青島市環灣地區水域納污能力及限排意見

王　霞　鄭志國　王成見　鄧　娟

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青島市環灣地區水域納污能力及限排意見

王霞鄭志國王成見鄧娟

隨著經濟社會的發展，人們對海洋資源的依賴、需求、依存度越來越高。開展環灣地區河流水域納污能力及限制排污總量分析是控制膠州灣污染物排放、保護膠州灣生態環境、促進環灣地區經濟社會可持續發展的重要手段之一。

一、區域概況

膠州灣位于黃海西北部、山東半島西南岸、青島中部偏南側，地理坐標為北緯35°55′～36°18′，東經120°04′～120°23′之間。膠州灣是半封閉型的海灣，岸線延及青島市區、城陽區、黃島區、膠州市及黃島區，北部和西北部為平原，東部為嶗山山脈，南和西南為小珠山脈，東西最大跨度25km，南北最大跨度為32km，水域面積為390km2，有大沽河、墨水河、白沙河、洋河、李村河等較大河流匯入。此次研究區域為入膠州灣大沽河、洋河、墨水河、白沙河和李村河（含支流張村河）5條河流末級功能區范圍。

二、水功能區劃分

根據青島市水功能區劃，環灣地區大沽河、洋河、墨水河、白沙河和李村河（含支流張村河）5條河流末級功能區分別為：大沽河排污控制區、墨水河排污控制區、白沙河景觀娛樂用水區、李村河景觀娛樂用水區；支流張村河上游景觀娛樂用水區、張村河下游景觀娛樂用水區、洋河農業用水區。具體水功能區長度、水質目標等見《青島市水功能區劃》。

三、水功能區水質現狀

對照國家《地表水環境質量標準》（GB3838-2002），采用單因子法對環灣河流末級功能區水質進行評價分析，結果為：大沽河排污控制區、墨水河排污控制區、城陽白沙河景觀娛樂用水區和李村河景觀娛樂用水區，水質類別均為劣Ⅴ類；洋河農業用水區和張村河上游景觀娛樂用水區，水質為Ⅳ類。洋河農業用水區和張村河景觀娛樂用水區（李村河支流）水質達標，大沽河排污控制區和墨水河排污控制區無水質目標，不予評價，其他水功能區水質超標。水質超標項目主要有五日生化需氧量、化學需氧量、總磷和氨氮，表現為工業和生活污染為主。

四、入河排污現狀

在環灣地區5條河流末級功能區中，墨水河排污控制區和洋河農業用水區的污染物主要來自上級水功能區，因此墨水河景觀娛樂用水區的即墨市和城陽區污水處理廠和洪江河6個排污口，漕汶河（洋河支流）飲用水水源區的膠南王臺鎮董城村西排污口和膠南王臺鎮小珠陽村北排污口，島耳河（洋河支流）飲用水水源區的膠南王臺鎮王家島耳河東排污口，列入本次調查范圍。經調查，水功能區的排污口共29處，其中工業廢水排污口5處、生活污水排污口12處，混合污水排污口12處。經統計，污水年入河排放量為14771萬t，主要污染物化學需氧量和氨氮年入河排放量分別為8174t和741t。

依據《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）和《污水綜合排放標準》（GB8978-1996），選用“等標污染負荷法”對污染源進行評價。評價結果為：入河排污口污染源等標污染負荷總數為234.91，其中即墨市污水處理廠和城陽城區污水處理廠污水污染負荷比分為56.1%和19.5%，是主要入河排污口。

五、納污能力分析

水體納污能力，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。

1.模型確定

環灣地區河流均為感潮河段，其受海水潮汐影響較大，根據環灣河流水力特性，采用河口一維模型計算環灣河流納污能力較適宜。河口一維模型的基本方程式為：

式中：C—污染物濃度，mg/L；x—沿河段的縱向距離，m；K—污染物綜合衰減系數，1/s；ux—水流的縱向流速，m/s；Ex—縱向離散系數，m2/s。

如果污染物排放不隨時間變化，漲潮與落潮的污染物濃度分別按下式計算：

漲潮（x＜0，自x=0處排入）

其中，N為中間變量：

式中：C（x）上、C（x）下—分別為漲、落潮的污染物濃度，mg/L；其余符號意義同前。

相應的水域納污能力按下式計算：

式中：Q上、Q下—分別為計算水域漲潮、落潮的平均流量，m3/s。

2.模型參數確定

環灣地區河流屬于季節性河流且獨流入海，斷面設計天然經流量以不為零的最小月平均流量為樣本，進行設計流量計算。河口感潮流量按不同頻率潮位計算相應感潮流量。

（1）斷面設計流量

根據《水利水電工程水文計算規范》（SL278-2002）要求，采用矩法計算系列均值、Cv、Cs值，經P-Ⅲ型頻率曲線適線后得到90%保證率對應的設計流量。河口感潮流量按不同頻率潮位計算相應趕超流量。

（2）斷面設計流速

河道斷面流速與斷面流量成正比關系，一般采用下式對有資料的河流進行回歸擬合，以便應用于無流速資料的河段。

式中：a、b為經驗系數。

（3）初始斷面污染物濃度值C0

以上一個水功能區的水質目標作為初始斷面污染物濃度值。

（4）水質目標濃度值Cs

環灣區域河流下游入海，除洋河為農業用水區外皆為排污控制區，無水質目標，以滿足下游海洋功能區為前提，取化學需氧量為50mg/L、氨氮為3.0mg/L作為控制目標。

（5）污染物綜合衰減系數K

該研究污染物綜合衰減系數K采用淮河流域水資源保護局分析結果。

（6）縱向離散系數Ex

感潮河段縱向離散系數采用經驗公式估值法，有愛爾德公式Ex=5.93H，費休公式Ex=0.011u2B2/（H迪奇遜公式Ex=1.23Umax2。

式中：H—河道斷面平均水深，m；J—河流水力比降；Umax—河口最大潮速，m/s。

3.分析成果

將模型參數確定好后，根據水功能區水域特性，選用不同納污能力計算模型分析計算90%設計條件下的納污能力。在此基礎上，分析出限制排污總量和削減量（由于環灣區域河流功能區劃為農業用水區、景觀娛樂用水區和排污控制區三類，限制排放總量取其納污能力）。

結果顯示，納污能力較強的為大沽河排污控制區和洋河農業用水區。90%保證率下，大沽河排污控制區COD和氨氮納污能力分別為2283.78t/a和101.99 t/a；洋河農業用水區COD和氨氮納污能力分別為1792.57t/a和79.29t/a。

有削減任務是墨水河排污控制區。90%保證率下，墨水河排污控制區氨氮削減量為86.57t/a。

六、建議

（1）排污控制區和景觀娛樂用水區應增加污水處理裝置，減少入河排污濃度和入河排污量；農業用水區應合理布置排污口，保證農業灌溉安全用水；飲用水水源區禁止布設排污口，保證居民飲用水安全。

（2）各級政府及職能部門應當根據水功能區納污能力核定成果和限排總量意見，加大對排污企業的監督檢查和超標排放的處罰力度，按照各水功能區的水質控制標準，對水功能區實行排污總量控制。

（3）膠州、即墨、城陽等區市污水處理廠是環灣區域河流的重點排污大戶，建議相關職能部門對其實行有效地遠程實時監控和不定期現場督查等方式，進一步強化對污水處理廠運行的監督管理。

（4）強化水環境保護立法，大力推行人水和諧的科學發展觀，改變盲目提高GDP增長的不健康發展觀，建議實行地方政府一把手“廢污水不達標排放一票否決”考核制■

（作者單位：青島市水文局266071）