水源地水質監測成果的污染溯源分析及運行維護管理

盧欣正

(廣東省水文局茂名水文分局，廣東 茂名 525000)

0 引 言

飲用水水源安全關系廣大人民群眾的根本利益和民生福祉，合理布局飲用水水源，加強飲用水水源管護和治理，提高飲用水水源供水保障水平，強化飲用水水源監管工作，加強飲用水水源應急管理，建立水資源剛性約束制度，嚴格用水總量控制，是完善水資源配置格局、提高水資源利用效率、增強水資源安全保障能力的行動指南。加強水質動態監測是引水安全的重要保證[1-2]。

文章擬對茂名4個國家國家級重要飲用水水源地監測成果進行分析評價，分析其污染污染成因，探究保護水源地的運行管理機制，保證水源地能夠長期安全健康供給。

1 水源地監測站分布

水質自動監測站是擁有固定場所，通過一臺或多臺分析設備，對水質的各項參數進行連續、在線和實時檢測，并對數據進行上傳、保存和對其變化趨勢作出判斷。它具有結構緊湊、操作方便、自動化程度高、測量精度高的優點，在環境保護工作中起著重要的作用。

文章研究茂名重要水文監測站有4個，分別為塘崗嶺水廠自動監測站、林頭水廠自動監測站、名湖水庫自動監測站、高州水庫自動監測站。

1.1 塘崗嶺水廠監測站

塘崗嶺水廠水質自動監測站為河道型自動監測站，位于茂名市化州鑒江塘崗嶺水廠內，屬于廣東省水資源監控能力建設項目水源地、水功能區水質在線監測系統建設二期項目。

1.2 林頭水廠監測站

林頭水廠水質自動監測站為河道型自動監測站，位于茂名市電白區林頭水廠內，屬于廣東省水資源監控能力建設項目水源地、水功能區水質在線監測系統建設二期項目。

1.3 名湖水庫監測站

名湖水庫水質自動監測站為湖庫型自動監測站，位于茂名市名湖水庫內，屬于廣東省水資源監控能力建設項目水源地、水功能區水質在線監測系統建設二期項目。

1.4 高州水庫監測站

高州水庫水質自動監測站為湖庫型自動監測站，位于茂名市高州市高州水庫內，屬于廣東省水資源監控能力建設項目水源地、水功能區水質在線監測系統建設二期項目。

2 水質監測成果

2.1 數據統計和處理原則

對于異常數據和極值數據進行篩選應注意以下原則: ①水溫、pH、溶解氧、濁度、電導率、氨氮、高錳酸鹽指數、總磷、總氮等項目為 0 的數據； ②同一時刻、同一批水樣，氨氮>總氮的不合理數據；③剔除監測儀器的測量極值；④由于設備故障而長期不波動的數據；(塘崗嶺水廠水質自動監測站1-6月停運，停運期間數據不納入統計范圍)；⑤測量周期中出現的不合理數據；⑥葉綠素、藍綠藻數據不納入統計分析。

對于極值處理上應：①pH不在 6-9 范 圍內的數據和及其出現時間；②溶解氧最大和最小的數據及其出現時間；③氨氮、高錳酸鹽指數、總磷、總氮最大數據及其出現時。

同時應當注意超標因子的篩選，當出現pH >6或<9；溶解氧<5mg/L；高錳酸鹽指數> 6mg/L；氨氮>1.0mg/L；總磷(湖、庫>0.05mg/L)>0.2mg/L；總氮>1.0mg/L；水溫、電導率、濁度、葉綠素、藍綠藻等項目不參與統計。超標數據量占有效數據總數超過10%即視為超標因子。異常數據統計如表1所示：

高州水庫監測站和名湖水庫監測站的總氮數據都存在異常情況，異常超標率分別為0.54%和1.46%，經過與常規監測數據進行比較，是由于儀器波動引起。

2.2 水質評價

按照數據清洗原則進行數據清理后，茂名市4個水質自動站獲取有效水質數據。依據《地面水環境質量標準》GB3838-2002 對所有數據組的pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數、氨氮、總氮、總磷等 6個指標進行單因子評價，對4個自動監測站經數據清洗后進行單獨評價，結果如下：

