許昌市納污能力計(jì)算與分析

黃振離

許昌市域共涉及二級(jí)水功能區(qū)29個(gè)，其中全國(guó)重要江河湖泊水功能區(qū)14個(gè)，分布在潁河、清潩河兩條河流上。本次將對(duì)清潩河的兩個(gè)水功能區(qū)的化學(xué)需氧量（COD）和氨氮進(jìn)行納污能力計(jì)算評(píng)估，它們是河長(zhǎng)為8.8km的清潩河長(zhǎng)葛景觀娛樂區(qū)和河長(zhǎng)為9km清潩河許昌景觀娛樂區(qū)。計(jì)算主要控制指標(biāo)確定如下。

一、計(jì)算模型及參數(shù)

許昌市清潩河水體縱向流動(dòng)明顯，河道橫斷面較窄，因此，水功能區(qū)納污能力計(jì)算采用一維水質(zhì)模型。

1.計(jì)算模型

對(duì)于污染物在橫斷面上均勻混合的中、小型河段，污染物濃度按下式計(jì)算：

式中：Cx—流經(jīng)x距離后的污染物濃度，（mg/L）；

x—沿河段的縱向距離，（m）；

u—設(shè)計(jì)流量下河道斷面的平均流速，（m/s）；

K—污染物綜合衰減系數(shù)，（1/s）。

相應(yīng)的水域納污能力按下式計(jì)算：

M=（Cs-Cx）（Q+Qp）

式中符號(hào)意義同前。

式中：

K—污染物綜合降解系數(shù)（L/d）；

x—沿河流縱向距離（km）；

u—設(shè)計(jì)流量下流速（m/s）；

Cs—本功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)值（mg/L）；

C0—上斷面初始濃度值（mg/L）；

Q0—水功能區(qū)設(shè)計(jì)流量（m3/s）；

Qp—入河污水流量（m3/s）。

2.模型參數(shù)

（1）初始斷面背景濃度（C0）

水功能區(qū)初始斷面背景濃度，依據(jù)地表水水功能區(qū)的類別確定。

（2）水質(zhì)控制目標(biāo)濃度（Cs）

由于各水功能區(qū)水質(zhì)控制目標(biāo)是以水質(zhì)類別作為控制指標(biāo)，而水質(zhì)類別是按污染物濃度取值范圍劃分。因此，在確定Cs值時(shí)，考慮計(jì)算河段內(nèi)各水功能區(qū)的具體情況，而不能一概采用最高濃度限值。

（3）設(shè)計(jì)水文參數(shù)

1）設(shè)計(jì)流量

采用評(píng)價(jià)河流最近10年最枯月平均流量或90%保證率最枯月平均流量作為設(shè)計(jì)流量。

2）河段平均流速U

根據(jù)河段實(shí)測(cè)流量成果和其大斷面資料，河段平均流速按下式計(jì)算：

U=Q/A

式中：U—設(shè)計(jì)流速（m/s）；

Q—設(shè)計(jì)流量（m3/s）；

A—過水?dāng)嗝婷娣e（m2）。

（4）污染物綜合衰減系數(shù)K

根據(jù)《水域納污能力計(jì)算規(guī)程》規(guī)定，選取河道順直、水流穩(wěn)定、中間無支流匯入、無排污口的河段，分別在河段上游（A點(diǎn)）和下游（B點(diǎn)）布設(shè)采樣點(diǎn)，監(jiān)測(cè)污染物濃度值，并同時(shí)測(cè)驗(yàn)水文參數(shù)以確定斷面平均流速。綜合衰減系數(shù)（K）按下式計(jì)算：

式中：V—斷面平均流速（m/s）；

X—上下斷面之間距離（m）；

CA—上斷面污染物濃度（mg/L）；

CB—下端面污染物濃度（mg/L）。

二、納污能力成果及分析

1.納污能力計(jì)算結(jié)果

選取清潩河2013年現(xiàn)狀年實(shí)際流量、流速和水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，計(jì)算清潩河水功能區(qū)COD、氨氮的納污能力，其計(jì)算參數(shù)選取見表1。

表1 許昌市清潩河景觀娛樂區(qū)納污能力計(jì)算參數(shù)取值表

納污能力計(jì)算結(jié)果顯示，清潩河長(zhǎng)葛景觀娛樂水功能區(qū)地表水體現(xiàn)狀年的總納污能力為COD共計(jì)235t/a，氨氮31.1t/a；清潩河許昌景觀娛樂區(qū)地表水體現(xiàn)狀年的總納污能力為COD共計(jì)914t/a，氨氮40.0t/a。清潩河許昌市段水功能區(qū)納污能力計(jì)算成果見表1

2.入河污染物削減意見

計(jì)算結(jié)果表明：許昌市清潩河長(zhǎng)葛景觀娛樂區(qū)COD年入河總量為1477.5t，入河量大于納污能力，其削減量為1243t；氨氮年入河總量為9.29t，納污能力大于入河量。清潩河許昌景觀娛樂區(qū)COD年入河總量為3201.3t，入河量大于納污能力，其削減量為2287t；氨氮年入河總量為20.1t，納污能力大于入河量■