樂山市岷江沙咀斷面水環(huán)境形勢(shì)研究

＊蔡春霞 曹競(jìng)心 張兵 侯茜 王忠臣

（1.北京國(guó)寰環(huán)境技術(shù)有限責(zé)任公司 北京 100012 2.四川省樂山生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 四川 614000）

長(zhǎng)江是中華民族的母親河，是我國(guó)重要的生態(tài)安全屏障，也是中華民族發(fā)展的重要支撐。黨的十八大以來，推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展已上升為國(guó)家戰(zhàn)略，“當(dāng)前和今后相當(dāng)長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期，要把修復(fù)長(zhǎng)江生態(tài)環(huán)境擺在壓倒性位置，共抓大保護(hù)，不搞大開發(fā)。”是新時(shí)代推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展的根本遵循[1]。樂山市是長(zhǎng)江上游重要的生態(tài)屏障和水源涵養(yǎng)地，岷江是長(zhǎng)江水量最豐富的支流，對(duì)岷江水環(huán)境開展保護(hù)具有重要意義[2]。本研究通過分析岷江沙咀斷面水環(huán)境質(zhì)量與水資源情況，判斷岷江沙咀斷面水環(huán)境形勢(shì)，提出水質(zhì)改善行動(dòng)計(jì)劃，為岷江流域水環(huán)境改善提供理論支撐。

1.研究區(qū)概況

(1)地區(qū)概況

樂山市位于四川省中南部，四川盆地的西南部，地理坐標(biāo)位于北緯28°24′57"～29°56′14"，東經(jīng)102°55′08"～104°14′52"之間，北與眉山市丹棱縣、東坡區(qū)、青神縣交界；南與涼山州美姑縣、宜賓市屏山縣為鄰；西與涼山州甘洛縣、雅安市漢源縣、眉山市洪雅縣相連；東與眉山市仁壽縣、自貢市榮縣、宜賓市宜賓縣接壤，地處岷江、青衣江、大渡河三江匯合處，南北長(zhǎng)162.0km，東西寬145.0km，總面積達(dá)12827km2。

(2)地形地貌

樂山地處四川盆地向西南山地過渡地帶，總體趨勢(shì)為西南高、東北低，高低懸殊較大。最高處為峨邊彝族自治縣馬鞍山主峰，海拔4288m；最低處是犍為縣新民鎮(zhèn)馬廠壩岷江出口，海拔307m，最高處與最低處相對(duì)高差3981m，平均海拔500m，地貌有山地、丘陵、平原三種類型，分別占66.5%、21%、12.5%，呈“七山二丘一平”地貌特征。

(3)氣候氣象

樂山市總體上屬中亞熱帶氣候帶，具有四季分明的特點(diǎn)，且雨量豐沛、水熱同季、無霜期長(zhǎng)。年平均氣溫在16.5～18.0℃之間，年平均無霜期長(zhǎng)達(dá)300天以上，年平均霜日為4.2～9.4天，年平均降雪日數(shù)僅1.0～2.7天。

(4)河流水系

樂山市境內(nèi)水系發(fā)達(dá)，河流縱橫，境內(nèi)河流均屬長(zhǎng)江流域，又分屬岷江水系、沱江水系和金沙江水系。岷江在樂山市境內(nèi)流域面積為7204km2，干流河段長(zhǎng)118km，河道平均比降0.63‰。

(5)斷面概況

岷江是長(zhǎng)江一級(jí)支流，也是水量最大的支流，在樂山市境內(nèi)流域面積約為7204km2，干流河段長(zhǎng)118km，是樂山市最重要的水系之一。岷江干流自眉山市入境樂山市，再出境至宜賓市，干流水質(zhì)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)十分重要[3]。岷江沙咀斷面位于樂山市五通橋區(qū)下游約5km處，經(jīng)度103°51′33"E，緯度29°15′29"N，水質(zhì)目標(biāo)為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）中III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，然而存在由于氨氮超標(biāo)降為IV類水的偶然現(xiàn)象。因此，本研究認(rèn)為岷江沙咀斷面為達(dá)標(biāo)不穩(wěn)定斷面，研究其水環(huán)境形勢(shì)有利于岷江樂山段水環(huán)境質(zhì)量改善。

