談即墨市水功能區(qū)納污能力與排污總量控制

王　霞，鄭志國(guó)，蘭旭世（.青島市水文局，山東青島6607；.即墨市水利局，山東即墨6600）

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談即墨市水功能區(qū)納污能力與排污總量控制

王霞1，鄭志國(guó)1，蘭旭世2
（1.青島市水文局，山東青島266071；2.即墨市水利局，山東即墨266200）

【摘要】在分析水功能區(qū)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，確定設(shè)計(jì)條件、數(shù)學(xué)模型、模型參數(shù)，研究分析即墨市河道水功能區(qū)的納污能力。依據(jù)水體功能、水功能區(qū)現(xiàn)狀排污量，結(jié)合納污能力，進(jìn)而分析限制排污總量及污染物削減量，并提出排污治理建議。

【關(guān)鍵詞】即墨市；水功能區(qū)；納污能力；限制排污量

即墨市位于青島市區(qū)北部，總面積1 780 km2。即墨市河流屬于季風(fēng)雨源型河流，大多為獨(dú)立入海的山溪性河流。其中較大的有大沽河、五沽河、流浩河、墨水河、周疃河、洪江河。近年來，即墨市經(jīng)濟(jì)社會(huì)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，水環(huán)境污染引起的“水質(zhì)型”缺水加劇了水資源短缺和用水需求增長(zhǎng)之間的矛盾。為此，需分析研究不同功能區(qū)水體納污承載力，控制污染物入河量，減少水環(huán)境污染，優(yōu)化水資源配置，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。

1　水功能區(qū)劃及納污現(xiàn)狀

根據(jù)《青島市人民政府辦公廳關(guān)于調(diào)整青島市水功能區(qū)劃的通知》（青政發(fā)［2010］38號(hào)）和《即墨市水功能區(qū)劃》（2012-03）成果，即墨市河流共劃分40個(gè)水功能區(qū)，其中青島市區(qū)劃13個(gè)，即墨市區(qū)劃27個(gè)，包括19個(gè)飲用水源區(qū)（兼顧農(nóng)業(yè)用水區(qū)和1個(gè)工業(yè)用水區(qū)）、5個(gè)景觀娛樂用水區(qū)、14個(gè)農(nóng)業(yè)用水區(qū)、1個(gè)漁業(yè)用水區(qū)和1個(gè)過渡區(qū)。

經(jīng)調(diào)查，即墨市排入水功能區(qū)的排污口共25處。污水年入河排放量為5 898.7萬m3，主要污染物年入河排放量分別是COD4 825.69 t，氨氮排放量281.93 t，總磷40.67 t。年污水入河量較大的水功能區(qū)有墨水河景觀娛樂用水區(qū)、龍泉河景觀娛樂用水區(qū)、洪江河景觀娛樂用水區(qū)和店集河農(nóng)業(yè)用水區(qū)，其中墨水河景觀娛樂用水區(qū)污水年入河排放量為5 214.6萬m3，COD年入河排放量為4 291.4 t，氨氮240.22 t，總磷36.27 t。

依據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）和《山東省半島流域水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB37/676-2007），選用“等標(biāo)污染負(fù)荷法”，對(duì)污染源和污染物進(jìn)行評(píng)價(jià)。

評(píng)價(jià)結(jié)果為：入河排污口污染源等標(biāo)污染負(fù)荷總數(shù)為140.11，其中即墨市污水處理廠污染負(fù)荷比達(dá)到88.43%，是水功能區(qū)主要入河排污口。污染物中，COD等標(biāo)污染負(fù)荷比最大，達(dá)到55.32%，氨氮和總磷等標(biāo)污染負(fù)荷分別為24.63%和20.04%。

2　納污能力分析

水體納污能力，是指在設(shè)計(jì)水文條件下，滿足計(jì)算水域的水質(zhì)目標(biāo)要求時(shí)，該水域所能容納的某種污染物的最大數(shù)量。

2.1模型選用

1）水質(zhì)模型。即墨市水功能區(qū)內(nèi)河段均屬于中小河流，枯季流量小于0.1 m3/s，寬深比較小，污染物質(zhì)在橫向上能很快混合，故采用一維水質(zhì)模型。

式中C0為上游斷面的污染物濃度，mg/L；Cx為流經(jīng)x距離后的污染物濃度，mg/L；x為沿河段的縱向距離，m；u為河道斷面的平均流速，m/s；K為污染物綜合衰減系數(shù)，L/s。

有多個(gè)排污口時(shí)，將計(jì)算河段內(nèi)的多個(gè)排污口概化為一個(gè)集中的排污口，概化排污口位于計(jì)算河段中點(diǎn)處，相當(dāng)于一個(gè)集中點(diǎn)源。

該集中點(diǎn)源實(shí)際自凈長(zhǎng)度為計(jì)算河段長(zhǎng)的1/2，設(shè)河段長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則污染物自凈長(zhǎng)度為L(zhǎng)/2。因此，對(duì)計(jì)算河段下斷面，其污染物濃度為：

式中：L為計(jì)算河段長(zhǎng)度，m；m為污染物入河速率，g/s；Q為河道斷面設(shè)計(jì)流量，m3/s；Qp為排污口污水流量，m3/s；Cx=L為計(jì)算河段下斷面污染物濃度，mg/L；其余符號(hào)意義同前。

