Spatial distribution and source analysis of pollutants in Daliao River Basin based on control unit division
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摘要:
为明确大辽河流域污染物特征及污染物来源，建立“流域—控制单元—行政区”空间拓扑关系，对2019年大辽河流域国控断面水质情况、各控制单元内污染物入河量及空间分布特征进行分析。结果表明：1）大辽河流域28个水质监测断面中，逐月水质均能达到《水污染防治行动计划》中考核目标的占29%，超标污染物以COD、NH3-N为主，超标断面中，COD、NH3-N主要来源为城镇生活源、农村生活源和分散式畜禽养殖，TP主要来源于不同土地利用类型污染源和城镇生活源；2）2019年COD、NH3-N、TN、TP污染物入河量分别为59 195.5、3 115.5、18 229.7、538.3 t/a，从污染源贡献上看，总体呈现为城镇生活源>农村生活源>分散式畜禽养殖污染源>不同土地利用类型（含林地、草地、耕地、城镇用地）污染源>工业源>规模化畜禽养殖污染源；3）污染物入河量空间分布均呈现中部>西南部>东北部，其中控制单元C3、C6、C8、C11、C13、C15、C17是重点管控单元，以上重点管控单元中，COD、NH3-N、TN、TP污染物入河量贡献率分别为68%、73%、77%、72%；4）污染物入河量估算结果与通量模拟值之间误差均小于20%，可用于研究区范围内污染负荷估算。
Abstract:In order to better understand the characteristics and sources of pollutants in Daliao River Basin, the spatial topological relationship of "Watershed-Control unit-Administrative district" was established, the water quality of the state-controlled sections of Daliao River Basin, the amount of pollutants into the river in every control unit, and the spatial distribution characteristics in 2019 were analyzed. The results indicated that: 1) Among 28 water quality monitoring sections in Daliao River Basin, 29% of the monthly water quality could reach the targets of the Action Plan for Prevention and Control of Water Pollution. COD and NH3-N were the main pollutants that exceeded the standard. In the section exceeding the standard, the main sources of COD and NH3-N were urban life sources, rural life sources and decentralized livestock and poultry breeding, while TP mainly came from pollution sources of different land use types and urban life sources. 2) The amount of COD, NH3-N, TN, and TP pollutants into the river was 59 195.5, 3115.5, 18 229.7, and 538.3 t/a, respectively. The contribution rate in descending order was urban living source, rural living source, decentralized livestock and poultry breeding source, source of various landuse types (including woodland, grassland, farmland, urban land), industrial source, large-scale livestock and poultry breeding source. 3) The spatial distribution of the inflowing amount of pollutants into the river in descending order was central, southwest, and northeast, with C3, C6, C8, C11, C13, C15, C17 being the key control units. In the above key control units, the contribution rates of COD, NH3-N, TN, and TP into the river were 68%, 73%, 77%, and 72%, respectively. 4) The error between the estimation result of the inflowing amount of pollutant into the river and the flux simulation value were all less than 20%. The methods should be suitable for the estimation of pollution load in the study area.
