唐山市管河生态补偿断面水质现状及防治对策

摘要随着国家对生态文明建设的日益重视，水资源保护与河流污染防治已成为各级政府工作的重点。唐山市管河作为滦河水系的关键支流，其生态补偿断面的水质情形直接影响区域水资源安全及生态健康，本研究综合借助资料收集整理、水质状况分析与文献分析举措，对2023年管河前小寨桥断面水质时空特性及相关驱动因素做了系统评估，结果表明：管河水质呈现出季节性的起伏变化，因为汛期面源污染加剧，化学需氧量（COD）、氨氮（NH₃-N）和总磷（TP）的浓度大幅升高，其中氨氮年均值超出标准水平1.8倍，总磷超出了标准值1.5倍；主要污染源有沿岸冶金工业废水排放。研究给出了“源头阻控-过程净化-生态修复”综合治理体系，具体办法包含构建工业排污智能监控网络、借助生态沟渠与人工湿地阻拦面源污染、开展河岸带植被修复并优化河长制协同管理机制，通过进行污水处理厂提标改造（COD去除率提升到92%这个数值）和10公里生态护岸工程，断面水质从劣Ⅴ类改善为Ⅳ类规格，本研究为北方资源型城市的河流污染防控提供了技术、政策双驱动的解决手段，对助力流域水生态补偿机制创新具有重要参考意义。关键词：管河生态；生态补偿断面；水质污染特征；污染源解析；综合治理技术ABSTRACTAsanimportanttributaryoftheLuanRiversystem,thewaterqualityattheQianxiaozhaiBridgesectionoftheGuanRiverinTangshanCitydirectlyaffectstheregionalwaterresourcesecurityandecologicalhealth.Followingthecareful

reviewof

questionnaires

andsurveysinfieldresearch,andtheanalysisfrom

literatures,in

thisworksystematically

studiedthespatiotemporal

patternsandthedriverfactorsofthewaterqualityofQianxiaozhaiBridgeon2023.Thisstudyindicatesthatthechangingof

waterquality

in

GuanRiver

istemporallyvariable.Theconcentrationsofchemicaloxygendemand(COD),ammonianitrogen(NH₃-N),andtotalphosphorus(TP)significantlyincreaseduringthefloodseasonduetotheintensificationofnon-pointsourcepollution.Theannualaveragevalueofammonianitrogenexceedsthestandardby1.8times,andthatoftotalphosphorusby1.5times.Themainpollutionsourcesincludethedischargeofwastewaterfrommetallurgicalindustriesalongtheriver(contributionrateof32%),nutrientsaltinputfromagriculturalnon-pointsources(41%),anddirectdischargeofurbandomesticsewage(21%).The

paper

proposesanoverallpollutioncontrolpolicy

of

“sourcecontrol,

processpurification

and

ecologicalrecovery”,andspecificallyproposesbuildingintelligentpollutiondischarge

monitoringnetwork

of

industry

wastewaterdischarge,

blocking

non-pointsources

pollution

with

ecological

channel,

artificialwetland

and

riparianvegetation

and

restoration,optimizingandimprovingwaterflowpattern,etc.  Throughthepracticeofcollaborativemanagementthatemploysriverchiefsystem,sewagetreatmentplantupgradeandrefurbishment(92%

CODremoving

rate),10-kilometerecologicalbankprotectionproject

wasbuilt.Thisworkcreates

a

two-dimensiondriventechnology-policyapproachtoimprovingwaterqualityfromClassVtoClassIVsection.  Thepreventionandcontrolofriverpollution

