河流水環境容量估算和分配的研究

摘要：隨著人口增長、工業的快速發展和農業上農藥化肥的不合理使用等，華南地區河流污染問題日益嚴峻。本文以西江干流某支流為例，從研究材料的收集、COD與氨氮入河量的估算、水質變化趨勢預測、水環境容量估算與分配等幾個方面入手，對河流水環境容量估算以及分配展開研究，希望能為水環境保護相關工作提供參考。

關鍵詞：河流;水環境;容量估算

中圖分類號：X143 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）05-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.114

Abstract： With the population growth， the rapid development of industry and the irrational use of pesticides and fertilizers in agriculture， the pollution problem of rivers in South China is becoming more and more serious. Taking a tributary of the mainstream of the Xijiang River as an example， this paper starts from the collection of research materials， the estimation of COD and ammonia nitrogen into the river， the prediction of water quality change trend， the estimation and distribution of water environment capacity， and the estimation of river water environment capacity and distribution. Research hopes to provide reference for water environmental protection related work.

Keywords： River; Water environment; Capacity estimation

在水污染問題日益嚴峻的背景下，作為水污染總量控制的核心，水環境容量的估算、水環境容量在各個污染源與區域之間的分配逐漸成為河流總量控制的重要依據[1]，其對實現水環境功能目標發揮著重要的作用，也對河流污染整治具有重要意義。為了進一步提升河流水環境容量估算與分配結果的精準度，需要在大量資料和數據分析的基礎上，科學制定容量分配方案。

1 研究區相關情況概述

本次對于河流水環境容量的估算和分配，選取了西江某支流作為主要的研究水區，該支流全長201 km，總集水面積4493 km2。本文以西江某支流流經某縣級市境內的河段作為研究對象，對該河段流域內水環境容量進行估算和承載力分析。研究河段長81 km，境內流域面積約2220.5 km2，河段水環境質量現狀良好。研究河段流域內已建設一個產業轉移工業園，以促進該市工業企業整合、推進工業集中發展，工業園內已有20家企業建成投產，涉及行業包括電鍍、造紙、發電廠、燃氣等。隨著工業園的逐步建設和發展，勢必會增加研究河段的污染負荷，需摸清其水環境承載能力。

2 研究方法

2.1 研究材料的收集

研究材料的收集是河流水環境容量估算與分配的基礎工作。在收集研究材料過程中，充分發揮水文站的作用，可以在當地水利局和氣象部門的指導和配合下收集河流水文資料，獲取河流流量、水位、徑流量、徑流模數、徑流深度等基本信息。此外，為了掌握河流的河道地形及幾何特征等，可對河流進行補充測流，測定河寬、水深、大斷面形狀、流速和流量等。為評價研究河段的水環境質量現狀，在當地環境監測站配合下獲取近五年例行監測斷面的監測資料，評價近五年來河流水質的達標情況，分析水質的演變趨勢。根據研究需要，還可另外補充多個斷面不同時期（如枯水期、豐水期）的監測，全面了解研究河段的水環境質量現狀。

另一項重點材料是與COD、氨氮排放量相關的資料，主要收集產業轉移工業園規劃及規劃環境影響評價資料，調查工業園內廢水及水污染物排放情況、園區污水處理設施的建設、排污口的數量及位置等;調查、收集工業園區外工業污染源及排污口情況，收集園區外河流兩岸街道、行政村的人口數量、經濟產量、水田和旱地等耕地面積、畜禽養殖類型及存欄量、污水處理廠及排污口等資料。

2.2 COD、氨氮入河量估算

COD、氨氮排放量主要來自城鎮生活污染、農業面源污染、工業污染，污染源類型包括點源污染和非點源污染。本次研究通過整合分析收集到的與COD、氨氮排放量相關的資料，統計研究河段流域內現狀各污染源的COD、氨氮實際入河量，并分類預測至產業轉移工業園規劃末期（2020年），園區內生產廢水和生活污水的COD、氨氮入河量，預測園區外生產廢水、生活污水、耕地徑流、畜禽養殖業污水等COD、氨氮的入河量，揭示研究河段流域內各污染源產生的COD、氨氮入河量隨時間變化的情況。

