董王君璞,謝志鋼,滕凡全
(遼寧省水文局,遼寧 沈陽110003)
河流健康是指河流的自然生態(tài)狀況良好,同時具有可持續(xù)的社會服務(wù)功能?!敖】倒ぷ骱恿鳌笨擅枋鰹楹恿鞯慕Y(jié)構(gòu)合理、功能健全,物質(zhì)、能量輸入輸出平衡、穩(wěn)定,對外界干擾的長期效應(yīng)具有抵抗力和恢復(fù)力,整個生態(tài)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和功能保持較高完整性的條件下既能維持自身的運行和發(fā)展,又能為外部系統(tǒng)提供服務(wù)。
河流的自然狀況包括化學(xué)、物理和生物三個方面,以完整性來表達其良好狀況。河湖健康評估指標體系采用目標層(河湖健康狀況)、準則層和指標層三級體系。準則層包括:水文完整性、物理結(jié)構(gòu)完整性、化學(xué)完整性、生物完整性和服務(wù)功能完整性五個方面。
目前西方發(fā)達國家的河流保護工作已進入了生態(tài)恢復(fù)階段,而我國的河流保護工作仍處于水質(zhì)恢復(fù)時期,這決定了化學(xué)完整性在五個準則層中的重要地位,其評價結(jié)果不但可以對水體的質(zhì)量利用價值及自然功能作出評定,同時對其他準則層存在直接或間接影響。以大凌河為研究對象,著重介紹適合遼河流域的化學(xué)完整性評價指標體系構(gòu)建并對其進行評價,評價結(jié)果為大凌河水資源開發(fā)、管理及化學(xué)完整性恢復(fù)提供重要的數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐。
化學(xué)完整性評價的一般程序由評價對象確定,資料收集、分析與評價體系建立,綜合評價,管理對策4個環(huán)節(jié)構(gòu)成。
大凌河為遼寧省西部最大河流,有北、西、南三源,三源匯合后,由西南至東北流經(jīng)葫蘆島市、朝陽市、錦州市,在錦州凌海市的南圈河與南井子之間注入渤海。根據(jù)水文特征、水質(zhì)狀況等因素,結(jié)合河流水功能區(qū)劃、已有水質(zhì)監(jiān)測斷面、水庫、支流匯入等因素。按照《河流健康評價指標方法與標準》,對大凌河及其主要支流大凌河西支、老虎山河、細河,以及涼水河子河、蒙古營子河、牤牛河進行分段,科學(xué)劃分為19個評估河段,總評估河長為782km,布設(shè)19個水質(zhì)監(jiān)測站點,從斷面尺度對以上述評估河段進行河流化學(xué)完整性評價;同時將白石水庫分劃為入庫口、庫中心、壩前區(qū),從斷面尺度對以上3個分區(qū)進行水庫化學(xué)完整性評價。
資料收集、分析與評價體系建立是化學(xué)完整性評價的重要前期工作,以2013年的水質(zhì)監(jiān)測資料為基礎(chǔ),對缺少資料的評估河段進行實地踏勘,科學(xué)選取水質(zhì)監(jiān)測斷面,進行適當?shù)匮a充監(jiān)測。在系統(tǒng)分析相關(guān)資料基礎(chǔ)上,對評估河段的化學(xué)完整性評價體系進行設(shè)計,明確河流狀況,設(shè)計評價指標,確定賦分標準。
1)水質(zhì)標準指標體系構(gòu)建:水質(zhì)標準指標層包括:溶解氧DO,耗氧有機物染污狀況OCPr(高錳酸鹽指數(shù)CODMNr、化學(xué)需氧量CODr、五日生化需氧量BODr、氨氮NH3Nr),重金屬HMPr(砷ARr、汞HGr、鎘CDr、六價鉻CRr,、鉛PBr),水庫增加富營養(yǎng)化指標EU(總磷、總氮、葉綠素α、透明度、高錳酸鹽指數(shù))。
2)化學(xué)完整性準則層賦分標準:化學(xué)完整性準則層賦分標準采用單項指標全年12個月的月平均濃度,按照汛期和非汛期進行平均,分別評估汛期與非汛期賦分,取其最低賦分作為水質(zhì)指標的賦分,取各水質(zhì)指標的最低賦分作為該河段化學(xué)完整性準則層的賦分,根據(jù)河段化學(xué)完整性準則層賦分及河長權(quán)重(面積權(quán)重)得出河流(水庫)整體賦分,化學(xué)完整性準則層方法體系見表1。根據(jù)賦分對河流(水庫)健康化學(xué)完整性進行評估分級,化學(xué)完整性評估分級見表2。
表1 化學(xué)完整性準則層評價方法體系
表2 河流(水庫)健康化學(xué)完整性評估分級表
按照化學(xué)完整性評價體系,對19個評估河段進行評估分級,見表3。結(jié)果表明:大凌河干流的10個評估河段,除大凌河下游岳家街至入??诤佣螢椴唤】禒顟B(tài),其他河段為健康或理想狀態(tài);大凌河支流中大凌河西支、蒙古營子河、牛亡牛河為理想狀態(tài);老虎山河為健康狀態(tài);涼水河子河為不健康狀態(tài);細河源頭至楊家荒橋河段為理想狀態(tài),楊家荒橋至東梁河段為病態(tài),東梁至東高家屯河段為健康狀態(tài),東高家屯至入大凌河河口為不健康狀態(tài)。整體來看,處于健康和理想狀態(tài)的河段長度為649km,占總評估河長的83.0%。根據(jù)河長權(quán)重,大凌河化學(xué)完整性賦分為73.2,處于健康狀態(tài)。
表3 大凌河評估河段化學(xué)完整性評價
按照化學(xué)完整性評價體系對白石水庫的入庫口、庫中心和壩前區(qū)進行評估分級,見表4。結(jié)果表明:白石水庫3個水庫分區(qū)均處于亞健康狀態(tài),EU是水庫水體處于亞健康狀態(tài)的主要因素。根據(jù)面積權(quán)重,白石水庫化學(xué)完整性賦分為55.9,處于亞健康狀態(tài)。
表4 白石水庫分區(qū)化學(xué)完整性評估
結(jié)合排污口調(diào)查結(jié)果,對各評估河段化學(xué)完整性進行分析。細河楊家荒橋至東梁河段為病態(tài),可能與該河段內(nèi)多個市政及企業(yè)排污口排污有關(guān);東高家屯至入大凌河河口、涼水河子河源頭至白石水庫入口、岳家街至入??诤佣螢椴唤】禒顟B(tài),可能是由于上述河段接納了市政及企業(yè)排污口排放的污染物導(dǎo)致的。白石水庫各分區(qū)呈亞健康狀態(tài)的主導(dǎo)因素是富營養(yǎng)化指標層EU賦分較低,可能與上游來水中總氮濃度偏高有關(guān)。
影響上述評估河段健康狀況的主要因素是排污口污染物的排放。解決水體病態(tài)、不健康狀態(tài)、亞健康狀態(tài)的重要途徑是依據(jù)水質(zhì)保護目標、水域納污能力及限制排污總量控制要求,對入河排污口進行布局優(yōu)化,各排污企業(yè)嚴格執(zhí)行污染物達標排放和排污總量控制的要求,以保障水質(zhì)安全,同時應(yīng)加強水庫上游面源污染治理,防止水體富營養(yǎng)化。
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