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水在地表生态平衡中发挥着至关重要的作用，水环境受损已经成为许多国家和地区面临的主要环境问题之一，威胁着人类的健康和经济社会的可持续发展[1-2]。水环境污染包括点源污染和非点源污染[3-4]，其点源和非点源污染会对水环境产生综合影响。受区域社会经济发展、水文条件、下垫面等方面的差异，不同流域水体中点源和非点源污染贡献率存在较大差异[5]。因此，定量估算各类污染物相对贡献并对其来源进行解析，可为流域污染治理及控源减排工作提供重要依据。
在流域水环境污染治理相关研究中，准确核算流域污染负荷并估算污染物入河量是一项基础性的工作，是识别出研究区污染物关键源区的重要环节。El-Nakib等[6]对贝鲁特流域点源和非点源污染负荷进行估算，结果表明点源是整个流域水质受损的主要原因；Matej-Łukowicz等[7]估算了奥利瓦河流的生物污染物负荷，结果表明污染主要来源于城市化集水区；高艳妮等[8]估算了辽河保护区2010—2018年农田地表径流污染物入河量；宋梓菡等[9]对哈尔滨市主城区河流污染物COD、TN、TP年入河量进行估算，发现城郊污染较严重，主要来源于农村生活源和农田面源；李艳红等[10]对信江流域污染负荷进行了估算，王晋虎等[11]对京杭运河（苏州段）污染负荷进行了估算。点源污染物具有集中排放、便于监测和统计的特点，而非点源污染由于来源复杂、输出途径不确定、受外界条件影响大、不易监测等特点，污染入河量估算具有较大不确定性[12-15]。国内外学者虽然对流域污染物入河量估算及来源解析开展了大量研究，但将污染物来源及其贡献细化到流域控制单元和行政区的分析研究较少。
大辽河作为辽东湾第二大入海河流，沿海地区工农业活动发达，同时汇集了辽河流域多个城市的生产、生活污水，污染来源范围广、输移路径复杂。为分析大辽河流域污染物入河量及其来源，笔者建立“流域—控制单元—行政区”空间拓扑关系，以2019年为基准年，对大辽河流域国控断面水质情况、各控制单元内污染物入河量及空间分布特征进行分析，综合考虑点源和非点源污染的影响，对控制单元出口超标断面污染物来源进行解析，并提出管控对策建议，以期为大辽河流域水环境改善提供科学依据。
1. 研究区与研究方法
1.1 研究区概况
大辽河流域位于辽宁省东部地区，发源于抚顺市清原满族自治县湾甸子镇长白山支脉的滚马岭西侧，途经抚顺、沈阳、本溪、辽阳、鞍山、盘锦等地，交汇于三岔河附近成大辽河，至营口市注入辽东湾，流域面积为2.73万km2，由浑河、太子河、大辽河水系构成。浑河全长415 km，流域面积为1.15万km2；太子河全长413 km，流域面积为1.39万km2。研究区域水系如图1所示。
1.2 研究方法
1.2.1 控制单元划分
采用ArcGIS软件的水文分析模块，基于流域数字高程模型（DEM）划定流域边界。结合大辽河流域水系分布特征和乡镇级行政区划，最终将流域划分成26个控制单元，编号为C1~C26（图1和表1）。
表 1 大辽河流域县级行政区所在控制单元Table 1. Control unit of county-level administrative region in Daliao River Basin控制单元 包含县级行政区 控制单元 包含县级行政区 C1 营口市站前区、老边区、西市区、大石桥市（部分） C14 抚顺市抚顺县（部分） C2 盘锦市大洼区（部分）、兴隆台区（部分） C15 沈阳市大东区、沈河区、浑南区 C3 营口市大石桥市（部分），鞍山市海城市、千山区 C16 抚顺市新宾满族自治县（部分） C4 本溪市平山区、南芬区 C17 抚顺市新抚区、顺城区、望花区 C5 辽阳市辽阳县（部分）、弓长岭区 C18 抚顺市东洲区 C6 辽阳市辽阳县（部分）、宏伟区、白塔区、太子河区、文圣区，鞍山市铁西区、铁东区、立山区 C19 沈阳市沈北新区 C7 本溪市明山区 C20 抚顺市清原满族自治县（部分） C8 辽阳市灯塔市（部分），沈阳市苏家屯区（部分），本溪市溪湖区 C21 本溪市本溪满族自治县（部分） C9 本溪市本溪满族自治县（部分） C22 抚顺市新宾满族自治县（部分） C10 鞍山市台安县 C23 沈阳市辽中区（部分） C11 沈阳市于洪区（部分）、苏家屯区（部分）、铁西区、和平区，辽阳市灯塔市（部分） C24 抚顺市抚顺县（部分） C12 沈阳市辽中区（部分） C25 盘锦市盘山县（部分） C13 沈阳市于洪区（部分）、皇姑区 C26 沈阳市新民市（部分） 1.2.2 水质评价方法
采用单因子评价法对大辽河流域控制断面水质进行评价，并计算各超标因子超标倍数。单因子污染指数（Pi）的计算公式如下：
