河流水環(huán)境容量估算和分配的研究

摘要：隨著人口增長(zhǎng)、工業(yè)的快速發(fā)展和農(nóng)業(yè)上農(nóng)藥化肥的不合理使用等，華南地區(qū)河流污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻。本文以西江干流某支流為例，從研究材料的收集、COD與氨氮入河量的估算、水質(zhì)變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)、水環(huán)境容量估算與分配等幾個(gè)方面入手，對(duì)河流水環(huán)境容量估算以及分配展開(kāi)研究，希望能為水環(huán)境保護(hù)相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：河流;水環(huán)境;容量估算

中圖分類(lèi)號(hào)：X143 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）05-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.114

Abstract： With the population growth， the rapid development of industry and the irrational use of pesticides and fertilizers in agriculture， the pollution problem of rivers in South China is becoming more and more serious. Taking a tributary of the mainstream of the Xijiang River as an example， this paper starts from the collection of research materials， the estimation of COD and ammonia nitrogen into the river， the prediction of water quality change trend， the estimation and distribution of water environment capacity， and the estimation of river water environment capacity and distribution. Research hopes to provide reference for water environmental protection related work.

Keywords： River; Water environment; Capacity estimation

在水污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻的背景下，作為水污染總量控制的核心，水環(huán)境容量的估算、水環(huán)境容量在各個(gè)污染源與區(qū)域之間的分配逐漸成為河流總量控制的重要依據(jù)[1]，其對(duì)實(shí)現(xiàn)水環(huán)境功能目標(biāo)發(fā)揮著重要的作用，也對(duì)河流污染整治具有重要意義。為了進(jìn)一步提升河流水環(huán)境容量估算與分配結(jié)果的精準(zhǔn)度，需要在大量資料和數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，科學(xué)制定容量分配方案。

1 研究區(qū)相關(guān)情況概述

本次對(duì)于河流水環(huán)境容量的估算和分配，選取了西江某支流作為主要的研究水區(qū)，該支流全長(zhǎng)201 km，總集水面積4493 km2。本文以西江某支流流經(jīng)某縣級(jí)市境內(nèi)的河段作為研究對(duì)象，對(duì)該河段流域內(nèi)水環(huán)境容量進(jìn)行估算和承載力分析。研究河段長(zhǎng)81 km，境內(nèi)流域面積約2220.5 km2，河段水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀良好。研究河段流域內(nèi)已建設(shè)一個(gè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移工業(yè)園，以促進(jìn)該市工業(yè)企業(yè)整合、推進(jìn)工業(yè)集中發(fā)展，工業(yè)園內(nèi)已有20家企業(yè)建成投產(chǎn)，涉及行業(yè)包括電鍍、造紙、發(fā)電廠、燃?xì)獾?。隨著工業(yè)園的逐步建設(shè)和發(fā)展，勢(shì)必會(huì)增加研究河段的污染負(fù)荷，需摸清其水環(huán)境承載能力。

2 研究方法

2.1 研究材料的收集

研究材料的收集是河流水環(huán)境容量估算與分配的基礎(chǔ)工作。在收集研究材料過(guò)程中，充分發(fā)揮水文站的作用，可以在當(dāng)?shù)厮趾蜌庀蟛块T(mén)的指導(dǎo)和配合下收集河流水文資料，獲取河流流量、水位、徑流量、徑流模數(shù)、徑流深度等基本信息。此外，為了掌握河流的河道地形及幾何特征等，可對(duì)河流進(jìn)行補(bǔ)充測(cè)流，測(cè)定河寬、水深、大斷面形狀、流速和流量等。為評(píng)價(jià)研究河段的水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，在當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測(cè)站配合下獲取近五年例行監(jiān)測(cè)斷面的監(jiān)測(cè)資料，評(píng)價(jià)近五年來(lái)河流水質(zhì)的達(dá)標(biāo)情況，分析水質(zhì)的演變趨勢(shì)。根據(jù)研究需要，還可另外補(bǔ)充多個(gè)斷面不同時(shí)期（如枯水期、豐水期）的監(jiān)測(cè)，全面了解研究河段的水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀。

另一項(xiàng)重點(diǎn)材料是與COD、氨氮排放量相關(guān)的資料，主要收集產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移工業(yè)園規(guī)劃及規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)資料，調(diào)查工業(yè)園內(nèi)廢水及水污染物排放情況、園區(qū)污水處理設(shè)施的建設(shè)、排污口的數(shù)量及位置等;調(diào)查、收集工業(yè)園區(qū)外工業(yè)污染源及排污口情況，收集園區(qū)外河流兩岸街道、行政村的人口數(shù)量、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量、水田和旱地等耕地面積、畜禽養(yǎng)殖類(lèi)型及存欄量、污水處理廠及排污口等資料。

2.2 COD、氨氮入河量估算

COD、氨氮排放量主要來(lái)自城鎮(zhèn)生活污染、農(nóng)業(yè)面源污染、工業(yè)污染，污染源類(lèi)型包括點(diǎn)源污染和非點(diǎn)源污染。本次研究通過(guò)整合分析收集到的與COD、氨氮排放量相關(guān)的資料，統(tǒng)計(jì)研究河段流域內(nèi)現(xiàn)狀各污染源的COD、氨氮實(shí)際入河量，并分類(lèi)預(yù)測(cè)至產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移工業(yè)園規(guī)劃末期（2020年），園區(qū)內(nèi)生產(chǎn)廢水和生活污水的COD、氨氮入河量，預(yù)測(cè)園區(qū)外生產(chǎn)廢水、生活污水、耕地徑流、畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水等COD、氨氮的入河量，揭示研究河段流域內(nèi)各污染源產(chǎn)生的COD、氨氮入河量隨時(shí)間變化的情況。

