水功能區(qū)水域納污能力及分階段限制排污總量控制

張婷婷，曹國憑

（河北聯(lián)合大學(xué) 建筑工程學(xué)院，河北 唐山，063009）

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟社會發(fā)展和水資源情勢的變化，水資源短缺、水污染嚴(yán)重和生態(tài)環(huán)境惡化已成為我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)重制約因素［1］。為貫徹落實中共中央2011年1號文件關(guān)于實行最嚴(yán)格的水資源管理制度，強化水資源保護監(jiān)督管理，迫切需要從嚴(yán)核定納污容量，建立以限排總量為控制核心的水功能區(qū)限制納污制度。不僅需要實施《全國水資源綜合規(guī)劃》中的各項指標(biāo)，還要進(jìn)一步提出分階段從嚴(yán)實施的各項指標(biāo)，確保水資源的可持續(xù)利用支持國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

1 水功能區(qū)劃

長江上游干流區(qū)奉節(jié)段及縣境內(nèi)河流流域面積在1000km2以上的（市管河流）有4條，流域面積50－1000km2的有12條。經(jīng)統(tǒng)計，一級水功能區(qū)劃共劃分功能區(qū)27個，區(qū)劃總河長548km，其中保護區(qū)10個，河長123.5km；保留區(qū)6個，河長193.5km；緩沖區(qū)1個，河長5km；開發(fā)利用區(qū)10個，河長226km。9個開發(fā)利用區(qū)劃分為10個二級水功能區(qū)，其中：農(nóng)業(yè)、工業(yè)、景觀用水區(qū)4個，景觀娛樂、工業(yè)用水區(qū)2個，農(nóng)業(yè)、工業(yè)用水區(qū)3個，飲用、農(nóng)業(yè)、工業(yè)用水區(qū)1個［2］。

2 水質(zhì)達(dá)標(biāo)分析

以2010年為基準(zhǔn)年做全指標(biāo)（地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的常規(guī)檢測項目）和雙指標(biāo)（COD、NH3－H）評價，基準(zhǔn)年奉節(jié)縣各流域水質(zhì)較好，水質(zhì)評價為Ⅱ－Ⅲ類，由達(dá)標(biāo)分析結(jié)果可以看出，基準(zhǔn)年水功能區(qū)總的達(dá)標(biāo)率為88.89%。結(jié)合奉節(jié)縣的實際情況，確定奉節(jié)縣工作范圍內(nèi)的2015年水功能區(qū)總達(dá)標(biāo)率不變，與基準(zhǔn)年相同仍為88.89%，但會通過控制水功能區(qū)污染物減量使水質(zhì)有所改善。2020年的水功能區(qū)水質(zhì)總達(dá)標(biāo)率提高到92.59%。奉節(jié)縣水功能區(qū)達(dá)標(biāo)情況見表1。

3 污染源調(diào)查

據(jù)調(diào)查，奉節(jié)縣點污染物COD入河排放總量為1714.62噸／年，其中市管河流795.61噸／年；流域面積50～1000km2河流919.01噸／年。污染物氨氮入河排放總量為184.10噸／年，其中市管河流66.20噸／年；流域面積50～1000km2河流117.90噸／年。污染物排放主要集中在長江奉節(jié)段、梅溪河、朱衣河、草堂河、石馬河和新民河等河流上。奉節(jié)縣面污染源范圍主要包括奉節(jié)縣農(nóng)業(yè)使用的化肥農(nóng)藥、農(nóng)村的生活污水及生活垃圾、分散式畜禽養(yǎng)殖廢水、水體流失和固體廢棄物等。根據(jù)重慶市水資源綜合規(guī)劃報告，所產(chǎn)生的主要污染物是化學(xué)需氧量、氨氮、總氮和總磷四類，其產(chǎn)生量分別為：化學(xué)需氧量0.28萬噸／年 、氨氮0.07萬噸／年、總氮0.62萬噸／年、總磷0.27萬噸／年。污染物入河量見表2、表3。

表1 奉節(jié)縣水功能區(qū)達(dá)標(biāo)情況表

表2 奉節(jié)縣內(nèi)市管河流污染物入河排放量統(tǒng)計成果表

表3 奉節(jié)縣內(nèi)流域面積50～1000km2河流污染物入河排放量統(tǒng)計成果表

4 納污能力計算

水域納污能力系指在一定設(shè)計水量條件下，考慮排污狀況，滿足水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)要求，功能區(qū)水域所能容納某種污染物的最大數(shù)量［3］。納污能力主要用于控制水環(huán)境質(zhì)量，它是制定水資源保護規(guī)劃和經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的依據(jù)。排入水功能區(qū)污染物量應(yīng)受其納污能力的控制，如果超出納污能力必須采取削減污染源排污總量、增加污水處理等措施，減少污染物入河量。

2015年和2020年水功能區(qū)納污能力復(fù)核具體要求［4］：

1）水質(zhì)目標(biāo)調(diào)整的水功能區(qū)（經(jīng)水功能區(qū)審批的政府及主管部門同意），需重新計算水功能區(qū)納污能力。