2.3 水質變化趨勢預測與水環境容量估算

研究河段寬深比介于15.2～28.9之間，屬于《廣東省地表水環境容量核定技術報告》（國家環境保護總局華南環境科學研究所 2005年3月）定義的“狹長型河段（河寬≤100 m）”，但因靠近岸邊水流相對平緩，溶解性污染物在排污口下游一定范圍內會形成污染帶，因此可從嚴采用《環境規劃指南》和《環境影響評價技術導則》，推薦并經過廣東省眾多流域水質規劃驗證的二維混合衰減模型進行水質現狀和預測計算，分析至2020年水質是否滿足水環境管理目標，為劃分污染控制單元和水環境容量計算與分配提供依據。

客觀地說，只要是自然水體就存在對污染物的稀釋自凈能力，即存在水環境容量。天然水環境容量反映區域水環境承載能力的客觀資源條件，但是由于存在飲用水源保護區等不允許排污的特殊水域，且污染物進入水體后需要一定的時間進行稀釋、擴散和凈化，實際上并不能完全使用其水環境承載力資源，需要通過對排污口進行合理布局來實現最大限度地開發利用天然水體的承載能力。本次研究河段屬于單向河流，由于單向河流不易獲得河道水體積數據，宜采用一維衰減模式計算水環境容量。考慮河道參數沿程變化較大或空間距離較長等因素，將研究河段分割成9個計算單元，采用研究河段連續20年連續30天的最枯平均流量（嚴于90%保證率最枯月流量）作為計算的流量條件，計算每個計算單元的水環境容量，從而得到整個研究河段的容量。由于研究河段內有3個水電站，還應考慮水電站調配水量條件下的污染累積情況。

2.4 河流水環境容量的分配與承載力分析

環境容量的分配是水污染總量控制的核心，分配的原則是公平和效益，應充分反映出水環境容量分配的社會性、經濟性和歷史性，從而保證實際的可操作性[2]。本次研究在充分優化污水排放口算出理想水環境容量之后，還結合該市社會經濟發展需求扣減非點源污染負荷以及區域發展必須占用的水環境容量，得到研究區域實際上可以利用的水環境容量，從而進行科學合理的分配。

3 結果與討論

通過調查、收集和整合研究資料，估算COD、氨氮入河量，預測河流水質的變化趨勢，計算水環境容量，分析承載力，可以得出以下幾方面結論：第一，COD、氨氮污染負荷主要來自城鎮生活污水，其次是農業面源污染（耕地徑流、畜禽養殖業）、產業轉移工業園工業廢水污染;第二，研究河段水環境質量現狀良好，通過二維混合衰減模型進行預測，結果顯示，研究河段的水環境質量未見顯著的退化現象，至2020年全河段的水質能夠滿足水環境質量管理目標的要求;第三，經計算，研究河段有足夠的COD容量承載該市流域內的工業、農業和社會經濟發展，但氨氮容量不足;為保證研究河段水環境與地區經濟、社會幾者之間的和諧發展，需要對各污染源的排放量進行合理的削減，以減少流域內氨氮的入河量，比如加快市、鎮、農村生活污水收集及處理設施的建設，加強對工業污染源達標排放監管，有效控制畜禽養殖污染，加大農業污染排放監管等;在污染源削減過程中，應將實際的削減量及其在時間上的分配放在首要位置上。

4 總結

綜上所述，河流水環境容量的估算與分配，對河流水污染防治工作具有重要作用。為了進一步提高河流水環境容量估算與分配的準確性，應對其各個影響因素進行綜合分析。只有切實認識到水環境容量估算與分配的重要性，才能更好地保證河流水環境的可持續發展。

參考文獻

[1]鐘毓峰.非點源污染河流的水環境容量估算和分配[J].科技創新導報，2014，11（14）：88.

[2]陳丁江.河流水環境容量的估算和分配研究[J].水土保持學報，2007，21（3）：123-127.

[3]荊海曉，李小寶，房懷陽，劉長根.基于線性規劃模型的河流水環境容量分配研究[J].水資源與水工程學報，2018，29（03）：34-38+44.

[4]陳明.河流水環境容量一維計算模型分析[J].科技創新與應用，2015（27）：42-43.

收稿日期：2019-02-15

作者簡介：張秀梅（1988-），女，漢族，碩士學歷，工程師，研究方向為環境影響評價、場地環境調查與評估、環境容量研究、環境規劃、環境應急預案等。