水库流域污染源调查分析
白娟 郑良勇 任传栋 张琳
摘要：对水库监测资料进行统计确定主要超标因子，对流域内的点源和面源分别进行调查；根据污染状况合理确定污染物排放系数和入河系数，计算出各污染因子排放量，确定主要污染源，制定污染防治对策。本文以江淮流域内中型水库为例，调查分析水库流域内主要污染物来源。
关键词：污染因子；污染负荷；防治对策
中图分类号：X524 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）05-0084-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.050
Abstract：The monitoring data of the reservoir are calculated to determine the main excess factor， the point source and the surface source in the basin are investigated respectively. According to the pollution condition， the pollutant emission coefficient and the river entry coefficient are rationally determined， the emission of each pollution factor is calculated， the main pollution sources are determined， and the Countermeasures of pollution prevention and control are formulated. Taking the medium-sized reservoirs in the Jianghuai River Basin as an example， this paper investigates and analyzes the sources of main pollutants in the reservoir basin.
Keywords：Pollution factors；Pollution load；Prevention and control countermeasures
1 流域概况
水库位于江淮丘陵区长丰县陶楼乡陶西，瓦埠湖支流庄墓河左支，经庄墓河入瓦埠湖，属淮河流域瓦埠湖水系。为淠史杭灌区瓦东干渠上重要的反调节水库之一，集水面积为90.8km2，占庄墓河流域总面积816km2的11.1%，流域平均宽度为5km，主河道长度25.7km，河道坡度为2.24‰，流域形状系数f为0.2，整个流域呈叶脉状，地形南高北低，高程在38～70m之间。水库设计总库容2470万m3，兴利库容1188万m3，死库容50万m3。正常蓄水位46.14m时，水面面积约4.34km2。
项目区现有常住人口1.4万人，覆盖杨庙镇、吴山镇、下塘镇、陶楼镇等4个镇，总面积43.72km2，土地利用结构中农林用地占74%、水域占16%、建设用地占10%。種植结构主要为稻麦、苗木和蔬菜。目前局部村庄正在建设新农村社区，逐步实施美丽乡村，农村生活污水收集及处理设施也在逐步实施过程中。
2 水质现状
根据当地水功能区划，水库主要功能为饮用、灌溉，根据水库2015～2017年环保监测站统计整理的水质监测资料，水库水质以Ⅳ类水为主。水质管理目标为Ⅲ类。依据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），水污染现状评价采取单因子评价方法进行分析评价，评价的主要因子为CODcr、NH3-N、TP，TN。根据评价结果，主要超标因子是TP，CODcr偶尔超标。
3 污染源调查
水库上游范围内主要分布有农业生产区、居民区，无工厂企业分布，区内主要的污染源可分为点源污染以及面源污染。
3.1 点污染源
区域内点源主要有城镇生活污染。城镇生活污染指的是未经污水处理后直接排放至周边河沟的生活污水，以及居民产生的固体垃圾。
3.2 面污染源