2）納污能力數(shù)學(xué)模型。當(dāng)河道下斷面水質(zhì)目標(biāo)為Cs時(shí)，即Cx-L=Cs，則計(jì)算河段的納污能力為：

式中：M為計(jì)算河段納污能力，g/s；Cs為計(jì)算河段下斷面水質(zhì)目標(biāo)濃度值，mg/L；其余符號(hào)意義同前。

2.2模型參數(shù)確定

1）斷面設(shè)計(jì)流量。選取不為零的最小月平均流量作為樣本系列進(jìn)行設(shè)計(jì)流量計(jì)算。本次納污能力分析，采用90%保證率最枯月平均流量作為設(shè)計(jì)流量。2）斷面設(shè)計(jì)流速。河道斷面流速與斷面流量成正比關(guān)系，一般采用u＝aQb（a、b為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)）對(duì)有資料的河流進(jìn)行回歸擬合，以便應(yīng)用于無流速資料的河段。3）初始斷面污染物濃度值C0。根據(jù)淮河流域資料，本研究河流的源頭水COD取5 mg/L，氨氮取0.15 mg/L。4）水質(zhì)目標(biāo)濃度值Cs直接采用所在水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)值。5）污染物綜合衰減系數(shù)K，采用淮河流域水資源保護(hù)局分析結(jié)果。

2.3分析成果

通過考慮設(shè)計(jì)水文條件、水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)和排污口位置等因素，選定適當(dāng)?shù)乃|(zhì)模型，確定恰當(dāng)?shù)膮?shù)取值后，根據(jù)長(zhǎng)系列資料設(shè)計(jì)流量，確定計(jì)算單元，分別分析COD和氨氮的納污能力。在此基礎(chǔ)上，得出限制排污總量和削減量。

分析結(jié)果顯示，納污能力較強(qiáng)的為墨水河景觀娛樂用水區(qū)和龍泉河景觀娛樂用水區(qū)。90%保證率下，墨水河景觀娛樂用水區(qū)COD和氨氮納污能力分別為1 792.42 t/a和20.982 t/a；龍泉河景觀娛樂用水區(qū)COD和氨氮納污能力分別為496.67 t/a和8.479 t/a。

削減任務(wù)最重的是墨水河景觀娛樂用水區(qū)和洪江河景觀娛樂用水區(qū)。90%保證率下，墨水河景觀娛樂用水區(qū)COD和氨氮削減量分別為2 498.99 t/a和219.235 t/a；洪江河景觀娛樂用水區(qū)COD和氨氮削減量分別為178.98 t/a和10.626 t/a。

4　結(jié)語

根據(jù)本次污染源調(diào)查、納污能力分析結(jié)果，結(jié)合即墨市水文特性及經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況提出如下建議：

1）排污控制區(qū)和景觀娛樂用水區(qū)應(yīng)增加污水處理裝置，減少入河排污濃度和入河排污量；農(nóng)業(yè)用水區(qū)應(yīng)合理布置排污口，保證農(nóng)業(yè)灌溉安全用水；飲用水源區(qū)禁止布設(shè)排污口，保證居民飲用水安全。

2）污水處理廠是即墨市重點(diǎn)排污大戶。目前，由于河道納污能力較小以及污水排放量的不斷增加，即使污水處理廠達(dá)標(biāo)排放也難以滿足水功能區(qū)目標(biāo)要求，建議相關(guān)職能部門對(duì)污水處理企業(yè)采取資金補(bǔ)貼，擴(kuò)大污水處理能力，提高處理標(biāo)準(zhǔn)等經(jīng)濟(jì)和行政措施，進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)污水處理廠運(yùn)行的監(jiān)督管理，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

3）加快新建、擴(kuò)建污水處理廠建設(shè)，提高污水處理能力，消除污水處理廠污水溢流問題。

4）完善管理機(jī)制，建立、健全各項(xiàng)管理制度，加大各級(jí)政府監(jiān)管力度，正確處理經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境保護(hù)的矛盾，嚴(yán)格實(shí)行污染物排放總量控制和排污許可證制度。

5）實(shí)行污染項(xiàng)目集中布點(diǎn)、集中治理、達(dá)標(biāo)排放。對(duì)頂風(fēng)違法、拒不整改的企業(yè)堅(jiān)決予以取締，同時(shí)積極引導(dǎo)企業(yè)加強(qiáng)污水收集、處理、回用工藝，提高污水重復(fù)利用率。特別是市政污水處理廠應(yīng)對(duì)污水進(jìn)一步深度處理并實(shí)現(xiàn)中水回用，以實(shí)現(xiàn)污水資源化，更好的保護(hù)環(huán)境。

6）建議加快編制出臺(tái)《即墨市中水回用規(guī)劃》以及《河道生態(tài)治理規(guī)劃》，建設(shè)節(jié)水型社會(huì)。

（責(zé)任編輯崔春梅）

【中圖分類號(hào)】X26

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1009-6159（2016）-03-0028-02

收稿日期：2015-07-16

作者簡(jiǎn)介：王霞（1980—），女，工程師