太子河辽阳段水环境承载力及污染防治措施研究

[摘 要]为提高辽阳市水环境承载力，保证社会、经济和水环境质量的可持续发展，选取基于GIS的水质模型，根据水环境调查及监测结果对模型中系数进行反算，最后对辽阳市水环境承载力进行分析和评价。在此基础上对其水质污染进行成因分析，并对提高水环境质量提出科学的对策和建议。

[关键词]水环境承载力；水质模型；成因分析；对策建议

中图分类号：TU234 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0322-01

城市化是社会和经济进步的产物，随着人类社会的发展，由于生产规模、产业机构、生产布局及环保措施的影响，水环境污染问题显得尤为突出，也成为制约区域可持续发展的重要因素。水环境承载力的概念自1990年代初提出以来，广泛的应用于环境管理、环境规划和区域发展的领域[1]。如何有效的保护和改善水环境质量，实现水资源和城市的可持续发展和利用，已成为环境管理的重中之重。基于此，我国诸多学者针对水环境承载力作出研究，并从多方面角度对水环境承载力运算[2]、模型建立[3]及评价[4]进行了大量的研究。

本文针对太子河辽阳段的现有状况开展调查，通过实际监测数据融合反算水质模型的各类系数，从而核算出太子河辽阳段的水环境承载力。在此基础上，对辽阳市水环境污染成因分析及水质改善提出科学的对策和建议。

1 辽阳市水环境现状

太子河为辽河水系一大支流，河流长度413公里，贯穿辽阳境内。太子河辽阳段位于太子河中游，在鸡冠山乡、寒岭镇入窝水库后，经弓长岭、西大窑、沙浒、小屯、东京陵和市郊绕城而西，再经望水台、西马峰、王家、佟二堡、黄泥洼、小北河、柳壕、唐马寨等18个乡、镇，从大台子村入鞍山境内。河长413公里，境内流程143公里，流域面积约4000平方公里，约占辽阳市总面积的85%。境内河流多为太子河支流，其中流程10公里以上的支流多达24条，从北、东、南三面汇入太子河，形成向心水系。本文水质现状调查选取辽阳市国控断面（干流）窝坝下、下口子，市控断面（支流）汤河、北沙河、南沙河，以及太子河干流主要入河排污口辽化长排、辽化明沟、庆阳南排、庆阳北排及污水处理厂，并在干流上的水文点和二级支流上布设了进30个监测点位。

2 水环境承载力计算

2.1 水质模型的选取

在水环境承载力计算中，水质模型的选取尤为重要，目前常用的水质模型主要有基于GIS的水质模型、河流综合水质模型-QUAL2E模型及QUASAR河流综合水质模型等，综合太子河辽阳段实际情况以及利用环保部水专项的推荐方法，本文选取了在基于GIS的水质模型基础上所开发的水环境容量分析系统。

利用GIS的图形化显示功能及水质站的空间特性，将水质评价结果与水质站的空间分布建立联系，进行空间统计分析，可以比较直观的表示水体水质污染情况。主要内容为水质模型的建立-GIS的二次开发-GIS与水质分析模型的集成-建立数据库-建立系统管理模块-结果显示-水环境水质评价。

2.2 水质模型中各参数的确定

结合以上各断面监测结果，并参考水文、城建、农业等部门的水文资料，通过结合太子河辽阳段主要断面剖面图，利用水质模型的反算功能得出太子河辽阳段各支流、各干流各功能区划间的降解系数，从而确定其他各项参数，最后对各参数进行核算，即完成了水质模型的参数确定。

2.3 水环境承载力计算结果

按照目前全市的用水、排水和污水处理能力计算，太子河干流水环境承载范围内仅有1345万吨废水余量，汤河水环境承载范围内尚有563万吨废水余量。而柳濠河和北沙河均超出水环境承载范围。

3 水质污染分析及对策建议

3.1 水质污染成因分析

（1）上游城市跨界污染问题是水质超标的重要原因

太子河、北沙河、运粮河、南沙河均为跨界河流，太子河经本溪市流入我市境内，北沙河从沈阳市进入我市境内，运粮河、南沙河由鞍山市进入我市境内。监测结果显示，上游城市的四条河流在进入我市境内时，其水质就已超标，严重影响我市各河流水质。据2013年1～6月监测数据显示，运粮河鞍山哈大桥断面氨氮为12.7～7.3毫克/升，南沙河鞍山城昂堡断面氨氮为6～17.9毫克/升，北沙河沈阳东羊角断面氨氮为2.5～7.6毫克/升，都远远超出地表水标准五类标准。

（2）农村面源污染是水质超标的重要因素

经监测分析，我市河流水质超标的主要因子为氨氮，说明农村面源有机物污染严重。一是河道内淤泥，影响水质。河道内污染物经过多年的积淀，腐烂变质成为淤泥，激流处淤泥被冲起，河水自净能力下降，影响水质。二是河道两侧农村生活垃圾随意倾倒，影响水质。

