岐山縣水資源承載能力核算及其分析

令 苗

（岐山縣水資源事務中心，陜西 岐山722400）

1 用水總量指標

1.1 全縣用水總量指標核算

根據岐山縣人民政府印發的《關于印發岐山縣實行最嚴格水資源管理制度實施意見的通知》（岐政發（2014）28號），獲得岐山縣水資源開發利用控制紅線指標，岐山縣2015年用水總量指標為13780萬m3。在此基礎上，進行以下處理：

（1）對于指標中包含規劃但未生效工程供水量的，應扣減該工程的配置供水量；

（2）對于指標中包含大規模外流域調水量的，應視情扣減外調水量；

（3）對于指標確定時考慮區域經濟社會發展現實需求，允許部分地表水擠占或地下水超采的，應扣減地表水擠占量和地下水超采量。

經分析岐山縣現狀年用水總量指標中不包含規劃但未生效工程供水量指標，也不存在地表水擠占地下水和生態用水的問題，故無需扣減，因此岐山縣現狀年用水總量指標為13780萬m3。

1.2 各鄉鎮及水資源分區用水總量指標

進行用水總量指標分解時，首先考慮各鄉鎮及水資源分區現狀年用水情況，按照各鄉鎮及水資源分區現狀年用水量占全縣用水量的比例進行分解，然后結合各鄉鎮及水資源分區水資源可利用量等資料進行綜合分析，合理確定分區用水總量指標。各鄉鎮與水資源分區用水總量指標見表1。

從各鄉鎮來看，現狀年用水總量指標最多的為蔡家坡鎮，為3786萬m3，其次為鳳鳴鎮，用水總量指標為2527萬m3；用水總量指標最少的為益店鎮，其用水總量指標為946萬m3。

從各水資源分區來看，現狀年用水總量指標最多的為渭河寶雞峽至咸陽北岸，為11194萬m3，其次為渭河寶雞峽至咸陽南岸，用水總量指標為2586萬m3。

表1 岐山縣現狀年用水總量指標 單位：萬m3

2 地下水開采量指標

2.1 全縣地下水開采量指標核算

根據《全國水資源承載能力監測預警機制技術大綱》可知，對于平原區，若現狀年地下水開采量大于可開采量，原則上采用地下水可開采量作為地下水開采量指標；若地下水尚有一定開采潛力，原則上采用地下水開采控制量與地下水可開采量二者的較小值作為地下水開采量指標，已明確地下水開采控制指標的，應納入比較。對于地下水位不宜過高的地區，可采用可開采量作為地下水開采量指標。對于山丘區，考慮到山丘區地下水資源與地表水資源基本是重復的，地下水開采量可視為地表水開發量，不單獨對地下水開采量進行評價。因此本次只核算岐山縣平原區地下水開采量指標。

岐山縣《最嚴格水資源管理制度實施方案或考核辦法》中明確了岐山縣地下水開采控制指標為6818萬m3，其中平原區地下水開采控制指標為4913萬m3。因此確定現狀年岐山縣平原區地下水開采量指標為4913萬m3。

2.2 各鄉鎮及水資源分區地下水開采量指標核算

進行平原區地下水開采量指標分解時，首先按照各分區的平原區地下水資源可利用量進行分解，然后通過現狀年各分區地下水用水情況進行綜合分析，合理確定地下水開采量指標。各鄉鎮及水資源分區地下水開采量指標見表2。

表2 岐山縣現狀年地下水開采量指標 單位：萬m3

從各鄉鎮來看，平原區地下水開采量指標最多的為蔡家坡鎮，為1944萬m3，其次為鳳鳴鎮，平原區地下水開采量指標為896萬m3，最少的為故郡鎮，其平原區地下水開采量指標為38萬m3。

從各水資源分區來看，平原區地下水開采量指標最多的為渭河寶雞峽至咸陽北岸，為3815萬m3，其次為渭河寶雞峽至咸陽南岸，平原區地下水開采量指標為1098萬m3。

3 水功能區水質達標率控制指標

根據《陜西省水功能區劃》（2004年）可知，岐山縣一級水功能區為渭河寶雞、渭南開發利用區與石頭河開發利用區，在一級功能區下分別劃分了一個二級水功能區。

（1）寶雞市過渡區，該水功能區起始斷面為虢鎮，終止斷面為蔡家坡橋，總長22.0 km，岐山縣境內長度為9.6 km，依據《寶雞市縣（區）水功能區、水源地水資源質量通報》可知，該水功能區水質目標為Ⅳ類。

（2）石頭河飲用、工業、農業用水區。該功能區起始斷面為鸚鴿咀，終止斷面為石頭河新莊村（入渭口），該水功能區水質目標為I類。

各水功能區的基本情況見表3。根據《陜西省重點河段水資源質量通報》，寶雞市過渡區與石頭河飲用、工業、農業用水區水質都必須要達標，據此確定岐山縣水功能區水質達標率控制指標為100%。

表3 岐山縣重要水功能區水質達標控制目標

4 水功能區納污能力與入河限排量

河流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時，該水域所能容納的某種污染物的最大數值，其大小與水體特征、水質目標以及污染物特性有關，在實際計算中受污染源概化、設計流量和流速、上游污染物濃度、污染物綜合降解系數等設計條件和參數的影響。

4.1 水質模型的選取

水質模型描述了污染物在水環境中的復雜運動規律，并為水環境容量計算提供了重要依據。本次根據《水域納污能力計算規程》（GB/T 25173-2010），選取河流一維水質模型，該模型主要適用于在橫斷面上均勻混合的中小河段（流量小于150 m3/s）。該模型的具體計算公式如下：

