锦州市供水工程小凌河段环境现状调查分析

锦州市供水工程小凌河段环境现状调查分析
程海英
【摘要】由于我国水资源空间分布不均,为解决部分地区缺水问题,近些年建设了一些跨流域输水工程.这些输水工程有时会借助实际河道输水.输水工程所经河道的环境状况可能会对用水安全产生影响,因此,本文针对小凌河干流输水工程段的环境现状采用实地查勘、调查、断面流量测验、取样分析的方法分析了沿途取水、排水以及蒸发、入渗等对项目段河道水量的影响.调查发现:本项目段损失水量为732.17万m3,占辽西北供水量的5.6％,东大屯断面年径流量为1 438万m3,远大于损失水量,因此不会对辽西北供水水量产生重大影响;通过5个监测断面的水质分析,部分断面水质级别为劣Ⅴ类,分析认为是沿河分布的禽畜养殖单元等未得到足够处理,对该河段水体产生污染.这对未来流经此河段的供水水质会造成影响.建议对河道沿途环境进行保护治理,杜绝禽畜养殖污染物未经有效处理直排入河道,保证锦州市供水工程的用水安全.
【期刊名称】《中国水利水电科学研究院学报》
【年(卷),期】2016(014)002
【总页数】6页(P144-149)
【关键词】环境现状;断面流量;水量损失分析;水质分析
【作者】程海英
【作者单位】锦州市引水工程建设管理局,辽宁锦州 121015
【正文语种】中文
【中图分类】X820
2010年6月开工建设的辽西北（简称LXB）供水工程是辽宁省一项大型跨流域输水工程。

用以解决辽宁西北部及辽河干流地区城市工业与生活、农村生活、农业用水及生态环境需水要求（包括铁岭、沈阳北部、阜新、朝阳、锦州5个市）。

工
程建成后每年总供水量约为20亿m3，预计每年给锦州市区的供水量为1.31亿
m3。

工程起点是吉林省集安市秋皮河，线路总长710 km。

工程建设分为一期、
二期两部分，向锦州市区供水工程为二期工程，称之为锦州市LXB二期供水工程。

目前一期工程已完成90%，二期工程于2015年3月开工，计划2017年10月交付使用。

锦州市LXB二期供水工程主管路线分水口设在朝阳县东大屯的小凌河河
道处，小凌河是锦州市第二大河流，是锦州市人民赖以生存和发展的母亲河。

LXB 供水工程的来水从主管路出水口直接入小凌河，沿河道流入锦凌水库，河道距离锦凌水库库尾约25 km，距离锦凌水库大坝42 km，区间流域面积513 km2。

小凌河对锦州市区生态环境有着决定性影响，承担着城市泄洪、地下水补给、沿岸农田的灌溉、改善市区生态植被、城市气候调解等重要功能［1］，长期以来我市相关部门技术专家一直关注其环境状况，有的专家通过对小凌河（锦州段）流域工业污染源调查，从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据［2］；有的专家采取灰色动态规划理论与方法对河段水污染控制系统优化，说明水环境质量的变化趋势［3］。

由于该区段工矿生产和生活用水沿河分布，采取傍河取水；生活和工业污水采取明流排放入河，同时矿井疏干排水区和煤矿采空区均低于河床地表水位，可能会对LXB供水产生一定影响。

为保证锦州市区用水安全，我们将水量损失分析、水质变化分析综合研究，判断其对LXB供水工程的影响，水量分析通过对河道的
降水、蒸发、水位、水量等水文信息通过布置水量监测断面实施连续监测［4］，为LXB供水工程小凌河河道段的用水安全提供理论依据，以便采取合理水源保护
措施。

小凌河干流河长206 km，流域面积5153 km2。

山河营子以上河流穿行山谷之间，河道弯曲，两岸植被覆盖较差，河床比降为1.27‰～1.52‰，自山河营子以下河道进入丘陵及沿海平原区，河床比降为1.13‰左右。

其左岸为大、小凌河冲积平原，右岸除有少量沿河平地外，基本属于丘陵地带。

小凌河流域属温带半湿润季风性气候区，四季分明，春季少雨多风，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥。

