典型緩沖區納污能力核定方法初探

李 婳 王 霞 李 兵

典型緩沖區納污能力核定方法初探

李 婳 王 霞 李 兵

（黃河流域水環境監測中心，河南 鄭州 450004）

對黃河流域選取典型省界緩沖區納污能力核定方法進行初研究，并介紹了相關實例，為今后開展流域范圍內納污能力核定提供參考。

省界緩沖區；納污能力；核定方法

1 典型省界緩沖區選取

黃河流域省界緩沖區數量眾多，分布范圍廣泛，文章僅選取黃河流域重要支流上4個具有代表性的典型緩沖區作為此次納污能力核定對象。其中按緩沖區類型分：涉及省區上下游關系緩沖區2個，左右岸關系緩沖區1個，直接入黃緩沖區1個。典型緩沖區具體信息見表1。

表1 典型省界緩沖區基本信息表

2 典型緩沖區污染物入河量

2.1 納污量計算方法

省界緩沖區接納的污染物主要來自兩部分,第一部分通過排污口直接排入省界緩沖區，另一部分是通過支流間接進入省界緩沖區。省界緩沖區納污總量計算公式如下：

式中：Ni——無農灌排水溝省界緩沖區年接納污染物i的量（t/a）；

m ——直接入河的排污口個數；

Gij——排污口j污染物i的年入黃量（t/a）；

n ——省界緩沖區調查的支流數；

Zil——支流l污染物i的年輸入量（t/a）。如功能區內存在農灌排水溝則計算如下：

式中：n——省界緩沖區內農灌排水溝總數；

Yik——排水溝k污染物i的年輸入量（t/a）。

2.2 納污量計算結果

依據往年排污口調查結果計算,從各省界緩沖區污染物接納量來看,渭河華陰緩沖區接納量最大，污染物接納量為38162.0 t/a；黑河甘陜緩沖區接納量最小，污染物接納量為14.4t/a。

3 典型緩沖區納污能力計算方法

水域納污能力計算規程指出，水域納污能力是指在設計水文條件下滿足計算水域的水質目標要求時，該水域所能容納的某種污染物的最大數量。計算方法包括數學模型計算法和污染負荷計算法。

數學模型計算法一般在水功能區基本資料調查搜集和分析整理的基礎上,根據規劃和監督管理需求分析水域污染特性、入河排污口狀況，確定計算水域納污能力的污染物種類，確定設計條件。選擇計算模型，確定水質目標濃度值、初始濃度值、模型參數，計算水域納污能力，進行合理性分析和檢驗。污染負荷計算法是根據規劃和管理要求，確定計算水域納污能力的污染物，實測、調查或估算污染物入河量，確定水域納污能力。

3.1 模型法

3.1.1 模型的選取

基于本次選擇緩沖區均在黃河支流，河道較窄，因此選取一維水質模型核定納污能力。本次納污能力核定選取污染物為COD、氨氮。針對某一水功能區，我們可以將位于該水功能區內的多個排污口看做一個綜合排污口。根據計算納污能力的一維水質模型可以推出如下公式：

式中：M——水功能區納污能力（t/a）；

C0——上斷面控制因子濃度（mg/L）；

Cs——下斷面控制因子濃度（mg/L）；

Q——為設計流量（m3/s）；

K——污染物衰減系數；

U——平均流速（m/s）；

X——排污口下游斷面距離功能區下斷面長度（m）；

L——功能區長度（m）。

3.1.2 模型參數確定

（1）水質目標值。水功能區水質目標取值，按照《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中的COD、氨氮標準值。在計算納污能力時Cs取值主要在上述標準值內，綜合考慮與其相鄰的上、下游水功能區的相互關系以及水功能區水質目標確定具體計算值。

（2）設計流速的確定。對有實測流量水文資料的省界緩沖區采用系列水文資料，按照公式計算設計流速。

式中：U ——設計流速（m/s）；

Q設——為涉及流量（m3/s）；

F ——為過水面積（m2）。

（3）綜合衰減系數。污染物綜合衰減系數k是反應污染物沿程變化的綜合系數，它是計算水體納污能力的一項重要參數，對于不同的環境條件，不同的污染物選取綜合衰減系數的取值是不同的。該系數常用自然條件下的實測資料率定來得到。本次計算主要參考黃河流域相關研究成果中確定的參數，經修正分析后最終確定的。

3.2 污染負荷法

針對水質較好，已達到水功能區水質目標要求的省界緩沖區采用污染負荷法，即：將其水功能區的污染物現狀入河量核定為該區的納污能力。

4 典型省界緩沖區納污能力核定

對于現狀水質優于規劃控制目標要求水質狀況較好、用水矛盾不突出的緩沖區，以現狀水質作為保護目標，即將所在水功能區現狀污染物的入河量作為該水功能區的納污能力；對于水質現狀劣于水質目標要求，需要采取措施改善水質的緩沖區，則利用相應的水質數學模型計算提出所在水功能區的納污能力。

根據以上方法對黃河流域典型省界緩沖區納污能力進行核定，結果見表2。

表2 緩沖區納污能力計核定結果

5 典型實例

5.1 黑河甘陜緩沖區

黑河甘陜緩沖區水質常年較好，2012年功能區代表斷面張河橋年均水質類別為Ⅱ類，因此將其現狀污染物入河量的COD16.9d/a和氨氮0.8d/a核定為該緩沖區納污能力。

5.2 窟野河蒙陜緩沖區

窟野河蒙陜緩沖區水質較差，現狀污染物入河量，已超出其目標要求，因此應將根據水質目標及設計水文條件下，納污能力一維水質模型計算結果COD247.8d/a和氨氮16.6d/a核定為該緩沖區納污能力。

總之，進行水功能區納污能力核定是水行政主管部門的一項重要職責，是實行最嚴格水資源管理制度的迫切需要，更是為污染物入河管理提供了重要的科學依據。

[1] 張世坤,張建軍,田依林,肖翔群,毛玉捷.黃河花園口典型污染物自凈降解規律研究,人民黃河,2006(4).

[2] 王有樂,孫苑菡,周智芳,張建奎,張慶芳.黃河蘭州段COD降解系數的實驗研究,甘肅冶金,2006(1).

[3] 韓言柱等.由河流流速、COD濃度估計河流COD衰減系數的經驗模型。中國環境監測,1998,14(5).

[4] 郭儒,李宇斌,富國,河流中污染物衰減系數影響因素分析,氣象與環境學報,2008(24,1):56-59.

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.04.004

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1008-1305（2014）04-0009-03

李婳（1983年-），女，工程師。