1)塘崗嶺水廠水質自動監測站。2021 年塘崗嶺水廠水質良好，全年水質類別均達到Ⅲ類及以上，Ⅲ類比率占7%，II 類比率達到63%。Ⅰ類比率占30% 。

2)林頭水廠水質自動監測站。2021年林頭水廠水質良好，全年水質類別均達到III類及以上，Ⅲ類比率占13%，II 類比率達到79%。Ⅰ類比率占8%。

3)名湖水庫水質自動監測站。2021年名湖水庫水質良好，全年水質類別達到Ⅲ類及以上的比率達到98%，Ⅳ類比率占2%，Ⅲ類比率達到64%，II類比率占34%，Ⅰ類的比率為0。

4)高州水庫水質自動監測站。2021年名湖水庫水質良好，全年水質類別達到Ⅲ類及以上的比率達到99%，Ⅳ類比率占1%，Ⅲ類比率達到82%，II類比率占17%。Ⅰ類的比率為0。

表1 異常超標數據統計表

2.3 監測成果

2021年對4個測站共開展實驗室監測12次，自動監測站點與實驗室監測站點對應情況為：塘崗嶺水廠-博青，林頭水廠-共青河1號水源地，名湖水庫-名湖水庫出口，高州水庫-石骨水庫供水口。與4個測站對應水質斷面的評價結果顯示如表2所示，4個自動監測站對應水質斷面實驗室的檢測結果(水溫、pH、電導率、濁度、溶解氧、氨氮、高錳酸鹽指數、總磷、總氮)全部達到或優于Ⅲ類標準，無超標項目。

采用有效數據的全年平均值，將實驗室水質監測分析結果與自動水質站結果比較，水質狀態與趨勢基本一致。評價結果詳見表3。

表2 2021年茂名分中心實驗室水源地監測數據評價表

表3 2021年國家重要水源地水質自動監測站數據年度水質評價表

3 污染溯源調查分析

3.1 農村生活污水污染調查與分析

庫區內有4個自然村，人口共計有809人。其生活污水均排到水庫庫區內。據了解庫區內部分自然村的基礎建設已經提升改造，村里設置集中的排污管道，對污水進行處理，生活污水都是集中處理后排放。

庫區內農村人均用水量根據現場調查，農村人均用水量約為80L/p·d，污水排放系數取0.8，水庫區農村生活污水污染物參考國家環保部確定的太湖流域污染源調查數據，以實際用水數值按比例計算每人每天污染物排放量，庫區現狀農村生活污水污染物排放量歷史調查結果可知[6]，庫區生活污水排放量0.34萬t/a，CODcr排放量為132t/a，總氮污染負荷為0.48t/a，總磷污染負荷為0.10t/a，氨氮污染負荷為0.34t/a。

3.2 禽畜養殖污染調查與分析

由于部分庫區周圍存在少量農戶無成規模化養殖，養殖家禽主要品種為鴨和雞，牲畜主要品種為豬和牛。經了解部分庫區內發現散養雞數量約為40只，鴨為50只，豬36頭，牛18頭。這些禽畜排放的糞尿及其污染物，如未完全集中處理，僅進行簡易利用和處理，經過富集流動和雨水沖刷，會對水庫的水環境會造成少量污染。查《畜禽養殖的排污系數》資料可知，鴨的飼養周期為210d，雞飼養周期約為200d，豬飼養周期約為200d，牛的飼養周期約為365d。這些禽畜養殖污染物排放系數可見表4。利用禽畜養殖數和污染物排放系數，按照以下公式計算農村禽畜養殖污染物排放量：不同畜禽年糞尿排放量(t/a)=個體日產糞尿量(kg/d頭)×飼養期(d)×不同畜禽規模化養殖數(頭、只)×10-3。根據計算，庫區內畜禽養殖污染物排放量的計算結果見表5。