$$ {P_i} = {C_i}/{S_i} $$ (1) 式中：Ci为污染物i的实测浓度，mg/L；Si为污染物i的评价标准值，mg/L，本研究采用《水污染防治行动计划》中确定的2020年国控断面水质考核目标作为评价标准。
参照《地表水环境质量评价办法（试行）》中推荐的方法计算超标倍数，计算公式为：
$$ R=({T_m-T_h})/{T_h} $$ (2) 式中：R为超标倍数；Tm为某指标的实测浓度，mg/L；Th为该指标的水质标准值，mg/L。
1.2.3 入河量估算方法
点源污染物入河量采用统计法进行核算。根据环境统计数据，统计存在直接排放进入环境的工业企业、城镇污水处理厂以及规模化畜禽养殖场的COD、NH3-N、TN和TP的量，在数据校核的基础上，按控制单元直接核算，计算公式为：
$$ W_{ŋj}= Q_{\eta j}B_{\eta j}d $$ (3) 式中：W为点源污染物入河量，t/a；Q为废水排放量，t/a；B为点源污染物浓度，mg/L；d为入河系数。
非点源污染物入河量利用输出系数模型进行核算。输出系数模型最早于20世纪70年代初期由美国和加拿大提出，主要应用于研究土地利用和湖泊营养之间关系，而后经过Jonhes等[16–18]对模型的不断改进，将牲畜、人口等因素融入其中，使得模型得到进一步完善和推广。计算公式为：
$$ {L_j} = d\left( {\mathop \sum \limits_{x = 1}^n {E_{xj}}{A_x} + p} \right) $$ (4) 式中：Lj为污染物j在流域中的总入河量，t/a；x为流域中土地利用类型或畜禽种类或人口，分别共n种；Exj为污染物j在x种土地利用类型的输出系数或第x种畜禽的输出系数或人的输出系数，t/（km2·a）或kg/[人(头或羽)·a]；Ax为第x种土地利用类型面积（km2）或人口数量（人）或畜禽数量（头）；p为来自降水的污染物输出量，t/a，本研究不考虑此项的影响。
1.2.4 输出系数及入河系数的确定
非点源输出系数的确定主要通过查阅文献法、实地野外监测法和数学统计方法[19]。本研究通过查阅相关文献，并结合研究区以往研究成果选取相关输出系数。不同土地利用类型和农村生活源输出系数取值参考同一地区相似环境条件下的研究成果[20–23]综合取值；分散式畜禽养殖污染源输出系数参照第二次全国污染普查《农业源产排污核算方法和系数手册》中推荐的辽宁省排污系数进行取值。不同类型污染源输出系数见表2。
表 2 大辽河流域输出系数Table 2. Daliao River Basin output coefficient污染物 污染源类型 不同土地利用类型/
〔t/（km2·a）〕农村生活/〔kg/（人·a）〕 畜禽/
〔kg/（头·a）〕水田 旱地 林地 草地 城镇用地 奶牛 肉牛 生猪 蛋鸡 肉鸡 COD 2 1.8 1.12 0.8 1.45 18.25 149.362 2 99.282 3 8.156 3 1.953 7 0.175 7 NH3-N 0.167 0.188 0.052 0.007 0.116 1.06 0.963 6 0.805 2 0.097 0 0.015 9 0.000 9 TN 0.74 2.9 0.238 1 1.1 2.14 10.201 8 4.599 5 0.640 4 0.140 9 0.008 8 TP 0.1 0.04 0.015 0.018 0.024 0.03 1.127 2 0.282 6 0.096 0 0.009 2 0.002 6 点源入河系数主要依据污染源排放口到入河排污口的距离来确定（表3）。非点源入河系数参考相关研究成果，农村生活源入河系数取0.2[23]，土地利用类型污染源入河系数取0.11[23]，分散式畜禽养殖污染源取0.13[24-25]。
表 3 点源入河距离修正系数取值Table 3. Coefficient from point source inflow into river距离/km 入河系数参考值( d ) 1 1 1~10 0.9 10~20 0.8 20~30 0.7 ≥40 0.6 1.2.5 河流污染物通量估算方法
污染物通量的估算方法众多[26-27]，考虑到大辽河流域水质监测频率基本以月为单位的实际情况，参考富国[28]的相关研究，污染物通量的计算公式为：
$$F= 100 \times \mathop \sum \limits_{y = 1}^{12} \left( {{I_y} \times {N_y}} \right) $$ (5) 式中：F为污染物年通量，t/a；Iy为第y个月的污染物浓度，mg/L；Ny为第y个月的径流量，108 m3。
