河流水环境容量估算和分配的研究
来源:用户上传
作者:
摘要：随着人口增长、工业的快速发展和农业上农药化肥的不合理使用等，华南地区河流污染问题日益严峻。本文以西江干流某支流为例，从研究材料的收集、COD与氨氮入河量的估算、水质变化趋势预测、水环境容量估算与分配等几个方面入手，对河流水环境容量估算以及分配展开研究，希望能为水环境保护相关工作提供参考。
关键词：河流;水环境;容量估算
中图分类号：X143 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）05-0-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.114
Abstract： With the population growth， the rapid development of industry and the irrational use of pesticides and fertilizers in agriculture， the pollution problem of rivers in South China is becoming more and more serious. Taking a tributary of the mainstream of the Xijiang River as an example， this paper starts from the collection of research materials， the estimation of COD and ammonia nitrogen into the river， the prediction of water quality change trend， the estimation and distribution of water environment capacity， and the estimation of river water environment capacity and distribution. Research hopes to provide reference for water environmental protection related work.
Keywords： River; Water environment; Capacity estimation
在水污染问题日益严峻的背景下，作为水污染总量控制的核心，水环境容量的估算、水环境容量在各个污染源与区域之间的分配逐渐成为河流总量控制的重要依据[1]，其对实现水环境功能目标发挥着重要的作用，也对河流污染整治具有重要意义。为了进一步提升河流水环境容量估算与分配结果的精准度，需要在大量资料和数据分析的基础上，科学制定容量分配方案。
1 研究区相关情况概述
本次对于河流水环境容量的估算和分配，选取了西江某支流作为主要的研究水区，该支流全长201 km，总集水面积4493 km2。本文以西江某支流流经某县级市境内的河段作为研究对象，对该河段流域内水环境容量进行估算和承载力分析。研究河段长81 km，境内流域面积约2220.5 km2，河段水环境质量现状良好。研究河段流域内已建设一个产业转移工业园，以促进该市工业企业整合、推进工业集中发展，工业园内已有20家企业建成投产，涉及行业包括电镀、造纸、发电厂、燃气等。随着工业园的逐步建设和发展，势必会增加研究河段的污染负荷，需摸清其水环境承载能力。
2 研究方法
2.1 研究材料的收集
研究材料的收集是河流水环境容量估算与分配的基础工作。在收集研究材料过程中，充分发挥水文站的作用，可以在当地水利局和气象部门的指导和配合下收集河流水文资料，获取河流流量、水位、径流量、径流模数、径流深度等基本信息。此外，为了掌握河流的河道地形及几何特征等，可对河流进行补充测流，测定河宽、水深、大断面形状、流速和流量等。为评价研究河段的水环境质量现状，在当地环境监测站配合下获取近五年例行监测断面的监测资料，评价近五年来河流水质的达标情况，分析水质的演变趋势。根据研究需要，还可另外补充多个断面不同时期（如枯水期、丰水期）的监测，全面了解研究河段的水环境质量现状。
另一项重点材料是与COD、氨氮排放量相关的资料，主要收集产业转移工业园规划及规划环境影响评价资料，调查工業园内废水及水污染物排放情况、园区污水处理设施的建设、排污口的数量及位置等;调查、收集工业园区外工业污染源及排污口情况，收集园区外河流两岸街道、行政村的人口数量、经济产量、水田和旱地等耕地面积、畜禽养殖类型及存栏量、污水处理厂及排污口等资料。
2.2 COD、氨氮入河量估算
