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闸控型重污染河流一般具有村镇密集、生态空间稀缺、污染负荷沉重等特征，其水文水质变化规律受高强度人类活动影响显著，闸控型重污染河流污染物通量与降雨、水利设施调度、生产生活排水规律等关系密切，具有日变化过程。研究重污染河流水文水质变化规律及影响机理，对掌握流域内污染源及排放情况、水质达标管理等具有重要意义。本研究以广东省练江流域典型重污染闸控支流峡山大溪为研究对象，在综合阐述国内外关于闸控河流水文水质变化规律及河流污染物通量研究的基础上，针对峡山大溪闸站调度的水文水质特征，开展2017年6月5日～6月12日水文水质同步观测，分析峡山大溪水文水质时空变化规律以及影响因素，基于不同污染物通量估算方法计算了峡山大溪污染物日通量结果，分析了计算结果的不确定性，研究了不同污染物通量估算方法在闸控型重污染河流峡山大溪的适用性，为闸坝调控型重污染河流的水污染治理和管控提供一定的科学管理依据。本文主要结论如下：
（1）峡山大溪流域水质污染严重，时空变化呈现一定的规律。从时间变化上看，峡山大溪干流水质在每日8:00、12:00和18:00左右有一个明显的增加现象，每日8:00COD、氨氮和总磷浓度相比于日均值升高幅度分别为4.84%、6.16%和5.59%，每日12:00COD、氨氮和总磷浓度相比于日均值升高幅度分别为5.08%、5.25%和5.66%，每日18:00COD、氨氮和总磷浓度相比于日均值升高幅度分别为9.49%、8.85%和6.17%。峡山大溪支流几乎呈现出每日下午6:00～次日凌晨上升的趋势。水质一定程度上受电排站启停影响，总体上开闸期间有机物较低、营养盐较高，闭闸期间则有机污染物较高、营养盐较低。从空间变化上看，峡山大溪干流COD和氨氮呈现从上游到中游递减，受葫芦港支流高浓度污水的影响，在中游处出现突增，继续往下游又呈现递减的趋势；峡山大溪干流总磷也呈现先升后降的趋势。从支流上看，大潮港支流COD、氨氮和总磷是所有支流中均值浓度最高的支流。干流和支流的水文也呈现一定的时空变化规律。从时间上看，峡山大溪干流上游流量变化平缓，变化范围集中在0.024～2.667m3/s。而中下游流量受闸站调度影响显著，闸站开启运行时，流量突增，中游最高可达7.9m3/s，下游最高可达18m3/s；闸站关闭时，中下游三个断面流量迅速降低。南中港支流和葫芦港支流也受闸站调度影响明显，两次开闸，流量都出现突增。其他支流由于生活用水量的增加，流量几乎在中午12:00左右达一天中的最大值。从空间上看，葫芦港是流量最大的支流，平均流量为0.82m3/s，南中港支流为流量最小的支流，平均流量为0.01m3/s。干流平均流量从上游到下游递增，在总出口达最大值。基于峡山大溪流域连续8天的现场水文水质观测结果，估算了闸站调度下的流域污水产量，结果显示：监测期间峡山大溪流域内污水日均产出量为11.28万m3/d。流量产出最大的三条支流分别为：葫芦港支流、泗联支流和沙溪支流，产出值分别为2.61万m3/d、1.89万m3/d和1.68万m3/d，占流域总流量比分别为19.99%、14.46%和12.90%。
（2）以水环境功能区划为基础，利用EFDC数值模型对峡山大溪流域各概化排污控制单元的允许排放量进行核定，按照以2020年目标峡山大溪出口达到地表水Ⅴ类进行倒推，结果表明：2018年峡山大溪出口水质COD、氨氮、总磷应分别达到82、6.2、0.80mg/L，流域COD、氨氮、总磷的允许排放量分别为2805.57吨/年、335.58吨/年、31.56吨/年；2019年峡山大溪出口水质COD、氨氮、总磷应分别达到61、4.1、0.60mg/L，流域COD、氨氮、总磷的允许排放量分别为2198.24吨/年、273.06吨/年、23.01吨/年；2020年峡山大溪出口水质COD、氨氮、总磷应分别达到40.00、2.00、0.40mg/L，流域COD、氨氮、总磷的允许排放量分别为1428.29吨/年、111.81吨/年、13.86吨/年。
