拉林河流域重要省界緩沖區(qū)污染特征及負(fù)荷模擬研究
第一章 緒論
1.1 選題依據(jù)及研究意義
拉林河?xùn)|臨牡丹江,北側(cè)為螞蟻河、阿什河及松花江干流,西南與第二松花江流域?yàn)猷彛饔虻乩砦恢媒橛跂|經(jīng)125°34′~128°34′、北緯 44°00′~45°30′之間。拉林河是黑龍江省與吉林省兩省的界河,流經(jīng)黑龍江省五常市、雙城市、尚志市,吉林省舒蘭市、榆樹市、扶余市,拉林河干流河長 450km,界河長約 233km。流域面積 1.99 萬 km2,其中黑龍江省流域面積 1.12 萬 km2,占流域總面積的 56.33%;吉林省流域面積 8701km2,占流域總面積的 43.67%。主要支流有牤牛河、細(xì)鱗河和卡岔河。拉林河流域水功能區(qū)長度1504.2km,其中,保護(hù)區(qū) 336.2km、保留區(qū) 177.5km、緩沖區(qū) 352.1km、開發(fā)利用區(qū) 638.4km。拉林河流域省界緩沖區(qū)包括拉林河吉黑緩沖區(qū) 1、拉林河吉黑緩沖區(qū) 2、牤牛河黑吉緩沖區(qū)和細(xì)鱗河(溪浪河)吉黑緩沖區(qū) 4 個(gè)省界緩沖區(qū),緩沖區(qū)總長度 302.3km。 拉林河流域是我國的重要商品糧基地,左岸的榆樹市連續(xù)八年為全國產(chǎn)糧第一縣市;右岸的五常市是我國的優(yōu)質(zhì)稻米之鄉(xiāng),馳名中外。近些年來,隨著拉林河兩岸城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,拉林河承泄了大量的工業(yè)生產(chǎn)廢水和灌區(qū)灌溉退水,已成為了沿岸城市的排污通道,給拉林河水資源保護(hù)帶來了前所未有的壓力。本論文以拉林河重要省界緩沖區(qū)為研究區(qū)域,采取野外監(jiān)測和室內(nèi)分析相結(jié)合的手段,對研究區(qū)內(nèi)的點(diǎn)源和非點(diǎn)源污染的分布特征、排放情況進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查;在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用數(shù)學(xué)模型計(jì)算了研究區(qū)內(nèi)的污染負(fù)荷;根據(jù) 2007~2014 年的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù),對研究區(qū)內(nèi)的水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況進(jìn)行了評價(jià),并分析了區(qū)內(nèi)水質(zhì)變化趨勢。研究結(jié)果為拉林河流域水污染污染防治和管理提供科學(xué)依據(jù),對于改善拉林河乃至松花江的水環(huán)境質(zhì)量具有重要實(shí)際意義。
......
1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢
水功能區(qū)是指為滿足水資源合理開發(fā)和有效保護(hù)的需求,根據(jù)水資源的自然條件、功能要求、開發(fā)利用現(xiàn)狀,按照流域綜合規(guī)劃、水資源保護(hù)規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展要求,在相應(yīng)水域按其主導(dǎo)功能劃定并執(zhí)行相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的特定區(qū)域。省界緩沖區(qū)是水功能區(qū)之一“緩沖區(qū)”的主要形式,主要是為了協(xié)調(diào)省際用水關(guān)系,控制上游對下游或相鄰省區(qū)水污染,以省界為中心向附近省級行政區(qū)域擴(kuò)展而劃分的緩沖水域。這是水功能區(qū)劃中專門為跨省級行政區(qū)設(shè)立的一類功能區(qū),是流域管理的重要區(qū)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 近些年來,松遼流域水資源保護(hù)局開展了拉林河流域省界緩沖區(qū)的監(jiān)測和研究等工作,松花江流域省界緩沖區(qū) 25 個(gè),監(jiān)測斷面 47 個(gè)。松花江流域省界緩沖區(qū)Ⅱ類水質(zhì)占 16.5% ,Ⅲ類水質(zhì) 57.5%,Ⅳ類水質(zhì)占 19.0% ,Ⅴ類水質(zhì)占 4.5%,劣Ⅴ類水質(zhì)占 2.5%,主要超標(biāo)項(xiàng)目為氨氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)等。
.......