issignificant

innorth

resources-basedcity,becauseitisthesolutionthatbenefitsgreatlythe

waterecologicalcompensation

systemofbasinoftheriver.Keywords:TheGuanRiverecology;Ecologicalcompensationsection;Waterqualitypollutioncharacteristics;Pollutionsourceanalysis;Comprehensivetreatmenttechnology目录第1章引言 11.1研究背景 11.1.1唐山市水质污染防治概况 11.1.2管河基本概况 11.2国内外河流水质现状 21.2.1国内河流水质现状综述 21.2.2国外河流水质现状综述 21.3国内外河流污染防治技术与对策综述 21.3.1国内河流污染防治技术 21.3.2国外河流污染防治技术 31.3.3国内外河流污染防治面临的科学问题综述 31.4研究内容 41.5研究方法 41.5.1管河所在区域的环境特点分析 41.5.2水质状况分析 41.5.3防治污染对策 51.6研究意义 5第2章唐山市管河所在区域的环境特点 72.1主要河流水系概况 72.1.1滦河水系 72.1.2陡河水系 72.1.3还乡河水系 82.2周边河流水文特征分析 82.2.1径流特征 82.2.2泥沙特征 82.2.3水质特征 82.3河流周边区域环境特征 92.3.1土地利用格局 92.3.2生态系统特征 92.3.3环境压力因素 92.4特殊水文现象 92.4.1潮汐影响 92.4.2凌汛现象 92.4.3风暴潮影响 102.5小结 10第3章2023年管河生态补偿断面水质状况 113.1化学需氧量 113.2高猛酸盐指数 123.3氨氮 133.4总磷 143.5总氮 15第4章唐山市管河水质污染防治对策 164.1污染源识别与控制 164.1.1主要污染源分析 164.1.2污染源控制措施 164.2污水处理技术 174.2.1物理处理法 174.2.2化学处理法 174.2.3生物处理法 174.2.4生态处理技术 174.3生态修复措施 174.3.1河道生态修复 174.3.2湿地保护与恢复 174.3.3生态补水 18第5章结论与展望 195.1结论 195.2展望 19参考文献 20致谢 22第1章引言1.1研究背景1.1.1唐山市水质污染防治概况唐山市近几年来在水环境管理中做出了大力的举措，在一系列行动的开展和科学的规划下，水质得到了显著改善，水资源的安全性有了显著的提升，水域的生态环境健康也得到了修复。针对水环境治理问题，唐山市采取了个性化解决方案，将重要河流，例如还乡河和陡河，进行个性化管理，确保其水质达到国家或地方的标准。在流域建设以及加强渔业、实施生态修复等方面取得“十二五”水污染防治的成效，经统计，全市9处监测断面全年的平均值均达标限值，7处达到二级水质，2处为四级水，县以上供水源头全部达标。从法律层面，唐山拥有完善的水保护网络，市政府出台相关规章制度，例如《水污染控制实施细则》《清水行动三年实施方案》等，并规定了一系列年度主要任务清单，统筹水污染防治工作。另外，通过建立跨行政区断面生态补偿机制和水体达标考核制度强化各类政府机构的环境责任意识。针对水污染防治方面，唐山将环保重点管控对象确定为工业集聚区，采取统一的方式推进废水集中处理设施改造和在线监控装置安装，全面建立“一业一档”和“一企一策”，同时，实施全域覆盖式固定污染源许可证制，强化许可证发放后的环境监管，重点行业实施清洁生产审核。目前，全部145家重点涉水排污企业建设了在线监测系统，大大提升了对于直排式企业的日常监管水平。在饮用水安全方面，已完成县以上集中式饮用水水源地合理划分，并继续开展环境状况调查、评估工作，严查各类环境违法问题，全部县级及以上水源保护区已制订应急措施并开展了应急演练。针对农村污水，唐山市谋定并举，将包含14个县区在内的专项解决策略全盘展开，并以改善环境敏感区域的头号工程为建设重点，同步推进渤海近岸环境综合治理工程，推进入海排污口标准化管理为重点的监测监管制度机制，实现了“一口一个档案”，将为环渤海城市环境保护树立一杆标尺。唐山市政府颁布了《唐山市地下水污染防治专项规划》等，通过以“分区防治、差别管理”的管理模式落实各项举措，侧重于加强监督机制建设和预防工作的执行，借助完整的风险管理体系达到2035年唐山市地下水水质全面改善的目的。唐山市通过系统治水、科学治水和全民治水，水环境质量得到显著提升，水生态系统功能逐步恢复，为建设生态宜居城市奠定了坚实基础。1.1.2管河基本概况管河发源于迁安县东蛇探峪，由管山进入滦州境，经福山寺穿过京秦、京哈两条铁路到王店子，再穿过102国道、京沈高速公路，最终在南辛庄子入陡河。管河在滦州境内整个河道为西南走向，河床窄且无堤防，全长25公里，流域面积76平方公里。该河流经王店子镇、榛子镇2个镇22个村，涉及人口3.5万余人，耕地7万余亩，是当地重要的水资源之一。1.2国内外河流水质现状1.2.1国内河流水质现状综述随着中国高速发展，水资源的匮乏以及水质污染日趋严重，特别是河中所含的污染成分已经作为破坏环境的表现，根据《中国水环境状况报告》资料显示，我国各个地区的大多数河流水质都处于恶化状态。长江、黄河、珠江等我国大江大河的氮、磷污染水质已接近或低于环境水质标准，对水生生物造成危害，主要集中于快速工业化、城市化区域ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"陈瑞凯,#1"1,\o"战卫彤,#2"2]。结合唐山市来看，唐山市是属于工业发达地区所在管河流域，其存在比较明显的水质问题，从唐山市环保局统计数据可知，主要是由于工厂和农田径流水质导致其存在着比较严重的水质污染问题，使得其总体的水体都处于低值状态，对于当地的生态环境和人们生活用水都造成了严重的影响。具体分析后可知，通过对管河部分河段进行调查分析可知，河段中存在着比较明显的富营养化情况，水中溶解的氧含量过少，有些地区甚至无法维持生态环境的正常生存需求。1.2.2国外河流水质现状综述从全球来看，尤其是欧洲和美国地区，河流水质检测和净化工作开展最早。欧美等发达国家对于如何提升河流水质积累了丰富的实践经验和教训。例如美国的“清洁水法案”就说明美国通过制定严格的工业污水排污标准和采取环境政策有效地提升了河流水质。  如通过实施源流管控、湿地修复等生态保护工程，密西西比河流域的水质逐步得到改善，成为世界河流治理的成功典范ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Giri,2021#3"3,\o"孟洁,2017#34"4]。德国、法国等欧洲国家，建立跨国的流域统一管理，实行跨国边界水质保护及污染防治，缓解了水体的污染压力。  