江津区河流水功能区纳污能力核定及分阶段限排总量控制方案研究

王凯+侯新+罗倩+孟晓宁+胡勇

摘要：通过对重庆市江津区河流水功能区的水质现状、污染源及其废污水排放状况等调查分析，研究排污口分布状况、污染物种类及浓度，采用河流一维数学模型对该地区河流水功能区纳污能力进行核定，提出分阶段限制排放总量的控制方案，制定相应的工程措施和管理措施，以期达到保护河流水功能区水质，促进经济与社会发展。

关键词：江津区；水功能区；纳污能力；核定；限排总量；控制方案

中图分类号： TV213.9 文献标识码：A 文章编号： 1674-0432（2014）-10-43-3

随着社会经济的迅速发展，工业和生活用水量逐年增加，与此同时工业废水及生活污水的排放量也逐年增加，威胁着我们赖以生存的河流水源，并制约了经济社会的发展和居民生活水平的提高。为能有效控制污染物进入河流，保障水质满足水功能区要求，必须将河流水功能区纳污能力核定及限制排污总量控制方案作为重要的前提工作。污染物总量控制是实现水功能区水质目标的主要手段，也是水污染防治量化的依据，实现总量控制目标，须准确核算水体的纳污能力，而后根据纳污能力确定限制排污总量，从而达到改善水质、净化水体的目的。

1 现状调查与研究

江津区位于长江中上游，三峡库区尾端，地处东经105°49′～106°38′，北纬28°28′～29°28′之间，东西宽80公里，南北长100公里。地处四川盆地向云贵高原过渡地带，地形地貌有中低山、深中浅丘陵，其中丘陵占78.2%，低中山占21.8%。河谷阶地、总趋势是南高北低，南北又向长江倾斜，属北半球亚热带季风气候区，江津区境内河流众多，均属长江水系。境内水系纵横交错河流众多，其流域面积大于30平方千米的河流有包括长江、綦江、璧南河、笋溪河在内的28条，对应有一级水功能区49个，二级水功能区25个。本研究将在此范围内根据水功能区水质目标级别，确定其污染物控制浓度值，选择合适的数学模型法，复核计算各功能区的纳污能力，在此基础上确定该功能区污染物限制排放总量，提出重要水功能区2015年、2020年限制排污总量方案。

1.1 水功能区水质评价及达标控制目标

监测资料显示2010年江津区长江干流、飞龙河、复兴河、塘河水质较好，水质评价为Ⅱ类，清溪河、龙吟河、孔目河、粽粑河、狮头河、安家溪、民福溪、箭溪、杜市溪、大东溪、黄磴溪、简槽沟、黑炭沟、曹家沟、綦江水质评价为Ⅲ类，水质达标。笋溪河、璧南河、驴子溪、梅江河、石板溪、桥溪河、乘潭溪、李市小溪、临江河水质超标。超标项目主要有：CODMn、BOD5、NH3-N。根据水功能区现状水质评价成果，进行水功能区和达标分析，基准年水功能区的达标率为82.69%，在2015年一级水功能区的达标率达到92.31%，在2020年一、二级水功能区的达标率达到100%。

1.2 污染源调查

根据2011年对河湖开发治理保护情况的调查统计，排污口数量为152个、其中规模以上的排污口28个，分布在15个镇街，规模以上的排污口工业有15个，生活有6个，混合有7个；2011年入河湖废污水量为4475.9039万立方米，其中：已登记或批准的排污口有1个，2011年排放量为928万立方米，批准量为1106.05万立方米；未登记未批准的排污口27个，2011年排放量为3547.9039万立方米；按污水分类：2011年工业排污2361.4079万立方米，生活排放量为222.706万立方米，混合排放量为1891.79万立方米。根据河流的水质监测成果和统计成果进行计算，江津区水功能区划的28条河流CODCr入河排放量为5773.90吨/年，NH3-N入河排放量为351.66吨/年。主要集中在长江段，其CODCr入河排放量为3722.85吨/年，NH3-N入河排放量为201.50吨/年。

