方春霞 張瀏

摘要?以派河支流五老堰河為例，分析五老堰河小流域水質(zhì)空間變化，有效解析五老堰河小流域污染源;針對不同污染源及水環(huán)境問題，提出了沿河流域生活及養(yǎng)殖污水處理和管網(wǎng)建設(shè)工程、河湖濱岸生態(tài)空間保護(hù)、下游河道原位水質(zhì)保障工程、增加河道下游自動監(jiān)測斷面等對策措施，以期為派河其他支流水體污染的控制治理及水生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)提供思路與研究，也為減輕巢湖西半湖水體污染提供有效防治途徑。

關(guān)鍵詞?派河;五老堰河;污染源解析;對策措施

中圖分類號?X522文獻(xiàn)標(biāo)識碼?A

文章編號?0517-6611（2019）22-0052-04

Abstract?Taking Wulaoyan River that flows into Paihe for an example， the spatial variation of water quality in the Wulaoyan River small watershed was analyzed， and the pollution source of the Wulaoyan River small watershed was effectively analyzed.Countermeasures and suggestions were put forward according to various pollution sources and water environmental problems， including domestic and aquaculture sewage treatment and pipe network construction projects along the river basin， ecological space protection along the bank of the river， insitu water quality guarantee projects in downstream rivers， and increasing automatic monitoring sections in downstream rivers. It provides ideas and research for the control and control of water pollution in other tributaries of Paihe River and the restoration of water ecosystems， and also provides an effective way to reduce the pollution of water bodies in the western half of Chaohu Lake.

Key words?Paihe;Wulaoyan River;Pollution source apportionment;Countermeasure

巢湖是我國五大淡水湖之一，以忠廟—姥山—齊頭咀為界劃分為東西兩大湖區(qū)。由于西半湖流域承載了合肥市、肥東和肥西縣城的大部分生活污水流入，近年來富營養(yǎng)化程度比東半湖嚴(yán)重[1-5]。派河是入巢湖西半湖的主要支流之一，派河水質(zhì)常年處于劣Ⅴ類，上游來水污染明顯，受支流影響中下游污染嚴(yán)重，中下游監(jiān)測斷面水質(zhì)指標(biāo)濃度遠(yuǎn)大于上游對照斷面，派河水質(zhì)狀況對巢湖西半湖富營養(yǎng)化有非常重要的影響，一直也是研究者的熱點[6-10]。然而派河支流缺乏系統(tǒng)的研究，五老堰河是派河的一級支流，位于派河中游右岸。因此，研究五老堰河小流域水質(zhì)空間變化，解析五老堰河流域污染源，識別流域內(nèi)水環(huán)境問題，提出針對性的解決措施，對入派河其他支流的環(huán)境綜合整治，改善入派河其他支流水質(zhì)狀況，進(jìn)而為改善巢湖西半湖水質(zhì)提供有效防治途徑。

1?河流概況

五老堰河小流域西南部為丘陵地區(qū)，地勢較高，東北部為平原地區(qū)，地勢較低。五老堰河小流域河網(wǎng)密布，水系發(fā)達(dá)（圖1）。五老堰河是派河主要支流之一，位于派河中游右岸，中上游分為南北兩支。南支發(fā)源于紫蓬鎮(zhèn)燈山桃樹堰，經(jīng)大團(tuán)山、紅土山至唐下灣與北支匯合;北支發(fā)源于李陵山東麓，經(jīng)北瓦屋臺，東流經(jīng)油坊郢、唐上灣與南支匯流，經(jīng)楊圩入焦頭背水庫，在朝東郢處入派河。五老堰小流域內(nèi)主河道長度16.6 km，流域面積53.3 km2。