2）設(shè)計流量（水量）已經(jīng)受江河水文情勢和水資源配置工程建設(shè)影響較大的開發(fā)利用區(qū)，需重新復(fù)核或計算水功能區(qū)納污能力，具體要求如下：（1）設(shè)計水量和流速均未發(fā)生變化的開發(fā)利用區(qū)，納污能力原則上不改變；（2）設(shè)計水量和流速變化較大的開發(fā)利用區(qū)，需根據(jù)相關(guān)條件重新計算水功能區(qū)納污能力；（3）缺水地區(qū)要考慮水資源綜合規(guī)劃中確定的河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境水量，可按照水資源綜合規(guī)劃中生態(tài)保護確定的低限生態(tài)用水成果，作為核算納污能力時設(shè)計流量的計算依據(jù)。

3）現(xiàn)狀未發(fā)生變化的保護區(qū)、保留區(qū)和緩沖區(qū)，納污能力應(yīng)保持不變。以下幾種情況的保護區(qū)、保留區(qū)和緩沖區(qū)，需重新計算其納污能力：（1）水利工程建設(shè)造成納污能力改變的水功能區(qū)；（2）入河污染物量發(fā)生較大變化的功能區(qū)；或入河污染物量有可能超過水體承載能力的保護區(qū)、保留區(qū)、緩沖區(qū)；（3）需改善水質(zhì)的保護區(qū)、保留區(qū)、緩沖區(qū)。

4.1 控制指標(biāo)

根據(jù)重慶市奉節(jié)縣水質(zhì)現(xiàn)狀和水污染特點，結(jié)合全國水資源綜合規(guī)劃的要求，納污能力及限制排污總量控制指標(biāo)確定的污染物質(zhì)為化學(xué)需氧量（COD）和氨氮（NH3－N）。

4.2 計算原則及水質(zhì)模型的選擇

1）現(xiàn)狀水質(zhì)較好的保護區(qū)和保留區(qū)的納污能力按等于現(xiàn)狀污染物入河量來算，現(xiàn)狀水質(zhì)較差的保護區(qū)按開發(fā)利用區(qū)納污能力計算方法計算；

2）緩沖區(qū)水質(zhì)較好，其現(xiàn)狀污染物入河量為納污能力；

3）開發(fā)利用區(qū)納污能力需根據(jù)各二級水功能區(qū)的設(shè)計條件和水質(zhì)目標(biāo)，選擇適當(dāng)?shù)乃克|(zhì)模型進(jìn)行計算；4）對于Q＜150m3／s的河段，主要選用河流一維模型計算；5）對于Q＞150m3／s的長江干流段，選用河流二維模型計算。

4.3 參數(shù)的確定

背景濃度Co：起始河段采用河流本底濃度，其他水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)值采用上一個水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)值來確定Co，即上一個水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)值就是下一個功能區(qū)的初始濃度值Co。

水質(zhì)目標(biāo)值Cs：主要以水功能區(qū)劃確定的水功能區(qū)類別為依據(jù)。其標(biāo)準(zhǔn)值執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838－2002），Cs取值主要在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，綜合考慮與其相鄰的上、下游功能區(qū)的相互關(guān)系以及功能區(qū)重要程度確定，并以不降低現(xiàn)狀水質(zhì)為原則。

綜合自凈系數(shù)K：是反映污染物沿程變化的綜合系數(shù)，它體現(xiàn)污染物自身的變化，也體現(xiàn)了環(huán)境對污染物的影響。確定河流K值得方法主要有實驗室法、經(jīng)驗公式法、類比分析法3大類。類比分析法是采用相似河流推薦值直接進(jìn)行運用的方法［6］。

設(shè)計流量：采用最近10年最枯月平均流量或90%保證率最枯月平均流量。

設(shè)計流速：朱衣河、草堂河、石馬河、新民河計算河段的設(shè)計流速引自《奉節(jié)縣水功能區(qū)水域納污能力核定及提出限制排污總量報告（2009）》，崔家河、草坪河、草堂河、石馬河、石荀河、甲高河、安坪河計算河段的設(shè)計流速由水文比擬法確定得出。

奉節(jié)縣計算河流河段的主要參數(shù)見表4。

4.4 河流的納污能力計算結(jié)果及成果分析

奉節(jié)縣河流的納污能力主要集中在長江干流上游、梅溪河、朱衣河、崔家河、草堂河、石馬河以及新民河上。各河流的納污能力見表5。

5 水功能區(qū)限制排放總量分解技術(shù)方案

根據(jù)河流水功能區(qū)現(xiàn)狀污染物入河量和納污能力計算結(jié)果，計算限制排污總量。根據(jù)計算成果，2015年奉節(jié)縣16條河流化學(xué)需氧量的限制排污總量為1872.52噸／年，氨氮為183.86噸／年；2020年奉節(jié)縣16條河流化學(xué)需氧量的限制排污總量為1858.84噸／年，氨氮為179.35噸／年。污染物入河限制排放量見表6。