面源主要涉及的是农业面源污染和零星散户的畜禽养殖，农业面源污染负荷主要是针对示范片内农田施用的农业化肥，其无法完全被植物吸收，流失部分随径流入河产生的污染；养殖污染负荷主要是生物体和饲料养殖产生的粪便和尿液排放随径流入河产生的污染。
4 污染源预测
4.1 估算模型
4.1.1 污染源排放系数
为了对流域内污染源产生的污染负荷进行定量估算，参照《第一次全国污染源普查手册》，确定污染源排污系数。详见表1。
4.1.2 入河量估算
污染物从产生源头至河道的输移过程由于蒸发、渗漏、沉降、降解等因素衰减，最终进入河流的污染物总量可通过一定的入河系数确定。
区域内点源为城镇生活污水，纯生活污水排放口入河系数为1，雨污混流的排放口或沟渠取值为0.85； 非点源入河系数的选取与流域范围内的地形、降雨量、入河距离、植物的覆盖率以及最终入河或者入库前的水体的分布有关。根据清华大学对淮河流域农业污染以及农村生活污染的研究表明，农业面源、农村生活污染物入河量不到其排放量的十分之一，因此非点源污染物入河系数在10%范围内选取；通过环保部南京环科所对全国畜禽养殖污染物入河的研究，除了尿流失量稍大以外，粪便等入河系数不到9%。
4.2 预测结果
根据调查范围内的统计资料并结合污染源现状，可计算出该范围内的污染物排放情况及污染物入河情况，见表2。
根据计算结果，污染结构权重如下图所示：
从污染结构权重图可以看出，农业面源是主要污染来源，根据调查，农业面源主要来源于农田农药化肥施用、水土流失和暴雨径流。
5 防治对策
5.1 加强宣传力度，提高环保意识
水库是吴山镇和陶楼乡饮用水源地，也是长丰县的城市应急备用水源地，它关乎饮用者饮水安全和身体健康，应加大水质保护宣传力度，搞好农业生态环保，提高当地居民水源地生态保护和水质保护意识，增强防治面源污染的自觉性。
5.2 点源防治对策
水库附近无工业污染源，要严格管控城镇生活污水的排放，附近散排的污染源应进行雨污分流，对排放的污水统一收集处理，新农村社区中生活污水收集及处理设施需尽快完善。
5.3 面源防治对策
5.3.1 控制化肥使用量，增加绿肥和有机肥使用量
农业生产中，推广农业科技发展，建议实行科学施肥技术，建议使用有机肥、沼肥和绿肥，普及农业清洁生产技术，减少化肥流失量，同时改变种植结构，减少化肥滥施对农业生态环境造成的污染。
5.3.2 建设生态家园，加强水土流失治理
对畜禽养殖业进行污染源控制，合理布置畜禽养殖，变散养为集中养殖，对集中养殖区建立生态沟渠或生态坑塘，对污染物进行消减和净化；因地制宜地采取沟道保护、护坡、绿化、整地等防治措施，搞好小流域治理，减少水土流失，建立生态高效农业区。
5.3.3 水库上游设置生态缓冲带
水库上游设计形成 “一环、三区”的总体布局结构。“一环”指生态缓冲环；“三区”指生态核心保护区、生态涵养区、生态参与区。主要建设内容是湿地开挖，种植水生植物及乔灌木等。这样可以对入库水质进行过滤和净化，保护水质。
5.3.4 建设水源地监控体系
在水庫上游生态缓冲带湿地范围内和水库库区内各布设一套水质在线监测系统进行动态监测，根据监测因子达标情况判定净化效果及饮水安全，便于及时采取防治措施。
6 结论和建议
综上所述，根据调查结果，可以明确污染物来源，采取针对有效性措施，同时，根据2018年中央一号文件《关于实施乡村振兴战略的意见》，合理布局乡村振兴战略。坚持人与自然和谐共生，以绿色发展引领乡村振兴。加强农业面源污染防治，开展农业绿色发展行动，生产清洁化、废弃物资源化、产业模式生态化。推进有机肥替代化肥、畜禽粪污处理、农作物秸秆综合利用、病虫害绿色防控。
参考文献
[1]沈丰菊，张克强，李军幸，黄治平，郑向群，唐杰伟.基于模糊积分模型的农村生活污水处理模式综合评价方法[J].农业工程学报，2014，30（15）：272-280.
[2]张晓.中国水污染趋势与治理制度[J].中国软科学，2014，（10）：11-24.
[3]周亮，徐建刚.大尺度流域水污染防治能力综合评估及动力因子分析——以淮河流域为例[J].地理研究，2013，32（10）：1792-1801.
[4]张汪寿，李晓秀，王晓燕，于洋，任万平，李建辉.北运河武清段水污染时空变异特征[J].环境科学学报，2012，32（04）：836-846.
