太子河水质时间及空间变化趋势分析

郭 超

(本溪市水利电力勘测设计有限责任公司，辽宁 本溪 117022)

1 流域概况

太子河总体呈东西走向贯穿辽宁省中部，东侧浑江，西北与浑河相连，大洋河位于南面，主要流经辽阳、鞍山、本溪等城市，流域内景观变化剧烈，经济发展迅速。太子河有南北二源，南北二支于南甸子镇马城子村汇流成太子河干流[1-3]。自下游至上游太子河流经牛心台、偏岭、小市、泉水等乡镇，经白石砬子村入辽阳境内。太子河上游森林茂密，植被覆盖率较高，海拔一般>500m，河床比较稳定，床面无明显冲淤，多为卵石粗砂构成。中上游大小支流较多，其中流域面积超过100km2的有清河、小汤河、五道河、小夹河、卧龙河、南沙河、细河、三道河、北沙河等。太子河全长412.9km，总面积13883km2，年径流量33.3亿m3，流域内平原地区和丘陵地区所占比例为22.4%、77.6%。近年来，随着经济的快速发展以及各行业用水量的急剧增多，研究区地表水污染、水资源短缺、江河断流等问题日趋突出。

2 水质变化趋势分析

以2016-2018年为研究时段，定期监测太子河干流唐马寨、辽阳市、本溪市、老官砬子4个典型断面水质，其中唐马寨、辽阳断面实行逐月监测，对本溪、老官砬子断面按每月2次的频率实行监测。

2.1 水环境质量调查

1)辽河干流老官砬子断面。该监测断面位于观音阁水库下游，结合2016-2018年水质监测数据，老官砬子断面水质状况良好可以达到Ⅱ类水标准，能够符合水环境质量要求[4]。然而，与其它时段相比丰水期的氨氮、CODCr浓度较高，与Ⅱ类监测目标较为接近。老官砬子断面监测数据，见图1。

Ⅰ CODCr浓度

2)辽河干流本溪断面。该监测断面位于葠窝水库以上、老官砬子断面以上河段，结合2016-2018年水质监测数据，与老官砬子断面相比本溪断面的氨氮、CODCr浓度有所提高，但都<1mg/L和20mg/L的标准，该断面水质状况良好可以达到Ⅲ类水标准，且距离Ⅳ类水质目标还存在一定距离[5-6]。本溪断面监测数据，见图2。

Ⅰ CODCr浓度

3)辽河干流辽阳断面。该监测断面位于葠窝水库以上河段，结合2016-2018年水质监测数据，辽阳断面的CODCr浓度相对于本溪断面变化不大，CODCr浓度可以达到Ⅲ类水标准，但相对于本溪断面其氨氮浓度明显提升[7]。其中，氨氮浓度较高的时段为1|-4月，甚至可以达到劣Ⅴ类水质，随着时间的推移该断面氨氮浓度有所下降，总体上可以达到Ⅳ类水质目标。辽阳断面监测数据，见图3。

Ⅰ CODCr浓度

4)辽河干流唐马寨断面。该监测断面位于太子河下游，结合2016-2018年水质监测数据，唐马寨断面的CODCr浓度相对于辽阳断面变化不大，CODCr浓度可达到Ⅲ类水标准，但相对于辽阳断面其氨氮浓度明显提升。其中，氨氮浓度超标时段约占全年的60%以上，甚至可以>6mg/L，河流水质相对较差。唐马寨断面监测数据，见图4。

Ⅰ CODCr浓度

综上分析，CODCr浓度在整个太子河干流段变化不大，而氨氮浓度呈不断增大的变化趋势，老官砬子断面以上至观音阁水库以下河段水质较好，基本上达到Ⅱ类水质标准，上游来水水质较好其氨氮浓度<5mg/L。下游水环境质量较差，特别是唐马寨断面，其氨氮浓度>2mg/L的的时段占全年的60%以上，水质达到劣Ⅴ类，部分时段水质恶化，氨氮浓度可以达到6mg/L。

表1 典型断面COD浓度变化趋势

2.2 时间变化趋势

总体上，太子河干流2016-2018年COD浓度呈不断减少的变化趋势，其中75%的断面表现出下降趋势，高度明显下降的断面有小姐庙、小河口、唐马寨、小林子、本溪，呈明显下降的有辽阳断面，典型断面COD浓度变化趋势，见表1。2016-2018年，太子河干流二焦、本溪、老官砬子断面的氨氮浓度明显上升，而小姐庙、小河口、小林子断面的氨氮浓度明显下降，典型断面COD浓度变化趋势，见表2。