2.研究方法

本研究通過分析岷江沙咀斷面2017年1月—2021年12月五年的斷面水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及五通橋水文站的水位、流量數(shù)據(jù)開展歷史水質(zhì)回顧性分析，然后將2022年水質(zhì)與之進(jìn)行對(duì)比分析，從而判斷岷江沙咀斷面水環(huán)境形勢(shì)。由于岷江沙咀斷面歷史超標(biāo)污染物指標(biāo)主要為氨氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)，因此重點(diǎn)對(duì)此三項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行研究。五通橋水文站地處于樂山市五通橋區(qū)橋溝鎮(zhèn)老龍壩村，位于岷江沙咀斷面上游約11km處，是岷江沙咀斷面上游距離最近的水文站，因此本研究選取五通橋水文站流量數(shù)據(jù)作為參考。斷面水質(zhì)數(shù)據(jù)及五通橋水文站數(shù)據(jù)均由四川省樂山環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站收集。季度水質(zhì)數(shù)據(jù)為當(dāng)季度各月水質(zhì)數(shù)據(jù)算數(shù)平均值。

3.岷江沙咀斷面水環(huán)境形勢(shì)分析

(1)水環(huán)境質(zhì)量

岷江沙咀斷面2017年1月—2021年12月水質(zhì)類型分布情況見圖1，主要水質(zhì)指標(biāo)氨氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)具體月度變化情況見圖2。在該時(shí)期的60個(gè)月中，2020年12月岷江沙咀斷面水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，僅達(dá)到IV類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)因子為氨氮，濃度為1.18mg/L，其余月份斷面水質(zhì)均可達(dá)標(biāo)。

圖1 岷江沙咀斷面2017—2021年水質(zhì)類型分布

圖2 岷江沙咀斷面2017—2021年氨氮濃度、總磷濃度和高錳酸鹽指數(shù)變化情況

2017—2021年這五年中，分季度來看，岷江沙咀斷面氨氮濃度第一季度最高（0.62mg/L），第三季度最低（0.30mg/L）。總磷濃度第二季度最高（0.15mg/L），第四季度最低（0.12mg/L）。高錳酸鹽指數(shù)第三季度最高（2.20mg/L），第四季度最低（1.69mg/L）。分季節(jié)來看，斷面全年總磷濃度較為穩(wěn)定，始終維持在0.2mg/L以下，滿足III類水質(zhì)要求。氨氮濃度與高錳酸鹽指數(shù)受季節(jié)變化影響較大，春夏季時(shí)高錳酸鹽指數(shù)顯著升高，2021年7月是高錳酸鹽指數(shù)的峰值為2.9mg/L；同一時(shí)期，氨氮濃度顯著降低。冬季時(shí)氨氮濃度顯著升高，2021年2月達(dá)到峰值為0.98mg/L。分水期來看，斷面豐水期（5月—10月）氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)平均濃度分別為0.37mg/L、0.13mg/L和2.11mg/L；平、枯水期（11月—4月）分別為0.55mg/L、0.12mg/L和1.82mg/L。平、枯水期氨氮濃度高出豐水期49.73%；豐水期總磷濃度、高錳酸鹽指數(shù)均高于平、枯水期，分別高出3.55%和15.80%。可以看出，不同水期水流量大小不同對(duì)氨氮的影響較大，對(duì)總磷和高錳酸鹽指數(shù)的影響較小。