2 水功能区纳污能力复核

2.1 污染物控制指标

根据污染物确定原则及《重庆市水域纳污能力计算和提出限制排污总量意见技术细则》，结合重庆市水域的实际情况，河流统一采用化学耗氧量（CODCr）和氨氮（NH3-N）作为污染物控制指标。

2.2 数学模型选用

采用河流一维数学模型：

式中： ■为流经■距离后的污染物浓度■； ■为沿河段的纵向距离■；■为设计流量下河道断面的平均流速■；■为污染物综合衰减系数；■为初始断面的污染物浓度，■。

相应的水域纳污能力按下式计算：

式中：M为水域纳污能力■；■为水质目标浓度值■；■为初始断面的入流流量■；■为污废水排放流量■。

当■时，即排污口位于计算河段的中部时，水功能区下断面的污染物浓度按下式计算：

式中：■——污染物入河速率■；■——水功能区下断面污染物浓度■。

相应水域纳污能力：

2.3 计算参数的确定

2.3.1初始浓度值Co的确定 根据上一个水功能区的水质目标值来确定Co，即上一个水功能区的水质目标值就是下一个功能区的初始浓度值Co。根据2009～2011年水质监测资料和水功能区初始断面背景浓度根据实际情况确定本底浓度。根据水质监测、调查分析和重庆市水域纳污能力的计算成果，确定河流本底浓度。见表2-1。

表2-1 河流本底浓度值

2.3.2水质目标Cs值的确定 水质目标Cs值为本功能区的水质目标值。根据《地面水环境质量标准》（GB3838-2002），河流化学耗氧量、氨氮水质目标值见表2-2。

表2-2 水质目标值

2.3.3 综合衰减系数的确定 为简化计算，在水质模型中，将污染物在水环境中的物理降解、化学降解和生物降解概化为综合衰减系数。根据水质监测数据进行计算，参考重庆市水域纳污能力及限制排污总量成果，确定河流、河流综合衰减系数K。CODCr综合衰减系数为0.10～0.25/天，NH3-N综合衰减系数为0.08～0.24/天。

2.3.4 纳污能力复核成果统计 根据计算，江津区28条河流的CODCr纳污能力总量为7432.37吨/年，NH3-N纳污能力总量为443.70吨/年。河流一级水功能区纳污能力主要集中在开发利用区，CODCr纳污能力总量为6953.83吨/年，NH3-N纳污能力总量为404.69吨/年，其CODCr和NH3-N纳污能力分别占一级水功能区CODCr和NH3-N纳污能力总量的93.56%和91.21%。其次是保留区，其CODCr和NH3-N纳污能力分别占一级水功能区CODCr和NH3-N纳污能力总量的3.08%和4.25%。纳污能力最小的是保护区。见图2-1、图2-2。

图2-1 CODcr纳污能力在一级水功能区分布

图2-2 NH3-N纳污能力在一级水功能区分布

二级水功能区的纳污能力最大的是工业用水区，其CODCr纳污能力约占二级区CODCr纳污能力总量的57.32%，NH3-N纳污能力约占二级区NH3-N纳污能力总量的56.10%。其次是饮用水源区，其CODCr纳污能力约占二级区CODCr纳污能力总量的35.22%，NH3-N纳污能力约占二级区NH3-N纳污能力总量的37.57%。最小的是农业用水区，其CODCr纳污能力约占二级区CODCr纳污能力总量的7.46%，NH3-N纳污能力约占二级区NH3-N纳污能力总量的6.33%。见图2-3、图2-4。

