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        從雨花臺區(qū)水環(huán)境容量計(jì)算分析談水環(huán)境整治的措施

        2013-08-31 06:45:56王光榮
        江蘇水利 2013年9期
        關(guān)鍵詞:水質(zhì)污染環(huán)境

        王光榮

        (南京市雨花臺區(qū)水利局,江蘇南京 210017)

        水環(huán)境容量又稱為水體的自凈能力,它可以表述為在保證某一水域水體質(zhì)量符合規(guī)定的級別,在單位時(shí)間內(nèi)能夠連續(xù)均勻地接納某種污染物的最大允許負(fù)荷量[1]。水環(huán)境容量的大小與水體特征、水質(zhì)目標(biāo)及污染物特性有關(guān),同時(shí)水環(huán)境容量還與污染物的排放方式及排放的時(shí)空分布有密切的關(guān)系。

        1 水環(huán)境容量計(jì)算模型及參數(shù)確定

        1.1 計(jì)算模型

        由于污染物排放口不規(guī)則地分布于河流的不同斷面,功能區(qū)水流斷面的濃度理論上可通過疊加所有排污口所生成的濃度得到,但該方法在實(shí)際中很難實(shí)現(xiàn)。針對雨花臺區(qū)的河道大部分寬深比較小,污染物在短時(shí)間內(nèi)基本上混合均勻,且污染物濃度在橫向上變化不大,計(jì)算河段不是很長,橫向和豎向的污染物濃度梯度可以忽略。因此,將排污口在功能區(qū)內(nèi)的分布加以概化,認(rèn)為排污口在功能區(qū)內(nèi)均勻分布,據(jù)此可以推算一維河道的水環(huán)境容量,計(jì)算公式如下[2]:

        式中:

        W—河道水環(huán)境容量,kg/d;

        Q—河道設(shè)計(jì)流量,m3/s;

        Cs—河道水質(zhì)目標(biāo)濃度,mg/L;C0—河道現(xiàn)狀水質(zhì)濃度,mg/L;

        U—河道平均流速,m/s;

        K—污染物綜合降解系數(shù),d-1;

        L—河道長度,km。

        1.2 參數(shù)的確定

        在河道水環(huán)境容量計(jì)算中,參數(shù)的確定和選取是否符合客觀規(guī)律直接關(guān)系到計(jì)算結(jié)果是否合理,因此,參數(shù)的確定和選擇是水環(huán)境容量計(jì)算中最為關(guān)鍵的一步。

        根據(jù)污染源現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果,本區(qū)域CODMn和NH3—N是污染最普遍、最嚴(yán)重的兩個(gè)因子,故選取CODMn和NH3—N作為各河道水環(huán)境容量計(jì)算和污染物總量控制的兩個(gè)首選因子。

        設(shè)計(jì)流量是水文參數(shù)中最基本的參數(shù),它不僅關(guān)系到其他水文參數(shù),而且在水環(huán)境容量計(jì)算中至關(guān)重要,現(xiàn)采用90%保證率下的設(shè)計(jì)流量。經(jīng)調(diào)查,雨花臺區(qū)內(nèi)河道一般時(shí)期水流比較穩(wěn)定,故將其近似看作明渠恒定均勻流,再根據(jù)枯水期斷面資料和水文特征推算流量和流速。

        設(shè)計(jì)流速,根據(jù)90%保證率下設(shè)計(jì)流量得出的相應(yīng)流速。

        污染物綜合降解系數(shù)K,主要反映污染物在水體作用下分解速度的快慢。該系數(shù)不僅與河流的水文條件,如流量、流速、河寬、河深、泥沙含量等因素有關(guān),而且與河道的污染程度有關(guān),根據(jù)《全國地表水環(huán)境容量核定技術(shù)復(fù)核要點(diǎn)》中對降解系數(shù)的說明,依據(jù)區(qū)域水質(zhì)情況,再通過實(shí)際分析取定各條河道的綜合降解系數(shù)。