2022年，除1月由于氨氮超標(biāo)僅為IV類水以外，其余月份均達(dá)標(biāo)，尤其是7—10月可達(dá)到II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，見圖3。總體上氨氮和總磷濃度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，高錳酸鹽指數(shù)的變化不大。尤其是在2022年1月—2022年7月間，氨氮濃度逐月降低，一度達(dá)到I類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，此后雖有回升，但幅度較小，基本上在II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)附近，未達(dá)到IV類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。總磷濃度呈現(xiàn)相似的變化趨勢(shì)。2022年3月—2022年9月間，總磷濃度逐月降低，此后小幅回升，均滿足II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。高錳酸鹽指數(shù)則一直較優(yōu)，除2023年1月，高錳酸鹽指數(shù)為2.1mg/L，滿足II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求外，其余月份均可達(dá)到I類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。參照《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)辦法（試行）（環(huán)辦〔2011〕22號(hào)）》中斷面主要污染指標(biāo)的確定方法，岷江沙咀斷面2022年第一季度首要污染物為氨氮，第二、三、四季度首要污染物均為總磷。

圖3 岷江沙咀斷面2022年水質(zhì)和流量變化情況

將岷江沙咀斷面溶解氧（DO）、氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，可以得到2022年季度水質(zhì)數(shù)據(jù)的改善情況，具體結(jié)果見表1。

可以看出，2022年第一季度氨氮和總磷濃度較高，為2017年以來的最高水平；第二、三和四季度，氨氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)均較低，為2020年以來的最低水平。除2022年第二季度外，其余季度溶解氧濃度比2021年略有降低，排除污染物升高導(dǎo)致溶解氧降低的因素以外，這可能是由于2022年水溫普遍較高的原因。因此，截至2022年第四季度，岷江沙咀斷面氨氮和總磷濃度均得到了有效的降低。高錳酸鹽指數(shù)略有反彈，不過基于高錳酸鹽指數(shù)一直較優(yōu)且變化幅度較小、基本可達(dá)I類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的情況，可以評(píng)價(jià)得出，作為達(dá)標(biāo)不穩(wěn)定斷面，岷江沙咀斷面的水污染物在近年來得到了有效的控制。

(2)水資源情況

2017—2021年這五年間，五通橋水文站流量最大值為7710m3/s，最小值為620m3/s，平均值為2495.71m3/s。將各污染物指標(biāo)的變化趨勢(shì)和流量的變化趨勢(shì)對(duì)比來看，高錳酸鹽指數(shù)和流量的變化趨勢(shì)基本一致，流量較大的月份高錳酸鹽指數(shù)一般較高，流量較小的月份高錳酸鹽指數(shù)一般較低，這反映出高錳酸鹽的升高主要與面源污染有關(guān)，豐水期較多的降水將流域有機(jī)污染物帶入岷江，導(dǎo)致岷江沙咀斷面高錳酸鹽指數(shù)升高。另外，由于豐水期溫度較高，水中微生物生長(zhǎng)繁殖活動(dòng)增強(qiáng)，也促進(jìn)了高錳酸鹽濃度的升高。而氨氮、總磷濃度則與流量呈相反的變化趨勢(shì)，即流量較小的月份氨氮與總磷濃度普遍較高，流量較大的月份氨氮與總磷濃度反而較低，這反應(yīng)出岷江流域特別是岷江沙咀斷面以上河段生態(tài)流量保障的問題。由于豐水期河流水量大，換水周期縮短，水體自凈能力提升，同時(shí)也有利于污染物的稀釋，氨氮與總磷濃度較低；而枯水期流量小，水體的自凈能力減弱，氨氮與總磷濃度較高。另外，結(jié)合實(shí)地調(diào)研結(jié)果，五通橋區(qū)沿岷江布局有鹽磷化工循環(huán)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，其中幾家農(nóng)藥企業(yè)排放的廢水中氨氮與總磷對(duì)岷江沙咀斷面污染物的貢獻(xiàn)較大，同時(shí)五通橋區(qū)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)數(shù)量較多，養(yǎng)殖廢水造成的氮磷農(nóng)業(yè)面源污染也是重要的污染因素之一。

2022年，五通橋水文站流量最大值為3497.49m3/s，最小值為1102.33m3/s，平均值為1951.25m3/s。氨氮、總磷和流量變化趨勢(shì)的關(guān)系仍然與2017—2021年一致，高錳酸鹽指數(shù)在這一年中變化幅度很小，因此與流量的關(guān)系不明顯。