（3）缺乏生态水补偿，流河水质很难达标

以柳壕河为例，年平均净流量为6664万立方米，每天约为18.26万立方米，柳壕河承载着市中心区污水处理厂污水（约为14万吨/日）和辽阳县污水处理厂污水（约为2万吨/日），每天排放约为16万立方米，占每天河水净流量的87.62%。即使污水处理厂的污水排放都能稳定达到最高排放标准一级A（化学需氧量50毫克/升，氨氮5毫克/升），各项指标仍然远高于省考核河流断面标准（五类水体标准：化学需氧量40毫克/升，氨氮2毫克/升）。因此，如果没有生态水或者生态水补偿太少，河流水质必然超标。而目前我市境内各河流，只有太子河和汤河可以调度生态补偿水。

（4）污水处理厂运行不稳定及个别工业企业存在超标排放现象影响水质

2013年新、改、扩建的污水处理厂，大多3月份开始调试，导致设备不能稳定运行，排放的废水有时超标，也是造成河流水质超标的一个原因。各河流排污口较多，还没有达到省厅“封口纳管”的要求。据各县（市）区统计，太子河及其主要支流河目前有40个排污口：太子河干流5个，支流河：北沙河5个、南沙河7个、柳壕河14个、运粮河3个、新开河6个、汤河1个（污水处理厂）。其中，企业排污口16个，污水处理厂排放口5个，农村生活污水排污口及排放泵站19个，只有汤河没有企业或农村污水直排口。企业排放口中，仅辽化、庆化、北沙河的5家企业、柳壕河的3家企业建有污水处理设施。个别企业污水处理设施不能稳定运行（如北方化工），特别是宏伟区羽毛沟地区的企业废水直排，严重污染新开河水质，直接影响了太子河干流水质。

3.2 对策及建议

从水环境承载力计算结果及辽阳市经济、社会发展状况来看，提高水环境承载力及水环境改善方面应作出以下措施：

（1）巩固成果，提高全流域水质

将工作重点从工程建设转移到保证工程持续稳定运营上来，发挥我市污水处理厂运营的经验，以TOT等方式，不断完善运营管理模式，实现污水处理厂良性循环，确保污水达标排放，保证污水处理设施（厂）的稳定运行。积极探索中水回用的新途径。进一步完善乡镇污水处理厂的覆盖面和管网配套工程。全市35个乡镇目前有27个乡镇未建设污水处理厂。已建成的处理厂管网未实现全覆盖，需要进一步完善。

（2）加强监督管理，确保环境质量

建立环境保护的长效机制。加强依法行政能力，提高环保执法水平。继续深入开展宣传教育。强化环境执法监督和环境应急处置。深入开展重点行业和企业污染防治。一是充分利用在线监测平台，提高污染控制管理水平；二是继续加大淘汰落后工艺和生产能力的力度，对矿山、化工、选矿、钢铁、水泥、造纸和水洗印染等重点污染行业加大整治力度；三是积极做好烟尘整治及本辽辽高速无烟路建设工作；四是加强危险废物利用企业的规范化管理，逐步将我市危险废物利用单位向园区内搬迁。

（3）强化治理保护，改善农村环境质量

积极组织开展农村饮用水水源地环境状况调查，完善饮用水源地水质监测、监管体系，并根据农村不同的供水方式采取不同的保护措施。对于集中式饮用水水源地建立保护区，坚决依法取缔保护区内的排污口，在村民集中聚居区要逐步实行集中供水；加强分散式供水水源周边的环境保护，禁止利用渗井和渗坑排放生活污水和工业废水，防止有毒有害的影响。

（4）通过水环境承载力运算调集生态水

利用该水质模型，在确定上游水质状况的情况下，针对控制断面的污染物排放浓度预期目标，可计算出所需调拨生态调节水水量，为环境管理提供详实准确的基础数据。通过水质模型计算，得出各月份需调集生态水水量。

（5）融合水环境承载力核算和水质在线监控系统建立水环境预测体系

逐步加大流域内水质自动监测系统建设力度，实时了解并应用在环境管理上，为管理部门直接而准确的制定方案和措施提供基础依据。利用水环境承载力水质模型与废水污染源在线监控系统有效融合，建立太子河辽阳段水环境预测体系。

参考文献

[1] 赵卫，刘景双，孔凡娥.水环境承载力研究述评[J].水土保持研究，2007，2：47～50.

[2] 宋宏杰，马军霞，左其亭.郑州市水环境承载能力计算及调控对策[J].郑州大学学报（工学版），2005.3：103～107.

[3] 赵卫，刘景双，孔凡娥.辽河流域水环境承载力的仿真模拟[J].中国科学院研究生院学报，2008.11：738～747.

[4] 王莉芳，陈春雪.济南市水环境承载力评价研究[J].环境科学与技术，2011.5：199～202.