        河道水質(zhì)現(xiàn)狀濃度,由環(huán)保局提供測量資料。

        河道水質(zhì)目標(biāo)濃度,即:河道控制斷面濃度。有水功能區(qū)目標(biāo)值的,直接采用水功能區(qū)目標(biāo)值;無水功能區(qū)目標(biāo)值的,則采用雨花臺區(qū)排污控制區(qū)近期目標(biāo)值。地表水水質(zhì)不低于Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn),則CODMn和NH3—N的目標(biāo)濃度分別為40mg/L和1.5mg/L。

        2 計(jì)算結(jié)果

        采用公式(1)計(jì)算河道水環(huán)境容量。為了便于計(jì)算,將區(qū)域內(nèi)每條河道枯水期水深視為一個(gè)常數(shù)。通過計(jì)算,在近期目標(biāo)下,雨花臺區(qū)CODMn和NH3—N的容量分別是4098.72 t/a和460.71 t/a。

        按公式(1)計(jì)算出的水環(huán)境容量普遍值偏大,應(yīng)引入不均勻系數(shù)的概念進(jìn)行修正。修正不均勻系數(shù)時(shí),不同河寬的不均勻系數(shù)是不同的,根據(jù)雨花臺區(qū)實(shí)際情況,取不均勻系數(shù)0.8,則雨花臺區(qū) CODMn和 NH3—N的實(shí)際容量分別是3278.97 t/a和368.57 t/a。

        根據(jù)骨干河道所控制的區(qū)域與街道級河道分布情況,計(jì)算出骨干河道所控制片區(qū)的水環(huán)境容量,與污染負(fù)荷對比,具體情況見表1。

        表1 雨花臺骨干河道控制片區(qū)的水環(huán)境容量和污染負(fù)荷比較表 (單位:t/a)

        由表1可見,雨花臺區(qū)污染負(fù)荷總量超過了水環(huán)境容量,表明雨花臺區(qū)的水環(huán)境和水生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞,尤其是雨花臺區(qū)的骨干河道板橋河污染比較嚴(yán)重。雖然計(jì)算出的秦淮新河和南河雨花臺區(qū)段水環(huán)境容量有一定富裕,但因水體是互通的,即相鄰區(qū)域污染物的排入,實(shí)際上目前這兩條河道的水質(zhì)也比較差。由此可見,雨花臺區(qū)大部分河道水體喪失了自凈能力,且污染程度較高。

        3 水環(huán)境整治針對性措施分析

        針對雨花臺區(qū)目前的情況,需采取積極、有效的水污染防治措施,以改善水質(zhì),營造良好的水環(huán)境保障體系。

        3.1 截?cái)辔廴驹?、控制污染物排放總?/h3>

        重點(diǎn)處理好點(diǎn)源污染,全區(qū)企業(yè)中,凡沒有按照規(guī)定時(shí)間和要求完成治污設(shè)施建設(shè)的,應(yīng)給予督促和監(jiān)督,使其盡快實(shí)現(xiàn)污水達(dá)標(biāo)排放。在雨花臺區(qū)污水管網(wǎng)內(nèi)規(guī)劃的企業(yè),生產(chǎn)廢水達(dá)到行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)后,必須進(jìn)入城市污水管網(wǎng)進(jìn)行二次處理;在城市污水管網(wǎng)規(guī)劃以外的企業(yè),要最大限度地實(shí)行污水資源化和截污工程,減少外排放量[3]。

        3.2 建設(shè)完善的污水收集系統(tǒng),實(shí)施雨污分流

        根據(jù)排水體制和污水系統(tǒng)布局,結(jié)合地形條件,規(guī)劃污水主干管網(wǎng)和污水提升泵站,將全區(qū)所有污水集中統(tǒng)一處理,確保污水不進(jìn)入河道[4]。

