張建華，張寶林

（恩施州水文水資源勘測局，湖北 恩施 445000）

清江恩施城區(qū)河段水域納污能力分析

張建華，張寶林

（恩施州水文水資源勘測局，湖北 恩施 445000）

根據(jù)清江恩施城區(qū)河段水功能區(qū)水質(zhì)管理目標(biāo)，結(jié)合實測水質(zhì)水量等參數(shù)，采取河流一維水質(zhì)模型，以恩施城區(qū)排污口現(xiàn)狀，進行該河段各水功能區(qū)的納污能力分析，經(jīng)計算清江恩施城區(qū)河段飲用水源及工業(yè)用水區(qū)、排污控制區(qū)、過渡區(qū)NH3－N的納污能力分別為0.034、0.079、0.013g／s，要滿足遠(yuǎn)期（2030）城市排污需求，可采取增大上游大龍?zhí)端畮斓纳鷳B(tài)流量和調(diào)整城市排污規(guī)劃等措施.

水功能區(qū)；一維水質(zhì)模型；納污能力 ；入河排污口

恩施市位于清江中上游，是恩施州政治、經(jīng)濟、文化中心，市區(qū)現(xiàn)狀人口36萬，根據(jù)《恩施市城市總體規(guī)劃（2011－2030）（2013修改）》至2030年規(guī)劃人口達到68萬人，生產(chǎn)總值達到680億元.恩施市區(qū)是清江最大的排污源區(qū)，隨著城市污水采集系統(tǒng)的建成，城區(qū)河段主要排污口為各污水處理廠排污口，目前城區(qū)已建污水處理廠一座，在建二座，規(guī)劃擴建兩座，依據(jù)清江恩施城區(qū)河段入河排污口現(xiàn)狀及相關(guān)排污規(guī)劃，開展城區(qū)河段各水功能區(qū)納污能力和入河排污口設(shè)置合理性研究，對加強清江水環(huán)境的保護，實施最嚴(yán)格水資源管理制度，推進實施“生態(tài)立州、產(chǎn)業(yè)興州、開放活州”戰(zhàn)略和“六城”同創(chuàng)活動，建設(shè)生態(tài)文明、綠色繁榮的恩施具有十分重要意義.

1 清江恩施城區(qū)河段水資源現(xiàn)狀及水功能區(qū)劃

清江恩施城區(qū)河段起于大龍?zhí)秿{口大橋止于水布埡水庫庫尾大沙壩，全長8 km，河寬60～80 m，河段集水面積2928km2，流域多年平均降水量為1460.1 mm，河段多年平均流量83.3 m3／s，其水量年內(nèi)分配主要受上游大龍?zhí)端畮炜刂?，大龍?zhí)端畮炜刂萍娣e占城區(qū)河段集水面積81.8%.根據(jù)《恩施市水功能區(qū)劃》，城區(qū)河段劃分為3個二級功能區(qū)：①清江恩施飲用水源、工業(yè)用水區(qū)，長6.5 km，水質(zhì)管理目標(biāo)為II類；②清江恩施排污控制區(qū)，長0.5km，功能區(qū)水質(zhì)管理目標(biāo)為Ⅳ類；③清江恩施過渡區(qū)，長1km，水質(zhì)管理目標(biāo)為III類.

2 恩施城區(qū)河段排污口現(xiàn)狀與規(guī)劃

依據(jù)《恩施市城市總體規(guī)劃（2011－2030）（2013修改）》規(guī)劃內(nèi)容，恩施城區(qū)河段的排污口有三處：①綠源污水處理廠（已建），處理規(guī)模為6萬m3／d，排污口設(shè)置于城區(qū)清江中下段；②紅廟污水廠（在建），位于恩施城區(qū)上游帶水河?xùn)|岸小龍?zhí)洞澹幚硪?guī)模為3萬m3／d，遠(yuǎn)期2030年規(guī)劃6萬m3／d；③大沙壩污水處理廠（在建），排污口位于清江大沙壩，處理規(guī)模為：2015年10.0萬m3／d；遠(yuǎn)期：2030年15.0萬m3／d，各水功能區(qū)及排污口分布情況見圖1.