（3）不同估算方法由于适用条件不同，在估算通量时，结果会存在一定的差异性。经分析，用瞬时平均浓度与瞬时平均流量之积的方法估算的峡山大溪污染物通量产生的误差波动较大（-40%～60%），用时段通量平均浓度与时段平均流量之积的方法估算的通量产生的系统误差较大（超过-90%），从峡山大溪水文水质的变化情况看，当生活用水增加或者闸站开启时，流量和水质浓度均出现突增情况，点源污染明显，故瞬时平均浓度与时段平均流量之积的方法和瞬时浓度与代表时段平均流量之积的方法不满足适用条件，瞬时通量平均法既满足点源占优的条件，又满足系统误差小，精确度高，最适合估算峡山大溪流域COD、氨氮和总磷的通量。利用该方法估算三种污染物通量，结果显示，峡山大溪流域内COD、氨氮和总磷的平均日通量分别为24.68t/d、3.12t/d和0.39t/d。
（4）根据实测数据估算的COD、氨氮和总磷的平均日通量分别为24.68t/d、3.12t/d和0.39t/d。从时间变化情况看，南中港支流和葫芦港支流监测断面通量受闸站调控明显，两次开闸通量均出现突增，在闸站运行期间两支流观测断面污染物通量是闭闸期间平均通量的3至15倍。桃陈支流和沙溪支流靠近峡山大溪上游，对闸站调控的响应并不明显，通量在每日的12：00和18:00时分会出现一定的突增，且傍晚时分比中午时分通量大，傍晚时分COD、氨氮和总磷的通量比中午时分的通量平均增加率分别为60.54%、50.97%和33.73%，原因在于傍晚时分人类活动加强，居民用水量大幅增加，泗联支流在监测期间通量总体变化趋势较平缓。从空间分布情况看，葫芦港支流、桃陈沙溪支流、南中港支流是COD通量最高的三条支流，葫芦港支流、泗联支流和桃陈-沙溪支流是氨氮通量最高的三条支流，葫芦港支流、泗联支流和南中港支流是总磷通量最高的三条支流，干流污染物通量几乎呈现出从上游到下游递增的趋势。进一步分析发现，COD、氨氮通量与集雨面积、水田面积、果园面积显著相关，氨氮通量还和人口密度显著相关，此外，三种污染物与村庄用地和城市用地均呈显著正相关。
（1）峡山大溪流域水质污染严重，时空变化呈现一定的规律。从时间变化上看，峡山大溪干流水质在每日8:00、12:00和18:00左右有一个明显的增加现象，每日8:00COD、氨氮和总磷浓度相比于日均值升高幅度分别为4.84%、6.16%和5.59%，每日12:00COD、氨氮和总磷浓度相比于日均值升高幅度分别为5.08%、5.25%和5.66%，每日18:00COD、氨氮和总磷浓度相比于日均值升高幅度分别为9.49%、8.85%和6.17%。峡山大溪支流几乎呈现出每日下午6:00～次日凌晨上升的趋势。水质一定程度上受电排站启停影响，总体上开闸期间有机物较低、营养盐较高，闭闸期间则有机污染物较高、营养盐较低。从空间变化上看，峡山大溪干流COD和氨氮呈现从上游到中游递减，受葫芦港支流高浓度污水的影响，在中游处出现突增，继续往下游又呈现递减的趋势；峡山大溪干流总磷也呈现先升后降的趋势。从支流上看，大潮港支流COD、氨氮和总磷是所有支流中均值浓度最高的支流。干流和支流的水文也呈现一定的时空变化规律。从时间上看，峡山大溪干流上游流量变化平缓，变化范围集中在0.024～2.667m3/s。而中下游流量受闸站调度影响显著，闸站开启运行时，流量突增，中游最高可达7.9m3/s，下游最高可达18m3/s；闸站关闭时，中下游三个断面流量迅速降低。