1.3 数据来源及处理
数据主要包括2019年国控断面逐月水质数据、环境统计数据、不同土地利用类型及面积、畜禽养殖数量、农村人口数量、流域DEM数据及水文数据等（表4）。运用ArcGIS10.7、Origin2018软件实现数据处理和分析。
表 4 数据来源及说明Table 4. Data sources and description数据类型 描述 来源 DEM数据 精度为30 m，用于确定流域边界 地理空间数据云 水质数据 国控断面污染物浓度 生态环境部综合业务门户(http://10.100.249.24) 土地利用 精度为1 km的土地利用类型数据 中国科学院资源环境科学与数据中心 (https://www.resdc.cn) 社会经济数据 人口、畜禽数量 各地市统计年鉴 水文数据 2015—2018年唐马寨、邢家窝棚、海城站流量数据 辽河流域水文年鉴 2. 结果与分析
2.1 水质状况分析
研究区共包含28个国控断面，基于2019年各国控断面逐月污染物浓度，采用单因子评价法对各断面水质进行评价，结果如表5所示。大辽河流域整体污染较为严重，逐月水质达到水质目标考核要求的断面仅为8个，占比为29%。不达标断面中，劣Ⅴ类水质断面为11个，占比为39%，分别为S2、S3、S4、S10、S12、S13、S16、S17、S18、S21、S23断面，超标污染物以COD、NH3-N为主，其中S18、S23、S16、S10断面月超标率较大，超标率分别为83%、83%、58%、55%。
表 5 2019年大辽河流域国控断面逐月水质评价结果Table 5. Results of monthly water quality evaluation of state-controlled sections in Daliao River Basin in 2019国控断
面编号断面名称 断面水
质目标COD NH3-N TP 断面水质
评价结果是否
达标月超标
率/%水质类别 最大超标倍数 水质类别 最大超标倍数 水质类别 最大超标倍数 S1 辽河公园 Ⅳ Ⅳ Ⅴ 0.33 Ⅳ Ⅴ 否 11 S2 三岔河 Ⅴ 劣Ⅴ 0.20 劣Ⅴ 1.01 Ⅴ 劣Ⅴ 否 25 S3 小姐庙 Ⅴ Ⅴ 劣Ⅴ 0.14 Ⅴ 劣Ⅴ 否 10 S4 刘家台 Ⅴ Ⅴ 劣Ⅴ 0.23 Ⅳ 劣Ⅴ 否 17 S5 下口子 Ⅳ Ⅴ 0.20 Ⅴ 0.23 Ⅲ Ⅴ 否 20 S6 下王家 Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅲ Ⅳ 是 0 S7 葠窝坝下 Ⅳ Ⅲ Ⅳ Ⅱ Ⅳ 是 0 S8 兴安 Ⅳ Ⅳ Ⅴ 0.17 Ⅱ Ⅴ 否 9 S9 老官砬子 Ⅱ Ⅲ 0.20 Ⅱ Ⅱ Ⅲ 否 9 S10 于家房 Ⅴ 劣Ⅴ 0.15 劣Ⅴ 1.44 劣Ⅴ 1.23 劣Ⅴ 否 55 S11 砂山 Ⅳ Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅳ 是 0 S12 东陵大桥 Ⅳ Ⅲ 劣Ⅴ 1.94 Ⅲ 劣Ⅴ 否 14 S13 戈布桥 Ⅳ Ⅴ 0.13 劣Ⅴ 1.05 Ⅳ 劣Ⅴ 否 20 S14 大伙房水库 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ 是 0 S15 北杂木 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅲ 0.30 Ⅲ 否 11 S16 牛庄 Ⅳ 劣Ⅴ 1.40 劣Ⅴ 7.73 Ⅴ 0.33 劣Ⅴ 否 58 S17 汤河桥 Ⅲ Ⅲ 劣Ⅴ 2.99 Ⅱ 劣Ⅴ 否 40 S18 河洪桥 Ⅴ 劣Ⅴ 0.10 劣Ⅴ 4.80 劣Ⅴ 1.88 劣Ⅴ 否 83 S19 北太子河入观音阁水库口 Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ 是 0 S20 南太子河入库口 Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ 是 0 S21 蒲河沿 Ⅴ 劣Ⅴ 0.50 Ⅴ Ⅳ 劣Ⅴ 否 33 S22 兴国桥 Ⅳ Ⅳ Ⅱ Ⅳ Ⅳ 是 0 S23 于台 Ⅴ 劣Ⅴ 0.23 劣Ⅴ 5.60 劣Ⅴ 2.75 劣Ⅴ 否 83 S24 阿及堡 Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 0.20 Ⅲ 否 18 S25 台沟 Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 0.50 Ⅲ 否 9 S26 古楼 Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅲ 0.80 Ⅲ 否 13 S27 下达河入汤河水库口 Ⅲ Ⅳ 0.40 Ⅱ Ⅲ Ⅳ 否 8 S28 二道河入汤河水库口 Ⅲ Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅲ 是 0 2.2 污染物入河量估算结果