其次，荷兰推行了“绿色基础设施”，依靠湿地和植物净化技术提高水体质量，对水环境污染改善显著、效益可观ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Kail</Author><Year>2011</Year><RecNum>4</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[5]</style></DisplayText><record><rec-number>4</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="0fx0tfwdms9v96epftppdter99prvzva95pw"timestamp="1740583213">4</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Kail,Jochem</author><author>Wolter,Christian</author></authors></contributors><titles><title>Analysisandevaluationoflarge‐scaleriverrestorationplanninginGermanytobetterlinkriverresearchandmanagement</title><secondary-title>RiverResearchandApplications</secondary-title></titles><periodical><full-title>RiverResearchandApplications</full-title></periodical><pages>985-999</pages><volume>27</volume><dates><year>2011</year><pub-dates><date>10/01</date></pub-dates></dates><urls></urls><electronic-resource-num>10.1002/rra.1382</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[\o"Kail,2011#4"5]。尽管全球各个地方的水资源管理迈出了进展，但河流生态环境问题仍旧十分严峻，特别是在大规模城市化发展的区域，环境保护政策也需要进一步强化。目前的主要问题是怎样两者之间取得一个平衡，即在污染源有效控制的基础上要恢复生态环境，使得水质达标成为永久性的稳定的水环境ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Wang,2024#31"6-8]。1.3国内外河流污染防治技术与对策综述1.3.1国内河流污染防治技术近几年我国水质污染治理技术实现创新发展的方向主要集中于生态化重建、污水净化和污染源控制三个方面取得了重大进展。•生态修复方案现阶段我国已采用创设人工湿地、改造河流两岸的植被、建设生态浮床等模式对水体环境进行了相应调整，这些都是提升河流水质及效果较为有效的措施ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"刘闪,2023#5"9-12]。•污染防控与生态修复  现阶段，我国正在大力推进源排放与污染物控制，减少工业水污染物排放、控制农业面源污染和改进城乡生活污水处理，不断改善水环境质量。  例如参照一些发达国家或地区通过提高污水处理设施建设标准，加强排放控制，将众多污染物带来的环境压力大幅减轻ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"张婧怡,2018#12"13]。•水质检测方法近几年，水质检测手段日益多样化，我们可以借助于空间遥感技术结合GIS以及在线水质监控技术，对水体中各类污染物的分布状况进行准确掌握。数据驱动的决策方法成为河流污染治理的重要支持工具ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Ahmed</Author><Year>2019</Year><RecNum>7</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[14,15]</style></DisplayText><record><rec-number>7</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="0fx0tfwdms9v96epftppdter99prvzva95pw"timestamp="1740583367">7</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Ahmed,Umair</author><author>Mumtaz,Rafia</author><author>Anwar,Hirra</author><author>Mumtaz,Sadaf</author></authors></contributors><titles><title>Waterqualitymonitoring:fromconventionaltoemergingtechnologies</title><secondary-title>WaterSupply</secondary-title></titles><periodical><full-title>WaterSupply</full-title></periodical><volume>20</volume><dates><year>2019</year><pub-dates><date>10/11</date></pub-dates></dates><urls></urls><electronic-resource-num>10.2166/ws.2019.144</electronic-resource-num></record></Cite><Cite><Author>Dong</Author><Year>2015</Year><RecNum>8</RecNum><record><rec-number>8</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="0fx0tfwdms9v96epftppdter99prvzva95pw"timestamp="1740583395">8</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Dong,Jianhua</author><author>Wang,Guoyin</author><author>Yan,Huyong</author><author>Xu,Ji</author><author>Zhang,Xuerui</author></authors></contributors><titles><title>Asurveyofsmartwaterqualitymonitoringsystem</title><secondary-title>EnvironmentalScienceandPollutionResearch</secondary-title></titles><periodical><full-title>EnvironmentalScienceandPollutionResearch</full-title></periodical><pages>4893-4906</pages><volume>22</volume><number>7</number><dates><year>2015</year><pub-dates><date>2015/04/01</date></pub-dates></dates><isbn>1614-7499</isbn><urls><related-urls><url>/10.1007/s11356-014-4026-x</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1007/s11356-014-4026-x</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[\o"Ahmed,2019#7"14,\o"Dong,2015#8"15]。1.3.2国外河流污染防治技术特别是西方发达国家，河流的污治理技术相对先进，特别是水体的复治和水生态治理取得了突出的成效。  高级污水处理技术。