天然文岩渠纳污能力及限制排污总量分析

王宇 王欢

( 1.新乡水文水资源勘测局,河南新乡453002； 2.驻马店水文水资源勘测局,河南 驻马店 450003)

天然文岩渠纳污能力及限制排污总量分析

王宇1王欢22

( 1.新乡水文水资源勘测局,河南新乡453002； 2.驻马店水文水资源勘测局,河南 驻马店 450003)

天然文岩渠是指天然渠和文岩渠在长垣县大车集汇合后于濮阳县渠村入黄河的一段河流,河长46km,其中长垣县境内42km,濮阳市境内4km,为支流入黄口段,主要为缓冲干支流水质,属于功能性缓冲区。根据天然文岩渠新乡缓冲区水质目标,通过对该段水功能区水质达标评价与纳污能力现状分析,计算在设计条件下该段水功能区的纳污能力,提出限制排污总量建议。

天然文岩渠,纳污能力,限制排污总量,水质模型

1 区域概况

天然文岩渠源头分为两支,南支称天然渠,北支称文岩渠,均发源于原阳县王禄南和王禄北,在长垣县大车集汇合后称天然文岩渠,于濮阳县渠村入黄河,流域面积2 514km2。汇合后的河段90%以上在长垣县境内。

2 水功能区概况

天然文岩渠新乡缓冲区包含了天然文岩渠的全部河段,为纳入《全国重要江河湖泊水功能区划》的水功能区,属于一级水功能区,区划河长46km。该功能区起始断面大车集水文站,终止断面入黄口,河长46km,其中长垣县境内42km,濮阳市境内4km,为支流入黄口段,主要为缓冲干支流水质矛盾,属于功能性缓冲区［1］。

3 水功能区水质评价与现状

本次水质评价均采用2013年实测数据。以2013年水质资料进行现状水功能区达标评价,并确定超标水功能区主要超标污染物；针对汛期、非汛期和全年期进行水功能区类别评价。评价标准采用《地表水环境质量标准》(GB3838一2002),评价方法采用《地表水资源质量评价技术规程》(SL395一2007)。河流做双指标(COD和NH3一N)进行水质类别评价。

依据《地表水资源质量评价技术规程》(SL395一2007),单次水功能区达标评价参照水功能区管理目标进行,水质类别符合或优于该目标的为达标,劣于

该目标的为不达标。年度水功能区达标评价应在各水功能区单次达标评价成果基础上进行,采用测次法评价,即水功能区年度测次达标率不小于80%的为达标。

根据现状资料对该水功能区水质进行评价,评价河长46km,水质目标为Ⅴ类,年度水质类别达到Ⅴ类,年度评价次数为4次,达标2次,年度达标率为50%,主要超标项目为COD,年度评价结论为不达标见表1。

其余符号意义同前。

在水域纳污能力计算过程中各参数都带有单位。

4.3 设计水文条件的确定

4.3.1 污染物综合衰减系数

为简化计算,在水质模型中,将污染物在水环境中得物理降解、化学降解和生物降解概化为综合衰减系数,所确定的污染物综合衰减系数应进行验证［2］见表2。

表1 2013年水功能区水质达标率评价信息表

4 纳污能力计算与分析

4.1 纳污能力核定的原则

缓冲区纳污能力分两种情况处理：现状水质优于水质目标,且用水矛盾不突出的缓冲区,采用其现状污染物入河量作为纳污能力；现状水质劣于水质目标或存在用水水质矛盾的缓冲区,纳污能力计算方法同开发利用区［2］。

开发利用区纳污能力根据各二级水功能区的设计条件和水质目标,依据《水域纳污能力计算规程》(GB/ T25173一2010),选择适当的水量水质模型进行计算。排污控制区水质目标参考下一级水功能区水质目标考虑。

4.2 纳污能力计算模型

依照《水域纳污能力计算规程》(GB/T25173一2010),结合该水域特点,本次单一河流水功能区纳污能力计算仅采用一维水质模型［4］。

对于污染物在横断面上均匀混合的河段,污染物沿程浓度按下式计算［5］：

式中Cx——流经x距离后的污染物浓度,mg/L；

x——沿河段的纵向距离,m；

u——计算河段平均流速,m/s；

C0——起始计算断面的污染物浓度,mg/L

其余符号意义同前。

将入河排污口概化至计算河段中部、以出口断面控制,水域纳污能力计算公式:

式中Q——计算河段设计流量,m3/s；

L——计算河段长度,m；

表2 水功能区计算单元综合衰减系数

4.3.2 河段设计流量(水量)