依照式（3）和式（4），计算2019年大辽河流域各控制单元主要污染物COD、NH3-N、TN、TP的入河量，结果如表6所示。大辽河流域COD、NH3-N、TN、TP入河量分别为59 195.5、3 115.5、18 229.7、538.3 t/a；从入河量结构上看，4种污染物点源入河量占比分别为47.3%、57.5%、68.3%、59.9%，除COD外，其余3种污染物点源入河量占比大于非点源；总体呈现为城镇生活源>农村生活源>分散式畜禽养殖污染源>不同土地利用类型（含林地、草地、耕地、城镇用地）污染源>工业源>规模化畜禽养殖污染源。
表 6 2019年大辽河流域主要污染物入河量Table 6. Inflow of major pollutants into Daliao River Basin in 2019t/a 污染物 点源入河量 非点源入河量 工业源 城镇生活源 规模化畜禽养殖源 合计 农村生活源 不同土地利用类型污染源 分散式畜禽养殖源 合计 COD 1 482.0 26 317.1 225.0 28 024.1 14 993.2 4 394.5 11 783.7 31 171.4 NH3-N 119.9 1 665.3 6.0 1791.2 870.8 325.3 128.2 1 324.3 TN 261.7 12 164.1 16.9 12 442.7 1 758.1 3 196.3 832.6 5 787.0 TP 8.9 310.6 3.1 322.6 24.6 103.7 87.4 215.7 2.3 污染物空间分布特征
利用GIS中的自然间断点分级法将大辽河流域各控制单元内污染物入河量分成7个等级，结果如图2所示。研究区内COD、NH3-N、TN、TP入河量空间分布较为相似，均呈现出中部>西南部>东北部，且入河量最大的控制单元均集中在C11。大辽河流域26个控制单元中，COD、NH3-N、TN、TP入河量排名前7的控制单元均为C3、C6、C8、C11、C13、C15、C17，以上7个控制单元的COD、NH3-N、TN、TP入河量对大辽河的贡献率分别为68%、73%、77%、72%，因此，应将这7个控制单元作为重点单元进行管控。进一步分析污染源结构（图3），可以看出这7个控制单元污染物均以城镇生活源和农村生活源为主。
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图 2 2019年大辽河流域污染物入河量空间分布Figure 2. Spatial distribution map of pollutant inflow into Daliao River Basin in 2019![]()
图 3 2019年大辽河流域不同控制单元污染源结构Figure 3. Pollution source structure of different control units in Daliao River Basin in 20192.4 水质超标断面污染物来源解析
基于大辽河流域各控制单元内断面水质评价及污染源计算结果，结合流域汇水单元，对控制单元出口超标断面进行污染源解析，各控制单元污染源贡献如图4所示。
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图 4 2019年大辽河流域各控制单元不同污染源对COD、NH3-N、TP入河量贡献率Figure 4. Contribution rate of different pollution sources to COD, NH3-N, TP inflow of each control unit in Daliao River Basin in 2019（1）COD关键源区识别
由图4可知，S2、S5断面受城镇生活和农村生活源共同影响；S9断面主要以非点源污染为主，其中分散式畜禽养殖污染源和农村生活源贡献率较大；S10、S18断面COD均为劣Ⅴ类，城镇生活源是首要污染源；S16断面位于海城河，农村生活源是首要污染源；S21断面的首要污染源为分散式畜禽养殖污染源；S27断面位于下达河入汤河水库口，虽未处于控制单元出口位置，但从水质数据来看，丰水期COD超标0.4倍，结合污染源入河量结果，受非点源影响较大。
