许昌市纳污能力计算与分析

黄振离

许昌市域共涉及二级水功能区29个，其中全国重要江河湖泊水功能区14个，分布在颍河、清潩河两条河流上。本次将对清潩河的两个水功能区的化学需氧量（COD）和氨氮进行纳污能力计算评估，它们是河长为8.8km的清潩河长葛景观娱乐区和河长为9km清潩河许昌景观娱乐区。计算主要控制指标确定如下。

一、计算模型及参数

许昌市清潩河水体纵向流动明显，河道横断面较窄，因此，水功能区纳污能力计算采用一维水质模型。

1.计算模型

对于污染物在横断面上均匀混合的中、小型河段，污染物浓度按下式计算：

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—设计流量下河道断面的平均流速，（m/s）；

K—污染物综合衰减系数，（1/s）。

相应的水域纳污能力按下式计算：

M=（Cs-Cx）（Q+Qp）

式中符号意义同前。

式中：

K—污染物综合降解系数（L/d）；

x—沿河流纵向距离（km）；

u—设计流量下流速（m/s）；

Cs—本功能区的水质目标值（mg/L）；

C0—上断面初始浓度值（mg/L）；

Q0—水功能区设计流量（m3/s）；

Qp—入河污水流量（m3/s）。

2.模型参数

（1）初始断面背景浓度（C0）

水功能区初始断面背景浓度，依据地表水水功能区的类别确定。

（2）水质控制目标浓度（Cs）

由于各水功能区水质控制目标是以水质类别作为控制指标，而水质类别是按污染物浓度取值范围划分。因此，在确定Cs值时，考虑计算河段内各水功能区的具体情况，而不能一概采用最高浓度限值。

（3）设计水文参数

1）设计流量

采用评价河流最近10年最枯月平均流量或90%保证率最枯月平均流量作为设计流量。

2）河段平均流速U

根据河段实测流量成果和其大断面资料，河段平均流速按下式计算：

U=Q/A

式中：U—设计流速（m/s）；

Q—设计流量（m3/s）；

A—过水断面面积（m2）。

（4）污染物综合衰减系数K

根据《水域纳污能力计算规程》规定，选取河道顺直、水流稳定、中间无支流汇入、无排污口的河段，分别在河段上游（A点）和下游（B点）布设采样点，监测污染物浓度值，并同时测验水文参数以确定断面平均流速。综合衰减系数（K）按下式计算：

式中：V—断面平均流速（m/s）；

X—上下断面之间距离（m）；

CA—上断面污染物浓度（mg/L）；

CB—下端面污染物浓度（mg/L）。

二、纳污能力成果及分析

1.纳污能力计算结果

选取清潩河2013年现状年实际流量、流速和水质监测资料，计算清潩河水功能区COD、氨氮的纳污能力，其计算参数选取见表1。

表1 许昌市清潩河景观娱乐区纳污能力计算参数取值表

纳污能力计算结果显示，清潩河长葛景观娱乐水功能区地表水体现状年的总纳污能力为COD共计235t/a，氨氮31.1t/a；清潩河许昌景观娱乐区地表水体现状年的总纳污能力为COD共计914t/a，氨氮40.0t/a。清潩河许昌市段水功能区纳污能力计算成果见表1

2.入河污染物削减意见

计算结果表明：许昌市清潩河长葛景观娱乐区COD年入河总量为1477.5t，入河量大于纳污能力，其削减量为1243t；氨氮年入河总量为9.29t，纳污能力大于入河量。清潩河许昌景观娱乐区COD年入河总量为3201.3t，入河量大于纳污能力，其削减量为2287t；氨氮年入河总量为20.1t，纳污能力大于入河量■