表4 奉節(jié)縣計算河流河段的主要參數(shù)統(tǒng)計表

表5 奉節(jié)縣主要河流的納污能力復(fù)核總表

2020 104.04 9.23石荀河 2015 93.09 12.08 2020 93.09 12.08甲高河 2015 87.47 8.94 2020 87.47 8.94安坪河 2015 53.94 6.27 2020 53.94 6.27新民河 2015 497.10 97.60 2020 497.10 97.60小計 2015 1594.63 222.10 2020 1594.63 222.10合計 2015 3098.88 312.33 2020 3098.88 312.33

表6 奉節(jié)縣主要河流污染物入河限制排放量

各水功能區(qū)限制排污總量統(tǒng)計見表7。

表7 奉節(jié)縣主要河流水功能區(qū)限制排污量統(tǒng)計成果表

6 結(jié) 論

1）水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)復(fù)核和分解

現(xiàn)狀年奉節(jié)縣水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率為88.89%，對水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率進(jìn)行復(fù)核和分解，確定奉節(jié)縣2015年水功能區(qū)水質(zhì)總達(dá)標(biāo)率為88.89%，2020年的水功能區(qū)水質(zhì)總達(dá)標(biāo)率為92.59%。

2）污染物入河量

奉節(jié)縣污染物COD入河排放總量為1714.62噸／年，其中市管河流的排放量為795.61噸／年；流域面積50～1000km2河流919.01噸／年。污染物氨氮入河排放總量為184.10噸／年，市管河流排放量為66.20噸／年；流域面積50～1000km2河流117.90噸／年。污染物排放主要集中在長江奉節(jié)段、梅溪河、朱衣河、草堂河、石馬河和新民河等河流上。

3）納污能力

奉節(jié)縣水功能區(qū)的COD納污能力總量為3098.88t／a，NH3－N納污能力總量為312.33t／a。全縣納污能力主要集中在長江、梅溪河、朱衣河、崔家河、草堂河、石馬河、新民河等河流上。

4）分階段限制排放量

據(jù)計算成果，2015年奉節(jié)縣16條河流化學(xué)需氧量限制排污總量為1872.52噸／年，氨氮為183.86噸／年；2020年奉節(jié)縣16條河流化學(xué)需氧量的限制排污總量為1858.84噸／年，氨氮為179.35噸／年。

7 措施與建議

對照奉節(jié)縣水功能區(qū)納污能力和入河限制排污總量，奉節(jié)縣水資源保護和水污染治理任務(wù)十分艱巨，建議采取有效措施，全面實施奉節(jié)縣水資源保護工作［7］：

1）地方相關(guān)主管部門按照當(dāng)?shù)叵拗婆盼劭偭恳庖?，制定相?yīng)的控制實施計劃，逐步達(dá)到限制排污總量的要求。

2）嚴(yán)格執(zhí)行《水法》、《水污染防治法》等法律法規(guī)的規(guī)定，根據(jù)國家水資源與環(huán)境保護有關(guān)政策要求，奉節(jié)縣境內(nèi)所有企業(yè)排污要按照水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)和限制排污總量的要求，實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

3）加快水功能區(qū)修編工作。

4）要認(rèn)真落實國家有關(guān)城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)政策，逐步提高污水處理收費標(biāo)準(zhǔn)，積極引入市場機制，拓展融資渠道，加快城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)步伐，提高運行效率，保證城市生活污水達(dá)標(biāo)排放。

5）切實加強農(nóng)村面源污染治理。

6）做好水資源優(yōu)化配置和管理工作。

［1］ 駱輝煌，魏開湄，史曉新.水資源保護與納污總量控制［J］.中國水利，2011（23）：73－78.

［2］ 重慶市奉節(jié)縣水務(wù)局.重慶市奉節(jié)縣水功能區(qū)劃修編報告［R］.重慶：重慶市水資源管理協(xié)會，重慶市奉節(jié)縣水務(wù)局，2009.

［3］ 中華人民共和國水利部.SL 348－2006.水域納污能力計算規(guī)程［S］.

［4］ 重慶市水利局.渝水資源（2012）4號.重慶市水功能區(qū)納污能力核定和分階段限制排污總量控制方案技術(shù)細(xì)則［S］.

［5］ 趙鑫，黃茁，李青云.我國現(xiàn)行水域納污能力計算方法的思考［J］.中國水利，2012（1）：29－32.

［6］ 毛曉文.水域納污能力計算的不確定性及其定量控制［J］.南京師范大學(xué)學(xué)報（工程技術(shù)版）.2009，9（3）.

［7］ 謝飛，侯新，李仁宗.水功能區(qū)水域納污能力及限制排污總量分析—以重慶市奉節(jié)縣為例［J］.水利科技與經(jīng)濟，2012，18（3）：29－32.