湖泊及其容许污染负荷量计算分析

李兴华

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)

湖泊及其容许污染负荷量计算分析

李兴华

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)

湖泊是人类重要的自然资源，具有突出的经济、社会和生态环境效益。概述了世界和我国湖泊的情况，强调了要加强保护好湖泊的水质和水体周边环境，阐述了湖泊容许污染负荷量计算方法。

湖泊;地球湖泊;中国湖泊;功能;污染负荷计算

湖泊是自然水环境的重要组成部分，在水资源利用和供水调蓄中起着十分重要的作用，在生态环境系统中具有不可替代的功能。本文就湖泊的分类，世界和中国湖泊的概况以及湖泊容许污染负荷加以叙述和分析。

1 湖泊的分类

湖泊系指湖盆及其承纳的水体。湖泊的湖盆是地表可蓄水的天然洼地。湖泊按其成因可分为构造湖、火山口湖、冰川湖、堰塞湖、岩溶湖(喀斯特湖)等;按其泄水情况可分为外流湖(吞吐湖)和内陆湖;按其含盐度可分为淡水湖(含盐度低于1.0‰)和咸水湖(含盐度高于1.0‰)。湖水的来源主要是降水、地面径流、地下水，有的则来自冰雪融水或古海洋残留水等。湖水的消耗主要是蒸发、排泄和渗漏等。

2 地球上的湖泊简况

地球上湖泊总面积270万km2，占陆地面积1.8%，面积＞5 000 km2的湖泊有35个。世界最大的咸水湖为里海，面积37.1万km2，蓄水容量896 000亿m3;最大淡水湖为美国与加拿大边境的苏必利尔湖，面积8.21万km2，蓄水容量为116 000亿m3;最大淡水湖群为北美五大湖，总面积24.42万km2，总蓄水容量为221 000亿m3。芬兰的湖泊最多，被称为“万湖之国”，拥有大小湖泊6万多个。俄罗斯的贝加尔湖最深，最大水深为1 620 m。最高的湖为中国西藏自治区内的纳木错，面积1 940 km2，湖面海拔高程4 718 m。最低的湖为巴勒斯坦与约旦边境的死海，湖面高程在海平面以下395 m。

3 中国的湖泊概况

中国有大小湖泊24 000多个，总面积83 400 km2(含已渐干涸的罗布泊等湖泊面积7 400多km2)，蓄水容量8 230亿m3。面积在1 km2以上的有2 800多个，其中时令湖约500个;面积在500 km2以上的有28个。外流湖约占全国湖泊总面积的45%，绝大部分为淡水湖;内陆湖占全国湖泊总面积的55%，多为咸水湖。中国最大的咸水湖为青海湖，面积4 340 km2，蓄水容量778亿m3。最大的淡水湖为鄱阳湖、太湖、洪泽湖、巢湖并称中国五大淡水湖。中国最深的湖泊为中朝边境的白头山天池，最大水深373 m;最低的湖为吐鲁番盆地的艾丁湖，湖面高程在海平面以下154 m。

我国五大淡水湖等资料详见表1。

表1 中国驰名湖泊特性表(20世纪80年代末期资料)

另外，我国尚有众多风景秀丽、地质构造奇特的天然湖泊，如:长白山天池、新疆阜康县境内的博格达峰下天池，另外还有自然与人工修建的万寿山昆明湖、寒洲西湖等。

4 湖泊的容许污染负荷量计算分析

湖泊是特殊的洼地地貌，它储蓄着大量水体，是重要的自然资源，与农业生产、国防建设、人民生活等关系密切。它除能调蓄水量、减轻洪水对沿河城镇的威胁外，还为农业、工业和城市人民生活用水和发展畜牧业、水产养殖业以及航运创造了优越的条件。不少湖泊景色秀丽，水面辽阔，碧波荡眼，更有珍禽异兽生养栖息，成为疗养和游览胜地，因而其经济、生态环境效益极为明显。因此，保护湖泊水体不受污染，维持并改善其周边环境备受国人和世界关注，以下就此作以简要分析。

4.1 湖泊容许污染负荷量的定义

湖泊(水库)容许污染负荷量是维持湖泊(或水库，下同)一定水环境质量所容许其承受的污染物质总量，又称湖泊纳污容量。

4.2 计算分析

湖泊容许污染负荷量的计算，是根据湖泊水质模型方程反推而得的，即根据湖泊中污染物质平衡的原理，某一时段内经各种途径进入湖泊的污染物质总量，减去经各种途径从湖泊中排除的污染物质总量，即等于该时段湖泊内污染物质的储量。湖泊的水质模型有完全混合型和非均匀混合型两种。兹将由简化的完全混合型的平衡方程反推而得的湖泊容许污染负荷量计算公式介绍如下。

难降解物的容许污染负荷量为:

易降解物的容许污染负荷量为:

式中:W为湖泊最大容许污染负荷量，g/d;△t为湖泊维持其设计安全水量的天数，d;Cs为湖泊水环境质量标准浓度，mg/L;C0为湖泊起始时期实测污染物浓度，mg/L;V为湖泊设计水量，m3;K为易降解污染物衰减系数，d－1;Q为湖泊的流出水量，m3/d。

4.3 计算条件

在进行湖泊容许负荷量的计算时，首先应确定湖泊设计水量。一般采用分析历年湖泊水文观测资料，选择近10 a的枯水年、平水年和丰水年最低月平均水位情况的湖泊容积，作为湖泊的设计水量。

K值可以用湖泊水质模型反推或采用经验系数法求得。据有关文献难氧化的化合物K=0.001－0.05，一般氧化的化合物K=0.05－0.30，易氧化的化合物K≥0.30.算出容许污染负荷量后，可求得应削减的污染物总量，即

式中:△W为应削减的污染物总量;W为容许污染负荷量;W0为实际排污量。

若W0＜W，说明世界排污量尚未超过容许负荷量。一般W0不能只考虑当前的实际污染量，在规划中应预测一定时段后，由于人口及工农业等发展所可能增加的排放污染物量。

［1］ 成都科技大学水文教学研究.水体环境保护［M］.宜昌:葛洲坝水利水电工程学院，1983.

［2］ 高维真.河流水体污染负荷计算分析［M］.宜昌:葛洲坝水利水电工程学院，1983.

［3］ 崔宗培，徐乾清，吴以鳌，等.中国水利百科全书［M］.北京:水利电力出版社，1990.

Calculation and Analysis of Lake and Its Allowable Pollution Load

LI Xing-hua

(Heilongjiang Province Water Conservancy and Hydropower Investigation，Design＆ Research Institute，Harbin 150080，China)

Lakes are important natural resources belonging to the human being，and have substantial benefits of economy，society and ecological environment.The situation of lakes all over the world and in China is described in brief，emphasizing to protect the water quality of lakes and the environment around the water body，finally，a method is introduced to calculate the allowable pollution load of lake.

lake;global lake;Chinese lake;function;calculation of pollution load

TV31

A

1007－7596(2011)05－0037－02

2011－06－24

李兴华(1963－)，男，黑龙江桦南人，高级工程师。