2?水質(zhì)空間變化分析

通過實地踏勘調(diào)研（圖2）和實驗室分析（圖3）相結(jié)合發(fā)現(xiàn)，五老堰河流域水質(zhì)空間變化規(guī)律為上游（包括南支和北支）水質(zhì)良好，基本滿足IV類水質(zhì)要求。其中北支中安徽省外國語學(xué)院（站點B2）和沈聯(lián)養(yǎng)豬場排口段（站點B3）外源污染物的輸入導(dǎo)致了五老堰河氨氮的突變（從Ⅲ類直接惡化到劣IV類）;隨后，通過對五老堰塘及其出口（站點B4和B5）水質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，氨氮濃度降低，氨氮水質(zhì)指標(biāo)提升為Ⅲ類;但堰墩、董灣、唐上灣—中灣等村民聚集點的生活污水隨意排放導(dǎo)致站點B6（堰墩）和站點B7（唐大橋）斷面氨氮濃度上升，水質(zhì)出現(xiàn)局部惡化。與北支相比，五老堰河南支氨氮和總磷（TP）水質(zhì)略優(yōu)于北支水質(zhì)，南支氨氮指標(biāo)處在Ⅲ類水平，且總磷指標(biāo)處在Ⅱ類水平（除唐中灣外），而有機(jī)污染物（COD）水質(zhì)指標(biāo)處在IV類水平。

五老堰河下游（下灣橋以東），COD和TP均處在IV類水平;氨氮含量逐步升高，氨氮指標(biāo)從Ⅲ類惡化至V類，在入派河口呈現(xiàn)出劣V類水質(zhì)，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的可能原因為交頭背水庫的水產(chǎn)養(yǎng)殖（網(wǎng)箱養(yǎng)魚）和畜禽養(yǎng)殖（養(yǎng)鵝場），養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展導(dǎo)致入河氨氮的升高。盡管五老堰下游總磷均在Ⅱ類或Ⅲ類水平，但也有惡化的趨勢。

3?污染源現(xiàn)狀調(diào)查及分析

3.1?污染源現(xiàn)狀

五老堰河流域內(nèi)主要污染源有農(nóng)村生活源、農(nóng)村養(yǎng)殖源、農(nóng)業(yè)面源和城市面源。

農(nóng)村廁所大部分為旱廁，旱廁內(nèi)的黑水大部分回田利用，農(nóng)村內(nèi)的生活污染主要為居民生活的灰水，因此農(nóng)村生活污染濃度較低，農(nóng)村生活源COD、NH3-N和TP入河污染量分別為137.40、17.63和1.76 t/a;農(nóng)村養(yǎng)殖源主要為流域內(nèi)7家規(guī)?；B(yǎng)殖場，COD、NH3-N和TP入河污染量分別為33.56、17.04和4.47 t/a;五老堰河流域農(nóng)業(yè)用地面積2 732 hm2，農(nóng)業(yè)面源COD、NH3-N和TP入河污染量分別為270.61、11.24和1.41 t/a。

根據(jù)五老堰河土地利用規(guī)劃、各類土地類型的面積以及不同的土地利用類型的地表徑流污染物濃度，五老堰河流域城市面源COD、NH3-N和TP入河污染量分別為168.25、5.14和1.29 t/a（表1）。

3.2?污染負(fù)荷分析

將五老堰河流域各污染源COD、NH3-N和TP年入河量構(gòu)成做圖分析，由圖4可知，五老堰河流域在污染源年入河量中，COD主要以農(nóng)業(yè)面源污染源為主，占44.4%;城市面源和農(nóng)村生活源也占有比較大的比重，所占比例分別為27.6%和22.5%;氨氮主要以農(nóng)村生活源和農(nóng)村養(yǎng)殖源為主，達(dá)67.9%，農(nóng)業(yè)面源和城市面源所占比例分別為22.0%和10.1%;總磷主要以農(nóng)業(yè)面源為主，占50.1%。

4?水環(huán)境存在的問題

4.1?農(nóng)村分散、無序排放污水亟待處理

通過現(xiàn)場踏勘調(diào)研和模型計算，五老堰河流域農(nóng)村居民生活污水是當(dāng)前該流域入河污染物的主要方面。然而，流域內(nèi)行政村、居民點的生活污水仍處于分散式的無序排放狀態(tài)。