针对排放要求较高的污水处理工程，在污染物去除过程中通常还涉及消毒等多个环节，采用高级氧化工艺的高级污水处理技术是目前较为主流的方法。  欧洲、美国应用比较广泛膜分离、还原等成熟的技术来处理，能有效去除水中的有害物质，尤其是氮磷类的有害物质。  在美国、欧洲的水厂普遍采用了反渗透、紫外线灭菌等较先进的处理工艺，有效提升了出厂水水质ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"张婧怡,2018#12"13,\o"洪思平,2023#11"16]。•生态工程修复像荷兰、瑞士那样让大自然自行发展，采用人工湿地、植物覆盖改善水质净化度、生物滤网过滤污染物质等，已经在我国部分地区进行了实践和推广ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>张翼飞</Author><Year>2007</Year><RecNum>28</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[17]</style></DisplayText><record><rec-number>28</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="0fx0tfwdms9v96epftppdter99prvzva95pw"timestamp="1740584092">28</key></foreign-keys><ref-typename="中文期刊">41</ref-type><contributors><authors><author>张翼飞</author><author>刘宇辉</author></authors><secondary-authors><author>张翼飞</author><author>刘宇辉</author></secondary-authors></contributors><auth-address>上海师范大学旅游学院环境科学与工程系,上海师范大学旅游学院环境科学与工程系上海200234,复旦大学环境科学与工程系,上海200433,上海200234</auth-address><titles><title>城市景观河流生态修复的产出研究及有效性可靠性检验——基于上海城市内河水质改善价值评估的实证分析</title><secondary-title>中国地质大学学报(社会科学版)</secondary-title></titles><periodical><full-title>中国地质大学学报(社会科学版)</full-title></periodical><pages>39-44</pages><number>02</number><keywords><keyword>环境公共政策</keyword><keyword>意愿价值评估法(CVM)</keyword><keyword>支付意愿(WTP)</keyword><keyword>Logit概率模型</keyword><keyword>生态系统服务</keyword><keyword>漕河泾港</keyword></keywords><dates><year>2007</year></dates><isbn>1671-0169</isbn><call-num>42-1627/C</call-num><urls><related-urls><url>/doi/10.16493/ki.42-1627/c.2007.02.009</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.16493/ki.42-1627/c.2007.02.009</electronic-resource-num><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[\o"张翼飞,2007#28"17]。•治理模式与政策支持国外流域治理、区域流域水污染防控制度的规定性强调跨国性合作及区域流域内部的区域协作，并制定区域性污染控制规划，均取得了良好的成效。又如，欧盟推行的水框架政策使整个欧洲各国都要对河流开展水系管理，使全世界河网的水质直接得到了很大改善ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Slob</Author><Year>2013</Year><RecNum>9</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[18,19]</style></DisplayText><record><rec-number>9</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="0fx0tfwdms9v96epftppdter99prvzva95pw"timestamp="1740583423">9</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Slob,Adriaan</author><author>Duijn,Michael</author></authors></contributors><titles><title>Improvingtheconnectionbetweenscienceandpolicyforriverbasinmanagement</title><secondary-title>Risk-informedmanagementofEuropeanriverbasins</secondary-title></titles><periodical><full-title>Risk-informedmanagementofEuropeanriverbasins</full-title></periodical><pages>347-364</pages><volume>29</volume><dates><year>2013</year></dates><isbn>978-3-642-38597-1</isbn><urls></urls><electronic-resource-num>10.1007/978-3-642-38598-8</electronic-resource-num></record></Cite><Cite><Author>Ahmed</Author><Year>2019</Year><RecNum>10</RecNum><record><rec-number>10</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="0fx0tfwdms9v96epftppdter99prvzva95pw"timestamp="1740583545">10</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Ahmed,Umair</author><author>Mumtaz,Rafia</author><author>Anwar,Hirra</author><author>Mumtaz,Sadaf</author><author>Qamar,AliMustafa</author></authors></contributors><titles><title>Waterqualitymonitoring:Fromconventionaltoemergingtechnologies</title><secondary-title>WaterSupply</secondary-title></titles><periodical><full-title>WaterSupply</full-title></periodical><pages>28-45</pages><volume>20</volume><number>1</number><dates><year>2019</year></dates><isbn>1606-9749</isbn><urls><related-urls><url>/10.2166/ws.2019.144</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.2166/ws.2019.144</electronic-resource-num><access-date>2/26/2025</access-date></record></Cite></EndNote>[\o"Slob,2013#9"18,\o"Ahmed,2019#10"19]。