寧國市縣域地表水環(huán)境容量分析

王宏超（合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院 安徽 合肥 230009）

王曉輝（安徽省環(huán)境科學(xué)研究院 安徽 合肥 230061）

水是人類生命的源泉，是維持生態(tài)平衡和實現(xiàn)人類社會可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。水環(huán)境容量作為一種資源，在地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及其發(fā)展規(guī)模上起著決定性作用。水環(huán)境容量是指水體在滿足一定水質(zhì)要求的前提下，所能容納污染物的最大量。區(qū)域水環(huán)境容量的確定，是實現(xiàn)區(qū)域?qū)嵤┧廴痉乐渭翱偭靠刂乒ぷ鞯目茖W(xué)基礎(chǔ)。

1 區(qū)域概括

寧國市按行政區(qū)劃分為6個街道、8個鎮(zhèn)、5個鄉(xiāng)。寧國市全市大小河流有500余條，河道總長度2103.8km，平均河網(wǎng)密度0.859km/km2。境內(nèi)主要河流為水陽江上游河段及東津河、中津河、西津河，其流域面積為2369.4km2，占全市總面積的96.8%。年平均降水總量41.05億m3（包括過境水量6.31億m3），相應(yīng)徑流深度為856.2mm，地表徑流總量為24.82億m3。

根據(jù)宣城市水資源公報，2015年寧國市縣域水資源情況詳見表1。

表1 2015年寧國市縣域水資源概況一覽表

寧國市區(qū)域水環(huán)境容量核定分為10個功能 區(qū)，各水環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)控制斷面詳見表2。

表2 寧國市水環(huán)境功能區(qū)劃及水質(zhì)控制斷面一覽表

2 水環(huán)境容量計算

2.1 模型選擇

本次研究設(shè)定在90%保證率最枯季的水文條件下，以起始處污水排放口為虛擬排污口，并在60%以上計算河段滿足水環(huán)境目標(biāo)水質(zhì)情況下，采用環(huán)保部環(huán)境規(guī)劃院開發(fā)的全國統(tǒng)一使用的地表水環(huán)境容量核定軟件（具體公式如下所示），對寧國市境內(nèi)一、二級河流選用一維水質(zhì)模型，進行COD、NH3-N水環(huán)境容量計算。

（1）河流一維模型

C=C0·e-Kx/u

式中：u——河流斷面平均流速，m/s；

x——沿程距離，km；

K——綜合降解系數(shù)，1/d；

C——沿程污染物濃度，mg/L；

C0——前一個節(jié)點后污染物濃度，mg/L。

（2）水環(huán)境容量計算

Wi=31.54×（C×eKx/86.4×u-Ci）×（Qi+Qj）

式中：Wi——第i個排污口允許排放量，t/a；

Ci——河段第i個節(jié)點處的水質(zhì)本底濃度，mg/L；

C——沿程濃度，mg/L；

Qi——河道節(jié)點后流量，m3/s；

Qj——第i節(jié)點處廢水入河量，m3/s；

u——第i個河段的設(shè)計流速，m/s；

x——計算點到第i節(jié)點的距離，m。

2.2 計算結(jié)果

在90%保證率最枯季的水文條件下，水陽江、東津河、中津河和西津河的平均流量、流速、入河系數(shù)以及COD、NH3-N的降解系數(shù)詳見表3。

表3 各項參數(shù)、系數(shù)取值一覽表

根據(jù)一維水質(zhì)模型計算的各河段水環(huán)境容量，匯總到水陽江、東津河、中津河和西津河這四條主要河流，得出的寧國市區(qū)域理論水環(huán)境容量結(jié)果如表4所示。

表4 寧國市地表河流理論水環(huán)境容量

3 結(jié)果分析

根據(jù)計算得出的水環(huán)境容量即為污染物的最大允許排放量。鑒于可持續(xù)發(fā)展原則，以及技術(shù)的局限性和資料的不完整性，需要對理論水環(huán)境容量進行調(diào)整，根據(jù)全國水環(huán)境容量核定指南，一般保留環(huán)境容量的30%～50%。結(jié)合寧國市區(qū)域的實際情況，本次分析保留水環(huán)境容量30%，則實際水環(huán)境容量與剩余水環(huán)境容量結(jié)果見表5。

表5 寧國市區(qū)域?qū)嶋H水環(huán)境容量與剩余水環(huán)境容量 t/a

由表5可知，寧國市域范圍內(nèi)長江流域一、二級河流的COD和NH3-N理想水環(huán)境容量分別為3948t和126t，實際水環(huán)境容量為2763.6t和88.2t。就目前寧國市水環(huán)境污染物排放情況來看，縣域范圍內(nèi)地表水體COD仍有一定的水環(huán)境容量，而NH3-N的排放量已經(jīng)超過了其水環(huán)境容量，需制定削減計劃。

4 結(jié)論與展望

運用一維水質(zhì)模型計算的寧國市區(qū)域水環(huán)境容量，并與水環(huán)境污染物排放量現(xiàn)狀相比，從剩余水環(huán)境容量來看，寧國市縣域內(nèi)COD的水環(huán)境容量仍有富余，COD剩余環(huán)境容量為1524.6t/a；而大部分河段的NH3-N排放總量大于其實際水環(huán)境容量，甚至大于其理論水環(huán)境容量，需要制定削減工作計劃，其中西津河NH3-N需削減量為72.6t/a，中津河NH3-N需削減量為7.5t/a，東津河NH3-N需削減量為66.1t/a。

通過對寧國市區(qū)域水環(huán)境容量的計算，為寧國市制定水污染控制以及污染物總量控制工作計劃奠定基礎(chǔ)。環(huán)境容量只是衡量某段水體容納污染物的能力，分析得出的富余水環(huán)境容量并不能作為推動發(fā)展的理由，更不是向水體排放污染物的指標(biāo)。應(yīng)在水環(huán)境容量富余的情況下，合理布置產(chǎn)業(yè)布局，推動可持續(xù)發(fā)展，維持或提高剩余水環(huán)境容量；在污染物排放量超過水環(huán)境容量時，要核查污染源，制定水污染控制措施以及污染物削減計劃，加大對工業(yè)企業(yè)的監(jiān)管力度，促進企業(yè)發(fā)展清潔生產(chǎn)，減少水污染物的排放。

〔1〕宋尚波.淄博市水資源調(diào)查評價〔J〕.河海大學(xué)，2007.

〔2〕盧雯.渾河撫順市區(qū)段地表水環(huán)境容量分析〔J〕.環(huán)境保護與循環(huán)經(jīng)濟，2016，36（5）.

〔3〕董文飛，彭文啟，等.地表水水環(huán)境容量計算方法回顧與展望〔J〕.水科學(xué)進展，2014，25（5）：1-12.

〔4〕何紹福，邢淑晶，等.福建沙溪沙縣段水環(huán)境容量研究〔J〕.福州大學(xué)學(xué)報，2015，43（3）：411-415.

〔5〕梁園園.淮河蚌埠市區(qū)段水環(huán)境容量的研究〔D〕.合肥工業(yè)大學(xué)，2004.

〔6〕葉枝茂.顏公河流域COD、N、P污染負(fù)荷研究及污染控制對策分析〔D〕.浙江大學(xué)，2002.