（2）NH3-N关键源区识别
S1、S2、S3、S5、S17断面主要受农村生活源和城镇生活源共同影响；S8断面位于C7控制单元出口，受非点源影响较大，其中农村生活源和不同土地利用类型污染源贡献率较高；S10、S12、S16、S18断面NH3-N浓度均处于劣Ⅴ类水平，其中S10、S12断面主要受城镇生活源污染影响，S16、S18断面主要受农村生活源影响。
（3）TP关键源区识别
S15、S25、S26断面在丰水期达不到水质目标要求，其分别位于控制单元C20、C14、C16出口位置，不同土地利用类型污染源贡献率最大，耕地和林地源是其主要污染来源；S10、S18断面TP浓度均为劣Ⅴ类，城镇生活源贡献率最高，为首要污染源；S16断面受不同土地利用类型污染源影响较大。
2.5 核算结果校验
根据2.2节，研究区2019年污染物COD、NH3-N、TN和TP入河量分别为59 195.5、3 115.5、18 229.7、538.3 t/a。本研究采用污染物通量估算方法，选取大辽河流域辽河公园入海断面对入河量估算结果进行验证。因缺少2019年大辽河流域径流量数据，因此基于2015—2018年唐马寨、邢家窝棚、海城站逐月流量数据，辽河公园COD、NH3-N、TN和TP污染物逐月水质监测数据，依据式（5），得到研究区2015—2018年的通量结果。经趋势模拟分析得到大辽河流域2019年COD、NH3-N、TN和TP通量分别为56 610.32、3 680.32、18 836.43和448.85 t/a。经验证，入河量估算结果与通量模拟结果之间的相对误差分别为5%、−15%、−3%、20%，误差较小，证明输出系数及入河系数的取值合理可靠，适用于研究区范围内污染负荷估算。
3. 结论与建议
3.1 结论
（1）2019年大辽河流域，逐月水质能达到考核要求的断面占29%，不达标断面中，劣Ⅴ类水质断面为11个，超标污染物以COD、NH3-N为主。超标断面中，COD、NH3-N主要来源为城镇生活源、农村生活源和分散式畜禽养殖污染源，TP主要来源于不同土地利用类型污染源和城镇生活源。
（2）大辽河流域COD、NH3-N、TN和TP入河量分别为59 195.5、3 115.5、18 229.7和538.3 t/a，从污染源贡献上看，总体呈现城镇生活源>农村生活源>分散式畜禽养殖污染源>不同土地利用类型（含林地、草地、耕地、城镇用地）污染源>工业源>规模化畜禽养殖污染源。
（3）COD、NH3-N、TN、TP污染物入河量空间分布总体呈现出中部>西南部>东北部。其中，控制单元C3、C6、C8、C11、C13、C15、C17是重点管控单元，其COD、NH3-N、TN、TP对大辽河流域贡献率分别为68%、73%、77%、72%。该7个控制单元污染物入河量均以城镇生活源和农村生活源为主。
（4）将污染物入河量估算结果与污染物通量估算结果进行校验，得出入河量估算结果与通量模拟结果相对误差分别为5%、−15%、−3%、20%，误差较小，证明输出系数及入河系数的取值合理可靠，适用于研究区范围内污染负荷估算。
3.2 建议
根据大辽河流域污染源分析结果，从源头削减和控制污染物的角度，提出以下对策建议：1）推进城镇生活污染治理。加快流域内污水管网建设，提高城镇生活污水收集率和处理量；加快推进城镇污水处理设施提标改造。2）推进农村污染综合整治。加快农村污水处理管网建设，因地制宜建设污水处理厂；加强宣传力度，提高居民水环境保护意识。3）加强农业面源污染控制。推广生态农耕方式，规范农产品种植结构与布局，减少农药使用；实行测土配方施肥，按农作物产量和土壤肥力，精确施肥；因地制宜，建立生态缓冲带，减少农业面源污染。4）防治畜禽养殖污染。优化畜禽养殖产业，通过集中收集，采用制肥厂、堆肥发酵等方式实现资源化利用；创新生态养殖，结合流域范围内农业种植对畜禽废物的消纳能力，合理规划畜禽养殖规模，建设循环产业链。
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图 2 2019年大辽河流域污染物入河量空间分布
Figure 2. Spatial distribution map of pollutant inflow into Daliao River Basin in 2019
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图 3 2019年大辽河流域不同控制单元污染源结构
Figure 3. Pollution source structure of different control units in Daliao River Basin in 2019