多年平均降水量为564.8mm，年内分配极不均匀，主要集中在7—8月。

流域降水年际间变
化较大，丰枯水年相差2.4倍。

小凌河流域的洪水均由暴雨产生，主要发生在汛期，且往往集中于几次大洪水。

小凌河一次洪水过程一般为3天，最长可达5天，属
于陡涨陡落的山区性河流。

测量段水量损失包括调查区的工业取水量，河流的蒸发量，河流的下渗量。

对流量、降水、蒸发等监测，分析其合理性，通过流量监测成果分析水位流量关系［4］。

LXB二期工程分给锦州的年供水量为1.31亿m3，占LXB供水量的5.6%，供水
时段和方式是365天平均定量供水。

3.1 来水、取水量分析
3.1.1 来水量本期项目段来水主要为小凌河干流地表水下泄，支流巴图营子河水汇入，支流及区间汇入水量基本采用实测数据［4］。

各工矿企业及生活污水汇入，经实地调查部分工矿企业及生活污水有明流排放，部分工矿企业未见明流排放而直接渗入地下。

3.1.2 取水量计量河道取水量及排水量采用实测和调查相结合方式确定［4］，本
期项目段傍河取水主要有6处工矿企业水源井，年取水量共604.4万m3，见表1。

3.1.3 断面布设及流量测验为了准确获取干、支流及污水的总量，本次测流在干流布设断面5处、支流及排污口处布设断面3处。

干流断面分别为东大屯进水口、
巴图营子河汇合口、小凌河矿汇合口、邱皮沟矿汇合口及香磨高速桥处；支流及排污口断面分别为支流巴图营子河、小凌河矿排污口、邱皮沟矿排污口。

（图1中
小凌河上的三角点所指即为布设点位置，黑字为断面口名称）
流量测验采用流速仪精测法［5］，测量频次采用早7∶00—8∶00、午11∶00—12∶00、晚16∶00—17∶00，计算时按3次测验平均值计算水量。

测验成果见表2。

3.1.4 杂木林子地区地下水位情况杂木林子一带地下水水位普遍在64.7～66.6m。

地下水埋深较小，潜水层水位高于河水水位，地下水补给河水。

3.1.5 流量测验分析取水工程靠近地表水时，由于开采地下水，使地下水降落漏斗扩展到地表水体，地表水的补给量增大。

在本次计算过程中，地下水开采量按透河井地下、地表3∶7比例计算。

（1）河道水量沿程变化分析（见表2）。

天然条件下，杂木林子地区地下水对河水有补给作用，小凌河干流调查段流量变大，水量沿程没有损失。

有支流汇入后，汇合口断面的流量变大。

（2）现状条件下河道水量沿程变化分析（见表2）。

现状条件下，测得东大屯分水口断面的过流量为4.56m3/s，折合年径流量为1 438万m3。

在小凌河矿排污口汇合口断面，上游小凌河矿的污水排入量为0.013m3/s，上游3个企业的取水量为231.5万m3，其取水量的70%来自地表水，导致断面流量比天然条件下减少0.051m3/s；香磨高速桥断面上游3个企业的取水量为372.9万m3，导致该断面流量减少0.083m3/s。

3.2 河流蒸发量分析小凌河矿排污口汇合口断面距离缸窑口水文站距离较近，而缸窑口水文站是常年站，有一系列的断面、流量、水位、降雨量、蒸发量等数据，因此用缸窑口站的断面宽代表本期项目小凌河的平均河宽，用缸窑口站多年平均蒸发量代表本期项目小凌河的年蒸发量。

缸窑口站E601多年平均年大体蒸发量为1 010mm，借用缸窑口站2014年汛后大断面图以及今年4月份的水位，取得缸窑口站断面宽为50m，调查区小凌河干流河长为25.3 km。

水面蒸发面积采用实测水面和河道长度确定［1］，计算得到
小凌河调查段年蒸发量为127.77万m3。

3.3 河流下渗量分析根据跨越小凌河1#、2#、3#桥女儿河桥的地质资料［6］，小凌河1号桥跨越小凌河敏感点即为香磨高速桥测流断面，根据小凌河1#桥地层剖面图，小凌河右岸地层分布从垂向上看，上层为第四系松散沉积物，下层为细圆砾土和膨胀岩，下伏基岩为粉砂岩，埋深13m以下为基岩弱风化层。

