許昌市清潩河景觀娛樂區納污能力計算應用

田海洋

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許昌市清潩河景觀娛樂區納污能力計算應用

田海洋

一、概述

清潩河屬潁河支流，自北向南貫穿河南省許昌市區，流經許昌市區的河段區劃為清潩河許昌景觀娛樂區。在這一功能區里分布有3個入河排污口，對該水域水質有直接影響。以該功能區納污能力計算為例，對中小河流水域（功能區）納污能力的定量評價進行研討。

二、污染源概化

根據《全國水資源綜合規劃技術細則》，可將排污口在功能區內的分布加以概化，將計算河段內多個排污口概化為一個集中的排污口，概化排污口位于河段中點處，相當于一個集中點源，該點源的實際自凈長度為功能區河長的一半。此概化實際上體現了污染物分布的一種平均狀況，綜合反映了若干排污口污染物排放的一種平均狀態，據此可推算一維河道的納污能力。

三、水域納污能力計算方法

1.河流納污能力計算模型

目前計算水域納污能力的模型有很多，理論上也比較完善，中小河流大多數河段水體縱向流動比較明顯，河流相對窄淺。水域納污能力的計算采用河流一維穩態水質模型進行。一維對流推移方程如下：

在實際計算時常將計算河段的多個排污口概化為一個集中的排污口，此時納污能力計算公式為：

式中：

M—功能區納污能力（t/a）；

Q0—功能區設計流量（m3/s）；

Qw—功能區入河污水流量（m3/s）；

Cs—功能區水質目標值（mg/L）；

C0—初始濃度值（上一功能區的水質目標值）；

k—污染物衰減系數（L/d）；

x—縱向距離（km）；

u—設計流量下的平均流速（m/s）。

2.主要參數的選取

污染物的衰減系數k最難以確定，k的取值對納污能力的計算影響很大。在實際工作中主要采用實例法或經驗公式法。

（1）實測法

選取一個河道順直、水流穩定、無支流匯入、無排水口的河段，分別在河段上游（A點）和下游（B點）布設采樣點，監測污染物濃度值，同時測定水文參數以確定斷面平均流速。綜合衰減系數（K）按下式就算：

式中：v—斷面平均流速；

x—上下斷面的距離；

CA—上斷面污染物濃度；

CB—下斷面污染物濃度。

（2）經驗公式法

可以根據各種經驗公式推求綜合衰減系數（K），如：

式中：Q—河流流量（m3/s）。

（3）設計水文條件

水域納污能力計算，采用90%保證率最枯月平均流量或近10年最枯月平均流量作為斷面設計流量。

四、應用實例

選取清潩河許昌景觀娛樂區河段為例，以2013年實際監測資料為準，計算該河段COD的納污能力。

采用一維對流推移方程進行計算，將各參數值帶入式（2），解得M=214.9t/a，即清潩河許昌景觀娛樂區最大允許納污量M為214.9t/a。

表1　清潩河許昌景觀娛樂區河段納污能力計算參數取值表

五、結論

本文結合水資源保護的實際需要，以水功能區納污能力計算應用實例，提出中小河流納污能力的簡化計算方法的應用，可有效應用于水資源保護規劃及水環境管理。進行納污能力計算時，假設水功能區的入河排污口集中在河段中心處，但實際情況較為復雜，真正的納污能力與計算結果會有差異，且不可能被充分利用。應當充分考慮水體的自然特性、水動力特性，合理安排水體納污位置、納污量，避免模型選擇不當造成水體納污能力夸大或縮小。缺乏對納污能力的定量評價，將造成水資源保護的盲目性；錯誤的定量水體的納污能力，同樣可能導致水資源保護工作的嚴重失誤。因此科學地定量水域納污能力，是水資源保護中需要高度重視的一個關鍵技術問題■

（作者單位：河南省許昌水文水資源勘測局461000）