李 茜,符云琳,方 皓,程乾坤
(廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院 環(huán)境科學(xué)研究所,廣州 510655)
近年來,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市廢水排放量不斷增加,城市水環(huán)境問題越來越突出[1]。城市河涌天然徑流量小,環(huán)境容量低,即使截污工程完善,水環(huán)境改善難度仍較大[2]。當(dāng)河涌為往復(fù)流時(shí),水動(dòng)力不足,將進(jìn)一步加劇河涌的水污染[3-5]。本文以佛山市禪城區(qū)張槎街道為例,結(jié)合南北大涌以西片區(qū)主干內(nèi)河涌的水質(zhì)狀況,研究引排水對區(qū)域水環(huán)境的影響,以期為區(qū)域水利調(diào)度提供參考。
張槎街道處于珠江三角洲河網(wǎng)地帶,西、北兩側(cè)被東平河和汾江河半環(huán)抱。其中,南北大涌是張槎街道的主干內(nèi)河涌之一,總體流向?yàn)樽阅舷虮?,從東平河引水,向汾江河排水。南北大涌將張槎街道分為東、西兩個(gè)片區(qū),西片區(qū)以明涌為主,受外界影響小,河涌多為往復(fù)流。東片區(qū)以暗渠為主,與西片區(qū)的水力聯(lián)系不緊密。張槎街道南側(cè)有3 個(gè)閘站與東平河相連,將東平河水引入內(nèi)河涌;北側(cè)有4 個(gè)閘站與汾江河相連,將區(qū)域水排入汾江河。張槎街道通過閘站控制,整體呈現(xiàn)從南側(cè)的東平河引水、向北側(cè)汾江河排水的局面。
研究區(qū)共有6 個(gè)常規(guī)監(jiān)測斷面,分別位于南北大涌、南北二涌、西一涌、西二涌、西三涌和西四涌,如圖1所示。常規(guī)監(jiān)測指標(biāo)包括溶解氧(DO)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、化學(xué)需氧量(CODCr)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、總氮(TN)和總磷(TP)。根據(jù)2019年1月至2022年6月常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù),南北大涌、西三涌2019—2020年以及2022年水質(zhì)超標(biāo)頻繁,主要超標(biāo)因子為氨氮,其次為總磷和DO,2021年全年未超標(biāo);南北二涌、西一涌、西二涌、西四涌2019—2022年水質(zhì)超標(biāo)頻繁,主要超標(biāo)因子為氨氮、總磷和DO??傮w來看,研究區(qū)水環(huán)境狀況較差。從年際來看,2019—2021年區(qū)域水環(huán)境呈變好趨勢,但2022年水環(huán)境呈現(xiàn)惡化趨勢;從年內(nèi)來看,各斷面水質(zhì)變化較大,無明顯規(guī)律。
圖1 水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測與補(bǔ)充監(jiān)測的斷面布設(shè)
如圖1所示,本研究在西片區(qū)共布設(shè)14 個(gè)水質(zhì)補(bǔ)充監(jiān)測斷面,于2022年11月至2023年4月(枯水期)進(jìn)行7 次采樣分析。監(jiān)測項(xiàng)目包括pH、水溫、DO、氨氮、CODMn、總磷、BOD5和CODCr。結(jié)果顯示,研究區(qū)水質(zhì)普遍超標(biāo),主要超標(biāo)因子為氨氮、總磷。根據(jù)常規(guī)監(jiān)測及補(bǔ)充監(jiān)測可知,區(qū)域主要超標(biāo)因子為氨氮和總磷,因此本文以氨氮、總磷進(jìn)行探討。第1 次監(jiān)測的氨氮、總磷超標(biāo)率分別為35.7%、21.4%,第2 次分別為7.1%、0%,第3 次分別為28.6%、14.3%,第4 次分別為28.6%、0%,第5 次分別為50.0%、7.1%,第6次分別為21.4%、0%,第7 次分別為42.9%、21.4%。
7 次水質(zhì)采樣監(jiān)測期間,研究區(qū)的引排水情況如表1所示。區(qū)域引水量排名前三的依次為第4 次監(jiān)測、第2 次監(jiān)測和第6 次監(jiān)測,對應(yīng)時(shí)段的水位也依次排名前三,均處于高水位時(shí)期。區(qū)域引水量排名后四的依次為第5 次監(jiān)測、第7 次監(jiān)測、第1 次監(jiān)測和第3 次監(jiān)測,對應(yīng)時(shí)段的水位處于低水位時(shí)期。
表1 7 次水質(zhì)采樣期間區(qū)域引排水量
研究區(qū)氨氮、總磷超標(biāo)率與引排水量的對比如圖2所示,氨氮、總磷超標(biāo)率與水位的對比如圖3所示。
圖2 區(qū)域氨氮、總磷超標(biāo)率與引排水量對比
圖3 區(qū)域氨氮、總磷超標(biāo)率與水位對比
總體來看,區(qū)域引水量越大,相應(yīng)的水位越高,區(qū)域水環(huán)境越好。但是,引水量排名第二(水位也排名第二)的第2 次監(jiān)測水質(zhì)比引水量排名第一(水位也排名第一)的第4 次監(jiān)測水質(zhì)要好,這是由于第2 次監(jiān)測區(qū)域排水量比第4 次監(jiān)測多,排水量占引水量的比例更大,引水量、排水量越大,越能提高水體流動(dòng)性,從而提高水體的自凈能力。因此,在提高區(qū)域引水量的同時(shí),提高區(qū)域排水量可有效改善水環(huán)境質(zhì)量。7 次水質(zhì)采樣監(jiān)測中,第2 次監(jiān)測水環(huán)境質(zhì)量相對較好,除個(gè)別監(jiān)測斷面氨氮超標(biāo)外(可能受其他因素影響),其他監(jiān)測斷面氨氮、總磷均可達(dá)標(biāo)。
根據(jù)常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù),研究區(qū)水環(huán)境狀況較差,主要超標(biāo)因子為氨氮和總磷。從年際來看,2019—2021年區(qū)域水環(huán)境呈變好趨勢,但2022年水環(huán)境呈現(xiàn)惡化趨勢;從年內(nèi)來看,各斷面水質(zhì)變化較大,無明顯規(guī)律。根據(jù)補(bǔ)充監(jiān)測數(shù)據(jù),研究區(qū)水環(huán)境質(zhì)量仍存在超標(biāo)現(xiàn)象,主要超標(biāo)因子依然為氨氮和總磷??傮w來看,區(qū)域引水量越大,水環(huán)境越好,同時(shí)增加區(qū)域排水量可進(jìn)一步改善水環(huán)境質(zhì)量。7 次水質(zhì)采樣監(jiān)測中,第2 次監(jiān)測水環(huán)境質(zhì)量較好,除個(gè)別監(jiān)測斷面氨氮超標(biāo)外,其他監(jiān)測斷面氨氮、總磷均可達(dá)標(biāo),區(qū)域的總引水量為58.86 萬m3,對應(yīng)的總排水量為12.654 萬m3,排水量占引水量的比例為21.5%,可作為區(qū)域水利調(diào)度的參考。