膨胀岩和强风化层的粉砂岩节理裂隙发育较好，土层中含有一定量的裂隙水。

左岸从垂向上看，上层为第四系松散沉积物，下层为细圆砾土，下伏基岩为安山岩，埋深5m以下
为基岩弱风化层。

由于杂木林子地区地下水补给河水，该断面地表水对地下水没有入渗补给量。

跨越小凌河2#桥位于辽宁省锦州凌海市缸窑沟屯东与西杂木林子屯西之间，两次
跨越小凌河。

在靠近西杂木林子的断面右岸从垂向上看，上层为粉质黏土，下伏基岩为石灰岩。

该断面粉质黏土层较薄，而且透水性差，左岸全部为山区，断面的下渗量可以忽略不计。

靠近缸窑沟屯的断面从垂向上看，上层为细圆砾土，下层伏基岩为奥陶系下统石灰岩。

石灰岩强风化带厚度0.8～1.7m，细圆砾土带厚度也不大，该断面裂隙水发育程度较差，下渗量忽略不计。

跨越小凌河3#桥位于辽宁省锦州凌海市缸窑沟村与朝阳市网户屯北侧，跨河敏感
点附近地层情况：上层为细角砾土、细圆砾土；下伏基岩为石灰岩以及砂岩。

河道左岸有厚度8m左右裂隙发育良好的页岩，还有部分强风化的砂岩断层，河道右
岸有一个潜水含水层，一个承压含水层，隔水层由弱风化的石灰岩构成。

由于含水层的厚度较小，含水层对河水的吸夺作用忽略不计。

3.4 区间水量平衡损失分析项目段区间通过水量的测量分析上游来水量0.456
m3/s；区间入流0.061m3/s；年平均蒸发量为127.77万m3；区段水量下渗通
过调查忽略不计；沿河段取水量为0.134m3/s，604.4万m3；退排水量方面，邱皮沟矿排水入邱皮沟沉陷区，不排入小凌河，小凌河矿排污水在汇入小凌河前已消
失，因此退排水量为0。

LXB二期工程分给锦州的年供水量为1.31亿m3，本项目段正常年份损失水量包
括年平均蒸发量及沿河段取水量合计为732.17万m3，占LXB供水量的5.6%。

但是由于东大屯断面有1348万m3的流量，取水量由河道本身流量即可满足，而不必掠夺LXB供水量，因此不会对LXB供水产生影响。

在监测范围内选取起止点、支流汇入处、排污口入河处等具有代表性的7个监测
点采集水样，监测点分布情况与流量测验同步。

采样工作由流量测验人员在测流时同步进行，均采用涉水方式采样，采样周期为连续24 h，按早4∶00—10∶00、
午11∶00—16∶00、晚17∶00—次日3∶00划分为3个时段，每时段采集水样
一次，现场加保存剂，当日采样完成后及时送样化验。

水质化验工作严格执行相关国家标准和行业标准［7-9］。

了解小凌河水系自然系统状况，表征工业废水与生活污水对地表水系的影响，需对水质理化指标进行监测和生物生态系统调查［1］。

针对本次监测，依据社会经济用水调查情况，拟定地表水监测项目为化学需氧量等27项，入河排污口监测项目为悬浮物等10项。

4.1 水质级别分析依据地表水环境质量标准（GB 3838－2002）［7］，对所选监测河段上的5个监测点水质按地表水Ⅲ类指标水质进行评价，并采用滤膜分析法
对水中粪大肠菌群进行统计数据（见表3）。

监测结果表明：东大屯（入口）断面、巴图营子河汇合口断面水质符合要求；而W JZ20150303、W JZ20150304断面的大肠菌群严重超标。

调查发现WJZ20150303断面上游乡镇为朝阳七道岭镇，
近几年七道岭镇大力发展保护地小区和畜牧小区建设，据统计目前该乡镇有畜牧小区12处、养殖大户26家、养殖企业4家。

主要养殖牛、羊、猪和肉鸡，其中牛、马、驴等大牲畜14 271头，羊、猪等小牲畜65 429头，集中养殖家禽290 000只；WJZ20150304断面上游为锦州凌海市的班吉塔镇，畜禽养殖也已形成规模化，其中牛、马、驴等大牲畜7 547头，羊、猪等小牲畜21 141头，集中养殖家禽
460 000只。

当地政府对环境保护考虑不足，畜禽粪便管理未到位，产生的污水
自然下渗，流入沟河，造成了周围土地及水体的污染，致使这两个断面的粪大肠菌群严重超标，监测数据超过240 000个/L，水质级别达到劣Ⅴ类。