南中港支流和葫芦港支流也受闸站调度影响明显，两次开闸，流量都出现突增。其他支流由于生活用水量的增加，流量几乎在中午12:00左右达一天中的最大值。从空间上看，葫芦港是流量最大的支流，平均流量为0.82m3/s，南中港支流为流量最小的支流，平均流量为0.01m3/s。干流平均流量从上游到下游递增，在总出口达最大值。基于峡山大溪流域连续8天的现场水文水质观测结果，估算了闸站调度下的流域污水产量，结果显示：监测期间峡山大溪流域内污水日均产出量为11.28万m3/d。流量产出最大的三条支流分别为：葫芦港支流、泗联支流和沙溪支流，产出值分别为2.61万m3/d、1.89万m3/d和1.68万m3/d，占流域总流量比分别为19.99%、14.46%和12.90%。
（2）以水环境功能区划为基础，利用EFDC数值模型对峡山大溪流域各概化排污控制单元的允许排放量进行核定，按照以2020年目标峡山大溪出口达到地表水Ⅴ类进行倒推，结果表明：2018年峡山大溪出口水质COD、氨氮、总磷应分别达到82、6.2、0.80mg/L，流域COD、氨氮、总磷的允许排放量分别为2805.57吨/年、335.58吨/年、31.56吨/年；2019年峡山大溪出口水质COD、氨氮、总磷应分别达到61、4.1、0.60mg/L，流域COD、氨氮、总磷的允许排放量分别为2198.24吨/年、273.06吨/年、23.01吨/年；2020年峡山大溪出口水质COD、氨氮、总磷应分别达到40.00、2.00、0.40mg/L，流域COD、氨氮、总磷的允许排放量分别为1428.29吨/年、111.81吨/年、13.86吨/年。
（3）不同估算方法由于适用条件不同，在估算通量时，结果会存在一定的差异性。经分析，用瞬时平均浓度与瞬时平均流量之积的方法估算的峡山大溪污染物通量产生的误差波动较大（-40%～60%），用时段通量平均浓度与时段平均流量之积的方法估算的通量产生的系统误差较大（超过-90%），从峡山大溪水文水质的变化情况看，当生活用水增加或者闸站开启时，流量和水质浓度均出现突增情况，点源污染明显，故瞬时平均浓度与时段平均流量之积的方法和瞬时浓度与代表时段平均流量之积的方法不满足适用条件，瞬时通量平均法既满足点源占优的条件，又满足系统误差小，精确度高，最适合估算峡山大溪流域COD、氨氮和总磷的通量。利用该方法估算三种污染物通量，结果显示，峡山大溪流域内COD、氨氮和总磷的平均日通量分别为24.68t/d、3.12t/d和0.39t/d。
（4）根据实测数据估算的COD、氨氮和总磷的平均日通量分别为24.68t/d、3.12t/d和0.39t/d。从时间变化情况看，南中港支流和葫芦港支流监测断面通量受闸站调控明显，两次开闸通量均出现突增，在闸站运行期间两支流观测断面污染物通量是闭闸期间平均通量的3至15倍。桃陈支流和沙溪支流靠近峡山大溪上游，对闸站调控的响应并不明显，通量在每日的12：00和18:00时分会出现一定的突增，且傍晚时分比中午时分通量大，傍晚时分COD、氨氮和总磷的通量比中午时分的通量平均增加率分别为60.54%、50.97%和33.73%，原因在于傍晚时分人类活动加强，居民用水量大幅增加，泗联支流在监测期间通量总体变化趋势较平缓。从空间分布情况看，葫芦港支流、桃陈沙溪支流、南中港支流是COD通量最高的三条支流，葫芦港支流、泗联支流和桃陈-沙溪支流是氨氮通量最高的三条支流，葫芦港支流、泗联支流和南中港支流是总磷通量最高的三条支流，干流污染物通量几乎呈现出从上游到下游递增的趋势。进一步分析发现，COD、氨氮通量与集雨面积、水田面积、果园面积显著相关，氨氮通量还和人口密度显著相关，此外，三种污染物与村庄用地和城市用地均呈显著正相关。