3 水域納污能力計算

3.1 水質(zhì)模型的建立

清江恩施城區(qū)河段多年平均流量為83.3 m3／s，因多年平均流量小于150m3／s，按《水域納污能力計算規(guī)程》［1］相關(guān)劃分標(biāo)準(zhǔn)，本河段為中小型河段，可選用一維水質(zhì)模型［2］.

1）河段污染物濃度按下式計算［3－4］：

其中：Cx表示流經(jīng) x距離后的污染濃度，單位：mg／L；x表示沿河段縱向距離，單位：m；u表示設(shè)計流量下斷面平均流速；K表示污染物綜合衰減指數(shù)；

2）相應(yīng)水域納污能力（單位：g／s）按下式計算：M＝（CS－CX）（Q＋QP）

其中CS表示目標(biāo)濃度．

圖1 清江恩施城區(qū)河段水功能區(qū)及排污口位置圖Fig.1 The water function area and the location of the sewage outfall in Enshi city of Qingjiang

3.2 模型參數(shù)的確定

1）水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)濃度Cs．按照清江恩施城區(qū)河段水功能區(qū)劃，依據(jù)水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)，確定以COD、NH3－N為控制目標(biāo)，各水功能區(qū)水質(zhì)控制目標(biāo)如下表1.

2）初始斷面濃度C0.根據(jù)恩施州水環(huán)境監(jiān)測中心近三年對大龍?zhí)端畮煜掠嗡|(zhì)監(jiān)測資料，NH3－N平均濃度為0.17mg／L，COD平均濃度為5.0 mg／L，確定為起算斷面本底濃度.

3）設(shè)計流量Qp.設(shè)計流量確定為大龍?zhí)端娬旧鷳B(tài)流量與大龍?zhí)端畮煜掠梧徑褰患壷Я鲙?0%保證率最枯月平均流量之和，為9.22m3／s（其中大龍?zhí)渡鷳B(tài)發(fā)電站設(shè)計出流為7.05m3／s，帶水河90%保證率最枯月平均流量為2.17m3／s）.

4）污染物綜合衰減指數(shù)K.實測資料和有關(guān)資料分析，KNH3－N＝0.5／d，KCOD＝0.26／d.

5）設(shè)計流速.據(jù)實測城區(qū)河段河道斷面資料分析計算，設(shè)計流量下，清江恩施飲用水源、工業(yè)用水區(qū)河段平均流速0.39m／s，清江恩施排污控制區(qū)河段平均流速0.37m／s，清江恩施過渡區(qū)河段平均流速0.41m／s.

3.3 現(xiàn)狀水域納污能力計算

本文分析河段為中小型河段，屬山區(qū)河流，流速相對較大，污染物在河道內(nèi)按均勻混合，采用河流一維模型計算各排污口斷面污染物的濃度［5］.C＝（CPQP＋C0Q）／（QP＋Q）．

污水處理廠均設(shè)計執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級B類標(biāo)準(zhǔn)，即COD≤60 mg／L；NH3－N≤8mg／L，分別取其上限值，各水功能區(qū)納污能力計算結(jié)果見表2.

表1 清江恩施城區(qū)河段各水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)控制數(shù)據(jù)Tab.1 The water quality control target data for Enshi city part of Qingjiang river

4 最大允許排污量分析

根據(jù)現(xiàn)狀納污能力相對較小NH3－N指標(biāo)，按水域納污能力公式試算各水功能區(qū)最大允許排污量，經(jīng)計算，現(xiàn)狀情況下紅廟污水處理廠河段最大允許可排污量為3.5萬m3／d，綠源污水處理廠河段最大允許可排污量為6萬m3／d，大沙壩污水處理廠河段最大允許可排污量為12.3萬m3／d，計算成果見表3.