图2-3 CODcr纳污能力在二级水功能区分布

图2-4 NH3-N纳污能力在二级水功能区分布

3 水功能区限制排污总量

重要水功能区限制排污总量，在核定水域纳污能力的基础上，结合《全国水资源综合规划》和各流域综合规划修编成果、区域经济技术水平、河流水资源配置等因素，严格控制入河排污总量。按照重庆市“三条红线”提出的在2015年重要江河水功能区水质达标率提高到85%以上，2020年重要江河水功能区水质达标率提高到90%以上的要求，根据各水功能区纳污能力复核成果、污染物入河量，制定2015年和2020年限制排污总量方案。

据统计，江津区一级水功能区2015年CODCr限制排污总量为5675.01吨/年，NH3-N限制排污总量为330.52吨/年，2020年CODCr限制排污总量为5654.05吨/年，NH3-N限制排污总量为328.20吨/年。限制排污总量统计结果见表3.1。

表3.1 江津区一级水功能区限制排污总量计算成果汇总表

据统计，江津区二级水功能区2015年CODCr限制排污总量为5097.14吨/年，NH3-N限制排污总量为281.54吨/年。2020年CODCr限制排污总量为5076.18吨/年，NH3-N限制排污总量为279.22吨/年。在二级水功能区中限制排污量最大的是工业用水区，其限制排污量占二级水功能区限制排污量的50%以上。其次是饮用水源区，其限制排污量占二级水功能区限制排污量的40%以上。最小的是农业用水区，其限制排污量占二级水功能区限制排污量不到10%。二级水功能区限制排污量对比见图3-1、图3-2。

4 保障措施

4.1 工程措施

4.1.1加强污水处理设施建设 江津区地处三峡库区库尾，随着三峡库区不断蓄水，为确保三峡库区的水安全，把三峡库区建成长江流域生态屏障，需加强对江津区城镇污水治理。根据十二五规划，完善在建污水处理设施，实现城区、建制镇和工业园污水处理全覆盖，确保城镇污水集中处理率达到85%。

4.1.2 实施排污口整治 对区内现有取、排水口进行优化调整并实施整治，对不符合饮用水源区保护要求的排污口、垃圾堆场应进行彻底清理。迁建不合理的排污口，合并散排的小排污口等。实施流域环境综合治理工程，对饮用水源保护区范围内工业排污口进行清理和取缔，对影响饮用水源水质的畜禽养殖进行全面清理。

4.1.3河道整治工程 随着三峡库区建成蓄水位的抬升，水文条件发生改变，淤泥加重，江津区应建立河道及湖库的清淤疏浚和引水减污等综合整治工程，重点应对綦江及作为饮用水源地的湖库进行清淤疏浚、河道整治，着力解决水生态问题。

4.1.4 加快实施江津区城乡饮用水水源地水资源涵养与水生态修复工程 根据《重庆市江津区农村集中式饮用水水源地保护规划》（2009）、《重庆市城市饮用水水源地保护工程可行性研究报告》（2010），在2010~2011年试点基础上，加快实施江津区城乡饮用水水源地水资源涵养与水生态修复工程，切实推进和加强饮用水源地水资源保护和管理工作。

4.2 管理措施

提高水资源保护意识，建设节水型社会；加强各部门的合作，共同保护水资源；完善水资源保护政策法规体系，实行最严格水资源管理制度；落实政府的环境保护目标责任制；加强水文水资源监测能力建设；加强点污染源、面污染源管理；建立健全水功能区管理制度；加大水资源保护投入。

参考文献

[1] 王方清,吴国平,刘江壁.建立长江流域水功能区纳污红线的几点思考[J].人民长江,2010,(15).

[2] 赖晓珍,张炎斋,冯英.关于水功能区水质评价方法的分析[J].治淮,2009,(12).

[3] 金沙江下游沙质推移质输移规律分析研究 [J].人民长江,2011,(21).

[4] 傅慧源.长江干流水域纳污能力及限制排污总量研究[J].人民长江,2008,(23).

[5] 王永杰,张丽英.区域水功能区监测的技术路线分析 [J].水利发展研究,2012,(10).

