榆林市河道水體納污能力分析

李 瑩，徐冬梅

（佳縣水資源服務中心，陜西 佳縣 719200）

1 概況

榆林市下轄12 個（市）縣區，總人口365 萬人。境內河流均為黃河水系和陜西省唯一的內陸水系。黃河在境內共389 km。集水面積在100 km2以上的河流共有109 條，主要是：無定河、窟野河、禿尾河、佳蘆河、皇甫川、清水川、孤山川、石馬川[1]。全市多年平均水資源總量為27.56 億m3。按照水利部、黃委統一的水資源分區，榆林市水資源劃分級別為一、二、三、四級分區。四級分區分別為吳堡以上右岸，無定河流域，陜北支流內流區，內流區，北洛河南城里以上，馬蓮河、蒲河、洪河，水域面積總共為43578 km2。

2 污染源調查估算

2.1 點污染源

以水功能區為單元，統計與水功能區對應的陸域范圍內點污染源廢污水和污染物排放量。具體見表1。

表1 點污染源廢污水和污染物排放量

榆林市各水資源四級區中點污染源廢污水年排放量超過500 萬t 的有吳堡以上右岸、無定河流域及陜北支流。各水資源四級區2010 年廢污水入河量具體情況見表2。其中吳堡以上右岸2385.8 萬t、無定河流域為3248.3 萬t、陜北支流為656.3 萬t。榆林市各行政分區中，點污染源廢污水年排放量超過500 萬t 的有榆陽區、神木縣及府谷縣，其中榆陽區廢污水年排放量為2468.4 萬t、神木縣為1423.0 萬t、府谷縣為692.5 萬t。榆林市年廢污水入河量在500 萬t 以上的水資源四級區有：吳堡以上右岸、無定河流域。其中吳堡以上右岸1790 萬t、無定河流域為2435.6 萬t，二者年廢污水排放量合計達到4225.6 萬t，占全市的79%。

表2 榆林市各水資源四級分區2010 年廢污水及主要污染物入河量表

年廢污水入河量在500 萬t 以上的地級行政分區有榆陽區、神木縣和府谷縣，其年廢污水入河量1851.9 萬t、1067.9 萬t和519.4 萬t，分別占全市年廢污水入河量的34.9%、20.1%和9.8%。

2.2 面污染源

根據榆林市水資源管理辦公室統計數據，生活污水中污染物排放量按以下系數進行估算：CODCr：50 g/（人·d）；NH3-N：3.2 g/（人·d）；TN：6.4 g/（人·d）；TP：1.3 g/（人·d）農村生活垃圾和固體廢棄物產生量按0.9 kg/（人·d），生活垃圾和固體廢棄物中TN 占生活垃圾和固體廢棄物量0.21%，TP 占生活垃圾和固體廢棄物量0.22%，NH3-N 按照TN 的10%計算，污染物的入河量為產生量的55%。榆林市水資源四級分區2010 年面源污染物統計見表3。榆林市6 個水資源四級區中，以污染物入河量來統計，面源污染物入河量超過5 萬t/a 的水資源三級區有吳堡以上右岸、無定河流域。這兩個水資源四級區污染物年入河總量為257088 t，占污染物年入河總量的93%。

表3 榆林市水資源四級分區2010 年面源污染物統計表 單位：t/a

3 污廢水產生量及達標排放量預測

3.1 污廢水產生量預測

將榆陽區等12 個（市）縣區產生的廢污水量匯總，得到榆林市不同水平年產生的廢污水量，2020 年榆林市廢污水量為13005×104m3，其中生活廢污水量為6405×104m3，三產廢污水量為1348×104m3，建筑業廢污水量為186×104m3，工業廢污水量為5066×104m3。2030 年榆林市廢污水量為18540×104m3，其中生活廢污水量為8231×104m3，三產廢污水量為3649×104m3，建筑業廢污水量為188×104m3，工業廢污水量為6472×104m3。

從污水來源來說，生活污水量最多，2020 年占到總廢污水產生量的49%，2030 年占總廢污水產生量的44%；其次為工業廢水，2020 年占到總污水量的39%，2030 年占總污水量的35%；第三為服務業，2020 年占總污水量的10.4%，2030 年達到19.7%，最少為建筑業，2020 年占到總污水量的1.4%，2030 年占總污水量的1%。

從污水產生的區域來說，榆陽區縣最多，兩個水平年污水量分別占總污水量的29.6%和26.7%；其次為神木縣，各水平年污水量分別占總污水量的18.6%和23.5%；最少為吳堡縣，各水平年污水量分別占總污水量的0.95%和0.97%。

3.2 榆林市達標污水及污染物排放總量預測

經測算，2020 年，榆林市達標排放水量為734.19×104m3，COD 排放量為367.1 t，氨氮排放量為36.71 t，主要來源于城鎮生活以及工業廢水排放。其中，達標排放水量最多的縣為綏德縣，約占排放總水量的30.4%，同時，該縣COD 以及氨氮排放量為各縣區最多，均占總排放量的30.4%。