有长系列水文资料时,现状设计流量应选用设计保证率的最枯月平均流量,采用频率计算法计算。无长系列水文资料时,可采用近10年系列资料中的最枯月平均流量作为设计流量。无水文资料时,可采用内插法、水量平衡法、类比法等方法推求设计流量。

4.3.3 河段设计流速

有流量流速关系资料时,通过关系式U=aQb回归建立关系分析河段设计流速；有水位流量(或面积流量)资料时,按u=Q/A式计算河段设计流速。式中u为设计流速、Q为设计流量、A为过水断面面积。无资料时,采用经验公式计算断面流速,或通过实测确定。对实测流速要注意转换为设计条件下的流速。

4.3.4 其他参数确定

(1)水质目标Cs

一般采用本功能区的水质目标值限值见表3。

表3 水功能区计算单元水质目标值

(2)初始浓度值Co

上游相邻水功能区已进行水质演算或纳污能力计算的,本功能区纳污能力计算初始浓度值Co值取上游相邻功能区下断面水质浓度计算值,否则本功能区初始浓度值Co取本功能区水质目标值Cs。

源头水初始浓度值Co取GB3838一2002中Ⅰ类水目标限值。

(3)污染源概化

根据调查确定的入河排污口在水功能区段上的分布情况,将入河排污口概化为中断面排污。

支流汇入影响处理。如果支流划分了水功能区并要求污控,或者支流现状水质优于功能区水质,则不考虑支流汇入影响；否则将支流汇入视作污染源处理。

5 纳污能力核定结果

在设计计算条件下,天然文岩渠新乡缓冲区经计算核定,COD纳污能力约为760.73t/a,NH3一N纳污能力约为21.56t/a见表4。

表4 纳污能力复核成果表

表5 限制排污总量成果表

6 限制排污总量方案

缓冲区是指为协调省际间、矛盾突出的地区间用水关系而划定的特殊水域。未经流域机构批准,不得在该区内进行对水质有影响的开发利用活动。缓冲区的水质不得有恶化现象,考虑到该功能区在河流的最下游,限制排污总量取纳污能力值［3］。

天然文岩渠新乡缓冲区COD限制排污总量为760.73t/a,NH3一N限制排污总量为21.56t/a见表5。

7 污染物消减量分析

水功能区污染物消减量为现状入河排污量减去该功能区的纳污能力。当现状入河排污量小于纳污能力时,消减量为0。天然文岩渠新乡缓冲区该段水功能区无入河排污口,现状入河排污量为0,所以该段功能区的消减量为0。

8 建议

严格执行《水法》、《水污染防治法》,切实加强水污染防治。

加快上游城镇污水处理厂建设步伐,提高污水处理量,更好地改善该区域内水质状况。

加强水资源取水管理,建立高效的水资源管理体制和运行机制,保证水资源可持续利用。

［1］河南省水利厅.河南省水功能区划报告［R］.2005.

［2］中华人民共和国水利部.水域纳污能力计算规程［S］.

［3］河南省水文水资源局.河南省黄河流域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［R］.2012.

［4］韩龙喜.中小型河道纳污能力计算方法研究［J］.河海大学学报,2002(1):35一38.

［5］韩进能.河流一维水质模型在水环境容量计算方面的应用［J］.环境科学与技术,1995(4):43一45.

[栏目责任编辑 贺跃通]

Analysis of Tianranwenyanqu Assimilative CaPacity and Total Pollutant Discharge Limits

Wang Yu1Wang Huan2
(1.Xinxiang Hydrology and Water Resources Survey Bureau,Xinxiang Henan 453002；2.Zhumadian Hydrology and Water Resources Survey Bureau,Zhumadian Henan 450003)

Tianranwenyanqurefers to a river joined up by Tianranqu and Wenyanqu in Changyuan County,running fromQu Villiage,Puyang County into the Yellow River,with a river length of 46km,of which 42km is inChangyuan County,and 4km in Puyang City,as atributary Huangkou section,itswater quality is mainly of buffer stem tributaries, and belongsto the functional buffer zone.According to Tianranwenyanqu buffer zone water quality target,through evaluation on thewater quality standardsin such functional areaand the analysis on the present situation of assimilative capacity,assimilative capacity of the water function zoneunder designed conditionwas calculated,and restrictions on total amount of emissions and suggestions were proposed.

Tianranwenyanqu,assimilative capacity,limit the total amount of sewage,water quality model

X522

A

1003一5168(2015)07一0154一3

2015一6一28

王宇(1984一),男,本科,助理工程师,研究方向:水资源保护,水质监测与评价。