[6] 王晓青,郭劲松.三峡蓄水对小江COD_（Cr）、NH_3-N及TP纳污能力的影响[J].中国环境科学,2012,(04).

[7] 殷世芳.水功能区达标率评价及影响因素分析[J].人民黄河,2012,(05).

[8] 李克先.不同设计水文条件下河北省水功能区纳污能力研究 [J].南水北调与水利科技,2010,(03).

[9] 基于景观的水体生态修复模式设计——以重庆市内子口水库为例 [J].南方农业学报,2012,(07).

[10] 农村集中式饮用水水源地水资源保护规划——以重庆市铜梁县为例 [J].节水灌溉,2012,(01).

作者简介：王凯，重庆水利电力职业技术学院，助理工程师，研究方向：水资源、水环境保护与水污染防治；罗倩，重庆市水文水资源勘测局，编辑，研究方向：科研管理、出版编辑；侯新，重庆水利电力职业技术学院，教授，研究方向：水资源管理、水利工程建设与管理；孟晓宁，工程师，研究方向：水文水资源；胡勇，重庆禹智水利电力工程咨询有限公司，助理工程师，研究方向：水资源开发利用、水利工程。

图2-3 CODcr纳污能力在二级水功能区分布

图2-4 NH3-N纳污能力在二级水功能区分布

3 水功能区限制排污总量

重要水功能区限制排污总量，在核定水域纳污能力的基础上，结合《全国水资源综合规划》和各流域综合规划修编成果、区域经济技术水平、河流水资源配置等因素，严格控制入河排污总量。按照重庆市“三条红线”提出的在2015年重要江河水功能区水质达标率提高到85%以上，2020年重要江河水功能区水质达标率提高到90%以上的要求，根据各水功能区纳污能力复核成果、污染物入河量，制定2015年和2020年限制排污总量方案。

据统计，江津区一级水功能区2015年CODCr限制排污总量为5675.01吨/年，NH3-N限制排污总量为330.52吨/年，2020年CODCr限制排污总量为5654.05吨/年，NH3-N限制排污总量为328.20吨/年。限制排污总量统计结果见表3.1。

表3.1 江津区一级水功能区限制排污总量计算成果汇总表

据统计，江津区二级水功能区2015年CODCr限制排污总量为5097.14吨/年，NH3-N限制排污总量为281.54吨/年。2020年CODCr限制排污总量为5076.18吨/年，NH3-N限制排污总量为279.22吨/年。在二级水功能区中限制排污量最大的是工业用水区，其限制排污量占二级水功能区限制排污量的50%以上。其次是饮用水源区，其限制排污量占二级水功能区限制排污量的40%以上。最小的是农业用水区，其限制排污量占二级水功能区限制排污量不到10%。二级水功能区限制排污量对比见图3-1、图3-2。

4 保障措施

4.1 工程措施

4.1.1加强污水处理设施建设 江津区地处三峡库区库尾，随着三峡库区不断蓄水，为确保三峡库区的水安全，把三峡库区建成长江流域生态屏障，需加强对江津区城镇污水治理。根据十二五规划，完善在建污水处理设施，实现城区、建制镇和工业园污水处理全覆盖，确保城镇污水集中处理率达到85%。

4.1.2 实施排污口整治 对区内现有取、排水口进行优化调整并实施整治，对不符合饮用水源区保护要求的排污口、垃圾堆场应进行彻底清理。迁建不合理的排污口，合并散排的小排污口等。实施流域环境综合治理工程，对饮用水源保护区范围内工业排污口进行清理和取缔，对影响饮用水源水质的畜禽养殖进行全面清理。

4.1.3河道整治工程 随着三峡库区建成蓄水位的抬升，水文条件发生改变，淤泥加重，江津区应建立河道及湖库的清淤疏浚和引水减污等综合整治工程，重点应对綦江及作为饮用水源地的湖库进行清淤疏浚、河道整治，着力解决水生态问题。