第二章 研究區(qū)概況
2.1 拉林河流域自然概況
拉林河為松花江干流右岸的一級支流,發(fā)源于張廣才嶺山脈的老爺嶺西麓白石砬子山,于哈爾濱以上 150km 處注入松花江。流域東臨牡丹江流域,北側(cè)為螞蟻河、阿什河及松花江干流,西南與第二松花江流域?yàn)猷彛饔虻乩砦恢媒橛跂|經(jīng)125°34′~128°34′、北緯 44°00′~45°30′之間。拉林河流域地勢東南高、西北低,最高為老爺嶺 1682m,河口高程僅為 121m。河網(wǎng)密集系數(shù)為 0.31,河道平均比降1.1‰。拉林河向陽山以上為上游段,屬山區(qū),植被良好,谷窄流急,河道比降較陡,約為 2.5‰,河床組成多為沙、礫石,河寬 50m~100m,深度 3m 左右。在沈家營處谷寬約 500m,河寬為 55m;向陽山至牤牛河口為中游段,地勢漸緩,屬丘陵區(qū),河道比降逐漸平緩,平均約為 0.33‰,兩岸山丘低平,臺地起伏,間夾沖積平原,河谷變得開闊,谷寬一般在 2km 以上,最寬處可達(dá) 5km,河道逐變彎曲;牤牛河口以下為下游平原區(qū),河谷、灘地寬達(dá) 3km~15km,大部分為沼澤地,土地肥沃。兩岸地勢低平。河道彎曲,河床寬淺,河寬在 150m~400m,深度為 3m~4.5m,河道平均比降約 0.12‰~0.16‰。拉林河流域水系見圖 2-1。拉林河流域東鄰張廣才嶺西坡,西與松嫩平原接壤,地形復(fù)雜。呈現(xiàn)出東南部為中低山丘陵區(qū),山高而陡峭,海撥 240m~500m,東南部大禿頂子山主峰海撥1696.20m;中部河谷平原區(qū)及西北部低而平緩的高平原區(qū),海拔 180m~240m,表面波狀起伏,水系發(fā)育?v觀拉林河流域地勢由東南向西北傾斜之勢,地貌按成因可分為剝蝕堆積地貌和堆積地貌。地勢圖見圖 2-2。
2.2 社會經(jīng)濟(jì)概況
拉林河流域土地肥沃,人口密集,為黑、吉兩省及全國重要的糧食生產(chǎn)基地,主要作物有水稻、玉米、大豆和谷子。據(jù)基準(zhǔn)年資料統(tǒng)計(jì),拉林河流域內(nèi)有 7 市(縣),總?cè)丝?348 萬人。耕地面積 1261.16 萬畝,GDP 為 956 億元,糧食總產(chǎn)量 729 萬 t。境內(nèi)交通發(fā)達(dá),哈大、哈吉鐵路自拉林河流域西、中部南北穿過。拉林河流域上游多為山區(qū),自然資源豐富,是向哈爾濱市調(diào)水重要的水源涵養(yǎng)區(qū)。該區(qū)封山育林,重點(diǎn)發(fā)展林果類、菌類、中藥材等種植業(yè)。拉林河流域中下游地區(qū)耕地資源豐富。大力發(fā)展農(nóng)區(qū)畜牧業(yè),大力發(fā)展現(xiàn)代高效節(jié)水農(nóng)業(yè)。 扎實(shí)推進(jìn)社會主義新農(nóng)村建設(shè)。用現(xiàn)代物質(zhì)條件裝備農(nóng)業(yè),用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)改造農(nóng)業(yè),用現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系提升農(nóng)業(yè)。進(jìn)一步發(fā)展農(nóng)業(yè)的區(qū)域化、規(guī);蛯I(yè)化生產(chǎn),提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量和安全水平。提升農(nóng)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ),加強(qiáng)以中低產(chǎn)田改造和節(jié)水灌溉為重點(diǎn)的農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力建設(shè),提高農(nóng)業(yè)科技、服務(wù)水平,,構(gòu)筑現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展支撐體系。
.........
第三章 重要省界緩沖區(qū)基礎(chǔ)調(diào)查成果統(tǒng)計(jì)與分析 ...... 12
3.1 點(diǎn)源污染調(diào)查 ...... 12
3.2 非點(diǎn)源污染調(diào)查 .... 16
3.2.1 灌區(qū)調(diào)查 ..... 16
3.2.2 水土流失調(diào)查 ..... 21
3.3 其它污染源的調(diào)查與分析 .......... 21
第四章 拉林河流域污染負(fù)荷計(jì)算 .......... 27
4.1 點(diǎn)源污染負(fù)荷計(jì)算 ...... 27
4.2 非點(diǎn)源污染負(fù)荷計(jì)算 .......... 28
4.3 重要省界緩沖區(qū)污染負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)分析 ...... 37
第五章 重要省界緩沖區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)評價(jià)及超標(biāo)因子解析 ...... 38
5.1 水質(zhì)現(xiàn)狀達(dá)標(biāo)評價(jià) ...... 38
5.1.1 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及方法 ........ 38
5.1.2 監(jiān)測斷面和評價(jià)因子........ 39
5.1.3 評價(jià)結(jié)果 .... 40
5.2 拉林河吉黑緩沖區(qū) 2 水質(zhì)變化趨勢分析 ......... 53
第五章 重要省界緩沖區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)評價(jià)及超標(biāo)因子解析
5.1 水質(zhì)現(xiàn)狀達(dá)標(biāo)評價(jià)
