太原市污水排放量調(diào)查方法分析

郜俊峰 （太原市排水管理處，山西 太原 030006）

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，水資源量和質(zhì)的需求也在提高，同時，超標(biāo)排放污廢水，水體受到不同程度的污染，造成水生態(tài)環(huán)境惡化。因此，在城區(qū)范圍內(nèi)開展污水排放量的調(diào)查，對現(xiàn)有的污水處理廠和河道、溝渠、泵站進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查，摸清城市污水排放量,是城市相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要依據(jù),是改善水環(huán)境質(zhì)量、促進(jìn)水資源的可持續(xù)利用的基礎(chǔ),是社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的保障。

1 調(diào)查范圍及主要河道

本次調(diào)查是以《太原市城市排水專項(xiàng)規(guī)劃》中心城區(qū)范圍內(nèi)（北至上蘭村、西至西山邊山地區(qū)、東至東山邊山地區(qū)、南至姚村）的29條河流、溝渠及泵站為依據(jù)，即中北大學(xué)排污口、楊興河、小返河、不銹鋼園區(qū)排污口、凌井河、太鋼排洪渠、北澗河、北沙河、南沙河、城南退水渠、許坦退水渠、北張退水渠、太榆退水渠、汾河?xùn)|暗涵，晉陽街污水泵站、農(nóng)牧渠、汾河小店橋、大黑水河、北排洪渠、南排洪渠、玉門河、虎峪河、九院沙河、化工排洪渠、冶峪溝河、風(fēng)峪溝河、清水河、河西南部退水渠、汾河西暗涵等。

2 調(diào)查方法

2.1 監(jiān)測方法及時段

污水排放量監(jiān)測嚴(yán)格執(zhí)行《河道流量測驗(yàn)規(guī)范》（GB50179-93）中相關(guān)規(guī)定和要求進(jìn)行測驗(yàn)。為了保證水量監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，采用水位流量關(guān)系曲線進(jìn)行推求。監(jiān)測時段為春季、秋季和冬季，避免了雨水對監(jiān)測數(shù)據(jù)的影響。水位監(jiān)測采用人工監(jiān)測，每日監(jiān)測數(shù)據(jù)不少于6次（每4h監(jiān)測1次），水位變化較大時增加人工監(jiān)測次數(shù)，以控制完整的水位變化過程。

2.2 流量測驗(yàn)及計算方法

2.2.1 測深測速垂線布設(shè)

本次測量在河道斷面嚴(yán)格按水文測驗(yàn)規(guī)范寬深比b/h垂線誤差控制要求布設(shè)，為了提高測量、測驗(yàn)的精度、測速、測深垂線布設(shè)間距按1～2m布設(shè)。

水文測驗(yàn)規(guī)范精測法最少測速垂線數(shù)目參考表 表1

2.2.2 垂線流速測點(diǎn)布設(shè)

本次測量嚴(yán)格按照水文規(guī)范測速垂線上的流速測點(diǎn)數(shù)目進(jìn)行執(zhí)行，在河道內(nèi)測深、測速垂線布設(shè)間距按1～2m布設(shè)的情況下，采用一點(diǎn)法施測也可滿足精度要求，在河道內(nèi)水量變化期間，為控制水位變幅產(chǎn)生的誤差，可適當(dāng)減少測深、測速垂線，并采用一點(diǎn)法搶測。

測點(diǎn)流速計算公式：v=a+bn

v——測點(diǎn)流速(m/s)

a——儀器常數(shù)

b——水力螺距

n——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)率

水文規(guī)范測速垂線流速測點(diǎn)位置分布表 表2

垂線平均流速計算公式：

一點(diǎn)法 vm=v0.6

二點(diǎn)法 vm=(v0.2+v0.8)/2

三點(diǎn)法 vm=(v0.2+v0.6+v0.8)/3

式中：vm——垂線平均流速，m/s；

v0.2、v0.6、v0.8——依次為各相對水深處的測點(diǎn)流速，m/s。

2.2.3 測速時間

測速時間一般不少于100s，但在河道水量變化期間，為控制水位變化產(chǎn)生的誤差，測速時間可減少到60s。

2.2.4 河道岸邊流速確定

河道岸邊流速v1=av

式中：a——河道岸邊系數(shù)

