張明明 劉倩文 張凱奇
鹽城市市級水功能區納污能力及限制排污總量分析
張明明 劉倩文 張凱奇
根據《江蘇省地表水環境功能區劃》和《鹽城市地表水環境功能區劃》,鹽城市境內有97個省級水功能區和75個市級水功能區。研究市級水功能區的納污能力和限制排污總量,對鹽城市水功能區管理、水污染防治具有十分重要的意義。
根據《鹽城市地表水(環境)功能區劃》,鹽城市市級水功能區劃涉及72條河流,總河長1263.1km,湖庫2座,總面積20.8km2。共劃分一、二級水功能區75個,其中工業用水區7個、景觀娛樂用水區3個、農業用水區54個、飲用水水源區3個、漁業用水區8個。
根據《鹽城市水資源保護規劃》點源、面源(生活排污、農業面源、分散畜禽養殖、城鎮地表徑流負荷)、內源(底泥污染、水產養殖污染、航運污染)的調查結果,COD入河量為11124t/a,氨氮入河量為1685t/a。
水功能區納污能力是指對確定的功能區,在滿足水域功能要求的前提下,按給定的水功能區水質目標值、設計水量、排污口位置及排污方式,單位時間功能水體所能容納的最大污染物量。結合鹽城市河流水文特性,納污能力計算采用零維水質模型和一維水質模型。
1.水質模型
(1)零維水質模型
對于流速極小(<0.1m/s)或零流速的河段,進行水域納污能力計算:

式中:M—水域納污能力,g/d;Cs—控制目標水質濃度,mg/L;K—污染物綜合降解系數,1/d;V—水功能區水體體積,m3。
(2)一維水質模型
對于寬深比不大的中小河流,污染物質在較短的河段內,基本能在斷面內均勻混合,斷面污染物濃度橫向變化不大的河段,采用一維水質模型計算納污能力。
將計算河段內的多個排污口概化為一個排污口,概化排污口位于河段中點處,則污染物自凈長度為L/2。則功能區納污能力:

式中:Cs—水質目標濃度,mg/L; L—河段縱向長度,m;u—計算河段平均流速,m/s;C0—起始斷面水質濃度,mg/L;Q—河段平均流量,m3/d。
2.模型參數的確定
(1)污染物綜合衰減系數
污染物綜合衰減系數k常用自然條件下的實測資料率定,率定方法常用二斷面法和多斷面法。對于沒有實測污染物綜合衰減系數K的河段,綜合降解系數值可采用《淮河流域及山東半島水資源保護規劃》分析成果,即COD的K值:K=0.050+0.68u;氨氮的K值:K=0.061+0.551u。
(2)河段設計流量(水量)
鹽城市水文站網流量控制斷面主要位于泰東河、斗龍港、新洋港、黃沙港、射陽河等大中型河道和沿海排水河道。鹽城市主要水文(流量)站不同保證率最小月平均流量。
(3)河段設計流速
有水位流量(或面積流量)資料時,可按u=Q/A式計算河段設計流速。無資料時,可采用曼寧公式計算斷面流速,也可通過實測確定。

表1 鹽城市各水文站保證率流量成果表

表2 鹽城市納污能力和限制排污總量統計表(分縣區)
(4)其他參數確定
水質目標Cs:采用水功能區的水質目標值限值。
初始濃度值Co:取上游相鄰水功能區的水質目標限制。
根據設計條件計算,鹽城市市級水功能區COD和氨氮的納污能力分別為16248t/a、1035t/a。依據各水功能區的納污能力分析結果,按照行政區劃進行納污能力值統計。納污能力和限制排污總量見表2。
市級水功能區污染物入河量控制方案遵循:(1)飲用水水源區、保護區、保留區采用納污能力和現狀污染物入河量中的較小值作為限制排污總量。(2)其他地表水(環境)功能區對于現狀污染物入河量小于水域納污能力的,采用納污能力作為限制排污總量,對于現狀污染物入河量超過水域納污能力的,則根據水污染治理現狀及納污能力,以小于現狀污染物入河量的某一控制量作為限制排污總量。
(1)鹽城市市級水功能區污染因子主要為氨氮,氨氮的污染物入河量已嚴重超出其納污能力。在制定污染源治理目標時,應將氨氮排放量作為重要控制目標。在建設城鎮集中式污水處理廠時,氨氮去除率是重要考慮因素。
(2)水污染的防治工作應從控制點源、面源、內源等多方面綜合治理■
(作者單位:江蘇省水文水資源勘測局鹽城分局 224000)