2016-2018年间，太子河干流各典型断面的氨氮、COD浓度逐月平均变化特征，典型断面水质逐月变化趋势，见图5。从图5可以看出，总体上年内氨氮、COD浓度表现出先减少后增大的变化趋势，其丰水期水质优于枯水期，且枯水期多达到浓度峰值；2016-2018年，除二焦断面枯水期外其它断面的COD浓度均接近或优于Ⅲ类水标准，即超过Ⅲ类水的只有二焦断面枯水期；上游本溪、老官砬子断面水质良好，逐月氨氮平均浓度<Ⅲ类水控制值，而小姐庙、小河口、唐马寨、下林子等下游断面枯水期氨氮浓度均>Ⅲ类水控制值。

表2 典型断面COD浓度变化趋势

Ⅰ CODCr浓度

2.3 空间变化趋势

2016-2018年间，太子河干流各典型断面的氨氮、COD浓度沿程变化特征，沿程水质变化趋势，见图6。从图6可以看出，2016-2018年二焦断面的COD浓度值达到最高，除2018年二焦断面外其它断面的COD浓度均达到Ⅲ类水标准，即COD浓度超出Ⅲ类水控制值的断面只有二焦断面，随沿程变化氨氮弄粗总体表现出不断上升的趋势，即上游水质优于下游。本溪和上官砬子等上游断面水质较好，总体上符合Ⅲ类水标准，氨氮浓度在二焦断面时明显上升并达到Ⅲ类水控制值，氨氮浓度在辽阳断面处又表现出下降趋势，2016-2018年小姐庙、小河口、唐马寨、小林子等下游断面水质超标。

Ⅰ CODCr浓度

2.4 水污染控制措施

为了最大程度的降低流域水污染速度与强度，太子河流域水管部门应采取切实有效的措施加强水污染治理，采取以下4项措施[8-10]：

1)点源污染控制。加大流域内高能耗、高污染企业的产业结构调整，并积极推进技术，改革严格控制污染物排放量，对产业效益低、技术落后、资源严重浪费的企业勒令停止。此外，通过制定奖惩制度、转变农业浇灌方式、加强水源地保护、推进农业节水项目建设、加快节水农业发展和保持上游库区水土等措施，充分发挥区域优势保护水源。

2)完善水质自动监测系统。一直以来，太子河流域水管部门都比较注重河湖水质监测工作，基本形成了较为完善的监测资料，但仍需进一步改进监测技术与方法。为了严格监测污染源与水体，必须利用现代化监测技术从多个角度全面分析水体，并保证监测结果的完整性、科学性，确保流域水管理的针对性、准确性、实时性、有效性。

3)优化产业结构。通过加大投资力度，加快污染严重的化工企业产业布局、生产工艺的改进，最大程度的减少污染量；鼓励耗量较大的水资源企业引入新方法、新技术，以先进的科技手段提升用水效率；根据新农村建设和农业发展要求，因地制宜的种植农业作物，推广高效的灌溉模式，考虑当地实际情况加快生态农业发展。

4)加强生态保护。通过建设生态环境工程、提倡无污染产业等减少废弃物和废水的排放，对流域周边水源地开展综合利用与开发保护治理，并采取有效的方法保护沿河水资源环境，切实改善流域水环境。以科学合理的农田管理手段、行之有效的退耕还林草措施，保护区域生态环境，大力推广生态保护、改善民生的综合整治工程。

3 结 论

为了缓解太子河流域的水资源形势、有效控制水体污染以及提高用水效率，使其为经济发展更好的服务，文章客观准确的揭示了太子河干流水质时空变化规律，主要结论为：

1)研究表明，氨氮是影响太子河水质的主要因素，水环境治理时应加强对氨氮的治理，其中改善水质的有效措施有增加水量、实行最严格水资源管理、控制入河污染物等。

2)为改善太子河干流整体水质可以采取加强生态保护、优化产业结构、完善水质自动监测系统、加强点源污染控制等措施，现阶段水质达到Ⅱ类标准的有本溪站断面，枯水期唐马寨断面的污染物浓度上升趋势并不明显，对此应加强水质监测。