v——河道岸邊垂線測點(diǎn)流速，m/s；

v1——河道岸邊部分平均流速，m/s。

岸邊流速系數(shù)a值 表3

2.2.5 相應(yīng)河道斷面水位觀測計算及水位變幅控制

在測流過程中河道內(nèi)水位變化引起渠道斷面面積的變化超過5～10%（平均水深大于1m）或10～20%（平均水深小于1m）時，一般采用測流開始和終了兩次監(jiān)測的平均水位作為本次河道流量的對應(yīng)水位。若在測量過程中水位變化引起河道斷面面積的變化較大時，采用部分流量加權(quán)法計算本次水位。

流量加權(quán)法計算相應(yīng)水位計算公式；

Zm=（b1'Vm1Z1+b2'Vm2Z2+b3'Vm3Z3+…+bn'VmnZn）/（b1'Vm1+b2'Vm2+b3'Vm3+…+bn'Vmn)

式中：Zm——河道相應(yīng)水位，m；

bi——測速垂線所代表的河道水面寬度，m；

Vmi——第i條垂線的平均流速，m/s；

Zi——第i條垂線上測速時的基本水尺水位，m。

2.2.6 資料計算整理及成果資料整編

通過對測量現(xiàn)場的資料進(jìn)行整理，并對實(shí)測流量與相應(yīng)水位繪制或校正水位、流量、面積、流速關(guān)系曲線，采用全國整編通用程序軟件分別對各斷面進(jìn)行水位流量關(guān)系線標(biāo)準(zhǔn)差計算、水位流量關(guān)系線系統(tǒng)誤差計算、偏離數(shù)值檢驗(yàn)、適線檢驗(yàn)、符合檢驗(yàn)等方法確定各級水位流量關(guān)系表

太原市污水調(diào)查測流斷面布置表（河?xùn)|地區(qū)） 表4

2.3 監(jiān)測斷面站點(diǎn)布置原則

由于測流時段均為河道枯水期，應(yīng)選擇合適的測流斷面，并對河（渠）道測流斷面進(jìn)行修整，具體原則如下。

①選擇測流河道斷面時，應(yīng)選擇比較順直、穩(wěn)定、水流集中，無分流岔流、斜流、回流、死水等現(xiàn)象的河段內(nèi)作為監(jiān)測斷面。

太原市污水調(diào)查測流斷面布置表（河西地區(qū)） 表5

②選擇好測流河道斷面后布置觀測水尺。

③河底石塊堆積影響測流時，需對其清除并平整測流斷面。

④當(dāng)河道斷面水深小于流速儀測速所必須的水深或流速低于儀器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)范圍時，將測流段束狹。

⑤河道斷面水深太小或流速太低，不能采用流速儀測速又不能采取人工整治措施時，采用浮標(biāo)法進(jìn)行測流。

2.4 監(jiān)測斷面站點(diǎn)布置位置

見表 4、表 5。

3 污水調(diào)查的分析與建議

太原市通過對八河治理、黑臭水體的整治及污水管網(wǎng)的完善，污水排放體系基本穩(wěn)定，隨著汾東污水處理廠的建成，太原市城區(qū)范圍內(nèi)污水將基本實(shí)現(xiàn)全收集全處理，屆時太原市城區(qū)范圍內(nèi)河道污水將全部進(jìn)入污水處理廠處理。但隨著城市的發(fā)展，城中村的改造，污水產(chǎn)生量也會發(fā)生改變，而且在六城區(qū)范圍內(nèi)的農(nóng)村排水管網(wǎng)還沒有形成，村民還是習(xí)慣性的把污水直接倒入溝渠，從而導(dǎo)致部分河道仍會有少量污水。建議進(jìn)一步完善污水管網(wǎng)收集系統(tǒng)，提高污水收集率，盡量避免或減少污水直排，并安排專人定期對太原市全部河道及管網(wǎng)進(jìn)行巡視。定期對有污水的河道進(jìn)行調(diào)查和監(jiān)測，掌握污水排放規(guī)律，為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供依據(jù)。在重要污水排放位置預(yù)留污水監(jiān)測斷面，為日后常規(guī)污水監(jiān)測提供便利條件。