太子河水質時間及空間變化趨勢分析

郭 超

(本溪市水利電力勘測設計有限責任公司，遼寧 本溪 117022)

1 流域概況

太子河總體呈東西走向貫穿遼寧省中部，東側渾江，西北與渾河相連，大洋河位于南面，主要流經遼陽、鞍山、本溪等城市，流域內景觀變化劇烈，經濟發展迅速。太子河有南北二源，南北二支于南甸子鎮馬城子村匯流成太子河干流[1-3]。自下游至上游太子河流經牛心臺、偏嶺、小市、泉水等鄉鎮，經白石砬子村入遼陽境內。太子河上游森林茂密，植被覆蓋率較高，海拔一般>500m，河床比較穩定，床面無明顯沖淤，多為卵石粗砂構成。中上游大小支流較多，其中流域面積超過100km2的有清河、小湯河、五道河、小夾河、臥龍河、南沙河、細河、三道河、北沙河等。太子河全長412.9km，總面積13883km2，年徑流量33.3億m3，流域內平原地區和丘陵地區所占比例為22.4%、77.6%。近年來，隨著經濟的快速發展以及各行業用水量的急劇增多，研究區地表水污染、水資源短缺、江河斷流等問題日趨突出。

2 水質變化趨勢分析

以2016-2018年為研究時段，定期監測太子河干流唐馬寨、遼陽市、本溪市、老官砬子4個典型斷面水質，其中唐馬寨、遼陽斷面實行逐月監測，對本溪、老官砬子斷面按每月2次的頻率實行監測。

2.1 水環境質量調查

1)遼河干流老官砬子斷面。該監測斷面位于觀音閣水庫下游，結合2016-2018年水質監測數據，老官砬子斷面水質狀況良好可以達到Ⅱ類水標準，能夠符合水環境質量要求[4]。然而，與其它時段相比豐水期的氨氮、CODCr濃度較高，與Ⅱ類監測目標較為接近。老官砬子斷面監測數據，見圖1。

Ⅰ CODCr濃度

2)遼河干流本溪斷面。該監測斷面位于葠窩水庫以上、老官砬子斷面以上河段，結合2016-2018年水質監測數據，與老官砬子斷面相比本溪斷面的氨氮、CODCr濃度有所提高，但都<1mg/L和20mg/L的標準，該斷面水質狀況良好可以達到Ⅲ類水標準，且距離Ⅳ類水質目標還存在一定距離[5-6]。本溪斷面監測數據，見圖2。

Ⅰ CODCr濃度

3)遼河干流遼陽斷面。該監測斷面位于葠窩水庫以上河段，結合2016-2018年水質監測數據，遼陽斷面的CODCr濃度相對于本溪斷面變化不大，CODCr濃度可以達到Ⅲ類水標準，但相對于本溪斷面其氨氮濃度明顯提升[7]。其中，氨氮濃度較高的時段為1|-4月，甚至可以達到劣Ⅴ類水質，隨著時間的推移該斷面氨氮濃度有所下降，總體上可以達到Ⅳ類水質目標。遼陽斷面監測數據，見圖3。

Ⅰ CODCr濃度

4)遼河干流唐馬寨斷面。該監測斷面位于太子河下游，結合2016-2018年水質監測數據，唐馬寨斷面的CODCr濃度相對于遼陽斷面變化不大，CODCr濃度可達到Ⅲ類水標準，但相對于遼陽斷面其氨氮濃度明顯提升。其中，氨氮濃度超標時段約占全年的60%以上，甚至可以>6mg/L，河流水質相對較差。唐馬寨斷面監測數據，見圖4。

Ⅰ CODCr濃度

綜上分析，CODCr濃度在整個太子河干流段變化不大，而氨氮濃度呈不斷增大的變化趨勢，老官砬子斷面以上至觀音閣水庫以下河段水質較好，基本上達到Ⅱ類水質標準，上游來水水質較好其氨氮濃度<5mg/L。下游水環境質量較差，特別是唐馬寨斷面，其氨氮濃度>2mg/L的的時段占全年的60%以上，水質達到劣Ⅴ類，部分時段水質惡化，氨氮濃度可以達到6mg/L。

表1 典型斷面COD濃度變化趨勢

2.2 時間變化趨勢

總體上，太子河干流2016-2018年COD濃度呈不斷減少的變化趨勢，其中75%的斷面表現出下降趨勢，高度明顯下降的斷面有小姐廟、小河口、唐馬寨、小林子、本溪，呈明顯下降的有遼陽斷面，典型斷面COD濃度變化趨勢，見表1。2016-2018年，太子河干流二焦、本溪、老官砬子斷面的氨氮濃度明顯上升，而小姐廟、小河口、小林子斷面的氨氮濃度明顯下降，典型斷面COD濃度變化趨勢，見表2。

