渦河水質演變及原因分析

吳　昊，　韓　峰，　曾丹菲，　孫　鵬，　黃子謙

(合肥工業大學 土木與水利工程學院，安徽 合肥　230009)

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渦河水質演變及原因分析

吳昊，韓峰，曾丹菲，孫鵬，黃子謙

(合肥工業大學 土木與水利工程學院，安徽 合肥230009)

摘要：文章運用水質綜合污染指數表征水污染狀況，分析渦河近10年的水質演變規律和渦河干流水環境因子的時空變化特征，調研分析影響渦河水質變化的主要因素，最后提出改善渦河水環境的措施。

關鍵詞：水質；綜合污染指數；渦河

1渦河概況

渦河是淮河中游左岸一條支流,淮河第二大支流,淮北平原區主要河道,長為423 km,流域面積為1.59萬 km2,歷史上屢受黃河決口泛濫之害。20世紀50年代將鄰近排水困難的西淝河、茨河、北淝河等上游部分積水,改道排入渦河。60年代后,為發展灌溉,干支流普遍建閘蓄水。

隨著總投資為13.04億元的渦河近期治理工程的全面展開,安徽省以及亳州市正努力把沿渦河兩岸建成經濟密集帶、城鎮密集帶、文化旅游帶和生態建設示范帶[1]。

渦河是跨豫、皖兩省的河流,流域面積為1.59萬km2,河道全長為423 km。渦河歷史上受黃泛至深,河床沖深刷寬,漫灘后流速遞減,泥沙沉積,年復一年,兩岸逐漸淤積而形成約為2 km寬的自然堤,河岸地形受自然堤控制,堤后地面有一段較長距離形成了倒比降,造成一種“水不逾渦”的假象。

2渦河水環境質量現狀及影響

渦河歷經黃泛侵襲,上中游河床被沖刷淘深拓寬,下游受淮水頂托而受淤積。

20世紀60年代,上游河南省引黃灌溉以來,渦河遭受嚴重淤積,據《渦河流域規劃報告》分析,1973年實測河道斷面比1953年實測斷面縮小很多,總淤積量達3 300萬m3。1981年實測河道斷面比1953年實測斷面,顯示淤積更加嚴重,累計淤積總量達到7 500萬m3,亳州水文站渦河基本斷面的面積已減少70%[2]。

(1) 渦河水質污染狀況。近年來,由于渦河上游水質污染加重,入境水質不佳,加之渦河沿岸城鎮生活污水未經處理直接排入渦河,造成地表水和地下污染程度在逐年加劇。隨著工農業生產的快速發展,沿河市縣大量工業廢水和城鎮污水未經處理而直接排入河中,加上沿河各級控制閘長期關閉,河水徑流量逐年減少,水體自凈能力差致使渦河水體嚴重污染[3]。

(2) 降水與徑流。經對渦河流域1952～2006年55年的降水量資料計算分析[4],渦河流域多年平均年降水量為748.6 mm,受大氣環流季節性變化影響,區域年降水量的各月分配很不均衡。據統計,多年平均6～9月4個月降水量為480.6 mm,占年降水量的64.2%。枯水期的12月和次年1～2月份降水量較少,尤其12月份降水量更少,多年平均僅為14.7 mm。根據渦河玄武水文站1980～2006年27年的實測徑流量系列資料分析,玄武站多年平均實測徑流量為1 530億m2。發生頻率P為10%的年徑流量為4.117億m2,P為75%的年徑流量為0.335億m2。

1月27日水質監測數據顯示,亳州市安溜測流斷面至大寺閘上,水質類別為劣五類水,水質很差。渦陽閘上至蒙城閘上水質類別為三類水[5],水質較好,結果如圖1所示。

表1　渦河各河段蓄水統計表

時間

圖1亳州市安溜測流斷面主要污染物變化趨勢

2.1水質演變規律分析

采用文獻[6]中四類水水質標準評價,以逐年綜合污染指數的變化趨勢說明渦河水質演變情況。水質綜合污染指數的計算公式為

(1)

(2)

其中,P為綜合污染指數;n為參與評價的水質指標數或河流斷面數;Pij為單項水質參數i在j點的污染指數;Cij為某水質指標的實測平均濃度值;C0j為某水質指標的評價標準值。

2.2水質演變規律

如圖2所示,近10年來水質變化主要分為2個階段。第1階段(2000～ 2001年)為水質改善階段,P值變化曲線呈下降趨勢,變幅較小,水質狀況總體較好;第2階段(2001～ 2003年)為水質惡化階段,P值比第1階段呈上升態勢,曲線變化幅度大;第3階段(2003～ 2008年)為水質逐漸改善階段,P值總體呈下降趨勢,水質呈輕度污染。

圖2　2000～2008年渦河水質綜合污染指數變化趨勢

2.3渦河干流水環境因子的時空變化特征

依據淮河干流的污染特點,自上游向下游選擇亳州鄭、亳州鐵、渦陽、蒙城4個斷面。2008年按照每月一次的頻率監測采樣,依據渦河水質特征和主要污染因子,選取水質監測參數為pH值、溶解氧(DO)、高錳酸鹽指數及氨氮(NH3-N)4個指標,如圖3所示。