4.1.4 加快实施江津区城乡饮用水水源地水资源涵养与水生态修复工程 根据《重庆市江津区农村集中式饮用水水源地保护规划》（2009）、《重庆市城市饮用水水源地保护工程可行性研究报告》（2010），在2010~2011年试点基础上，加快实施江津区城乡饮用水水源地水资源涵养与水生态修复工程，切实推进和加强饮用水源地水资源保护和管理工作。

4.2 管理措施

提高水资源保护意识，建设节水型社会；加强各部门的合作，共同保护水资源；完善水资源保护政策法规体系，实行最严格水资源管理制度；落实政府的环境保护目标责任制；加强水文水资源监测能力建设；加强点污染源、面污染源管理；建立健全水功能区管理制度；加大水资源保护投入。

参考文献

[1] 王方清,吴国平,刘江壁.建立长江流域水功能区纳污红线的几点思考[J].人民长江,2010,(15).

[2] 赖晓珍,张炎斋,冯英.关于水功能区水质评价方法的分析[J].治淮,2009,(12).

[3] 金沙江下游沙质推移质输移规律分析研究 [J].人民长江,2011,(21).

[4] 傅慧源.长江干流水域纳污能力及限制排污总量研究[J].人民长江,2008,(23).

[5] 王永杰,张丽英.区域水功能区监测的技术路线分析 [J].水利发展研究,2012,(10).

[6] 王晓青,郭劲松.三峡蓄水对小江COD_（Cr）、NH_3-N及TP纳污能力的影响[J].中国环境科学,2012,(04).

[7] 殷世芳.水功能区达标率评价及影响因素分析[J].人民黄河,2012,(05).

[8] 李克先.不同设计水文条件下河北省水功能区纳污能力研究 [J].南水北调与水利科技,2010,(03).

[9] 基于景观的水体生态修复模式设计——以重庆市内子口水库为例 [J].南方农业学报,2012,(07).

[10] 农村集中式饮用水水源地水资源保护规划——以重庆市铜梁县为例 [J].节水灌溉,2012,(01).

作者简介：王凯，重庆水利电力职业技术学院，助理工程师，研究方向：水资源、水环境保护与水污染防治；罗倩，重庆市水文水资源勘测局，编辑，研究方向：科研管理、出版编辑；侯新，重庆水利电力职业技术学院，教授，研究方向：水资源管理、水利工程建设与管理；孟晓宁，工程师，研究方向：水文水资源；胡勇，重庆禹智水利电力工程咨询有限公司，助理工程师，研究方向：水资源开发利用、水利工程。

图2-3 CODcr纳污能力在二级水功能区分布

图2-4 NH3-N纳污能力在二级水功能区分布

3 水功能区限制排污总量

重要水功能区限制排污总量，在核定水域纳污能力的基础上，结合《全国水资源综合规划》和各流域综合规划修编成果、区域经济技术水平、河流水资源配置等因素，严格控制入河排污总量。按照重庆市“三条红线”提出的在2015年重要江河水功能区水质达标率提高到85%以上，2020年重要江河水功能区水质达标率提高到90%以上的要求，根据各水功能区纳污能力复核成果、污染物入河量，制定2015年和2020年限制排污总量方案。

据统计，江津区一级水功能区2015年CODCr限制排污总量为5675.01吨/年，NH3-N限制排污总量为330.52吨/年，2020年CODCr限制排污总量为5654.05吨/年，NH3-N限制排污总量为328.20吨/年。限制排污总量统计结果见表3.1。

表3.1 江津区一级水功能区限制排污总量计算成果汇总表

据统计，江津区二级水功能区2015年CODCr限制排污总量为5097.14吨/年，NH3-N限制排污总量为281.54吨/年。2020年CODCr限制排污总量为5076.18吨/年，NH3-N限制排污总量为279.22吨/年。在二级水功能区中限制排污量最大的是工业用水区，其限制排污量占二级水功能区限制排污量的50%以上。其次是饮用水源区，其限制排污量占二级水功能区限制排污量的40%以上。最小的是农业用水区，其限制排污量占二级水功能区限制排污量不到10%。二级水功能区限制排污量对比见图3-1、图3-2。