4.2?五老堰上游清水產(chǎn)流能力有待提高

五老堰河道上游兩側(cè)用地均為苗木種植（占流域面積的58%），且存在一定的地形差，導(dǎo)致河流上游流速快。同時，五老堰河屬于雨源型河流，流域面積小，匯流時間短，汛期需發(fā)揮防洪功能。旱季則缺水嚴(yán)重，旱季河道補水主要來自于沿程旱流污水排放，客水水質(zhì)差，對收納水體水質(zhì)影響較大;同時沿程旱流污水量相對于河流來說水量較少，若沒有其他補水水源則可能會出現(xiàn)斷流現(xiàn)象。

4.3?城鎮(zhèn)面源污染日益嚴(yán)重，雨水資源需妥善利用

隨著城鎮(zhèn)化速度的加大，城市面源污染日益嚴(yán)重。目前，五老堰河流域當(dāng)前雨水管網(wǎng)雖然有建成區(qū)，然而在排水體制和雨水問題上，主要還停留在單純“排放”的思考上，簡單地傾向于靠分流制來解決點源污染的控制，而忽視雨水資源的保護(hù)利用與城市生態(tài)的關(guān)系[11-12]。建成區(qū)雨水仍然是直接排向五老堰河水體，特別是初期雨水對于五老堰河水體水質(zhì)的影響將會繼續(xù)加重。

4.4?河流生態(tài)功能需進(jìn)一步提升

五老堰河流水系上游無清潔補水來源，流域水系客水量小，主要靠降雨來補充水量，加之部分居民聚集點隨處傾倒垃圾，出現(xiàn)部分河段堵塞，水生植被大量繁殖，導(dǎo)致水流不暢;另外，流域上游山水水質(zhì)較好，但由于河床高程差異大，水流流速快，難以得到有效利用。

5?對策措施

五老堰河以華南城將軍嶺路為界，以上的南、北支均為天然河道、未進(jìn)行過治理;以下河段已納入華南城水系調(diào)整中，其中，華五路至河口處1.0 km河段已治理。結(jié)合當(dāng)前五老堰河流域特征和在上述工程的基礎(chǔ)上提出水質(zhì)達(dá)標(biāo)措施，具體如下。

5.1?流域生活及養(yǎng)殖污水處理和管網(wǎng)建設(shè)工程

強化畜禽養(yǎng)殖分區(qū)管理，2017年底前，全面關(guān)停取締小流域內(nèi)禁養(yǎng)區(qū)一定規(guī)模的生豬養(yǎng)殖以及限養(yǎng)區(qū)不具備整治條件的畜禽養(yǎng)殖場（戶），基本完成其他類型畜禽養(yǎng)殖污染整治，實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

結(jié)合五老堰河流水質(zhì)要素空間分布特征，建議對農(nóng)村人口密集、畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)的居住點，規(guī)劃建設(shè)12座分散污水與零散畜禽養(yǎng)殖廢水混合處理工程，覆蓋紫蓬社區(qū)、燒脈村、永久村、羅壩村、白衣村、燎原社區(qū)、西安社區(qū)、周壩社區(qū)共8個行政村或社區(qū)（圖1），減輕農(nóng)村生活污染源和畜禽養(yǎng)殖廢水對河流水質(zhì)的污染。

全面加強污水收集管網(wǎng)建設(shè)，強化流域內(nèi)城中村、老舊城區(qū)和重點單位的污水截流、收集。

5.2?河湖濱岸生態(tài)空間保護(hù)

5.2.1?建設(shè)目標(biāo)水體濱岸緩沖帶。

建設(shè)河道緩沖帶主要內(nèi)容包括：①對目標(biāo)水體全線兩岸實行生態(tài)坡岸建設(shè)或改造，并劃定水陸交接線兩側(cè)100 m范圍濱岸緩沖帶空間;②對目標(biāo)水體水陸交錯帶進(jìn)行保護(hù)，設(shè)置禁填區(qū)和設(shè)立保護(hù)標(biāo)志牌，查處填占和侵害濱岸帶的行為;③建立濱岸帶監(jiān)管機(jī)制，對濱岸帶進(jìn)行監(jiān)測、維護(hù)綜合管理。