式中：Cx為流經x距離后的污染物濃度，mg/L；x為沿河段的縱向距離，m；u為設計流量下河道斷面的平均流速，m/s；k為污染物綜合衰減系數；1/d。

4.2 納污能力計算模型的選取

本次采用段首控制模型計算岐山縣水功能區納污能力。段首控制法指控制上游斷面的水質達到功能區段的要求，由于污染物的降解與自凈作用，段首控制可以保證各功能區段的水質不超標，具體計算公式如下：

式中：E水功能區納污能力，kg/d；E自為河流自凈能力，kg/d；E稀為河流稀釋能力，kg/d；S為水質標準，mg/L；Cb為河流背景濃度，mg/L；Qr為河流流量，m3/s；k為降解系數，1/d；u為河流流速，m/s；l為河流長度，m。

4.3 納污能力計算條件設計

4.3.1 初始濃度C0與目標濃度S

寶雞市過渡區水質目標為Ⅳ類，則其COD水質標準為30 mg/L，氨氮水質標準為1.5 mg/L。水功能區總長22.0 km，岐山縣境內長度為9.6 km，僅占全長的43%，因此不能用整個功能區的納污能力代表岐山縣境內的納污能力。本次計算選取陳倉區與岐山縣的交界斷面為計算的上斷面（下文統稱縣界斷面），由于本斷面并無實際監測的水質數據，但其水質目標為Ⅳ類水，認為該斷面水質到達了水質目標，即該斷面COD初始濃度為30 mg/L，氨氮初始濃度為1.5 mg/L。

石頭河飲用、工業、農業用水區的水質目標為Ⅲ類，則其COD水質標準為20 mg/L，氨氮水質標準為1.0 mg/L。該水功能區的上斷面（鸚鴿咀斷面）COD初始濃度為10 mg/L，氨氮初始濃度為0.26 mg/L。水功能區總長34 km，在岐山縣境內長度為28 km，占比82%，因此水功能區的總體納污能力可作為岐山縣境內的納污能力。

4.3.2 河流背景濃度Sb

寶雞市過渡區與石頭河飲用、工業農業用水區的排污口污水排放量、污染物排放濃度見表4。將各水功能區內的排污口分別概化到各自的上斷面，入河污水與河流水體混合均勻后的濃度值，作為水功能區的背景濃度值（Sb）。混合計算采用零維水質模型，計算過程見表5。計算公式如下：

式中：C為混合后的污染物濃度，mg/L；CP為排放的污廢水污染物濃度，mg/L；QP為污廢水排放流量，m3/s；Q為初始斷面的入流流量，m3/s；C0為初始斷面的污染物濃度，mg/L。

表4 岐山縣水功能區排污口統計表 單位：萬t;m3/s;mg/L

表5 岐山縣水功能區污染物背景濃度值計算表 單位：m3/s;mg/L

4.3.3 設計流量與設計流速的確定

參考《陜西渭河流域水功能區水域納污能力分析》可知，渭河魏家堡水文站在P＝90%頻率下的流量為Q90%＝3.33 m3/s，流速V90%＝0.38 m/s。石頭河鸚鴿咀水文站在P＝90%頻率下的流量為Q90%＝0.34 m3/s，流速V90%＝0.06 m/s。

4.3.4 綜合衰減系數k的確定

綜合衰減系數反映了污染物在水體作用下降解速度的快慢。目前關于污染物綜合衰減系數的率定方法主要有：實測反推法、最小二乘法以及實驗室模擬法。實際應用時要把多種方法的結果綜合分析確定。

參考《渭河干流納污能力與限制排污總量計算分析》可知，綜合考慮上述各種方法之后，渭河干流化學需氧量的k值為0.43/d，氨氮的k值為0.30/d。

參考《渭河流域寶雞眉縣段水環境容量核算與分析》可知，石頭河化學需氧量的k值為0.30/d，氨氮的k值為0.20/d。

4.4 水功能區納污能力計算

根據上述分析分別計算岐山縣水功能區納污能力，計算過程見表6。寶雞市過渡區COD納污能力為373.6 t/a，氨氮納污能力為13.2 t/a。石頭河飲用、工業、農業用水區COD納污能力為284.7 t/a，氨氮納污能力為15.6 t/a。

表6 岐山縣水功能區納污能力計算過程表

4.5 污染物入河限排量

污染物入河限排量是根據納污能力和污染物入河量，綜合考慮水功能區水質現狀、當地技術經濟和社會發展確定的，其值應小于等于水域納污能力。本次綜合考慮各水功能區的納污能力、現狀水質以及岐山縣社會發展狀況，核定各水功能區入河限排量為納污能力的80%。計算過程見表7。寶雞市過渡區COD的入河限排量為298.9 t/a，氨氮入河限排量為10.6 t/a。石頭河飲用、工業、農業用水區COD入河限排量為227.8 t/a，氨氮入河限排量為12.5 t/a。

表7 岐山縣水功能區污染物入河限排量 單位：t/a

5 結論

本文通過對岐山縣縣域水資源承載能力進行核算分析，重點分析岐山縣水資源條件，分別計算不同水源的水資源量以及水資源總量；同時，對岐山縣水資源開發利用程度進行分析評價，得出不同水資源量的控制指標，為下一步建立全縣水資源承載能力動態監測預警機制，促進水資源與縣域人口均衡協調發展打下了堅實理論基礎。