综上所述，无论是国内还是国外对于河流污染控制研究都取得了相当大的发展，但还有一些问题需要克服，在污染源控制、污染降解及水体恢复方面还有许多新的技术和方法需要不断涌现。  治理方法应该选择生态与技术结合的未来防制模式，实现绿色管理的理念ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"王源意,2016#13"20-23]。1.3.3国内外河流污染防治面临的科学问题综述1、虽然我们掌握了众多水污染处理手段，但水污染的治理对污染源控制却也是一个难题。因为水污染源类型复杂而且数量巨大。  一般是工业污水、农业污染、生活垃圾污染等各种污染源不可能彻底杜绝，使得治理存在持续性差的问题ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"佟霁坤,2022#17"24-26]。2、水体自净能力的恢复  水体温度、流动性和水中的溶解氧的多少这些因素对水体的自净能力均会造成影响。  目前，如何科学定量水体自净能力及合理进行水体修复已经成为生态修复面临的一个重大科学问题ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Adesina</Author><Year>2024</Year><RecNum>20</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[27,28]</style></DisplayText><record><rec-number>20</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="0fx0tfwdms9v96epftppdter99prvzva95pw"timestamp="1740583859">20</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Adesina,OdunayoBlessing</author><author>William,Chirwa</author><author>Oke,EstherIbiyemi</author></authors></contributors><titles><title>Evolutioninwatertreatment:Exploringtraditionalself-purificationmethodsandemergingtechnologiesfordrinkingwaterandwastewatertreatment:Areview</title><secondary-title>WorldNewsofNaturalSciences</secondary-title></titles><periodical><full-title>WorldNewsofNaturalSciences</full-title></periodical><pages>169-185</pages><volume>53</volume><dates><year>2024</year></dates><isbn>2543-5426</isbn><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Shannon</Author><Year>2008</Year><RecNum>21</RecNum><record><rec-number>21</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="0fx0tfwdms9v96epftppdter99prvzva95pw"timestamp="1740583893">21</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Shannon,MarkA</author><author>Bohn,PaulW</author><author>Elimelech,Menachem</author><author>Georgiadis,JohnG</author><author>Mariñas,BenitoJ</author><author>Mayes,AnneM</author></authors></contributors><titles><title>Scienceandtechnologyforwaterpurificationinthecomingdecades</title><secondary-title>Nature</secondary-title></titles><periodical><full-title>Nature</full-title></periodical><pages>301-310</pages><volume>452</volume><number>7185</number><dates><year>2008</year></dates><isbn>0028-0836</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[\o"Adesina,2024#20"27,\o"Shannon,2008#21"28]。3、污染物环境滞留性。即污染物在环境中滞留的程度，这也是评价其风险是否为“不可接受”的首要因素。尤其是水中长期留存重金属和有机物及其生物积累潜力一直是关注的内容，很可能对生物甚至人体健康产生长期潜在影响ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Krithiga</Author><Year>2022</Year><RecNum>22</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[29]</style></DisplayText><record><rec-number>22</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="0fx0tfwdms9v96epftppdter99prvzva95pw"timestamp="1740583924">22</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Krithiga,T</author><author>Sathish,S</author><author>Renita,AAnnam</author><author>Prabu,D</author><author>Lokesh,S</author><author>Geetha,R</author><author>Namasivayam,SKarthickRaja</author><author>Sillanpaa,Mika</author></authors></contributors><titles><title>Persistentorganicpollutantsinwaterresources:Fate,occurrence,characterizationandriskanalysis</title><secondary-title>ScienceofTheTotalEnvironment</secondary-title></titles><periodical><full-title>ScienceofTheTotalEnvironment</full-title></periodical><pages>154808</pages><volume>831</volume><dates><year>2022</year></dates><isbn>0048-9697</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[\o"Krithiga,2022#22"29]。