收稿日期：2018-04-09
作者简介：白娟（1976-），女，工程师。
摘要：对水库监测资料进行统计确定主要超标因子，对流域内的点源和面源分别进行调查；根据污染状况合理确定污染物排放系数和入河系数，计算出各污染因子排放量，确定主要污染源，制定污染防治对策。本文以江淮流域内中型水库为例，调查分析水库流域内主要污染物来源。
关键词：污染因子；污染负荷；防治对策
中图分类号：X524 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）05-0084-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.050
Abstract：The monitoring data of the reservoir are calculated to determine the main excess factor， the point source and the surface source in the basin are investigated respectively. According to the pollution condition， the pollutant emission coefficient and the river entry coefficient are rationally determined， the emission of each pollution factor is calculated， the main pollution sources are determined， and the Countermeasures of pollution prevention and control are formulated. Taking the medium-sized reservoirs in the Jianghuai River Basin as an example， this paper investigates and analyzes the sources of main pollutants in the reservoir basin.
Keywords：Pollution factors；Pollution load；Prevention and control countermeasures
1 流域概况
水库位于江淮丘陵区长丰县陶楼乡陶西，瓦埠湖支流庄墓河左支，经庄墓河入瓦埠湖，属淮河流域瓦埠湖水系。为淠史杭灌区瓦东干渠上重要的反调节水库之一，集水面积为90.8km2，占庄墓河流域总面积816km2的11.1%，流域平均宽度为5km，主河道长度25.7km，河道坡度为2.24‰，流域形状系数f为0.2，整个流域呈叶脉状，地形南高北低，高程在38～70m之间。水库设计总库容2470万m3，兴利库容1188万m3，死库容50万m3。正常蓄水位46.14m时，水面面积约4.34km2。
项目区现有常住人口1.4万人，覆盖杨庙镇、吴山镇、下塘镇、陶楼镇等4个镇，总面积43.72km2，土地利用结构中农林用地占74%、水域占16%、建设用地占10%。種植结构主要为稻麦、苗木和蔬菜。目前局部村庄正在建设新农村社区，逐步实施美丽乡村，农村生活污水收集及处理设施也在逐步实施过程中。
2 水质现状
根据当地水功能区划，水库主要功能为饮用、灌溉，根据水库2015～2017年环保监测站统计整理的水质监测资料，水库水质以Ⅳ类水为主。水质管理目标为Ⅲ类。依据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），水污染现状评价采取单因子评价方法进行分析评价，评价的主要因子为CODcr、NH3-N、TP，TN。根据评价结果，主要超标因子是TP，CODcr偶尔超标。
3 污染源调查
水库上游范围内主要分布有农业生产区、居民区，无工厂企业分布，区内主要的污染源可分为点源污染以及面源污染。
3.1 点污染源
区域内点源主要有城镇生活污染。城镇生活污染指的是未经污水处理后直接排放至周边河沟的生活污水，以及居民产生的固体垃圾。
3.2 面污染源
