料及主要排污口监测数据，提出辽河铁岭段间接排污量的计算方程为：

(3)

Q=q×S×α

(4)

式中，Q—水质监测断面流量，m3/s;C—水质监测断面污染物监测浓度，mg/L;i—水质监测断面编号，i=1～17;j—监测天数，j=1～365;q—降雨量，mm;S—监测断面以上汇水面积，km2;α—径流系数，可按照《辽宁省无资料地区设计暴雨洪水计算方法》读取。

3 “十三五”期间辽河铁岭段污染物浓度变化

结合辽河铁岭段17个国、省控监测断面2016—2020年监测数据，对各河流“十三五”期间浓度变化进行分析，并统计分析各河流水质综合指数，其计算方程为：

(5)

式中，CWQI—水质综合指数；CWQI(i)—第i个水质指标的单一指数；n—水质指标个数，本文n取值21。

3.1 辽河干支流水质类比比对

将辽河干流2015、2020年及其辽河支流2015、2020年的水质类别占比进行比对，比对结果见表2—3。

表2 辽河干流2015年和2020年水质类比占比对比结果 单位：%

表2 辽河铁岭段主要支流2015年和2020年水质类比占比对比结果 单位：%

从表2对比结果可看出，在十三五”期间，辽河干流水质明显改善，2020年干流断面优良水质类别比例比2015年上升66.7%，且无劣Ⅴ类水质。从表3对比结果可看出，在“十三五”期间，辽河支流水质明显改善。2020年14个支流断面中，劣Ⅴ类水质比例比2015年下降37.3%，Ⅰ—Ⅲ类断面水质比例比2015年上升31.8%。主要污染指标为化学需氧量、氨氮、总磷，其中氨氮、总磷污染明显减轻，与2015年相比，氨氮劣Ⅴ类断面比例下降26.2%，总磷劣Ⅴ类断面比例下降44.4%。

3.2 辽河铁岭段干支流“十三五”期间水质变化

结合辽河铁岭段17个国、省控监测断面2016—2020年水质变化数据，对其辽河铁岭段干支流“十三五”期间主要污染物浓度变化进行分析，并结合水质综合指数方法对其综合指数进行计算。具体结果如图1所示、见表4。

图1 2016—2020年辽河铁岭段水质监测断面主要污染物浓度变化

表4 2016—2020年辽河铁岭段干流及主要支流水质综合指数变化

从图1可看出，年辽河干流化学需氧量、氨氮浓度总体均呈现递减变化。亮子河2个水质断面水质明显好转，主要污染物浓度均有不同程度的下降，化学需氧量浓度2020年比2016年分别下降36.8%、29.7%，氨氮浓度2020年比2016年下降67.8%、67.7%。寇河松树水文站断面水质有所下降，主要污染物氨氮、总磷浓度有下降，2020年比2016年分别下降48.4%、27.8%；化学需氧量浓度有所上升，2020年比2016年上升46.7%。水质指数有所下降，水质稳中向好。柴河水库入库口断面、东大桥断面在2016—2020年水质均持续改善。凡河一号桥断面水质持续保持良好，黄河子断面水质明显下降，氨氮浓度有不同程度上升，化学需氧量浓度有所下降，2020年比2016年下降10.0%。马仲河门脸和八宝二社2个断面主要污染物浓度均有不同程度下降，化学需用量浓度2020年比2016年分别下降66.2%、42.6%，氨氮浓度2020年比2016年分别下降79.8%、69.1%。清河水库入库口断面水质持续保持良好，清辽断面水质有所好转，主要污染物浓度均有不同程度下降。万泉河诸民屯桥断面水质有所好转，主要污染物浓度均有不同程度下降。化学需氧量浓度2020年比2016年降低31.0%，氨氮浓度2020年比2016年降低34.3%。冯家窝棚断面水质无明显变化，化学需氧量有不同程度下降，浓度202年比2016年分别降低30.8%，氨氮浓度有所上升。从表4可看出，水质综合指数越高其水质越差，辽河铁岭段干流及其主要支流的水质综合指数变化均呈现递减变化，各河水质均有所好转。

