關鍵詞：工業(yè)城市群；水污染；特征；地面徑流；污染集聚

前言

隨著工業(yè)化加速，城市群興起伴隨地面水污染加劇，影響供水、農(nóng)業(yè)與生態(tài)。工業(yè)廢水、生活污水及農(nóng)業(yè)過量用肥用藥是主要污染源。研究工業(yè)城市群地面水污染特征及治理對策，對保障水資源安全、推動城市可持續(xù)發(fā)展至關重要。

文獻[3]提出在確定污染治理區(qū)域獲取污染源普查數(shù)據(jù)、流城水文數(shù)據(jù)和水質(zhì)數(shù)據(jù)。運用SWAT（土壤和水評估工具）模型模擬水污染。但忽略氣候、植被類型等因素，使研究結果存在偏差。文獻[4]結合實地考察和統(tǒng)計分析方法分析水污染特征。但研究中需大量計算，使特征分析耗時較長。文獻[5]在確定研究區(qū)域后，獲取該地區(qū)歷史水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，引入內(nèi)梅羅污染指數(shù)法、多元統(tǒng)計模型計算，得出水污染特征。并了解主要污染影響因素，提出治理措施。但是該方法特征分析結果較為片面。

此研究旨在深入探討工業(yè)城市群地面水污染的特征，分析其成因和影響，并在此基礎上提出有效的治理對策。通過文獻綜述、實地調(diào)查和實驗室分析等方法，將了解工業(yè)城市群地面水污染的現(xiàn)狀，掌握其污染物種類、濃度、分布等特征。結合國內(nèi)外先進的治理技術和經(jīng)驗，提出針對性的治理方案，以期為相關政府部門和企業(yè)提供決策參考。

1數(shù)據(jù)與方法

1.1研究區(qū)域

針對黃河流域上游的蘭西跨省工業(yè)城市群含41個縣／區(qū)，人口超1400萬，占甘青兩省44%，研究地面水污染特征及治理對策。該區(qū)域工業(yè)發(fā)達，工業(yè)增加值近1300億，占兩省經(jīng)濟收入50%，尤以石油化工、金屬冶煉、裝備制造為支柱，但伴隨巨大經(jīng)濟貢獻的是環(huán)境壓力激增，地面水污染問題日益嚴重。

蘭西城市群工業(yè)分布顯示，蘭州、西寧為工業(yè)高集聚區(qū)（核心區(qū)），白銀、臨夏、海東等地工業(yè)集聚較低，視為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)。研究水污染特征時，考慮到降水對水質(zhì)變化影響顯著，如圖1所示城市群過去一年月平均降水量變化。

從圖1看出，研究區(qū)域一年中每月份都存在降雨，而6、7、8月份的降水明顯更多。后續(xù)地面水污染特征分析中，將降水量因素融入其中，以便得到真實的研究。根據(jù)研究區(qū)月平均降水量，分析暴雨強度，暴雨強度公式為式（1）：

1.2研究方法

在明確蘭西工業(yè)城市群的工業(yè)核心區(qū)和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)位置后，分別設置采樣點。采樣點的匯水區(qū)域見圖2。

采樣點設敞口容器自動收集地面徑流水樣，隨降雨延長污染降低。遵循“前密后疏”原則，定時采集并記錄時間，制樣品標簽。徑流系數(shù)公式為式（2）：

徑流系數(shù)選擇先參考歷史數(shù)據(jù)得平均系數(shù)，實地評估下滲、植被等，結合公式調(diào)整。利用GIS和SWMM等工具，輸入降雨、地形、土壤等參數(shù)求精確值。

參考水質(zhì)監(jiān)測結果，確定該地區(qū)存在多種工業(yè)和污染因素，選定幾種主要污染指標進行監(jiān)測，方法見表1。

2工業(yè)城市群地面水污染特征研究結果

2.1地面水污染瞬時特征

在工業(yè)核心區(qū)采樣點和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)采樣點進行15次水質(zhì)采樣，完成水污染監(jiān)測后，得到污染指標的瞬時濃度，取污染物平均濃度、污染物濃度最大值和污染物濃度最小值，統(tǒng)計結果見表2。

表2所示，蘭西工業(yè)核心區(qū)pH最高8.5，COD、SS、NH4+-N等污染指標最大值均顯著高于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)。核心區(qū)污染指標的最小值、均值亦高于農(nóng)業(yè)區(qū)。比對標準，COD、NH4+-N、Pb、Cr濃度超V類水標準。

2.2地面水污染歷時動態(tài)變化特征

在2023年4月20日，研究區(qū)域發(fā)生一場降雨，在降雨條件下觀察工業(yè)核心區(qū)和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)每項污染指標的參數(shù)變化，變化曲線見圖3。

圖3（a）顯示降雨持續(xù)90min，含雙峰。圖3（b-d）分析污染物濃度變化：工業(yè)核心區(qū)COD、SS濃度先升后降，農(nóng)業(yè)區(qū)較低且變化小；NH4+-N、TP整體下降；Cu、Cr、Pb重金屬濃度隨降雨急降，因吸附于懸浮固體，隨雨量增而稀釋。

2.3地面水污染物初始沖刷效應特征

以4月20日的降雨事件為例，觀察隨著累計徑流量增長的累計污染物總量變化，地面水污染物初始沖刷效應特征見圖4。

由圖4可知，OD、SS等污染物在降雨初期的累計徑流量快速增長，表明初初期沖刷效應顯著。而重金屬Cu、Cr、Pb的徑流量增長平緩，因土壤穩(wěn)定性不易沖刷。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)初期沖刷效應較弱。隨降雨強度增大，工業(yè)核心區(qū)沖刷效應更明顯。初期沖刷效應分析揭示污染物的沖刷特征，為水環(huán)境保護措施提供依據(jù)。

3研究結果討論

蘭西工業(yè)城市群研究顯示，工業(yè)核心區(qū)如蘭州、西寧等，COD、SS、NH4+-N、Cu、Cr、Pb等污染嚴重，濃度遠超傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)，凸顯工業(yè)密集與水污染密集的正相關性。降雨時，COD、SS濃度隨降雨時長減少，重金屬及NH4+-N、TP變化不明顯但總體下降。初期沖刷效應顯著，重金屬沖刷尤強，工業(yè)區(qū)優(yōu)于傳統(tǒng)區(qū)。建議控工業(yè)發(fā)展、設總量控制、增資金投入、速建治理設施，以優(yōu)化治理效果。

4結束語

綜上所述，文章深入研究剖析了蘭西工業(yè)城市群地面水污染的特征，揭示了工業(yè)核心區(qū)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)在污染物濃度及變化規(guī)律上的顯著差異，特別是COD、SS等常規(guī)污染物及Cu、Cr、Pb等重金屬污染物在降雨條件下的動態(tài)變化與初期沖刷效應。研究不僅確認了工業(yè)生產(chǎn)密集度與水污染程度之間的正相關關系，還通過數(shù)據(jù)分析為區(qū)域水環(huán)境治理提供科學依據(jù)。針對發(fā)現(xiàn)的污染問題，提出了包括控制工業(yè)發(fā)展規(guī)模、實施環(huán)境總量控制、加大資金投入及加快治理設施建設在內(nèi)的多項治理對策。這些對策旨在從源頭上減少污染排放，強化環(huán)境監(jiān)管，提升污染治理效率，以期實現(xiàn)工業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護的雙贏。