面源主要涉及的是农业面源污染和零星散户的畜禽养殖，农业面源污染负荷主要是针对示范片内农田施用的农业化肥，其无法完全被植物吸收，流失部分随径流入河产生的污染；养殖污染负荷主要是生物体和饲料养殖产生的粪便和尿液排放随径流入河产生的污染。
4 污染源预测
4.1 估算模型
4.1.1 污染源排放系数
为了对流域内污染源产生的污染负荷进行定量估算，参照《第一次全国污染源普查手册》，确定污染源排污系数。详见表1。
4.1.2 入河量估算
污染物从产生源头至河道的输移过程由于蒸发、渗漏、沉降、降解等因素衰减，最终进入河流的污染物总量可通过一定的入河系数确定。
区域内点源为城镇生活污水，纯生活污水排放口入河系数为1，雨污混流的排放口或沟渠取值为0.85； 非点源入河系数的选取与流域范围内的地形、降雨量、入河距离、植物的覆盖率以及最终入河或者入库前的水体的分布有关。根据清华大学对淮河流域农业污染以及农村生活污染的研究表明，农业面源、农村生活污染物入河量不到其排放量的十分之一，因此非点源污染物入河系数在10%范围内选取；通过环保部南京环科所对全国畜禽养殖污染物入河的研究，除了尿流失量稍大以外，粪便等入河系数不到9%。
4.2 预测结果
根据调查范围内的统计资料并结合污染源现状，可计算出该范围内的污染物排放情况及污染物入河情况，见表2。
根据计算结果，污染结构权重如下图所示：
从污染结构权重图可以看出，农业面源是主要污染来源，根据调查，农业面源主要来源于农田农药化肥施用、水土流失和暴雨径流。
5 防治对策
5.1 加强宣传力度，提高环保意识
水库是吴山镇和陶楼乡饮用水源地，也是长丰县的城市应急备用水源地，它关乎饮用者饮水安全和身体健康，应加大水质保护宣传力度，搞好农业生态环保，提高当地居民水源地生态保护和水质保护意识，增强防治面源污染的自觉性。
5.2 点源防治对策
水库附近无工业污染源，要严格管控城镇生活污水的排放，附近散排的污染源应进行雨污分流，对排放的污水统一收集处理，新农村社区中生活污水收集及处理设施需尽快完善。
5.3 面源防治对策
5.3.1 控制化肥使用量，增加绿肥和有机肥使用量
农业生产中，推广农业科技发展，建议实行科学施肥技术，建议使用有机肥、沼肥和绿肥，普及农业清洁生产技术，减少化肥流失量，同时改变种植结构，减少化肥滥施对农业生态环境造成的污染。
5.3.2 建设生态家园，加强水土流失治理
对畜禽养殖业进行污染源控制，合理布置畜禽养殖，变散养为集中养殖，对集中养殖区建立生态沟渠或生态坑塘，对污染物进行消减和净化；因地制宜地采取沟道保护、护坡、绿化、整地等防治措施，搞好小流域治理，减少水土流失，建立生态高效农业区。
5.3.3 水库上游设置生态缓冲带
水库上游设计形成 “一环、三区”的总体布局结构。“一环”指生态缓冲环；“三区”指生态核心保护区、生态涵养区、生态参与区。主要建设内容是湿地开挖，种植水生植物及乔灌木等。这样可以对入库水质进行过滤和净化，保护水质。
5.3.4 建设水源地监控体系
在水庫上游生态缓冲带湿地范围内和水库库区内各布设一套水质在线监测系统进行动态监测，根据监测因子达标情况判定净化效果及饮水安全，便于及时采取防治措施。
6 结论和建议
综上所述，根据调查结果，可以明确污染物来源，采取针对有效性措施，同时，根据2018年中央一号文件《关于实施乡村振兴战略的意见》，合理布局乡村振兴战略。坚持人与自然和谐共生，以绿色发展引领乡村振兴。加强农业面源污染防治，开展农业绿色发展行动，生产清洁化、废弃物资源化、产业模式生态化。推进有机肥替代化肥、畜禽粪污处理、农作物秸秆综合利用、病虫害绿色防控。
参考文献
[1]沈丰菊，张克强，李军幸，黄治平，郑向群，唐杰伟.基于模糊积分模型的农村生活污水处理模式综合评价方法[J].农业工程学报，2014，30（15）：272-280.
[2]张晓.中国水污染趋势与治理制度[J].中国软科学，2014，（10）：11-24.
[3]周亮，徐建刚.大尺度流域水污染防治能力综合评估及动力因子分析——以淮河流域为例[J].地理研究，2013，32（10）：1792-1801.
[4]张汪寿，李晓秀，王晓燕，于洋，任万平，李建辉.北运河武清段水污染时空变异特征[J].环境科学学报，2012，32（04）：836-846.
收稿日期：2018-04-09
作者简介：白娟（1976-），女，工程师。
