好溪流域水环境容量概算和水污染防治措施探究

沈俏会，孙 忠，陈 露

（浙江省环境监测中心，杭州 310015）

水环境容量即水体在规定的环境目标下所能容纳的污染物的最大负荷，其大小与水体特征、水质目标及污染物特性有关，通常以单位时间内水体所能承受的污染物总量表示[1-2]。水环境容量是水功能区水质目标管理的基本依据，是水资源保护规划的主要约束条件，是实施水污染物总量控制的依据，也是水环境管理的基础[3]。本文通过建立好溪一维水量水质数学模型，根据水质现状和好溪的水质目标对研究区域的水环境容量进行计算，这对于维持好溪水质的稳定达标有重要意义。

1 研究区域与研究方法

1.1 研究区域

好溪是瓯江干流大溪的支流，为浙江省丽水市缙云县境内最大的河流。好溪发源于磐安县大盘山，自东北向西南斜贯穿境入丽水，干流在境内长66.11 km，流域面积791.8 km2。本研究涉及的乡镇、街道有紫金街道、岩泉街道、五云街道、仙都街道、壶镇镇、舒洪镇、东渡镇、东方镇、黄村乡、前路乡、溶江乡、双溪口乡、胡源乡、方溪乡和石笕乡（其中，紫金街道、岩泉街道和黄村乡属于莲都区，其余均属缙云县），汇水区面积共计1 111.2 km2。

1.2 水域概化

水域概化包括对天然河道、流域地形、支流和排污口等内容进行一定的简化处理[4]。排污口的概化方式包括中点概化、均匀概化和排污口重心概化[5]。本研究采用均匀概化。对于点源，河水和污水的稀释混合方程为：

式中，c混为完全混合的水质浓度；Qp为污水排放量，m3/s；Qh为上游来水流量，m3/s；cp为污水中污染物浓度，mg/L；ch为上游来水污染物浓度，mg/L。

1.3 水质模型选择

好溪枯水期的流量较小，河道的长度远大于河道水面宽度，污水排入水体后横向混合长度远小于河道的计算流程长，水质的计算模型可以采用一维模型[4]：

式中，C混为完全混合的水质浓度；K为一级动力学速率，1/s；x为沿河流方向距离，m；c为下游x处水质浓度，mg/L；u为河流流速，m/s。

对河道和排污口进行均匀概化后，运用一维水质模型，结合出境断面的国家“水十条”水质目标，推导出水环境容量计算公式如下：

式中，M为水环境容量，g/s（结果表示时换算为kg/d）；cs为水质目标浓度值，mg/L；L为河段的全长，m；Q为河段设计流量，m3/s。

水质监测数据来源于丽水市环境监测站提供的每月常规例行监测数据，根据统计得到年均结果，并对统计结果进行评价分析。好溪流量采用黄渡水文站提供的数据。污染物排放量概算采用当年松阳县环境统计相关数据。结合文献，瓯江的降解系数KCOD为0.2 d-1，KTN为0.3 d-1，KTP为0.3 d-1（COD、TN、TP分别表示氧化需氧量、氨氮、总磷），以此测算水环境容量。

2 水环境容量计算

分析比较好溪历年水文和水质数据，枯水期水质明显变差，流域枯水流量与水环境质量密切相关[6]。本研究以90%保证率月平均流量核算枯水年设计流量下的区域纳污能力。《水污染防治行动计划》中对于好溪出境水东桥下断面的水质目标要求是Ⅲ类；上游入境断面（上东岸断面）的功能类别要求是Ⅱ类水。假设水东桥下断面水质达到Ⅲ类，上东岸断面来水浓度为Ⅱ类限值，核算枯水年好溪水环境容量，并与现状排放量比较，得到的结果如图1所示。

由图1可知，目前好溪流域氨氮和总磷的排放量均超过环境容量。氨氮和总磷排放量须在现排放量的基础上分别减少33.3%和27.1%才能满足枯水年设计流量下的水环境容量。由此可见，氨氮和总磷是造成好溪水质不稳定的主要原因，需严格控制氨氮和总磷排放量。根据污染源排放量数据分析，氨氮和总磷污染主要来源于城镇生活源、农村生活源、畜禽养殖源和农业种植源。

为了确保水东桥下断面稳定达到Ⅲ类水质，上游入境断面的水质尤为重要，沿途的污染物排放量也应严格控制，尤其是氨氮、总磷不能超标，否则水东桥下断面很难达到Ⅲ类水质。此外，由于水东桥下断面位于丽水市区南明湖中，瓯江干流大溪的水质对其也有较大影响，因而也需严格控制大溪流域污染物排放量。

图1 好溪流域现状水环境容量估算

3 水污染防治措施

3.1 城镇生活污染整治

研究区域内城镇生活污染源占总排放量比重较大，故应加快污水处理设施的提标改造和推进雨污分流改造。汇水区域内加快污水处理设施及管网扩建，重点推进缙云县第二污水处理厂提标改造、缙云县城市污水处理厂扩建及一级A提标改造等建设项目，加快提高截污纳管和雨污分流覆盖范围。开展居住小区阳台排水管改造，将阳台洗衣等污水接入小区污水管网，避免阳台洗衣废水、拖把废水通过雨水管流入附近水体。新建设的居住小区应要求阳台只设污水管接口，取消雨水管接口。

3.2 畜禽养殖业污染控制

按照“农牧结合、科学布局、因地制宜、循环利用、控量减污”的原则，以畜禽排泄物资源化利用为主要途径，通过建立健全区域和总量控制制度、优化畜禽养殖区域布局等措施，大力发展规模生态养殖。明确畜禽养殖禁养区、限养区范围，禁养区内不得有畜禽养殖场、养户从事畜禽养殖活动，限养区内严格控制畜禽养殖总量，削减污染物排放总量，不得超过畜禽养殖总量要求新建、改建和扩建畜禽养殖场。

3.3 种植业污染防治

加强种植业污染源头控制。在种植业生产过程中，合理施用农药、化肥及淤泥、人畜粪便等有机肥，综合利用农业废弃物，推广农作物和林木病虫草害的综合防治，促进农业生态良性循环，建设标准化、无公害的生态农业，有效减少农业生产引起的面源污染。

3.4 农村污水及垃圾污染防治

加强对存在突出环境问题村庄的整治，继续推进农村环境综合整治。通过实施串点成线、连线成片的综合整治方式，进一步完善农村环保基础设施。因地制宜开展农村生活污水治理，加快农村生活污水处理设施建设，健全农村生活垃圾收集设施。

4 结论

根据好溪水环境容量概算结果，目前好溪汇水区污染物排放量仍超出枯水期水环境容量，污染物排放量须进一步削减，严格控制汇水区各乡镇、街道氨氮、总磷的排放量，好溪才能稳定达到水质目标。

1 逄 勇，陆桂华.水环境容量计算理论及应用[M].北京：科学出版社，2010.

2 韩梓流，逄 勇.基于京杭运河五牧断面水质达标的水环境容量计算研究[J].水资源与水工程学报，2016，27（4）：81-87.

3 付意成，徐文新，付 敏.我国水环境容量现状研究[J].中国水利，2010，（1）：26-31.

4 龚志莲，赵萍萍，付文丽，等.绛溪河流域简阳段水环境污染源调查及防治[J].西华大学学报（自然科学版），2017，36（2）：96-112.

5 陈 明.河流水环境容量一维计算模型分析[J].科技创新与应用，2015，（27）：42.

6 李 岩，刘金清，胡健伟.流域设计枯水流量分析计算方法[J].水资源与水工程学报，2011，22（1）：72-78.