以《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),采用單因子指數(shù)法對省界緩沖區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況作出評價(jià)。單因子指數(shù)法的基本思路是利用 j 監(jiān)測斷面第i 項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)的監(jiān)測濃度 Cij與指定水體功能水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)濃度 Csj相比,根據(jù)比值大小,判斷評價(jià)水體水質(zhì)是否滿足相應(yīng)的功能標(biāo)準(zhǔn)。單因子指數(shù)法的評價(jià)公式如下:根據(jù)松遼水環(huán)境監(jiān)測中心 2014 年對向陽、振興、牛頭山大橋、蔡家溝、板子房、肖家船口、和平橋、牤牛河大橋 8 個(gè)斷面逐月的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù),分別對各月、豐平枯、年均等不同時(shí)間尺度的省界緩沖區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況進(jìn)行了評價(jià)分析。評價(jià)因子包括 PH 值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷、銅、鋅、氟化物、硒、砷、汞、鎘、六價(jià)鉻、鉛、氰化物、揮發(fā)酚、石油類、陰離子表面活性劑、硫化物、糞大腸菌群 22 項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)。各緩沖區(qū)內(nèi)監(jiān)測斷面的基本信息見表 5-1 與圖 5-1。評價(jià)結(jié)果表明:拉林河吉黑緩沖區(qū) 1 水質(zhì)達(dá)標(biāo)狀況較好,枯水期、平水期、豐水期均能夠達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);瘜W(xué)需氧量、五日生化需氧量、總磷等易超標(biāo)因子部分月份能夠達(dá)到Ⅱ類,甚至Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。從對下游水功能區(qū)的水質(zhì)影響來看,拉林河吉黑緩沖區(qū) 1 水質(zhì)能夠滿足下游拉林河五常市開發(fā)利用區(qū)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),不會對下游水功能區(qū)水環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。
..........
結(jié)論
本文以拉林河流域重要省界緩沖區(qū)為研究對象,采用野外實(shí)地調(diào)查和室內(nèi)分析相結(jié)合的手段,首先對研究區(qū)內(nèi)的污染源分布特征及排放規(guī)律進(jìn)行了調(diào)研,并分析了其對水環(huán)境的主要影響;在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用數(shù)學(xué)模型計(jì)算了研究區(qū)的點(diǎn)源和非點(diǎn)源污染負(fù)荷;根據(jù) 2007~2015 年的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù),對研究區(qū)的水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況及歷史變化趨勢進(jìn)行了分析。主要得出以下結(jié)論:
1、現(xiàn)階段查明研究區(qū)內(nèi)分布有 19 個(gè)排污口,其中混合型排污口所排廢水水質(zhì)較差,COD 濃度平均超過地表水Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn) 3.2~3.6 倍,氨氮平均超過地表水Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn) 4.4~9.0 倍;流域內(nèi)現(xiàn)有 1 萬畝以上大中型灌區(qū) 29 處,灌溉退水中總氮濃度平均超過地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn) 1.7~2.1 倍,總磷濃度平均超過地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn) 1.2~3.9 倍。
2、點(diǎn)源污染負(fù)荷的計(jì)算結(jié)果表明:現(xiàn)有 14 個(gè)排污口,每年向拉林河吉黑緩沖區(qū) 2 排放 COD6989.62t、氨氮 1313.82t。其中拉林啤酒廠排污口、榆樹污水廠排污口、新站排污口、雙城三排干排污口以及五常鎮(zhèn)第一排污口的 COD 排放量較大,這 5 個(gè)排污口所排 COD 數(shù)量占總排放量的 70.98%;蔡家溝蘭陵排污口、雙城三排干排污口、五常鎮(zhèn)第一排污口以及新站排污口的氨氮排放量較大,這 4 個(gè)排污口所排氨氮數(shù)量占總排放量的 79.69%。 非點(diǎn)源污染負(fù)荷結(jié)果表明:流域內(nèi)灌溉退水為 28536.23 萬 m3/a,COD 入河負(fù)荷為 11414.49t/a,TN 入河負(fù)荷為 570.72 t/a,TP 入河負(fù)荷為 111.29 t/a、氨氮入河負(fù)荷為 228.29 t/a。
3、2014 年 4 個(gè)重要省界緩沖區(qū)的水質(zhì)達(dá)標(biāo)評價(jià)結(jié)果表明:拉林河吉黑緩沖區(qū) 2水質(zhì)較差,拉林河吉黑緩沖區(qū) 1、細(xì)鱗河吉黑緩沖區(qū)以及牤牛河吉黑緩沖區(qū)水質(zhì)相對較好。拉林河吉黑緩沖區(qū) 2 的超標(biāo)因子為氨氮、COD 和總磷。 對拉林河吉黑緩沖區(qū) 2 豐、平、枯水期的水質(zhì)變化情況進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:拉林河吉黑緩沖區(qū) 2 枯水期氨氮污染、豐水期 COD 污染情況較為嚴(yán)重。
.........
參考文獻(xiàn)(略)
本文編號:169346
本文鏈接:http://www.sikaile.net/wenshubaike/caipu/169346.html