        3.3 進(jìn)行水資源調(diào)度,確保水系暢通

        俗話說“流水不腐”,應(yīng)興建必要的水利工程,開展水資源的合理調(diào)度,進(jìn)行調(diào)水換水,讓水體動(dòng)起來,提高水體自凈能力,改善水環(huán)境。境內(nèi)調(diào)水換水主要引用長江水和秦淮新河水,因此,在城鎮(zhèn)建設(shè)過程中,理順?biāo)怠⒈WC水網(wǎng)暢通是必要的基礎(chǔ)工作,必須嚴(yán)格消滅斷頭浜,死水河[5]。

        3.4 水生態(tài)修復(fù)措施

        隨著雨花臺區(qū)人口增長及經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,污水的無序排放和河湖違章填埋,使河湖的天然水體功能退化,成為無源之水、黑臭之水。從長效管理和保護(hù)的角度出發(fā),為了使水生態(tài)、水環(huán)境向更好的方向發(fā)展,從根本上提高雨花臺區(qū)水環(huán)境質(zhì)量,應(yīng)同時(shí)采取水生態(tài)修復(fù)措施。

        主要采取以下措施:①底泥疏浚。疏浚污泥意味著將污染物從水域系統(tǒng)中清除,可以較大程度地削減底泥對上覆水體的污染貢獻(xiàn)率,進(jìn)而解決內(nèi)源釋放而造成的二次污染問題。②生態(tài)調(diào)水。在截污、污水處理等措施沒有完善的情況下,引水、換水不失為一種比較有效的改善水環(huán)境的手段??赏ㄟ^水利設(shè)施(閘門、泵站等)的調(diào)控引入秦淮新河水或者長江水對河道內(nèi)水體進(jìn)行稀釋,以改善水環(huán)境。③兩岸植樹種草。即:在河岸植樹,在藍(lán)線控制范圍內(nèi)種草。林地可以增加生態(tài)功能,大樹的深根與草坪形成一個(gè)土壤生物體系,不僅能對地面徑流起到過濾作用,把徑流中以懸浮物形態(tài)存在的有機(jī)物留在岸上進(jìn)行分解,減少對河道水體污染,還可以降低徑流系數(shù),并吸收徑流中因空氣和污染帶來的氮、磷等無機(jī)鹽,減輕河道富營養(yǎng)程度。

        3.5 中水、污水利用

        中水、污水利用技術(shù)在當(dāng)今全球各地已有較多應(yīng)用,應(yīng)針對雨花臺區(qū)自身的特點(diǎn),尋找適合當(dāng)?shù)氐闹兴赜?、污水處理后再利用技術(shù),以切實(shí)改善水環(huán)境,更好地為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活服務(wù)。

        4 結(jié)語

        水環(huán)境整治工程改善了水環(huán)境,營造了水景觀,使河不再是臭河、臭溝,護(hù)坡不再是野草叢生,河水也不再是死水,取而代之的是河水清澈、魚兒翔游。這是一項(xiàng)功在當(dāng)代、利在千秋的民生工程。準(zhǔn)確計(jì)算水環(huán)境承載能力,合理規(guī)劃城市水環(huán)境,科學(xué)規(guī)劃水環(huán)境整治工程,對城市建設(shè)健康快速發(fā)展至為重要。

        [1] 翁煥新.城市水資源控制與管理.杭州:浙江大學(xué)出版社,1998(33-34),(236-238).

        [2] 馬文敏等.銀川市水環(huán)境容量的計(jì)算與分析[J].寧夏農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),2003,24(1):52.

        [3] 包中進(jìn)等.河道建設(shè)規(guī)劃中的河網(wǎng)水環(huán)境改善分析與探討[J].浙江水利科技,2005(3):42-43.

        [4] 盧伯生.水環(huán)境綜合治理的探索[J].江蘇水利,2004(6):13.

        [5] 朱曉麗.淺析河道治理與水環(huán)境保護(hù)[J].浙江水利科技,2005(3):48.

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