2030 年，榆林市達標排放水量為1511.97×104m3，COD 排放量為755.98 t，氨氮排放量為75.60 t，主要來源同樣為城鎮生活以及工業廢水排放。其中，達標排放水量最多的縣同樣為綏德縣，約占排放總水量的30.4%，同時，該縣COD 以及氨氮排放量為各縣區最多，均占總排放量的30.4%。

4 水域納污情況

依據《榆林市水功能區劃》及《榆林市人民政府辦公室關于下達縣區2020 年和2030 年用水總量及重要水功能區水質控制目標的通知》，結合水功能區納污能力預測計算。

4.1 水功能區納污能力預測條件

（1）河流納污能力預測條件

對榆林市各地表水體水功能區納污能力分析的預測條件，以各一二級功能區河段主要排污河段中的基本斷面設計流量來表示。現狀年條件下采用90%保證率最枯月平均流量作為枯水期設計流量，規劃年條件下按水資源配置，對現狀條件下的設計流量進行修正和調整作為規劃水平年的設計流量。

（2）湖庫納污能力設計條件

對紅堿淖采用平均蓄水量和平均年匯入流量作為設計流量；對主要的水庫蓄水工程按正常水位的庫容蓄水量作為設計水量。

4.2 納污能力計算

將榆林市地表水體按水資源利用條件和水體特征細分為一級、二級水功能區，作為水體納污能力分析的基本單元，分屬于無定河流域及黃河流域的9 個一級支流域和一級水功能區。其中除紅堿淖以外的所有二級水功能區均屬于水資源開發利用區。

各二級水功能區納污能力確定由水功能區水質目標Cs、設計流量Q、綜合衰減系數K、水流平均流速u、水功能區河段長度x 等水環境特征參數，按下有機污染物衰減數學模型，確定現狀年（2010 年）和規劃年（2020 年）兩個水平年的納污能力W。

式中：W 為水功能區年納污能力，t/a；Q 為控制斷面流量，m3/s；Cs2、Cs1分別為下游和上游斷面的水質目標，mg/L；K 為綜合衰減系數，榆林市無實測和試驗研究成果數據的條件下，參考對渭河和涇河的實測和試驗研究成果，COD、NH3-N 的綜合衰減系數確定為流量小于10 m3/s 時分別為0.1736×10-4/s 和0.1160×10-4/s；流量大于10 m3/s 時分別為0.1389×10-4/s 和0.0810×10-4/s；X 為水功能區河段水流流程，m；u 為計算控制斷面水流速度，m/s。

4.3 污染物入河量估算

（1）水體污染源分布

污染物入河量估算仍以二級水功能區為計算單元，限于污染源調查是以行政分區為基礎，無法以個體點源分布情況進行分析，因此，綜合污水及污染物入河量分析以行政分區綜合點污染源與二級水功能區進行分布配置，以相應的水功能區所在河段及相關的納污水資源五級區，為各水功能區相應的陸域范圍。

（2）現狀污染物排放量和入河量

按各水平年產生污水的生活用水和工業用水量預測成果，以五級水資源區和行政分區與二級水功能區相配置，分解到各二級水功能區，生活用水和工業用水廢水排放率，2010 水平年，分別為0.78922 和0.18201，綜合廢水排放率為0.26857。廢污水排放入河系數，現狀年為0.5～0.85 不等，隨著污水排放系統的防滲處理和管網化水平的提高，綜合入河系數選取0.8，進行廢水和污染物排放入河量的估算。

（3）污染物入河量估算

規劃區各水功能區各水平年廢水排放量、排放入河量及COD 和NH3-N 的排放量和入河排放量，綜合分析現狀年廢水排放率及入河量數據，選取廢水綜合排放率為0.26857，選取綜合廢水和污染物入河系數為0.8，結合水功能區納污能力預測計算結果見表4。

2020 年無定河金雞沙～入黃口段、米脂～十里鋪，蘆河靖邊段，榆溪河南郊農場～入無定河口段、窟野河神木段等水功能區，由于水源工程引水量較大或污水中NH3-N 濃度超標導致其納污能力均為負值，其他河流河段尚具備一定的納污能力。

2030 年河流納污情況較2020 年略有不同，無定河金雞沙～雷龍灣段、淮寧河入口～入黃口段達到水功能區水質目標要求，且具備一定的納污能力。

榆林市各區縣以及水資源四級區納污能力見表5。

表4 榆林市規劃年納污水域及納污能力統計表 單位：t/a

表5 榆林市各水資源四級分區納污能力及污染物排放量比對分析表

5 結語

隨著社會經濟發展和城市污水量的激增，如何處理好、管理好污廢水排放，是確保河道達到自身凈化能力的重要舉措。文章通過調查統計榆林市點源污染、面源污染現狀，以及入河污染物情況，對2020 年、2030 年的污廢水產量進行了預測，2020 年榆林市廢污水量為13005×104m3，榆林市各區縣COD以及氨氮納污能力總計分別為13180.08 t/a、612.04 t/a；2030 年榆林市廢污水量為18540×104m3，榆林市各區縣COD 以及氨氮納污能力總計分別為13811.18 t/a、668.80 t/a，四級分區河道納污能力均大于預測的排污量，可供有關污水處理與管理進行決策參考。