COD、氨氮排放量主要来自城镇生活污染、农业面源污染、工业污染，污染源类型包括点源污染和非点源污染。本次研究通过整合分析收集到的与COD、氨氮排放量相关的资料，统计研究河段流域内现状各污染源的COD、氨氮实际入河量，并分类预测至产业转移工业园规划末期（2020年），园区内生产废水和生活污水的COD、氨氮入河量，预测园区外生产废水、生活污水、耕地径流、畜禽养殖业污水等COD、氨氮的入河量，揭示研究河段流域内各污染源产生的COD、氨氮入河量随时间变化的情况。
2.3 水质变化趋势预测与水环境容量估算
研究河段宽深比介于15.2～28.9之间，属于《广东省地表水环境容量核定技术报告》（国家环境保护总局华南环境科学研究所 2005年3月）定义的“狭长型河段（河宽≤100 m）”，但因靠近岸边水流相对平缓，溶解性污染物在排污口下游一定范围内会形成污染带，因此可从严采用《环境规划指南》和《环境影响评价技术导则》，推荐并经过广东省众多流域水质规划验证的二维混合衰减模型进行水质现状和预测计算，分析至2020年水质是否满足水环境管理目标，为划分污染控制单元和水环境容量计算与分配提供依据。 客观地说，只要是自然水体就存在对污染物的稀释自净能力，即存在水环境容量。天然水环境容量反映区域水环境承载能力的客观资源条件，但是由于存在饮用水源保护区等不允许排污的特殊水域，且污染物进入水体后需要一定的时间进行稀释、扩散和净化，实际上并不能完全使用其水环境承载力资源，需要通过对排污口进行合理布局来实现最大限度地开发利用天然水体的承载能力。本次研究河段属于单向河流，由于单向河流不易获得河道水体积数据，宜采用一维衰减模式计算水环境容量。考虑河道参数沿程变化较大或空间距离较长等因素，将研究河段分割成9个计算单元，采用研究河段连续20年连续30天的最枯平均流量（严于90%保证率最枯月流量）作为计算的流量条件，计算每个计算单元的水环境容量，从而得到整个研究河段的容量。由于研究河段内有3个水电站，还应考虑水电站调配水量条件下的污染累积情况。
2.4 河流水环境容量的分配与承载力分析
环境容量的分配是水污染总量控制的核心，分配的原则是公平和效益，应充分反映出水环境容量分配的社会性、经济性和历史性，从而保证实际的可操作性[2]。本次研究在充分优化污水排放口算出理想水环境容量之后，还结合该市社会经济发展需求扣减非点源污染负荷以及区域发展必须占用的水环境容量，得到研究区域实际上可以利用的水环境容量，从而进行科学合理的分配。
3 结果与讨论
通过调查、收集和整合研究资料，估算COD、氨氮入河量，预测河流水质的变化趋势，计算水环境容量，分析承载力，可以得出以下几方面结论：第一，COD、氨氮污染负荷主要来自城镇生活污水，其次是农业面源污染（耕地径流、畜禽养殖业）、产业转移工业园工业废水污染;第二，研究河段水环境质量现状良好，通过二维混合衰减模型进行预测，结果显示，研究河段的水环境质量未见显著的退化现象，至2020年全河段的水质能够满足水环境质量管理目标的要求;第三，经计算，研究河段有足够的COD容量承载该市流域内的工业、农业和社会经济发展，但氨氮容量不足;为保证研究河段水环境与地区经济、社会几者之间的和谐發展，需要对各污染源的排放量进行合理的削减，以减少流域内氨氮的入河量，比如加快市、镇、农村生活污水收集及处理设施的建设，加强对工业污染源达标排放监管，有效控制畜禽养殖污染，加大农业污染排放监管等;在污染源削减过程中，应将实际的削减量及其在时间上的分配放在首要位置上。
4 总结
综上所述，河流水环境容量的估算与分配，对河流水污染防治工作具有重要作用。为了进一步提高河流水环境容量估算与分配的准确性，应对其各个影响因素进行综合分析。只有切实认识到水环境容量估算与分配的重要性，才能更好地保证河流水环境的可持续发展。
参考文献
[1]钟毓峰.非点源污染河流的水环境容量估算和分配[J].科技创新导报，2014，11（14）：88.
[2]陈丁江.河流水环境容量的估算和分配研究[J].水土保持学报，2007，21（3）：123-127.
[3]荆海晓，李小宝，房怀阳，刘长根.基于线性规划模型的河流水环境容量分配研究[J].水资源与水工程学报，2018，29（03）：34-38+44.
[4]陈明.河流水环境容量一维计算模型分析[J].科技创新与应用，2015（27）：42-43.
收稿日期：2019-02-15
作者简介：张秀梅（1988-），女，汉族，硕士学历，工程师，研究方向为环境影响评价、场地环境调查与评估、环境容量研究、环境规划、环境应急预案等。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14948160.htm