2.3 水質(zhì)變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)與水環(huán)境容量估算

研究河段寬深比介于15.2～28.9之間，屬于《廣東省地表水環(huán)境容量核定技術(shù)報(bào)告》（國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局華南環(huán)境科學(xué)研究所 2005年3月）定義的“狹長(zhǎng)型河段（河寬≤100 m）”，但因靠近岸邊水流相對(duì)平緩，溶解性污染物在排污口下游一定范圍內(nèi)會(huì)形成污染帶，因此可從嚴(yán)采用《環(huán)境規(guī)劃指南》和《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》，推薦并經(jīng)過(guò)廣東省眾多流域水質(zhì)規(guī)劃驗(yàn)證的二維混合衰減模型進(jìn)行水質(zhì)現(xiàn)狀和預(yù)測(cè)計(jì)算，分析至2020年水質(zhì)是否滿足水環(huán)境管理目標(biāo)，為劃分污染控制單元和水環(huán)境容量計(jì)算與分配提供依據(jù)。

客觀地說(shuō)，只要是自然水體就存在對(duì)污染物的稀釋自?xún)裟芰?，即存在水環(huán)境容量。天然水環(huán)境容量反映區(qū)域水環(huán)境承載能力的客觀資源條件，但是由于存在飲用水源保護(hù)區(qū)等不允許排污的特殊水域，且污染物進(jìn)入水體后需要一定的時(shí)間進(jìn)行稀釋、擴(kuò)散和凈化，實(shí)際上并不能完全使用其水環(huán)境承載力資源，需要通過(guò)對(duì)排污口進(jìn)行合理布局來(lái)實(shí)現(xiàn)最大限度地開(kāi)發(fā)利用天然水體的承載能力。本次研究河段屬于單向河流，由于單向河流不易獲得河道水體積數(shù)據(jù)，宜采用一維衰減模式計(jì)算水環(huán)境容量。考慮河道參數(shù)沿程變化較大或空間距離較長(zhǎng)等因素，將研究河段分割成9個(gè)計(jì)算單元，采用研究河段連續(xù)20年連續(xù)30天的最枯平均流量（嚴(yán)于90%保證率最枯月流量）作為計(jì)算的流量條件，計(jì)算每個(gè)計(jì)算單元的水環(huán)境容量，從而得到整個(gè)研究河段的容量。由于研究河段內(nèi)有3個(gè)水電站，還應(yīng)考慮水電站調(diào)配水量條件下的污染累積情況。

2.4 河流水環(huán)境容量的分配與承載力分析

環(huán)境容量的分配是水污染總量控制的核心，分配的原則是公平和效益，應(yīng)充分反映出水環(huán)境容量分配的社會(huì)性、經(jīng)濟(jì)性和歷史性，從而保證實(shí)際的可操作性[2]。本次研究在充分優(yōu)化污水排放口算出理想水環(huán)境容量之后，還結(jié)合該市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求扣減非點(diǎn)源污染負(fù)荷以及區(qū)域發(fā)展必須占用的水環(huán)境容量，得到研究區(qū)域?qū)嶋H上可以利用的水環(huán)境容量，從而進(jìn)行科學(xué)合理的分配。

3 結(jié)果與討論

通過(guò)調(diào)查、收集和整合研究資料，估算COD、氨氮入河量，預(yù)測(cè)河流水質(zhì)的變化趨勢(shì)，計(jì)算水環(huán)境容量，分析承載力，可以得出以下幾方面結(jié)論：第一，COD、氨氮污染負(fù)荷主要來(lái)自城鎮(zhèn)生活污水，其次是農(nóng)業(yè)面源污染（耕地徑流、畜禽養(yǎng)殖業(yè)）、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移工業(yè)園工業(yè)廢水污染;第二，研究河段水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀良好，通過(guò)二維混合衰減模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果顯示，研究河段的水環(huán)境質(zhì)量未見(jiàn)顯著的退化現(xiàn)象，至2020年全河段的水質(zhì)能夠滿足水環(huán)境質(zhì)量管理目標(biāo)的要求;第三，經(jīng)計(jì)算，研究河段有足夠的COD容量承載該市流域內(nèi)的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但氨氮容量不足;為保證研究河段水環(huán)境與地區(qū)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)幾者之間的和諧發(fā)展，需要對(duì)各污染源的排放量進(jìn)行合理的削減，以減少流域內(nèi)氨氮的入河量，比如加快市、鎮(zhèn)、農(nóng)村生活污水收集及處理設(shè)施的建設(shè)，加強(qiáng)對(duì)工業(yè)污染源達(dá)標(biāo)排放監(jiān)管，有效控制畜禽養(yǎng)殖污染，加大農(nóng)業(yè)污染排放監(jiān)管等;在污染源削減過(guò)程中，應(yīng)將實(shí)際的削減量及其在時(shí)間上的分配放在首要位置上。

4 總結(jié)

綜上所述，河流水環(huán)境容量的估算與分配，對(duì)河流水污染防治工作具有重要作用。為了進(jìn)一步提高河流水環(huán)境容量估算與分配的準(zhǔn)確性，應(yīng)對(duì)其各個(gè)影響因素進(jìn)行綜合分析。只有切實(shí)認(rèn)識(shí)到水環(huán)境容量估算與分配的重要性，才能更好地保證河流水環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

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收稿日期：2019-02-15

作者簡(jiǎn)介：張秀梅（1988-），女，漢族，碩士學(xué)歷，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境影響評(píng)價(jià)、場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查與評(píng)估、環(huán)境容量研究、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境應(yīng)急預(yù)案等。