表4 畜禽糞尿排泄系數

表5 農村分散禽畜養殖污染物排放量

續表5 農村分散禽畜養殖污染物排放量

3.3 污染溯源分析

在入庫污染負荷中，CODcr主要來農業面源污染，其次來自農村養殖；總氮主要來自庫區林地、水田的面源污染；總磷、氨氮除主要來自庫區面源污染外，農村養殖也是一個重要來源。

高州水庫名湖水庫為水庫水源地。名湖水庫是通過高州水庫東干渠從高州水庫引水，沿途污染較少。兩個水庫污染源主要是高州水庫庫區上游的生活、農業污染，特別是高州水庫上游的居住人口有30多萬人，雖然在重要城鎮建設了小型污水處理廠，但仍有不少生活污水難以收集，直接排入入庫河流。

塘崗嶺水廠、林頭水廠為河流水源地，污染源主要為上游的生活、農業及養殖污染。鑒江塘崗嶺水廠上游流經信宜、高州、化州。共青河林頭水廠從袂花江引水，上游流經羅坑、霞洞、林頭、觀珠等城鎮。茂名市生活污水收集率不搞，較多生活污水未經收集直排入河。

4 水資源保護規劃措施

4.1 加強水源地保護保護監督監測

加強水源保護管理能力建設，盡快完成水庫水源保護區劃分。加強水源地保護監督管理是保護水庫水質，預防各類水污染事件發生的重要措施。日常監管工作主要包括：實行庫區巡查，加強對庫區排污、開發建設工程等各類影響水質行為的監管。

加強水質監測制度，建立供水水庫水質監測和發布制度。水質監測制度包括連續監測和應急監測制度，按國家有關標準和操作規程設定監測位置、監測指標、監測頻次，以及取樣、檢測和化驗程序等，建立應對突發水污染事故的水質應急監測制度和處置方案、措施，水行政主管部門負責實施監督。同時定期發布水庫水源水質情況。

4.2 加強庫區產業結構調整

大力開展農業產業結構調整，鼓勵庫區發展生態農業模式和生態農業技術。結合推行有機食品、綠色食品、無公害食品標準將一方面有利于減少污染，另一方面有利于提高食品質量。由種植業、糧食型為主逐步轉向效益型農業，加大對農戶的生態補償水平。發展生態農業的過程中加快實施種植業化肥、農藥“減量增效控污”工程，通過調整種植結構、推廣科學用肥和使用有機復合肥料等措施減少化肥施用量。

4.3 核定水庫庫容關系曲線

重新測定水庫庫容關系曲線，保障突發水污染事故調水，由于各水庫完工時間較長，庫區經過幾十年的變化發展，可能有淤積和部分地區塌方，這樣直接影響原制定的庫容曲線的準確性。為此，重新測定一條比較準確的水位～庫容曲線來分析水庫的蓄水變化有利于對水庫的管理，同時有助于發生突發水污染事故，或者藍藻水華爆發時采取有效措施對突發水污染事故進行治理。

庫容關系曲線率定的方法包括庫區地形測量和庫容計算兩個方面的工作。庫區地形測量主要是對庫區內的平面控制、高程控制和地形測量；庫容計算是采用棱柱體公式，計算出準確的庫容。

5 結 論

對茂名供水水庫的水源保護，應重在日常采取有效的預防措施，嚴防其水質惡化和來水量枯竭， 加強對分中心人員及運維人員培訓，提升人員數據分析能力及設備維護水平。強化水質自動監測站監督管理，分中心組織人員定期對自動站進行巡查。提高水質自動監測站維護頻率，確保儀器設備穩定運行，數據傳輸完整、準確。發現異常數據經分析確認后可及時反饋到相關管理部門，提高水污染防治預警能力。取水點設置要避開水庫出口、死水區、回水區，盡量選擇水流較為順直、水流穩定、水面寬闊處。結合水文部門的新技術、新方法、新思路，共同為水源地達標建設出謀劃策。