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图 4 2019年大辽河流域各控制单元不同污染源对COD、NH3-N、TP入河量贡献率
Figure 4. Contribution rate of different pollution sources to COD, NH3-N, TP inflow of each control unit in Daliao River Basin in 2019
表 1 大辽河流域县级行政区所在控制单元
Table 1 Control unit of county-level administrative region in Daliao River Basin
控制单元 包含县级行政区 控制单元 包含县级行政区 C1 营口市站前区、老边区、西市区、大石桥市（部分） C14 抚顺市抚顺县（部分） C2 盘锦市大洼区（部分）、兴隆台区（部分） C15 沈阳市大东区、沈河区、浑南区 C3 营口市大石桥市（部分），鞍山市海城市、千山区 C16 抚顺市新宾满族自治县（部分） C4 本溪市平山区、南芬区 C17 抚顺市新抚区、顺城区、望花区 C5 辽阳市辽阳县（部分）、弓长岭区 C18 抚顺市东洲区 C6 辽阳市辽阳县（部分）、宏伟区、白塔区、太子河区、文圣区，鞍山市铁西区、铁东区、立山区 C19 沈阳市沈北新区 C7 本溪市明山区 C20 抚顺市清原满族自治县（部分） C8 辽阳市灯塔市（部分），沈阳市苏家屯区（部分），本溪市溪湖区 C21 本溪市本溪满族自治县（部分） C9 本溪市本溪满族自治县（部分） C22 抚顺市新宾满族自治县（部分） C10 鞍山市台安县 C23 沈阳市辽中区（部分） C11 沈阳市于洪区（部分）、苏家屯区（部分）、铁西区、和平区，辽阳市灯塔市（部分） C24 抚顺市抚顺县（部分） C12 沈阳市辽中区（部分） C25 盘锦市盘山县（部分） C13 沈阳市于洪区（部分）、皇姑区 C26 沈阳市新民市（部分） 
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表 2 大辽河流域输出系数
Table 2 Daliao River Basin output coefficient
污染物 污染源类型 不同土地利用类型/
〔t/（km2·a）〕农村生活/〔kg/（人·a）〕 畜禽/
〔kg/（头·a）〕水田 旱地 林地 草地 城镇用地 奶牛 肉牛 生猪 蛋鸡 肉鸡 COD 2 1.8 1.12 0.8 1.45 18.25 149.362 2 99.282 3 8.156 3 1.953 7 0.175 7 NH3-N 0.167 0.188 0.052 0.007 0.116 1.06 0.963 6 0.805 2 0.097 0 0.015 9 0.000 9 TN 0.74 2.9 0.238 1 1.1 2.14 10.201 8 4.599 5 0.640 4 0.140 9 0.008 8 TP 0.1 0.04 0.015 0.018 0.024 0.03 1.127 2 0.282 6 0.096 0 0.009 2 0.002 6
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表 3 点源入河距离修正系数取值
Table 3 Coefficient from point source inflow into river
距离/km 入河系数参考值( d ) 1 1 1~10 0.9 10~20 0.8 20~30 0.7 ≥40 0.6
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表 4 数据来源及说明
Table 4 Data sources and description
数据类型 描述 来源 DEM数据 精度为30 m，用于确定流域边界 地理空间数据云 水质数据 国控断面污染物浓度 生态环境部综合业务门户(http://10.100.249.24) 土地利用 精度为1 km的土地利用类型数据 中国科学院资源环境科学与数据中心 (https://www.resdc.cn) 社会经济数据 人口、畜禽数量 各地市统计年鉴 水文数据 2015—2018年唐马寨、邢家窝棚、海城站流量数据 辽河流域水文年鉴
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表 5 2019年大辽河流域国控断面逐月水质评价结果
