韶山市韶河流域水质状况评价及污染空间分布分析
曹璐
湘潭市主要污染物排污权储备交易所 湖南湘潭 411100
Abstract :Based on the water quality condition data of surface water environmental quality monitoring cross of Shaohe River Basin in Shaoshan city from 2022 to 2024,according to single factor evaluation method and combination category proportion method of environmental quality assessment for surface water, evaluate water quality and variation trend of Shaohe River Basin. By sampling ,monitoring and analysis of typical sites on Shaohe River’s main and branch stream, understand the pollution spatial distribution of the basin. The analysis shows that :from 2022 to 2024,annual average water quality of 2 monitoring cross of Shaohe River Basin stably achieved or superior to class Ⅲ .Water quality of Cross Lishancun has got better year by year, Cross Qingnian reservoir has got worse from 2022 to 2023,then got better from 2023 to 2024.Water quality of the north branch section, the south source to Qingnian reservoir section and the main stream is good. Pollution load of the south branch( from the downstream of Qingnian reservoir tends to be heavy. Pollutant concentration of branch stream Qiushan river, Hongwei river is on the high side, shows certain pollution contribution to the basin.
Key words :Shaoshan City ;Shaohe river basin ;water quality assessment ;variation trend ;pollution spatial distribution
韶河是流经韶山市最大的主要河流,本文选取韶河流域作为研究对象,围绕水质状况及变化趋势、流域污染空间分布情况等开展分析评价。
1 材料与方法
1.1 研究区域概括
1.1.1 韶河基本情况
韶河为长江流域 - 湘江的二级支流、涟水一级支流,是流经韶山市的主要河流。南源发源于韶山市韶山乡韶山村,长 9.60km ,北源发源于韶山市杨林乡云源村,长 17.78 km,两源于双河口处汇合后流经清溪镇、银田镇约 10.74km ,至立山村断面后流出韶山市,汇入湘潭县辖区,并更名为云湖河。
韶河干流及支渠无水文测站,无实测水文资料。参考《湘潭市水资源开发利用及保护规划》,韶山市多年平均降雨量约1358mm,韶河年径流量为0.7 亿m3。根据《湘潭市水功能区划》(2013 年,所指“云湖河”即为韶河),韶河流域设置有云湖河北源源头水保护区、云湖河南源开发利用区和云湖河韶山市开发利用区等 3 个一级水功能区。“十四五”期间,湖南省在韶河流域设置有青年水库、立山村 2 个地表水生态环境质量监测断面,考核水质目标为:立山村断面 2023 年达Ⅱ类水质,青年水库断面达Ⅲ类水质。2025 年,立山村断面被生态环境部列入“十五五”国家地表水生态环境质量监测断面,考核目标暂未确定。
