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水源地水质监测成果的污染溯源分析及运行维护管理

2022-02-05卢欣正

黑龙江水利科技 2022年11期
关键词:高州监测站水厂

卢欣正

(广东省水文局茂名水文分局,广东 茂名 525000)

0 引 言

饮用水水源安全关系广大人民群众的根本利益和民生福祉,合理布局饮用水水源,加强饮用水水源管护和治理,提高饮用水水源供水保障水平,强化饮用水水源监管工作,加强饮用水水源应急管理,建立水资源刚性约束制度,严格用水总量控制,是完善水资源配置格局、提高水资源利用效率、增强水资源安全保障能力的行动指南。加强水质动态监测是引水安全的重要保证[1-2]。

文章拟对茂名4个国家国家级重要饮用水水源地监测成果进行分析评价,分析其污染污染成因,探究保护水源地的运行管理机制,保证水源地能够长期安全健康供给。

1 水源地监测站分布

水质自动监测站是拥有固定场所,通过一台或多台分析设备,对水质的各项参数进行连续、在线和实时检测,并对数据进行上传、保存和对其变化趋势作出判断。它具有结构紧凑、操作方便、自动化程度高、测量精度高的优点,在环境保护工作中起着重要的作用。

文章研究茂名重要水文监测站有4个,分别为塘岗岭水厂自动监测站、林头水厂自动监测站、名湖水库自动监测站、高州水库自动监测站。

1.1 塘岗岭水厂监测站

塘岗岭水厂水质自动监测站为河道型自动监测站,位于茂名市化州鉴江塘岗岭水厂内,属于广东省水资源监控能力建设项目水源地、水功能区水质在线监测系统建设二期项目。

1.2 林头水厂监测站

林头水厂水质自动监测站为河道型自动监测站,位于茂名市电白区林头水厂内,属于广东省水资源监控能力建设项目水源地、水功能区水质在线监测系统建设二期项目。

1.3 名湖水库监测站

名湖水库水质自动监测站为湖库型自动监测站,位于茂名市名湖水库内,属于广东省水资源监控能力建设项目水源地、水功能区水质在线监测系统建设二期项目。

1.4 高州水库监测站

高州水库水质自动监测站为湖库型自动监测站,位于茂名市高州市高州水库内,属于广东省水资源监控能力建设项目水源地、水功能区水质在线监测系统建设二期项目。

2 水质监测成果

2.1 数据统计和处理原则

对于异常数据和极值数据进行筛选应注意以下原则: ①水温、pH、溶解氧、浊度、电导率、氨氮、高锰酸盐指数、总磷、总氮等项目为 0 的数据; ②同一时刻、同一批水样,氨氮>总氮的不合理数据;③剔除监测仪器的测量极值;④由于设备故障而长期不波动的数据;(塘岗岭水厂水质自动监测站1-6月停运,停运期间数据不纳入统计范围);⑤测量周期中出现的不合理数据;⑥叶绿素、蓝绿藻数据不纳入统计分析。

对于极值处理上应:①pH不在 6-9 范 围内的数据和及其出现时间;②溶解氧最大和最小的数据及其出现时间;③氨氮、高锰酸盐指数、总磷、总氮最大数据及其出现时。

同时应当注意超标因子的筛选,当出现pH >6或<9;溶解氧<5mg/L;高锰酸盐指数> 6mg/L;氨氮>1.0mg/L;总磷(湖、库>0.05mg/L)>0.2mg/L;总氮>1.0mg/L;水温、电导率、浊度、叶绿素、蓝绿藻等项目不参与统计。超标数据量占有效数据总数超过10%即视为超标因子。异常数据统计如表1所示:

高州水库监测站和名湖水库监测站的总氮数据都存在异常情况,异常超标率分别为0.54%和1.46%,经过与常规监测数据进行比较,是由于仪器波动引起。

2.2 水质评价

按照数据清洗原则进行数据清理后,茂名市4个水质自动站获取有效水质数据。依据《地面水环境质量标准》GB3838-2002 对所有数据组的pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷等 6个指标进行单因子评价,对4个自动监测站经数据清洗后进行单独评价,结果如下:

1)塘岗岭水厂水质自动监测站。2021 年塘岗岭水厂水质良好,全年水质类别均达到Ⅲ类及以上,Ⅲ类比率占7%,II 类比率达到63%。Ⅰ类比率占30% 。

2)林头水厂水质自动监测站。2021年林头水厂水质良好,全年水质类别均达到III类及以上,Ⅲ类比率占13%,II 类比率达到79%。Ⅰ类比率占8%。

3)名湖水库水质自动监测站。2021年名湖水库水质良好,全年水质类别达到Ⅲ类及以上的比率达到98%,Ⅳ类比率占2%,Ⅲ类比率达到64%,II类比率占34%,Ⅰ类的比率为0。

4)高州水库水质自动监测站。2021年名湖水库水质良好,全年水质类别达到Ⅲ类及以上的比率达到99%,Ⅳ类比率占1%,Ⅲ类比率达到82%,II类比率占17%。Ⅰ类的比率为0。

表1 异常超标数据统计表

2.3 监测成果

2021年对4个测站共开展实验室监测12次,自动监测站点与实验室监测站点对应情况为:塘岗岭水厂-博青,林头水厂-共青河1号水源地,名湖水库-名湖水库出口,高州水库-石骨水库供水口。与4个测站对应水质断面的评价结果显示如表2所示,4个自动监测站对应水质断面实验室的检测结果(水温、pH、电导率、浊度、溶解氧、氨氮、高锰酸盐指数、总磷、总氮)全部达到或优于Ⅲ类标准,无超标项目。

采用有效数据的全年平均值,将实验室水质监测分析结果与自动水质站结果比较,水质状态与趋势基本一致。评价结果详见表3。

表2 2021年茂名分中心实验室水源地监测数据评价表

表3 2021年国家重要水源地水质自动监测站数据年度水质评价表

3 污染溯源调查分析

3.1 农村生活污水污染调查与分析

库区内有4个自然村,人口共计有809人。其生活污水均排到水库库区内。据了解库区内部分自然村的基础建设已经提升改造,村里设置集中的排污管道,对污水进行处理,生活污水都是集中处理后排放。

库区内农村人均用水量根据现场调查,农村人均用水量约为80L/p·d,污水排放系数取0.8,水库区农村生活污水污染物参考国家环保部确定的太湖流域污染源调查数据,以实际用水数值按比例计算每人每天污染物排放量,库区现状农村生活污水污染物排放量历史调查结果可知[6],库区生活污水排放量0.34万t/a,CODcr排放量为132t/a,总氮污染负荷为0.48t/a,总磷污染负荷为0.10t/a,氨氮污染负荷为0.34t/a。

3.2 禽畜养殖污染调查与分析

由于部分库区周围存在少量农户无成规模化养殖,养殖家禽主要品种为鸭和鸡,牲畜主要品种为猪和牛。经了解部分库区内发现散养鸡数量约为40只,鸭为50只,猪36头,牛18头。这些禽畜排放的粪尿及其污染物,如未完全集中处理,仅进行简易利用和处理,经过富集流动和雨水冲刷,会对水库的水环境会造成少量污染。查《畜禽养殖的排污系数》资料可知,鸭的饲养周期为210d,鸡饲养周期约为200d,猪饲养周期约为200d,牛的饲养周期约为365d。这些禽畜养殖污染物排放系数可见表4。利用禽畜养殖数和污染物排放系数,按照以下公式计算农村禽畜养殖污染物排放量:不同畜禽年粪尿排放量(t/a)=个体日产粪尿量(kg/d头)×饲养期(d)×不同畜禽规模化养殖数(头、只)×10-3。根据计算,库区内畜禽养殖污染物排放量的计算结果见表5。