綜上所述,在精神科護理工作中開展風險管理,可顯著提高護理質量及患者滿意度,有效減少護理安全不良事件的發生。

圖3　渦河水質4個指標變化特征

結果顯示,渦河干流各采樣斷面pH變化幅度較小,在7.3～8.5之間,時空變化不顯著[7]。DO的時空變化比較復雜,變化的規律性不明顯,因為DO受水污染、水溫、河流動力作用等多種因素的影響,其變化的隨機性很強。

所監測的各種污染參數中,氨氮和高錳酸鹽指數具有明顯的季節變化特征,表現為春季最高,秋季最低,由春季向秋季逐漸降低,然后又呈逐漸升高的“V”字型變化規律,且在各采樣斷面各種污染參數變化特征具有顯著的一致性。以亳州采樣斷面為例,將各污染參數與月降水量作相關分析,各污染參數值與亳州站實測的月降水量之間呈不顯著的負相關性,表明各污染參數時間變化規律不僅受渦河流域水文特征控制,同時受水資源利用管理方式的顯著影響。

渦河流域水文特征是平、枯水季流域內各閘壩攔閘蓄水,同時也將區域內工業、農業和城鎮生活產生的污染物質蓄積,水質不斷惡化。汛期來臨時,各閘壩相繼拉閘放水,蓄積已久的污染物得到排放、運移、稀釋、擴散和降解,河流水質得到凈化,因此,渦河干流水量變化不能完全反映其自然過程,同時也使排污導致河流水體中污染物含量升降變化不能與河流枯、洪水季節水量同步變化,而具有滯后性的特點。尤其在汛期初期,由于拉閘排水,污染物迅速進入干流,干流水體不降反而有可能迅速升高,水質嚴重惡化而導致污染事故發生。

2.4影響水質變化因素分析

渦河水污染主要是由工業污染、農業污染、居民生活污染等形成,其中工業污染為主要污染源[8-9],同時,上游來水量變化對水質有一定的影響。

(1) 上游來水造成的污染。多年來,大寺閘以上來水基本處于劣V類水,上游常年下泄的污染水是造成渦河水污染的主要原因。上游河南境內沿渦河有大量的小化工、制革、造紙及釀酒企業,據統計,每年上游有7 500萬t污水進入渦河河道,造成河水污染。

(2) 當地工農業和生活污水造成的污染。隨著亳州市釀酒及制藥等加工業的規模不斷擴大,污水排放量不斷增加。據阜陽水文局實地檢測,2005年亳州市境內縣級以上入河排污口工業廢水和生活污水排放總量為4 905萬t,其中生活污水約占50%。

(3) 污水處理廠的利用率較低。由于污水管網不配套,現日處理的污水僅為3萬t/d和2萬t/d,年均污水處理量不足設計能力的1/2,部分污水不經處理直接排入河道。

(4) 渦陽河床嚴重淤積。由于上游引黃灌溉造成渦河河道淤積嚴重,過流能力下降,有效庫容減小,水體自我置換能力較弱,也是污染成因之一。

3改善水質建議

(1) 改善上游水質。有關地方政府應進行協商,或由共同上級人民政府協商處理抓好污染治理工作,切實體現“誰污染、誰治理”的原則。

(2) 在沿渦河城市建設污水處理廠。在加強對排污單位排污總量控制的基礎上完善治污工藝,改進治污設施,加大城市基礎設施建設,特別是污水管網及污水處理廠的建設。

(3) 加大農業污染治理力度。調整農業產業結構,發展無公害、綠色生態農業;推行科學種田,推廣使用高效低毒農藥,切實有效地控制農用化學物質污染。

(4) 大力宣傳節約用水,推廣節水新技術[10]。

(5) 加大水利工程建設,使渦河得到有效疏浚,提高自凈能力[11-12]。

〔參考文獻〕

[1]王春夏.渦河近期治理工程投入近13億元[J].中國水利,2005(2)：66.

[2]李萬蓮，由文輝，鄭梅.淮河蚌埠段水質演變及原因[J].水資源保護，2007(4)：30-32.

[3]周玲.淺析安徽省渦河流域水污染現狀及防治對策[J]水文水資源，2008(6)：16-17.

[4]佘敦先,夏軍,張永勇,等.近50年來淮河流域極端降水的時空變化及統計特征[J].地理學報,2011,66(9):1200-1210.

[5]侯俊,王超,吉棟梁.我國飲用水水源水質標準的現狀及建議[J].中國給水排水,2007,23(20):103-106.

[6]GB 3838-2002，地表水環境質量標準[S].

[7]王景深.渦河流域水文特征分析[J].治淮,2007(7):21-22.

[8]王輝.渦河亳州境內水污染狀況分析[J].安徽教育學院學報，2007,25(3):102-106.

[9]馬洪康.渦河治理工程的綜合效益評價[D].蕪湖：安徽師范大學,2007.

[10]吳海燕, 范清華,蘭策介,等.農業生產、小城鎮和城市廢水對西苕溪水質和底棲動物群落的影響[J].應用與環境生物學報2009,15(3):343-346.

[11]李彩宜.渦河亳州市境內水污染成因及防治對策[J].江蘇環境科技，2004(S1):17.

[12]馮夏清,章光新.濕地生態需水研究進展[J]. 生態學雜志,2008,27(12):2228-2234.

收稿日期：2016-01-08；修改日期：2016-01-12

作者簡介：吳昊(1989-)，男，貴州畢節人，合肥工業大學碩士生．

中圖分類號：X522

文獻標識碼：A

文章編號：1673-5781(2016)01-0013-03