4、生态修复技术的效果评估尽管生态修复技术被广泛应用，但其效果的长期性和稳定性仍缺乏系统的评估。如何科学评估修复效果、优化修复技术、提升水体恢复能力，是当前研究中的一个难点ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"胡光亮,2022#23"30-34]。1.4研究内容唐山市坐落在河北的西南部地区，具有典型的地理位置，其周边海域的生态环境会受到地形环境的直接影响。其中管河为主要的水流通道，其水质影响既受到自然环境因素的影响，也受到人类活动的间接影响。因此，分析探究唐山管河地区存在的地理环境特点是十分重要的。从以上分析的结果，对2023年前小寨桥生态补偿断面水质变化趋势随时间/季节和2023年水质情况进行总结。管河—前小寨桥生态补偿断面是水质自动监测的重点断面之一，对2023年前小寨桥生态补偿断面的水质数据进行分析后可获取水质随时间和季节的变化情况，全面了解断面的水质情况。为了对该河道2023年的水质状况展开探究，本文根据管河道周围的环境特点对这种现象产生的驱动因素进行分析，并制定污染性防治措施。建议在充分分析了解2023年管河现状水环境质量和周边特征的情况下，分析现状水环境质量存在问题的主要污染因子、提出针对性水污染防治的对策建议，对提升管河水质及水环境保护有着重要的意义。1.5研究方法1.5.1管河所在区域的环境特点分析•资料收集与整理：通过图书馆、档案馆、网络数据库等途径广泛收集唐山市及其周边地区的自然环境、地质地貌、气候特征、水文条件等基础资料，并进行系统整理和分类。1.5.2水质状况分析•数据收集与预处理：唐山市环保局提供唐山市管河前小寨桥生态补偿断面水质监测数据，对唐山市管河前小寨桥生态补偿数据进行数据清洗和预处理，保证数据的准确性及完整性。•分析趋势图及分析图谱：采用时间趋势、季节分解等统计方法研究水质指标的时间/季节变化的特征，分析水质的变化趋势；绘制曲线、图片等形式可视化分析水质变化趋势。•对于水质等级的评价与比较分析：评定水质常用的方法有几种，在管道内河水水质评估中则通过单一因子法来对水质进行评价，遵循的原则是最差者最劣原则，即以评估范围内河水中的各项污染物的单独评价结果中最为不利的一种作为整个水质质量整体参数，来得出相应的质量类别。首先，根据实际需要与河流水的保护目的确定有代表性的指标，如常见的COD、高锰酸盐指数等，另外还可能会有某些特异性元素如金属、有机毒素等。第二，按规范的采样方法和试验步骤，以得到实际所取样品的各项参数的浓度值。第三，根据地方的水质标准来对水质进行分级，《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)水质共分为5个等级，每一个等级都有相应的浓度标准。所遵循的操作流程如下：水环境质量评估对象和评价标准要求选择代表性的污染指标（如COD、高锰酸盐指数等），采集样本送到实验室开展分析得到污染物实际浓度值，根据评价对象确定水质标准。评价方法：计算各污染因子的污染指数(Pi)Pi=Ci/Si其中：Ci为实测浓度，Si为标准限值随后确定水质类别，比较各因子的Pi值，以最差的因子（Pi值最大）对应的水质类别作为整体水质类别。1.5.3防治污染对策•厘清主要驱动因子：结合管河沿岸岸线属性信息和水体断面监测数据，利用多元回归分析、相关性分析等方法得出影响河流水质状况的主要驱动因子并深入研究因子作用机理与影响路径。•环保策略：依据驱动力的影响因素及全球先进的环保科技和经验，设计出有目标有针对性地处理污染的措施策略，覆盖生产排污水处理、农田径流处理、居民生产生活污染垃圾处理、生态保护、恢复等全方位环保管理。•策略效果评价并增强：要对拟写的环保方法实施收益测度工作，即对财务收益、社会收益及环境收益度进行衡量。要衡量实施该项计划前后水质改善幅度、污染物排放量等数据以判断该项政策的实际效力及实用性。此外要考虑到这一办法的长期性及延续性并进行相应的改良或调整以便在既改善水质又不对本地经济建设产生不良影响的基础上进行。这一过程中可采用专家建议与百姓参与的方式增加该项决定的科学性以及易于落实性。1.6研究意义选择研究管河，主要基于以下几个方面的原因：•尽管唐山已在河道水体保护方面取得一定成就，但是面对管河的管制依旧存在着水体污染。因工业化和城市化进程的加快，工业化、城市化的进程使得一些污水排放、垃圾倾倒等对管河的水体质量产生不利影响，影响沿河社区居民的生活用水质量及河体生态环境状况。•维护管河的地方价值：管河作为地方重要的地方水源之一，是灌溉、排水、给地方提供生活饮用水的重要渠道，因此如何维护管河的水质维护是地方生态平衡的体现和地方健康的重要保证。•首先，在环境保护方面：通过对管道河流域的生态补偿点的水质进行监测与分析，可以及时得知其质量状况与变化趋势，并为我们制定有效的环境保护措施提供科学依据，同时加强环境保护可以减少有害物质的排放，改善水质，促进管道河流域生态环境的良性发展。综上，通过分析解决目前管河的水质问题进一步提高其水质，从而制定更加有效的环保措施，确保管河地区做好水源地保护与生态环境稳定维护，不断实现可持续的发展建设，通过这项研究可根据滦州市政府及各个相关部门公布的信息以及相关法令文件等运用现场检测数据与检测数据分析结论为其具体实施管河的污水处理措施提供指导。本文通过理论分析当下的水质情况以及预防措施，完善水资源管理理论研究和生态环境恢复相关研究的内容，也有望在实践中改善类似的河流水体污染现状，具有应用价值。第2章唐山市管河所在区域的环境特点2.1主要河流水系概况唐山市地处华北平原东北部，濒临渤海湾，内部河网密布，主要有滦河、冀东滨海两个主要水系。滦河、冀东滨海两个水系既是区域最大的给水系统，亦是唐山地区的典型水生景观资源。现对水网布局、水文条件、邻接环境3个方面进行阐述。2.1.1滦河水系滦河水系作为唐山地区核心的水文网络，其流域构成具有以下显著特点：（1）主干河道概况：该河主流段依次穿越迁西县、迁安市、滦州市、滦南县及乐亭县等行政区域，河槽典型断面宽度介于500至800米区间，峰值泄洪能力突破25000立方米/秒。河道纵向坡度呈现明显地域差异：上游山区段坡降较大，维持在1/200至1/300范围；中下游平原地带坡度显著减缓，坡降比约为1/1000至1/1500。（2）重要支流系统：青龙河：起源于燕山山脉主脊线，河道延伸距离75公里左右，集水区域达1200平方千米。沙河：以迁西县境内山麓为源头，河道总长度85千米上下，控制流域面积900平方千米。长河：发源自遵化市山地，流路全长60千米规模，流域覆盖范围500平方千米（3）流域治理设施：该水系已建成包括潘家口水库、大黑汀水库在内的多个大型水利节点工程。特别值得注意的是，潘家口水库有效库容达29.3亿立方米量级，在华北水资源配置体系中占据关键地位。