表4 畜禽粪尿排泄系数

表5 农村分散禽畜养殖污染物排放量

续表5 农村分散禽畜养殖污染物排放量

3.3 污染溯源分析

在入库污染负荷中,CODcr主要来农业面源污染,其次来自农村养殖;总氮主要来自库区林地、水田的面源污染;总磷、氨氮除主要来自库区面源污染外,农村养殖也是一个重要来源。

高州水库名湖水库为水库水源地。名湖水库是通过高州水库东干渠从高州水库引水,沿途污染较少。两个水库污染源主要是高州水库库区上游的生活、农业污染,特别是高州水库上游的居住人口有30多万人,虽然在重要城镇建设了小型污水处理厂,但仍有不少生活污水难以收集,直接排入入库河流。

塘岗岭水厂、林头水厂为河流水源地,污染源主要为上游的生活、农业及养殖污染。鉴江塘岗岭水厂上游流经信宜、高州、化州。共青河林头水厂从袂花江引水,上游流经罗坑、霞洞、林头、观珠等城镇。茂名市生活污水收集率不搞,较多生活污水未经收集直排入河。

4 水资源保护规划措施

4.1 加强水源地保护保护监督监测

加强水源保护管理能力建设,尽快完成水库水源保护区划分。加强水源地保护监督管理是保护水库水质,预防各类水污染事件发生的重要措施。日常监管工作主要包括:实行库区巡查,加强对库区排污、开发建设工程等各类影响水质行为的监管。

加强水质监测制度,建立供水水库水质监测和发布制度。水质监测制度包括连续监测和应急监测制度,按国家有关标准和操作规程设定监测位置、监测指标、监测频次,以及取样、检测和化验程序等,建立应对突发水污染事故的水质应急监测制度和处置方案、措施,水行政主管部门负责实施监督。同时定期发布水库水源水质情况。

4.2 加强库区产业结构调整

大力开展农业产业结构调整,鼓励库区发展生态农业模式和生态农业技术。结合推行有机食品、绿色食品、无公害食品标准将一方面有利于减少污染,另一方面有利于提高食品质量。由种植业、粮食型为主逐步转向效益型农业,加大对农户的生态补偿水平。发展生态农业的过程中加快实施种植业化肥、农药“减量增效控污”工程,通过调整种植结构、推广科学用肥和使用有机复合肥料等措施减少化肥施用量。

4.3 核定水库库容关系曲线

重新测定水库库容关系曲线,保障突发水污染事故调水,由于各水库完工时间较长,库区经过几十年的变化发展,可能有淤积和部分地区塌方,这样直接影响原制定的库容曲线的准确性。为此,重新测定一条比较准确的水位~库容曲线来分析水库的蓄水变化有利于对水库的管理,同时有助于发生突发水污染事故,或者蓝藻水华爆发时采取有效措施对突发水污染事故进行治理。

库容关系曲线率定的方法包括库区地形测量和库容计算两个方面的工作。库区地形测量主要是对库区内的平面控制、高程控制和地形测量;库容计算是采用棱柱体公式,计算出准确的库容。

5 结 论

对茂名供水水库的水源保护,应重在日常采取有效的预防措施,严防其水质恶化和来水量枯竭, 加强对分中心人员及运维人员培训,提升人员数据分析能力及设备维护水平。强化水质自动监测站监督管理,分中心组织人员定期对自动站进行巡查。提高水质自动监测站维护频率,确保仪器设备稳定运行,数据传输完整、准确。发现异常数据经分析确认后可及时反馈到相关管理部门,提高水污染防治预警能力。取水点设置要避开水库出口、死水区、回水区,尽量选择水流较为顺直、水流稳定、水面宽阔处。结合水文部门的新技术、新方法、新思路,共同为水源地达标建设出谋划策。

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