刘洪燕代巍
(1.河南省环境工程评估中心,河南郑州 450000;2.郑州大学环境技术咨询工程公司,河南郑州 45000)
浅谈河流污染物综合衰减系数的确定方法
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(1.河南省环境工程评估中心,河南郑州 450000;2.郑州大学环境技术咨询工程公司,河南郑州 45000)
河流中污染物的综合衰减系数是计算水环境容量、建立水质模型以及反应河流水质污染变化情况的重要参数之一,其确定的合理性及可靠性直接关系到河流的水环境容量和纳污能力计算的正确与否。本文通过查阅文献资料,主要概述河流COD、氨氮综合衰减系数的确定方法,从而为研究河流COD、氨氮的降解规律提供科学依据。
河流;COD;氨氮;综合衰减系数
污染物在进入河流后,随着河流的运送输移,污染物的浓度会发生变化,其变化的快慢主要是由污染物的性质和河流对污染物的削减决定的。河流中污染物综合的衰减系数是研究河流水质污染变化、计算水环境容量及纳污能力的重要参数,在区域排污总量控制计划的制定、总量负荷指标的科学分配、控制计划执行过程的管理等工作中发挥了重要作用[1]。同时,综合衰减系数也是进行河流预测的重要参数。污染物综合衰减系数反应了污染物在输移过程中受水文、水力、化学、物理、地理、生物化学、气候、地质及气象等因素综合作用的结果,河流中污染物的衰减系数受其本身的稳定性、粒径以及水深、流速、粗糙度、坡度等的影响。
河流中存在的污染物很多,性质复杂,但经常使用COD、氨氮的浓度确定河流污染物含量。本文通过查阅相关文献资料,研究河流COD、氨氮综合衰减系数的确定方法。
国内外专家的研究成果表明,河流综合衰减系数的影响因素主要有污染物性质及联合作用的影响、污染物初始浓度的影响、微生物性质的影响、水力特征的影响、悬浮固体的影响、温度的影响、pH值的影响等,同时也受到水体中溶解浓度的影响。
根据水利部《全国水资源保护技术大纲》,综合衰减系数的确定方法主要有分析借用法、经验公式法和实测法[2]三种。
实测法包括实验室测定法和现场实测法,主要采用物理模型率定法,即通过物理模型试验的反复研究测试,模拟、率定水质模型相关参数(如沉降或再悬浮系数、扩散次数等);也可以采用示踪剂法,即向水体投放示踪物质,追踪测定其浓度变化,据以计算所需要的各环境水力参数。理论上讲,实测法所得到的综合衰减系数更接近河流中污染物削减的实际情况,但实测法要求较高且数据的获得需要较长的时间。故本文主要研究分析如何运用借用法及经验公式法确定河流的综合衰减系数。
3.1 分析借用法
目前,国内有较多的专家学者致力于河流污染物综合衰减系数的研究,主要有:寇晓梅等[3]通过同步监测水文、水质资料,利用一维水质模型进行模拟计算,获得一组COD的综合衰减系数,经对比分析与识别,确定了汉江陕西段COD综合衰减系数的合理估值为0.187d-1;云飞等[4]对黄河宁夏段COD的降解规律进行了室内模拟实验研究,得出COD的室内削减系数为0.200d-1;陈炎等[5]提出在多闸坝河流上,利用枯水期断面COD同步监测数据测算COD衰减系数的方法,用该方法测算河南省辖淮河流域部分河流COD综合衰减系数为0.080-0.304d-1;马耀光等[6]通过分析泾河下游枯水期可降解污染物的自净特征,建立河流点源排污和侧向污染物均匀补排条件下的水质衰减模型,确定泾河下游在极枯流量期可降解有机物COD的衰减系数为0.091d-1;万金保等[7]在根据对乐安河的同步监测资料,采用完全混合系统水环境容量计算公式,对水质降解系数进行了率定,计算了乐安河COD的环境容量。
根据对收集资料的分析统计,我国部分河流氨氮、COD的综合衰减系数见表1、表2。
表1 我国部分河流NH3-N综合衰减系数
表2 我国部分河流COD综合衰减系数
由表1、表2可知,我国河流NH3-N的综合衰减系数为0.105~0.350d-1、COD的综合衰减系数为0.009~0.470d-1。
3.2 经验公式法
根据《河南省重要河湖水功能区纳污能力核定和分阶段限制排污总量控制方案实施细则》中COD和NH3-N的综合衰减系数公式:
式中:u为河段河流流速。
采用此法也可以获得河流COD、氨氮的综合衰减系数。
根据以上所论述的分析借用法及经验公式法可初步判定河流COD、氨氮的综合衰减系数,从而为研究河流的水环境现状及水环境容量提供依据。但因河流本身的实际情况差别很大,用这两种方法判定河流污染物的综合衰减系数有一定的误差性,只能作为参考的数据进行使用。如若有条件建议使用实测法确定河流的综合衰减系数,以保证数据更加合理可信。
[1]夏青.流域水污染物总量控制.[M].北京:中国环境科学出版社,1996.
[2]水利部水政水资源司,水资源保护管理基础[M].北京,中国水利水电出版社,1996.
[3]寇晓梅.汉江上游有机污染物COD综合降解系数的实验确定[J].水资源保护,2005,21(5):31-33.
[4]云飞,李燕等.黄河宁夏段COD及氨氮污染动态分布模拟探讨[J].宁夏大学学报:自然科学版,2005,26(3):283-286.
[5]陈炎,孟西林等.淮河流域多闸坝河流COD综合削减系数测算[J].重庆环境科学,2002,24(3):83-85.
[6]马耀光等.泾河下游可降解污染物的自净特征[J].干旱地区农业研究,2003,21(1):126-128.
[7]万金保等.乐安河COD环境容量的研究[J].江西农业大学学报,2004,26(5):805-807.
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