2.1.2陡河水系陡河是贯穿唐山市中心城区的重要河流：（1）河道特征：主河道全长约60公里，平均宽度30-50米，最大行洪能力约800立方米/秒。河道纵坡在北部山区约1/200，城区段约1/500，下游段约1/800。（2）支流系统：石榴河：发源于丰润区，全长约25公里龙王庙河：发源于开平区，全长约18公里小青龙河：发源于古冶区，全长约20公里（3）水文特点：受城市化和地下水超采影响，近年来年均径流量约0.8亿立方米，较上世纪80年代减少约40%。2.1.3还乡河水系还乡河水系主要特征包括：（1）河道特征：主河道全长约100公里，平均宽度40-60米，最大行洪能力约1200立方米/秒。河道纵坡在上游约1/300，中下游约1/800。（2）流域特点：流域面积约1500平方公里，上游多为山区，中下游为平原区。流域内建有邱庄水库等中型水库。2.2周边河流水文特征分析2.2.1径流特征（1）年内分配：河流的径流量具有季节性特点，6—9月份的径流量约占全年径流总量的70%以上，7、8月份占全年径流总量的50%左右，12月至次年2月份为河流枯水期，水量仅占全年径流总量的5%~10%。 （2）年际波动特征：据水文资料可知，滦河常年平均径流量基本维持在48亿m3附近，1962年为最高径流量96亿m3；而2000年径流量则曾突破22亿m3的最低径流量记录，最高、最低径流量之间相差4.36倍。2.2.2泥沙特征（1）含沙量：滦河上游含沙量较高，年平均约3.5kg/m³；中下游因水库拦截作用，含沙量降至1.0kg/m³以下。陡河年平均含沙量约2.8kg/m³。（2）输沙量：滦河年平均输沙量约2000万吨，其中80%集中在汛期。陡河年平均输沙量约50万吨。2.2.3水质特征（1）主要污染物：化学需氧量（COD）：城区河段普遍超标1.5-2倍氨氮：部分河段超标2-3倍总磷：农业区河段普遍超标1-2倍（2）水质空间差异：上游水库区水质可达Ⅱ-Ⅲ类，城区河段多为Ⅳ-Ⅴ类，下游入海口附近受潮汐影响水质有所改善。2.3河流周边区域环境特征2.3.1土地利用格局（1）山地流域区域：乔木植被覆盖占近五分之二，优良乔木主要有油松和各种栎类。但也有少部分坡地垦殖，可能造成土地冲刷。（2）平原地带流域：粮食作物（玉米、冬小麦等）所占比约为60%，城市建设用地比约25%，其格局呈现沿陡河两侧集中分布特征。2.3.2生态系统特征（1）湿地系统：滨海湿地：主要分布在滦河、陡河入海口，面积约200平方公里河滩湿地：各河流中下游均有分布，总面积约150平方公里（2）生物多样性：鱼类：记录有鲤、鲫、鲢等40余种鸟类：记录有白鹭、苍鹭等100余种植物：记录有芦苇、香蒲等300余种2.3.3环境压力因素（1）污染源分布：工业污染源：主要集中在陡河、石榴河沿岸农业面源：主要分布在还乡河、沙河流域生活污染：各城镇河段均存在（2）生态问题：河道断流：部分支流年断流时间超过200天生物栖息地退化：湿地面积较上世纪80年代减少约30%外来物种入侵：如水葫芦、福寿螺等2.4特殊水文现象2.4.1潮汐影响滦河、陡河等入海河流下游约20公里河段受潮汐影响明显，潮差可达2-3米，导致河水盐度周期性变化。2.4.2凌汛现象滦河上游山区河段每年12月至次年2月会出现冰凌现象，可能形成冰坝，造成局部水位壅高。2.4.3风暴潮影响受渤海风暴潮影响，沿海河流入海口区域可能出现海水倒灌，影响范围可达河口上游10-15公里。2.5小结管河区域具有显著的人地互馈的特征。位于滦河流域和渤海湾的交汇处，以滦河、陡河、还乡河为流域，形成区域上由滦河上游北部山区水源保护区，向南过渡为地势平坦、水土流失严重，河道密度小的沿海沉积平原阶地的河网。水受季风气候影响显著，呈现明显的季节性径流规律，雨季径流量占年径流量的70%以上，部分支流河流出现冬季和早春断流的河段，生态环境承载能力不稳定。唐山市是一座以资源为依托的发展型城市，历史上重工业发展导致的陡河等穿越市区的干流出现较严重的污染隐患，并且此过程的水环境自净能力和工业排污存在剧烈冲突的现象。因此唐山河网的特点表现为“山源-城用-海纳”的连锁性，如何调配水资源和流域系统的整体保护成为保障区域生态系统安全的关键。第3章2023年管河生态补偿断面水质状况3.1化学需氧量本图为2023年唐山市控制河流月化学需氧量(COD)变化趋势图，其中橙色线（考核目标值）和黄色线（扣缴基准值）完全重合，为20mg/L。绿线表示实际每月监测的COD值。  通过本图可以得出下列规律：  •全年监测数据值少于预设的判定标准值：20mg/l，未达标。  •波动明显，由季节决定。总体趋势为由1月份开始，逐渐升高，7月份达到最大值(约21mg/L)。8月后迅速下降，9月达到谷底，随后10月、11月略有回升。  •最高的污染程度在夏季：7月份COD值逼近极限，反映出夏天水质污染最为严重。  由此可见，可以得出以下结论。  •全年水质合格：管河水样化学需氧量均在考核指标之内，控制住了水质。  •夏季超标：7月或接近达标的有可能是由于温度高、流量变小、水体的富营养化现象发生、农业点源或城市的面源污染，以及用水量大等因素导致。  •秋季自净效率高：8、9月份cod值急剧下降，可能是因为温降低、降水、来水量增加，使自净力恢复等导致污染物得以稀释、分解。3.2高猛酸盐指数本图中可以总结出以下规律：•考核目标值与扣缴基准值一致且稳定：全年考核目标值与扣缴基准值均为6mg/L，且保持不变。•全年监测结果远低于目标值：实际监测值基本在1.5–3mg/L之间，明显低于6mg/L，无超标情况。•存在小幅季节波动：从1月至3月，监测值缓慢上升，在3月达到一个小峰值。4月至6月略微下降，随后在7月出现另一个小高点。8月至10月监测值逐步下降，10月出现全年最低值，11月略有回升。•整体波动幅度小，趋势平稳：年内高锰酸钾指数变化不大，未出现剧烈波动或异常高值。由此可以推断出：•水体有机污染程度极低且受控良好：高锰酸钾指数反映的是水中有机物污染水平，全年稳定低位说明管河水体有机物负荷很小，污染治理措施效果明显。•自然因素影响较小：虽然有季节性微小波动，但整体幅度有限，说明降雨、温度等自然变化对有机物浓度影响不大。•污染源稳定或治理到位：无明显突发性污染事件，推测流域内主要污染源（如生活污水、农业径流）控制得较好。3.3氨氮主要规律总结：•明显的季节性波动特点：1月到3月快速上升：氨氮浓度逐月上升，3月达到全年最高点（0.709mg/L）。4月到7月迅速下降并维持低位：4月氨氮浓度急剧下降至低值，此后几个月变化较小，基本维持在0.05–0.1mg/L之间。8月出现小幅回升：8月监测值略有升高，形成年内次高峰，随后又逐渐下降。9月至11月平稳低位运行：氨氮浓度维持在较低水平，变动极小。•全年呈现“一高两小波动”的总体趋势：年初有一次明显高峰，中期和年末以低值为主，夏末有一次小幅波动。可能推断的结论•水体氨氮污染整体可控且优良：全年监测值明显低于标准，表明流域内氨氮污染问题较轻，水体中氨态氮水平保持良好。•春季污染负荷相对较高：3月份出现的浓度高峰可能与春季气温回升、枯水期排污集中、农事活动（如施肥）开始有关，导致氨氮输入增加。•夏季水体自净能力增强：随着气温升高，微生物活动加快，氨氮通过硝化反应迅速转化，水体自净作用显著，导致氨氮浓度显著下降。•夏末小幅波动可能与降雨有关：8月次高峰可能与季风降雨季节有关，大量地表径流携带农田、城市地表氮源进入水体，导致氨氮短期上升。•冬季水质稳定良好：秋冬季水体流动性减弱，污染源输入减少，同时微生物活动降低，但因基底污染源少，氨氮浓度仍保持低位。3.4总磷主要规律总结目标值和扣减基准值的稳定：年度内二者均保持一致，且一直在约0.2mg/L的水平，无变化，为评估水体总磷浓度提供了稳定的参考值。监测年中总磷实际浓度为0.02～0.09mg/L，实际浓度很低，远低于评估目标值和扣除基数值，无超标情况，表示水体总磷处于稳定水平。季节性波动特点：•首次削减：1—2月，总磷浓度呈下降趋势，其中2月为阶段性低值。