1.1.2 韶山市概况
韶山市为湖南省湘潭市下属县级市,辖清溪镇、银田镇2 个镇和韶山乡、杨林乡2 个乡,总面积 247.33 平方公里,常住人口数 10.06 万。空间和产业布局为“东城西景北农”,文化旅游业全城布局、高端制造业向东南布局、特色农业向北布局、现代服务业向城区集中。
全市有 1 家省级以上产业园区,为韶山高新技术产业开发区,位于清溪镇东南部,核准范围面积 4.5 km2,主导产业为先进制造、新能源、新材料产业。1座城市生活污水处理厂,即韶山市污水处理厂,设计处理规模 2 万吨 / 天,主要处理韶山市老城区、韶山冲风景区生活污水及部分工业企业废水,纳污面积 16.8km2 ;1 座工业园区污水处理厂,为友谊桥污水处理厂,处理规模 3000m3/d ,主要处理韶山高新区企业工业废水与生活污水;1 座银田镇乡镇生活污水处理厂。2023 年,韶山市城市生活污水集中收集率70%。
1.2 研究方法
1.2.1 水质评价方法
结合流域长度、范围和地表水生态环境质量监测断面设置数为2 个的实际情况,根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)水质评价部分、《地表水环境质量评价办法》(试行)相关规定,断面水质类别评价采用单因子评价法,水质变化趋势分析采用组合类别比例法评价。
1.2.2 污染空间分布分析方法
结合支流汇入、城乡空间和产业布局及考核断面设置情况,在韶河北源、韶河南源、支流球山河、支流红卫河、青年水库及干流等处布设监测点位,采用监测布点、手工采样、数据分析的方法,分析流域污染空间分布特征。
1.3 数据来源
水质评价部分研究数据来自《湘潭市生态环境状况公报》、统计年鉴和相关网站发布的通报等,选取 2022-2024 年韶河流域青年水库、立山村 2 个地表水监测断面水质状况等作为基础数据。污染空间分布分析部分数据来源为手工采样监测,监测项目为化学需氧量和氨氮。
2 水质评价情况
2.1 2022-2024 年断面水质状况
韶河立山村断面2022-2024 年连续三年年均均为Ⅲ类水质,水质状况为良好,但与2023年达Ⅱ类水质的考核目标存在差距。存在单月水质超标情况,其中,2022 年,1 月水质为Ⅳ类,超标因子为总磷,超标倍数 0.2:11 月、12 月水质为Ⅳ类,超标因子为化学需氧量,超标倍数均为0.4。2023 年,5 月水质为Ⅳ类,超标因子为化学需氧量和氨氮,超标倍数均为0.05。2024 年,各月份水质均达到或优于Ⅲ类。
韶河青年水库断面 2022 年年均达Ⅱ类水质,水质状况为优;2023、2024 年年均为Ⅲ类水质,水质状况为良好。2022 年,各月份水质均达到或优于Ⅲ类。2023 年、2024 年均存在单月水质超标情况,其中,2023 年,7、8、10 月水质均为Ⅳ类,超标因子均为化学需氧量,超标倍数分别为0.2、0.5 和0.1。2024 年,8 月水质为劣Ⅴ类,原因是pH 值为10。
2.2 水质变化趋势分析
2.2.1 立山村断面水质变化趋
按水质状况等级变化评价,立山村断面2022-2024 年水质无明显变化。
按组合类别比例法评价,分析立山村断面年度内各月份水质类别占比,2022 年,Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类水质占比分别为 50% 、25% 和 25%,则Ⅰ~Ⅲ类水质占比 75%,劣Ⅴ类水质占比为0。2023 年,Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类水质占比分别为 41.67%、50% 和 8.33%,则Ⅰ~Ⅲ类水质占比 91.67%,劣Ⅴ类水质占比为 0。2024 年,Ⅱ类、Ⅲ类水质占比分别为 33.33% 和 66.67% ,则Ⅰ~Ⅲ类水质占比 100% ,劣Ⅴ类水质占比为0。
2023 年较 2022 年:
△ G=G2023-G2022=91.67%-75%=16.67%, ΔD= D2023- D2022=0
△ G -△ D=16. 67%>0 且 10<|ΔG-ΔD|<20 ,说明 2023 年较 2022 年立山村断面水质有所好转。
2024 年较 2023 年:
△ G=G2024-G2023=100%-91.67%=8. 33% ,△ D= D2024- D2023=0