4 保障措施

4.1 工程措施

4.1.1加强污水处理设施建设 江津区地处三峡库区库尾，随着三峡库区不断蓄水，为确保三峡库区的水安全，把三峡库区建成长江流域生态屏障，需加强对江津区城镇污水治理。根据十二五规划，完善在建污水处理设施，实现城区、建制镇和工业园污水处理全覆盖，确保城镇污水集中处理率达到85%。

4.1.2 实施排污口整治 对区内现有取、排水口进行优化调整并实施整治，对不符合饮用水源区保护要求的排污口、垃圾堆场应进行彻底清理。迁建不合理的排污口，合并散排的小排污口等。实施流域环境综合治理工程，对饮用水源保护区范围内工业排污口进行清理和取缔，对影响饮用水源水质的畜禽养殖进行全面清理。

4.1.3河道整治工程 随着三峡库区建成蓄水位的抬升，水文条件发生改变，淤泥加重，江津区应建立河道及湖库的清淤疏浚和引水减污等综合整治工程，重点应对綦江及作为饮用水源地的湖库进行清淤疏浚、河道整治，着力解决水生态问题。

4.1.4 加快实施江津区城乡饮用水水源地水资源涵养与水生态修复工程 根据《重庆市江津区农村集中式饮用水水源地保护规划》（2009）、《重庆市城市饮用水水源地保护工程可行性研究报告》（2010），在2010~2011年试点基础上，加快实施江津区城乡饮用水水源地水资源涵养与水生态修复工程，切实推进和加强饮用水源地水资源保护和管理工作。

4.2 管理措施

提高水资源保护意识，建设节水型社会；加强各部门的合作，共同保护水资源；完善水资源保护政策法规体系，实行最严格水资源管理制度；落实政府的环境保护目标责任制；加强水文水资源监测能力建设；加强点污染源、面污染源管理；建立健全水功能区管理制度；加大水资源保护投入。

参考文献

[1] 王方清,吴国平,刘江壁.建立长江流域水功能区纳污红线的几点思考[J].人民长江,2010,(15).

[2] 赖晓珍,张炎斋,冯英.关于水功能区水质评价方法的分析[J].治淮,2009,(12).

[3] 金沙江下游沙质推移质输移规律分析研究 [J].人民长江,2011,(21).

[4] 傅慧源.长江干流水域纳污能力及限制排污总量研究[J].人民长江,2008,(23).

[5] 王永杰,张丽英.区域水功能区监测的技术路线分析 [J].水利发展研究,2012,(10).

[6] 王晓青,郭劲松.三峡蓄水对小江COD_（Cr）、NH_3-N及TP纳污能力的影响[J].中国环境科学,2012,(04).

[7] 殷世芳.水功能区达标率评价及影响因素分析[J].人民黄河,2012,(05).

[8] 李克先.不同设计水文条件下河北省水功能区纳污能力研究 [J].南水北调与水利科技,2010,(03).

[9] 基于景观的水体生态修复模式设计——以重庆市内子口水库为例 [J].南方农业学报,2012,(07).

[10] 农村集中式饮用水水源地水资源保护规划——以重庆市铜梁县为例 [J].节水灌溉,2012,(01).

作者简介：王凯，重庆水利电力职业技术学院，助理工程师，研究方向：水资源、水环境保护与水污染防治；罗倩，重庆市水文水资源勘测局，编辑，研究方向：科研管理、出版编辑；侯新，重庆水利电力职业技术学院，教授，研究方向：水资源管理、水利工程建设与管理；孟晓宁，工程师，研究方向：水文水资源；胡勇，重庆禹智水利电力工程咨询有限公司，助理工程师，研究方向：水资源开发利用、水利工程。