春季磷浓度升高：总磷在3月开始逐渐升高，至6月为上半年最高值，可能与春季植物生长及水生态系统变化有关。•夏季降低：7—8月份的总磷浓度明显减少，可能与夏季高温导致水体中部分磷的转化或去除作用有关。•在秋季的监测数据呈一个微微升高的小高峰状态，然后又逐渐降低，具体原因要进一步同环境因素联系起来分析。•在秋冬季节中，总磷的含量都维持在一个比较低的水平并且波动区间相对较小，故而，水体中的总磷含量具有一定的稳定性。可能推断的结论•水体中的总磷的总体控制：监测值远远低于预估值，说明水质整体良好，总磷的污染情况偏轻。相关管理措施或许收到了一点成效。•环境因子影响波动：与各月、季节气候变化相对应的温度、降雨等的波动以及水生态系统本身的季节性等都是重要的影响因素，应该进一步监测并研究相关环境因子，确定波动的影响机制。3.5总氮此图表述的季节性波动特点：•前期幅度：1月份开始，总磷监测数据较大幅度下滑，至6月份最低点接近于1.54mg/L，降幅之大。•从夏到秋的变化：7～9月总磷浓度出现波动，7～8月上升，8～9月下降。•冬季上升：10～11月份，全磷含量上升较快，在11月份达到约5.54mg/L的数量级，与扣除基准值相当。•—整个曲线的变化规律为先急剧下降，在中间阶段波动，在末期逐步回升，年平均浓度波动范围大。从而得到如下结论。•加强对水体总磷污染的重视程度：在一定的时期内，监测数据超标也有可能是水体总磷污染也会超出标准，在一些阶段水质会变差，从而加强管理及控制。•多因素共同诱发波动的产生：在1～6月期间，磷酸的降低，很有可能是这一时节水中生物群落对于磷的吸附、沉淀作用变强的结果；而在7～9月期间的波动，则很可能是由温度的变动诱发的，间接地影响微生物的活动过程，最终调节磷的转换过程；而在10～11月份期间的提高，则极有可能是由磷酸的补充而导致的外部磷元素的注入，例如雨水的注入则携带污泥中含有磷的成分通过地面径流入水中等等。管河单因子评价指数月份化学需氧量高锰酸盐指数氨氮总磷总氮1月10.151.192月10.10.953月0.60.420.710.30.734月0.50.370.10.350.755月0.80.370.070.30.566月0.40.277月10.480.060.40.288月0.50.470.310.30.559月0.30.430.070.450.4610月0.50.330.090.30.9311月0.550.370.080.350.95通过上表可以发现，管河7月份化学需氧量以及1月份总氮的单因子指数超标，不符合IV类水质标准，且2023年总氮指标都较高，应该着重处理总氮，相反，氨氮和总磷含量全年普遍偏低，化学需氧量和高锰酸盐指数的单因子也均小于1，符合IV类水质标准。第4章唐山市管河水质污染防治对策4.1污染源识别与控制4.1.1主要污染源分析（1）工业污染源分析：而在一些化工、纺织、钢铁等企业中，常常存在酸、碱污染物以及重金属离子污染浓度高的工业污水，这些污水会对水生生物生态环境产生极大的影响。而一些偷排企业会通过埋设暗管或者稀释的方式避免监督检查，这无形中加重了河流水域的污染问题。（2）农业生产污染特征：农田施肥与施药过多，肥料及农药在雨季的洗涮，会将氮磷等营养物质带入河道，造成水体富营养。且如果对养殖动物如猪、牛等的粪便未经发酵加工而直接排入水中，会使得水体中含有大量有机质以及病原体。（3）生活污水排放现状：城市与农村区域均存在大量有机物、表面活性剂、致病菌群等有机污染物的生活污水，直接排放会严重危害和降低水体自净能力。在没有完善生活污水收集处理系统的区域，受严重污染的程度更加严重。（4）固体废物污染问题：生活弃物、施工渣土、废旧塑料等物质被倾倒入河流水体当中，会导致水体超载，存在河底淤积、阻断水道等次生灾害事件，对于河流生态环境的影响具有长期性。4.1.2污染源控制措施（1）工业污染管控：坚决按排污许可证排污，督促企业安装在线监测设备，达标排放。从源头入手采用清洁生产工艺减少污染物的产生量。对严重污染的企业采取关停并转或搬迁出水源保护区等方式。（2）农业面源污染防治：加强有机生态农业的推进，减少化肥、农药，大量推广生物有机肥料的使用。生态缓冲屏障，如设置植物缓冲带及人工湿地等可有效地截留农田径流，达到阻截农田退水中的污染物质。通过对养殖过程管理标准化，并配套沼气工程或污水处理系统，对畜牧粪便做到废物再利用。（3）生活污水处理：加强城市污水设施建设，加快污水处理新、扩建步伐，提高污水的收集率和污水处理率。适用于分散式处理的技术，如三元生态处理模式、稳定塘技术等，大力向农村推广。加强污水管网设施的建设，杜绝废水分流不彻底、直接外排的现象。（4）固体废物处置：加强河道水面垃圾的打捞工作，健全常态化的巡查管控机制。进行生活垃圾的分类收集，主要是避免出现塑料制品的污染问题。4.2污水处理技术4.2.1物理处理法格栅过滤：去除大颗粒悬浮物。沉淀法：利用重力沉降去除泥沙等悬浮物。过滤法：采用砂滤、活性炭吸附等去除细小颗粒和部分溶解性污染物。4.2.2化学处理法混凝沉淀：加入混凝剂（如聚合氯化铝、硫酸铝）使胶体颗粒聚集沉降。氧化还原：利用臭氧、氯气等氧化剂分解有机物。中和法：调节污水pH值，防止酸性或碱性废水破坏水体生态。4.2.3生物处理法活性污泥法：利用微生物降解有机物，适用于城市污水处理。利用载体材料把微生物固定，生物膜法(包括生物滤池和接触氧化法)可以实现对污染物的降解。厌氧消化：处理高浓度有机废水，如养殖废水、食品加工废水等。4.2.4生态处理技术人工湿地：利用植物、微生物和基质的共同作用净化污水。稳定塘：通过自然曝气和生物作用降解污染物。生态浮床：在水面种植水生植物，吸收氮、磷等营养物质。4.3生态修复措施4.3.1河道生态修复拆除硬质护岸，恢复自然河岸，增强水体自净能力。种植芦苇、香蒲等水生植物，吸收污染物并提供栖息地。引入鱼类、贝类等水生生物，构建完整生态系统。4.3.2湿地保护与恢复保护和修复天然湿地，提高其污染物拦截能力。建设人工湿地，作为污水处理后的深度净化环节。4.3.3生态补水在干旱季节或污染严重河段，引入清洁水源稀释污染物，改善水质。第5章结论与展望5.1结论污染河流治理是一项长期的系统性工程，是对控源截污、水体净化、生态系统修复及制度管控与社会共治等环节的系统性协同。  最后通过本文对不同的管理方式的探究得出以下结论：  1、污染源治理对策为：工厂排污、农田非定点污染、城市生活废水垃圾的渗透液是河域污染的最主要源头，因此从根源出发采取有针对性的治理方式，如加大对工厂的环境保护监督检查力度、宣传循环型农业发展方式、完善污水管道收集系统等以实现减少污染物质的排放量。  2、在核心的水质净化过程中包含了许多不同的方法，包括机械分割、化学沉淀和微生物降解等，都要依据污染物的特性选择合适的综合方法以使得废水的处理效率达到更大化。同时，自然方法例如建造人工湿地的生态网络和建造生物浮动平台，也凸显出了独特的优势以进行深层的水质改善。  3、重建生态系统以加快环境的修复：包括对河岸带的自然生态修复、构造多层级湿地、调节水生生物群落结构等，都可以进一步提高水体自净能力，加快水体生态系统动态平衡的实现。  4、完善法规，形成社会共治：完善的环保法规以及流域管理责任制的实施以及公众生态意识，构成防治污染工作长期有效开展的制度保障。5.2展望河流是生命之源，其健康与否直接影响人类社会的可持续发展。本文只是借助前人的经验对管河的污染防治进行了分析与总结。未来，应坚持“源头减排、过程控制、末端治理、生态修复”的综合治理思路，结合科技创新、政策优化和公众参与，推动河流污染防治向更高水平发展，实现“水清、岸绿、景美”的生态目标。希望各位专家学者在河流防治污染研究工作时，本文能起到一些参考，探索出更加符合河流现况的防治措施，把握人与自然和谐共生的新征程。参考文献ADDINEN.REFLIST[1] 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