4.2 污染物量分析在监测范围内，水样pH指标从起始断面至终止断面比较稳定，维持在8.0左右，呈现弱碱性。

主流断面（W JZ20150301、W JZ20150303、W JZ20150304、W JZ20150306、WJZ20150307）所监测的27项指标中，铜、铅、镉、锰、氰化物、阴离子表面活性剂、硫化物、硒、六价铬等指标未检出，不参与污染物量计算。

入河支流断面（W JZ20150302）所监测的27项指标中，铜、锌、铅、镉、铁、锰、汞、氰化物、阴离子表面活性剂、硫化物、硒、六价铬等指标未检出，不参与污染物量计算。

入河排污口断面（W JZ20150308）所监测的
10项指标中，铜、铅、镉未检出，不参与污染物量计算。

水质化验标准按照国家
规定标准［8］，各监测点具体污染物量见表4，表中“—”为没检出。

由表4可见，监测河段范围内，从起始断面（WJZ20150301）至终止断面（W
JZ20150307），除硝酸盐氮和锌以外，绝大部分监测项目的污染物量呈现不同程度增加。

其中，支流（WJZ20150302）汇入、松岭门服务区（W JZ20150306）、小凌河矿排污（W JZ20150308）以及沿河零散分布的禽畜养殖单元等使得河流
的自净能力下降，加之入河的污染物量增加，导致河流污染程度加大。

4.3 水质影响分析（1）工矿企业用水对小凌河水质影响分析。

煤矿一采用水采回采工艺，矿上游一座矸石场，煤矸石体积20万m3，矿上共有1 247人，从小凌河取水，主要用于生产及生活。

生产及生活污水混在一起排水入小凌河，经水质化验其水质除悬浮物外均高于小凌河汇合口水质。

煤矿二拥有一座采矿疏干井和一座煤矸石场，其中疏干井位于厂矿内，排出的水全部供给电厂，矿上共有3 100人，从小凌河取水，主要用于生产及生活，生产及生活污水经由渠道、方塘下泄逐渐减少，在入小凌河口上游2.5 km处明流消失，对小凌河水质影响较小。

材料公司排
污口距小凌河有200 m距离，其污水经过处理后流出，经检测未发现其存在污染
物超标；水泥厂无明流排放，其排污口距小凌河有1 300 m距离，排水在入小凌
河途中渗入地下，经土砂层过滤对小凌河水质影响较小。

（2）畜禽养殖对水质影响分析。

通过对上游环境统计与监测化验分析，畜禽养殖单元与小凌河水体的大肠菌群严重超标有关。

一是上游乡镇的畜禽养殖数量较大，且管理不当随意排放；二是污染指标主要体现在大肠菌群数量超标，达到240 000个/L，水质级别为劣Ⅴ类。

本文通过对小凌河河道监测断面的连续监测，研究了河道水量损失和水质变化情况，分析了其对LXB供水工程的影响。

（1）水量影响。

LXB二期工程分给锦州的年供水量为1.31亿m3，本项目段正常年份损失水量为732.17万m3，占LXB供水
量的5.6%。

而东大屯分水口断面的年径流量为1 438万m3，远大于损失水量，
不会对LXB供水产生重大影响；项目区跨越小凌河1#、2#、3#桥段河道输水范
围内地质条件较好，对河道输水不会造成较大渗漏损失。

（2）水质影响。

东大屯（入口）至香磨（库尾）小凌河段内，工矿企业排污口断面水质未对小凌河造成污染；由于沿河分布的禽畜养殖单元处理不足，对水体产生污染，导致两个断面水质级别为劣Ⅴ类，大肠菌群数量超标。

由于LXB供水工程通过小凌河河道东大屯（入口）至香磨（库尾）小凌河段输水，在水量、水质上对供水安全存在不利因素：在水量方面尽管只有732.17万m3的水量损失，但近几年辽西北干旱情况日趋严重，小凌河发生过几次断流情况，如果小凌河遇到无自然来水的干旱月份，将会对LXB供水量产生影响；在水质方面尽
管未监测出严重工矿企业污染源，但区域禽畜养殖单元的粪便污染依然导致部分河段大肠菌群数量严重超标。

为保证锦州市供水工程的用水安全，建议对沿途进行水源保护治理，同时划定保护范围，建立跨区域供水工程管理单位对水源进行保护管
理，通过环境治理改善小凌河的供水环境。

【相关文献】
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