表3 清江恩施城區(qū)河段現(xiàn)狀最大允許可排污量計算結(jié)果Tab.3 The Maximum allowable amount of discharge calculation results in Enshi city part of Qingjiang river

通過假定上游大龍?zhí)端畮煸黾?.5、2.0、3.0m3／s生態(tài)流量分析計算，增加2.0 m3／s生態(tài)水量，最大允許可排污量可滿足遠(yuǎn)期（2030年）規(guī)劃排污量（27萬m3／d））的需求，大龍?zhí)端畮煸黾?.0 m3／s生態(tài)流量后，城區(qū)各河段最大允許可排污量計算成果見表4.

表4 清江恩施城區(qū)河段（上游增加生態(tài)流量2.0m3／s）最大可允許可排污量計算表Tab.4 Maximum allowable amount of discharge calculation results（To increase the ecological flow and upstream 2.0m3／s）in Enshi city part of Qingjiang river

5 結(jié)語

1）按照清江恩施城區(qū)河段水功能區(qū)的劃分及水功能區(qū)的水質(zhì)管理目標(biāo)，結(jié)合恩施城區(qū)排污口建設(shè)與規(guī)劃分析，現(xiàn)狀入河排污口的控制排污量，可滿足水功能區(qū)水質(zhì)管理目標(biāo)要求，各水功能區(qū)河段均還具有一定納污能力.

2）按遠(yuǎn)期2030年排污口的規(guī)劃，其紅廟污水處理廠與大沙壩污處理廠的規(guī)劃排污量均超過其河段最大排污承載量，直接影響相應(yīng)河段水功能區(qū)水管理目標(biāo)，

3）建議在后期對現(xiàn)有污水處理廠進行技術(shù)改造，對后期規(guī)劃建設(shè)污水處理廠的設(shè)計采用更先進的處理工藝與設(shè)施，提高污水治理能力，降低污水排放濃度.

3）增大上游大龍?zhí)端畮焐鷳B(tài)流量下泄量.調(diào)整各污水處理廠規(guī)劃排放量、增加大龍?zhí)端畮焐鷳B(tài)流量等措施可實現(xiàn)遠(yuǎn)期規(guī)劃排放量27萬m3／d的目標(biāo)（其中大龍?zhí)端畮焐鷳B(tài)流量增加2.0 m3／s，紅廟污水處理廠、大沙壩污水處理廠規(guī)劃排污總量分別按5萬m3／d，16萬m3／d規(guī)劃）.

［1］GB 25173－2010，水域納污能力計算規(guī)程［S］.2010.

［2］張文志.采用一維水質(zhì)模型計算河流納污能力中設(shè)計條件和參數(shù)的影響分析［J］.人民珠江，2008（1）：19－20.

［3］王彥紅.水體納污能力計算中各參數(shù)的分析與確定［J］.山西水利科技，2007（2）：55－57.

［4］周美正.不同流量下的皖河流域污染能力研究［D］.合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2006.

［5］李紅亮，李文體.水域納污能力分析方法研究與應(yīng)用［J］.南水北調(diào)與水利科技，2006，4（3）：58－60.

責(zé)任編輯：高 山

Analysis of Water Pollution Capacity in the Enshi City Part of Qingjiang River

ZHANG Jianhua，ZHANG Baolin
（Enshi Bureau for Hydrology and Water Resources Survey，Enshi 44500，China）

According to water management target for water function district Enshi city part of Qingjiang river，This paper combined Water quality and quantity parameter，take a dimension water model of River to Enshi city sewage mouth status，for the river the water function district of NA dirt capacity analysis，by calculation Qingjiang Enshi city River drinking water and the industrial water district，and sewage control district，and transition district NH3－N of NA dirt capacity respectively for 0.034 g／s，and 0.079 g／s，and 0.013 g／s，to meet forward（2030）city sewage needs，Increase the dalongtan reservoir ecological flow and adjustment of urban sewage planning，among other measures.

water function；area one－dimensional water quality model；pollution capacity；sewage outfall into the river

X824

A

1008－8423（2015）03－0352－03

10.13501／j.cnki.42－1569／n.2015.09.031

2015－08－26.

張建華（1970－），男，高級工程師，主要從事水文資源的研究.