4 辽河铁岭段入河污染物通量及贡献率分析

4.1 入河污染物通量均值核算结果

结合前述入河污染物通量计算方法，分别结合辽河铁岭段各水质监测断面数据及区域内主要排污口数据对辽河铁岭段入河污染物通量进行核算，结果见表5。

表5 辽河铁岭段各支流主要污染物年入河通量均值核算结果 单位：t/a

分别对辽河铁岭段各支流的主要污染物化学需氧量和氨氮年入河通量进行核算后，清河化学需氧量年入河污染通量最大，达到18753.1t/a，其次是招苏台河，为6270.6t/a，长沟河作为辽河铁岭段最小支流，其化学需氧量污染物入河年通量最低，为345.4t/a。从辽河铁岭段各支流氨氮年污染物通量可看出，同样清河氨氮污染物年入河通量最大，达到1159.7t/a，其次为招苏台河，为360.6t/a，长沟河的氨氮污染物年入河通量最低，为10.3t/a，通过对辽河铁岭段各支流污染物来源调查分析，其各支流主要污染物之一的化学需氧量主要为流域内的农业面源污染负荷，而氨氮主要来自于流域内工业废水排放和居民生活污水排放所致。

4.2 入河污染物贡献率分析

分别对辽河铁岭段主要支流化学需氧量和氨氮对辽河干流污染物通量的贡献率进行分析，结果见表6—7所示。

表6 辽河铁岭段主要支流化学需氧量污染物通量贡献率分析结果

通过辽河铁岭段支流化学需氧量和氨氮污染物通量的贡献率分析结果可知，排入辽河铁岭段的污染物COD，清河和招苏台河贡献率分别为比例占49.6%、16.6%，排入辽河铁岭段的污染物氨氮，清河和招苏台河贡献率分别为比例占59.3%、18.4%，因此，清河和招苏台河2条支流为高污染通量支流。

表7 辽河铁岭段主要支流氨氮污染物通量贡献率分析结果

5 辽河铁岭段水环境保护对策及建议

目前，辽河铁岭段水污染防治工作存在的问题：一是畜禽养殖废弃物污染仍然是制约辽河铁岭段水环境质量改善的重要因素，目前一些养殖户仍存在畜禽粪便露天堆放，缺少防雨防渗设施，养殖废水向河道排放问题。二是农村生产、生活垃圾直排入河影响水质。在农村基层大部分生产、生活垃圾存储不规范，村级保洁队伍不稳定，乡镇收集转运不能坚持常态化，没有形成收集转运体系，虽经整治一时有所改善，但向河道内随意丢弃现象还屡禁不止。三是仍有部分涉水企业污水处理设施擅自闲置、不正常运行，生产废水直排入河，逃避监管违法排污。

针对上述问题，提出以下对策和建议：

(1)重点围绕10个国考断面及各省考断面水质达标、提升这一目标，以农业农村污染问题，尤其是直接影响河流水质的沿河村庄生产生活垃圾、畜禽养殖废弃物、生产生活污水直排问题为重点，开展辽河铁岭段重点河流专项整治行动，切实提高水环境质量。

(2)严格按照《铁岭市水污染防治攻坚行动实施方案(2020—2022年)》确定的十大重点任务，认真组织、狠抓落实，确保完成各项水污染防治目标任务。

(3)加强环境执法，严厉打击违法排污行为，建立完善联防联控机制，推动水环境质量改善，推动水污染防治法全面有效实施。

(4)要科学编制辽河铁岭段重点流域“十四五”环境保护规划，在全面梳理问题的基础上，精心谋划项目，积极争取各方面政策和资金支持。以水生态环境质量为核心，污染减排和生态扩容两手发力，统筹水资源利用、水生态保护和水环境治理，创新机制体制，一河一策精准施治，持续改善水生态环境。

6 结语

(1)十三五”期间，辽河干、支流流水质均明显改善，2020年干流断面优良水质类别比例比2015年上升66.7%，且无劣Ⅴ类水质，14个支流断面中，劣Ⅴ类水质比例相比2015年下降37.3%，I—Ⅲ类断面水质比例相比2015年上升31.8%。

(2)畜禽养殖废弃物污染仍然是制约辽河铁岭段水环境质量改善的重要因素，且仍有部分涉水企业污生产废水直排入河，建议重点加大对清河、招苏台河的污染物排放整治力度。

(3)在后续研究中还应确定辽河铁岭段优先治理的污染物和风险源，全面采取水环境污染调控技术、产业结构优化调控对策等措施，在管理体制下才能具有较好的可操作性。