白石水库面源污染分析与控制探讨.doc

精品整理 白石水库面源污染分析与控制探讨 　　在各饮用水源地类型中湖库型水源地占比达40%左右，对于保障区域供水和饮水安全等发挥着重要作用。水资源调查统计显示，我国大部分湖库型水源地均存在不同程度的富营养化现象，水质不达标、水污染问题突出。由于受其自身条件限制，湖库型水源地的水流速度缓慢，从而使得污染物容易累积且降解速度较慢，对水源地饮水安全和水环境保护存在较高的风险。水库、湖泊富营养化问题与流域生态环境恶化密切相关，对人类社会安全、经济发展及水资源科学利用已形成潜在威胁，特别是流域水库污染问题更加突出。 　　为改善流域水环境质量状况和促进人水和谐发展，采取科学的方法措施控制流域污染物总量已成为目前急需解决的问题。传统的面源污染调查方法主要有查阅统计资料、水质监测分析、区域入户调查及野外采样等手段。地方统计数据为污染源调查统计的重要依据，由于土地利用类型、径流量、人口数量和流域范围等资料的缺乏，使得统计数据的获取存在较大困难，且数据的可靠度和时效性往往较差。在湖库型水源地面源污染评价过程中为有效获取模型计算参数，可利用GIS技术提高数据的可行度和输入效率，另外还可结合TS技术模拟分析土地利用状况、类型等因素的时空变化特征。GIS技术的可视化功能和空间分析技术不仅能够揭示大量数据中隐藏的内在变化规律与空间特征，而且提高了数据的直观性，对污染物迁移途径和主要来源能够有效进行识别，从而准确评价水环境质量受污染物类型及负荷的影响作用，并为水源地污染控制和水环境保护提供一定决策依据。 　　在面源污染研究方面GIS技术越来越引起人们的重视，对于面源污染控制专家系统和信息系统最早应用于美、日等发达国家。Behrendt等通过调查和监测区域磷污染状况，利用GIS空间建模功能分析了易污染地区不同土壤类型吸收磷元素的能力，Zhang等认为非点源污染影响分析的重要基础是揭示流域水质面源污染的空间分布规律，从而可确定污染源重点控制区，CookeW.H等利用GIS技术深入研究了密歇根州农业流域的N、P流失状况和土壤侵蚀特征，在此基础上提出了最佳的农业管理模式。目前，在非点源污染分析中GIS技术的研究应用已成为大势所趋，如贾海峰等运用GIS技术分析石匣小流域实验监测结果和土地利用数据，从而提出了非点源污染重点控制区域和分布特征，康启燕等为定量描述污染物的产生量构建了基于GIS技术的污染物迁移数学模型，在流域系统范围内模拟分析了污染物空间分布特征，对改变流域水质恶化趋势、保护水环境重点区域以及水污染治理具有重要的指导作用，郑强等对太湖流域非点源污染入河量的时空分布规律利用GIS的空间分析功能进行研究，结果显示汛期为入河污染物的高峰时期且环太湖地区为高峰集中区。 　　当前，对于非点源污染的分析过程GIS技术的应用较为常见，而在湖库型水库面源污染控制中GIS技术的研究相对较少。本文以大凌河干流白石水库为例，在水库面源污染控制和解析过程中引入GIS技术，以期为流域水污染控制及面源污染负荷的消减提供一定科学依据。 　　一、研究概况 　　选择白石水库汇水区域作为整个研究范围，总面积75.0km2，主体工程有取水口、水电站、泄洪排沙底孔、拦河坝和溢流表孔等。白石水库位于大凌河干流，具有优越的地理环境和便利的交通条件，处于锦州、阜新和朝阳区域的中心地带。该水库是一座主要以农业灌溉、防洪排涝和城市供水为主，同时兼顾一定的发电、旅游和水产养殖等功能的大型水利工程，入库河流主要有大凌河、凉水河、牤牛河、沙河等，主要为锦州、阜新等区域提供居民生活饮用水。大凌河主脉贯穿辽西、东南汇入渤海，西支与南支发源于平泉县泉子沟及建昌县水泉沟，二支汇合后径流朝阳县、凌海市、北票市、义县等地区。流域内河网密布有凉水河子、忙牛河、老虎山河、西河等支流，景观变化比较剧烈、经济增长速度较快，属于辽宁省工农业发展的核心区域。 　　城镇生活污水、水土流失、农村固废污染物、农田径流及分散式牲畜养殖等为白石水库面源污染的主要来源，各污染物贡献率和排放量统计值见表1。由表1可知，在各类面源污染中白石水库农田径流污染的占比最大，其次为农村生活污水。 　　二、研究方法 　　2.1 水库面源污染控制措施评价指标 　　科学合理的选择评价指标是水库面源污染控制方案优选决策的关键环节，评价体系的构建应尊姓可性性、系统性性、适用性性、科学性原则。另外，选择的评价指标还要综合考虑面源污染治理的经济成本因子和污染物消减等环境因子。本文从经济与环境效益的角度，兼顾水库污染源的时空分布特征对评价指标进行选择，其中环境效益指标包括COD、NH3-N、TN与TP消减率4项参数，经济成本指标有运行成本、建设成本的技术投资因子。 　　2.2 水资源保护方案决策模型 　　对饮用水源地污染控制措施利用AHP-GRAP层次分析改进灰色关联法进行