(3)水環(huán)境問題

根據(jù)實(shí)地調(diào)研，結(jié)合上述分析結(jié)果，岷江流域主要存在以下水環(huán)境問題：

①流域生態(tài)用水保證率不穩(wěn)定，引發(fā)水質(zhì)波動(dòng)

岷江支流大渡河、青衣江流域存在生態(tài)用水保證率不穩(wěn)定的問題，因電站運(yùn)行調(diào)度等人工影響導(dǎo)致日內(nèi)水位變化幅度大，盡管實(shí)現(xiàn)了日流量達(dá)標(biāo)，但在枯水期因日內(nèi)變化幅度問題導(dǎo)致對(duì)下游河段納污能力影響較大，導(dǎo)致水質(zhì)出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象。

②水量時(shí)空分布不均勻，影響水環(huán)境容量

岷江流域存在水資源時(shí)空分布不均、年際變化較大等問題。由于流域水資源承載能力不足，資源性缺水嚴(yán)重，流域內(nèi)降水年內(nèi)分配極為不均，導(dǎo)致茫溪河、泥溪河等部分小流域出現(xiàn)連續(xù)枯水現(xiàn)象，水環(huán)境容量極其有限，無法滿足納污等生態(tài)用水需求。

③工業(yè)企業(yè)布局性問題突出，加劇氮磷污染

岷江沙咀斷面位于樂山市五通橋區(qū)下游，五通橋區(qū)鹽磷化工循環(huán)產(chǎn)業(yè)園區(qū)沿岷江布局，幾家農(nóng)藥企業(yè)西側(cè)均鄰近岷江干流，其排放廢水中均含有氮磷元素，對(duì)岷江氮磷污染貢獻(xiàn)相對(duì)較大。

④畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)數(shù)量繁多，農(nóng)業(yè)面源污染較重

五通橋區(qū)有上百家規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)，數(shù)量較多，然而很多養(yǎng)殖場(chǎng)未應(yīng)用規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖尿液及廢水處理技術(shù)而直接肥水還田的比例較大，養(yǎng)殖廢水氮、磷含量高，易造成氮磷農(nóng)業(yè)面源污染。

4.水質(zhì)改善行動(dòng)建議

（1）結(jié)合岷江干流航電樞紐建設(shè)情況，開展涵閘調(diào)度研究，精準(zhǔn)調(diào)控生態(tài)需水。

（2）進(jìn)一步優(yōu)化沿江產(chǎn)業(yè)布局，推動(dòng)工業(yè)園區(qū)污水處理廠升級(jí)改造。

（3）推動(dòng)城鎮(zhèn)污水處理廠、工業(yè)園區(qū)集中式污水處理廠、規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)、無機(jī)磷化學(xué)工業(yè)、有機(jī)磷類農(nóng)藥工業(yè)、制漿造紙工業(yè)等重點(diǎn)行業(yè)執(zhí)行《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 51/2311—2016）。

（4）加強(qiáng)農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖污染治理。

5.結(jié)論

2017—2022年這六年中，岷江沙咀斷面水質(zhì)總體較好，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率可達(dá)97.2%。不同水期水流量大小不同對(duì)氨氮的影響較大，對(duì)總磷和高錳酸鹽指數(shù)的影響較小。高錳酸鹽指數(shù)受五通橋區(qū)面源污染影響較大，氨氮與總磷濃度受流量影響較大。近年來，岷江沙咀斷面的水污染物得到了有效的控制，不過2022年斷面主要污染物仍為氨氮和總磷。岷江流域長(zhǎng)期存在水資源承載能力不足、資源性缺水嚴(yán)重的問題，水環(huán)境容量有限，水體納污能力較弱。同時(shí)，岷江沙咀斷面上游五通橋區(qū)工業(yè)源和農(nóng)業(yè)源氮磷廢水排放問題較嚴(yán)重。后續(xù)建議結(jié)合航電樞紐開展生態(tài)用水調(diào)度研究，同時(shí)加強(qiáng)工業(yè)源和農(nóng)業(yè)源污染物控制。