2016-2018年間，太子河干流各典型斷面的氨氮、COD濃度逐月平均變化特征，典型斷面水質逐月變化趨勢，見圖5。從圖5可以看出，總體上年內氨氮、COD濃度表現出先減少后增大的變化趨勢，其豐水期水質優于枯水期，且枯水期多達到濃度峰值；2016-2018年，除二焦斷面枯水期外其它斷面的COD濃度均接近或優于Ⅲ類水標準，即超過Ⅲ類水的只有二焦斷面枯水期；上游本溪、老官砬子斷面水質良好，逐月氨氮平均濃度<Ⅲ類水控制值，而小姐廟、小河口、唐馬寨、下林子等下游斷面枯水期氨氮濃度均>Ⅲ類水控制值。

表2 典型斷面COD濃度變化趨勢

Ⅰ CODCr濃度

2.3 空間變化趨勢

2016-2018年間，太子河干流各典型斷面的氨氮、COD濃度沿程變化特征，沿程水質變化趨勢，見圖6。從圖6可以看出，2016-2018年二焦斷面的COD濃度值達到最高，除2018年二焦斷面外其它斷面的COD濃度均達到Ⅲ類水標準，即COD濃度超出Ⅲ類水控制值的斷面只有二焦斷面，隨沿程變化氨氮弄粗總體表現出不斷上升的趨勢，即上游水質優于下游。本溪和上官砬子等上游斷面水質較好，總體上符合Ⅲ類水標準，氨氮濃度在二焦斷面時明顯上升并達到Ⅲ類水控制值，氨氮濃度在遼陽斷面處又表現出下降趨勢，2016-2018年小姐廟、小河口、唐馬寨、小林子等下游斷面水質超標。

Ⅰ CODCr濃度

2.4 水污染控制措施

為了最大程度的降低流域水污染速度與強度，太子河流域水管部門應采取切實有效的措施加強水污染治理，采取以下4項措施[8-10]：

1)點源污染控制。加大流域內高能耗、高污染企業的產業結構調整，并積極推進技術，改革嚴格控制污染物排放量，對產業效益低、技術落后、資源嚴重浪費的企業勒令停止。此外，通過制定獎懲制度、轉變農業澆灌方式、加強水源地保護、推進農業節水項目建設、加快節水農業發展和保持上游庫區水土等措施，充分發揮區域優勢保護水源。

2)完善水質自動監測系統。一直以來，太子河流域水管部門都比較注重河湖水質監測工作，基本形成了較為完善的監測資料，但仍需進一步改進監測技術與方法。為了嚴格監測污染源與水體，必須利用現代化監測技術從多個角度全面分析水體，并保證監測結果的完整性、科學性，確保流域水管理的針對性、準確性、實時性、有效性。

3)優化產業結構。通過加大投資力度，加快污染嚴重的化工企業產業布局、生產工藝的改進，最大程度的減少污染量；鼓勵耗量較大的水資源企業引入新方法、新技術，以先進的科技手段提升用水效率；根據新農村建設和農業發展要求，因地制宜的種植農業作物，推廣高效的灌溉模式，考慮當地實際情況加快生態農業發展。

4)加強生態保護。通過建設生態環境工程、提倡無污染產業等減少廢棄物和廢水的排放，對流域周邊水源地開展綜合利用與開發保護治理，并采取有效的方法保護沿河水資源環境，切實改善流域水環境。以科學合理的農田管理手段、行之有效的退耕還林草措施，保護區域生態環境，大力推廣生態保護、改善民生的綜合整治工程。

3 結 論

為了緩解太子河流域的水資源形勢、有效控制水體污染以及提高用水效率，使其為經濟發展更好的服務，文章客觀準確的揭示了太子河干流水質時空變化規律，主要結論為：

1)研究表明，氨氮是影響太子河水質的主要因素，水環境治理時應加強對氨氮的治理，其中改善水質的有效措施有增加水量、實行最嚴格水資源管理、控制入河污染物等。

2)為改善太子河干流整體水質可以采取加強生態保護、優化產業結構、完善水質自動監測系統、加強點源污染控制等措施，現階段水質達到Ⅱ類標準的有本溪站斷面，枯水期唐馬寨斷面的污染物濃度上升趨勢并不明顯，對此應加強水質監測。