△ G -△ D=8. 33%>0 且 ΔG-ΔD |<10 ,说明 2024 年较 2023 年立山村断面水质有所好转。可知,2022-2024 年,立山村断面水质逐年变好。
2.2.2 青年水库断面水质变化趋势
按水质状况等级变化评价,青年水库断面 2023 年较 2022 年年均水质下降 1 个类别(Ⅱ类变为Ⅲ类),2023 年较2022 年水质无明显变化。
按组合类别比例法评价,分析青年水库断面年度内各月份水质类别占比,2022 年,Ⅱ类、 Ⅲ类水质占比分别为 66.67%、33.33%,则Ⅰ~Ⅲ类水质占比 100% ,劣Ⅴ类水质占比为0。2023 年,Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类水质占比分别为 8.33%、6.67% 和 25%,则Ⅰ~Ⅲ类水质占比75%,劣Ⅴ类水质占比为0。2024 年,Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类水质占比分别为16.67%、75% 和 8.33% ,则Ⅰ~Ⅲ类水质占比91.67%,劣Ⅴ类水质占比为8. 33% 。
2023 年较 2022 年:
△ G=G2023-G2022=75%-100%=-25%,△ D= D2023- D2022=0
△ G -△ D=-25%<0 且 |ΔG-ΔD|>20 ,说明 2023 年较 2022 年青年水库断面水质明显变差。
2024 年较 2023 年:
△ G=G2024-G2023=91.67%-75%=16.67%,△ D= D2024- D2023=8.33%
△ G -△ D=16.67%-8.33%=8. 34%>0 且 |ΔG-ΔD|<10 ,说明 2024 年较 2023 年青年水库断面水质有所好转。
可知,青年水库断面水质2023 年较2022 年明显变差,2024 年较2023 年有所好转。
3 污染空间分布情况
3.1 监测布点方案和区段设置情况
选取韶河北源(点位A)、景区(点位B)、青年水库、韶河南源中段(点位C)、球山河(点位 D)、红卫河(点位 E)、清溪镇与银田镇交界处(点位 F)、立山村 8 个代表性点位开展手工采样监测,分别对应韶河北源段、南源景区至青年水库段、南源青年水库下游段、支流球山河段、支流红卫河段、干流上段(干流起点至清溪镇、银田镇交界处)和干流下段(银田-立山村断面)7 个区段。初步监测 1 次 / 月,选取污染状况较重的点位,开展为期 1 个月的持续跟踪监测。
3.2 初步监测结果
根据 2025 年 1-3 月开展的 1 次 / 月的初步监测,结果显示 A、B、F 和青年水库、立山村 5 个点位基本未超过Ⅲ类标准限值,对应的韶河北源段、南源景区至青年水库段、干流上段、干流下段水质状况较好,后续不再对点位A、B、F 采样监测。
3.3 跟踪监测数据
对初步监测指标浓度较高的C、D、E 3 个点位和设置有地表水考核断面的青年水库、立山村断面,于 2025 年 3 -4 月开展 1 至 2 天一次的持续跟踪监测。结果显示,点位 C、D 的化学需氧量、氨氮平均浓度均超过Ⅲ类标准限值,其中,氨氮分别超过Ⅴ类、Ⅳ类。点位 E化学需氧量平均浓度超过Ⅲ类标准限值,超标倍数 0.1,氨氮未超标但接近Ⅲ类标准限值。根据数据分析,点位 C 对应的南源青年水库下游段污染负荷较重;点位 D对应的支流球山河段对韶河污染负荷存在一定贡献;点位E 对应的支流红卫河段对韶河污染负荷存在一定贡献。
4 结论和建议
(1)2022-2024 年,韶河流域 2 个考核断面年均水质均稳定达到或优于Ⅲ类,但均存在月均水质波动情况。其中,立山村断面水质逐年变好;青年水库断面水质 2023 年较 2022 年明显变差,2024 年较2023 年有所好转。
(2) 韶河北源段、南源景区至青年水库段、干流段水质状况较好;韶河南源青年水库下游段污染负荷较重,支流球山河、红卫河污染物浓度偏高,对韶河污染负荷存在一定贡献。
(3) 结合监测数据、污染源分布和相关管理资料提出水质改善建议:完善城市管网雨污分流改造,提高城乡生活污水收集处理率;持续推进农业面源污染治理,强化畜禽养殖污染防治和化肥农药减量化;加强对沿线工业生产、居民生活、经营排水排污行为的日常监管;保障流域生态流量,构建健康的水生态环境系统。
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作者简介:曹璐(1989-),女,工程师,硕士研究生,主要从事水污染防治工作