一個健康的河道生態(tài)系統(tǒng)除了兩岸緩沖帶的構(gòu)建與保護(hù)之外，還有河道內(nèi)污染底泥的清除與鈍化、岸線基底的重構(gòu)與改良、水生植被的優(yōu)化與鑲嵌，因此應(yīng)開展五老堰河淤塞河道生態(tài)清淤，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行基底與植被修復(fù)（圖5）。

5.2.2?丘陵地區(qū)人工林清水涵養(yǎng)工程。

針對五老堰河流域上游地處丘陵地帶，河流兩側(cè)種植了大量苗木（占流域面積50%以上），且河浜、溝塘水系發(fā)達(dá)，具有良好的水源涵養(yǎng)基礎(chǔ)?；诖?，五老堰上游在畜禽養(yǎng)殖廢水與生活污水綜合處理后，若能將苗木種植基地的化肥農(nóng)藥進(jìn)行削減，將會孕育出五老堰河上游山間清水水源涵養(yǎng)地。

5.3?下游河道原位水質(zhì)保障工程

針對紫云湖水庫水面較寬、流速緩、自凈能力不足等特點，擬設(shè)置生態(tài)浮床濕地強化河流自凈能力，面積達(dá)30 hm2。原位生態(tài)凈化工藝包括入湖污染源濕地生態(tài)攔截+水面浮床微曝氣脫氮+深度除磷單元吸附，該套工藝組合生態(tài)安全性高、運行管理簡便，特別適合開敞水面水質(zhì)凈化，同時還可適當(dāng)投加底棲動物和水生魚類（無餌放養(yǎng)），進(jìn)一步調(diào)節(jié)與恢復(fù)水域健康生態(tài)結(jié)構(gòu)。

5.4?增加河道下游自動監(jiān)測斷面

在紫云湖水庫中游和五老堰河下游入派河口設(shè)置在線監(jiān)測系統(tǒng)，可對水質(zhì)、流量或水位在線監(jiān)測系統(tǒng)，并將水質(zhì)、水文實時信息無線傳輸至派河流域水質(zhì)智慧管控平臺中心控制系統(tǒng)（圖6）。中心控制系統(tǒng)通過實時掌握各支流河道水質(zhì)水文狀況，可對水質(zhì)惡化狀況進(jìn)行及時處置，確保河道生態(tài)需水及考核斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

6?結(jié)論

（1）五老堰河水質(zhì)空間變化：上游（包括南支和北支）水質(zhì)良好，基本滿足IV類水質(zhì)要求;下游（下灣橋以東）氨氮含量逐步升高，氨氮指標(biāo)從Ⅲ類惡化至V類，在入派河口呈現(xiàn)出劣V類水質(zhì)，COD、總磷均控制在IV類水平。

（2）五老堰河小流域污染源主要有農(nóng)業(yè)面源、城市面源、農(nóng)村生活源和農(nóng)村養(yǎng)殖源。按照不同污染源各類污染物入河貢獻(xiàn)比例分析，五老堰河流域主要以農(nóng)業(yè)面源為主。

（3）五老堰河小流域水環(huán)境存在的主要問題是農(nóng)村分散、無序排放污水、上游清水產(chǎn)流能力弱、城鎮(zhèn)面源污染日益嚴(yán)重、雨水未妥善處理、河流生態(tài)能力較差等。

（4）針對五老堰河小流域不同污染源和有效解決水環(huán)境問題，提出沿河流域生活及養(yǎng)殖污水處理和管網(wǎng)建設(shè)工程、河湖濱岸生態(tài)空間保護(hù)、下游河道原位水質(zhì)保障工程、增加河道下游自動監(jiān)測斷面等對策措施。

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