Table 5 Results of monthly water quality evaluation of state-controlled sections in Daliao River Basin in 2019
国控断
面编号断面名称 断面水
质目标COD NH3-N TP 断面水质
评价结果是否
达标月超标
率/%水质类别 最大超标倍数 水质类别 最大超标倍数 水质类别 最大超标倍数 S1 辽河公园 Ⅳ Ⅳ Ⅴ 0.33 Ⅳ Ⅴ 否 11 S2 三岔河 Ⅴ 劣Ⅴ 0.20 劣Ⅴ 1.01 Ⅴ 劣Ⅴ 否 25 S3 小姐庙 Ⅴ Ⅴ 劣Ⅴ 0.14 Ⅴ 劣Ⅴ 否 10 S4 刘家台 Ⅴ Ⅴ 劣Ⅴ 0.23 Ⅳ 劣Ⅴ 否 17 S5 下口子 Ⅳ Ⅴ 0.20 Ⅴ 0.23 Ⅲ Ⅴ 否 20 S6 下王家 Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅲ Ⅳ 是 0 S7 葠窝坝下 Ⅳ Ⅲ Ⅳ Ⅱ Ⅳ 是 0 S8 兴安 Ⅳ Ⅳ Ⅴ 0.17 Ⅱ Ⅴ 否 9 S9 老官砬子 Ⅱ Ⅲ 0.20 Ⅱ Ⅱ Ⅲ 否 9 S10 于家房 Ⅴ 劣Ⅴ 0.15 劣Ⅴ 1.44 劣Ⅴ 1.23 劣Ⅴ 否 55 S11 砂山 Ⅳ Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅳ 是 0 S12 东陵大桥 Ⅳ Ⅲ 劣Ⅴ 1.94 Ⅲ 劣Ⅴ 否 14 S13 戈布桥 Ⅳ Ⅴ 0.13 劣Ⅴ 1.05 Ⅳ 劣Ⅴ 否 20 S14 大伙房水库 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ 是 0 S15 北杂木 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅲ 0.30 Ⅲ 否 11 S16 牛庄 Ⅳ 劣Ⅴ 1.40 劣Ⅴ 7.73 Ⅴ 0.33 劣Ⅴ 否 58 S17 汤河桥 Ⅲ Ⅲ 劣Ⅴ 2.99 Ⅱ 劣Ⅴ 否 40 S18 河洪桥 Ⅴ 劣Ⅴ 0.10 劣Ⅴ 4.80 劣Ⅴ 1.88 劣Ⅴ 否 83 S19 北太子河入观音阁水库口 Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ 是 0 S20 南太子河入库口 Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ 是 0 S21 蒲河沿 Ⅴ 劣Ⅴ 0.50 Ⅴ Ⅳ 劣Ⅴ 否 33 S22 兴国桥 Ⅳ Ⅳ Ⅱ Ⅳ Ⅳ 是 0 S23 于台 Ⅴ 劣Ⅴ 0.23 劣Ⅴ 5.60 劣Ⅴ 2.75 劣Ⅴ 否 83 S24 阿及堡 Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 0.20 Ⅲ 否 18 S25 台沟 Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 0.50 Ⅲ 否 9 S26 古楼 Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅲ 0.80 Ⅲ 否 13 S27 下达河入汤河水库口 Ⅲ Ⅳ 0.40 Ⅱ Ⅲ Ⅳ 否 8 S28 二道河入汤河水库口 Ⅲ Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅲ 是 0
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表 6 2019年大辽河流域主要污染物入河量
Table 6 Inflow of major pollutants into Daliao River Basin in 2019
t/a 污染物 点源入河量 非点源入河量 工业源 城镇生活源 规模化畜禽养殖源 合计 农村生活源 不同土地利用类型污染源 分散式畜禽养殖源 合计 COD 1 482.0 26 317.1 225.0 28 024.1 14 993.2 4 394.5 11 783.7 31 171.4 NH3-N 119.9 1 665.3 6.0 1791.2 870.8 325.3 128.2 1 324.3 TN 261.7 12 164.1 16.9 12 442.7 1 758.1 3 196.3 832.6 5 787.0 TP 8.9 310.6 3.1 322.6 24.6 103.7 87.4 215.7
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