張 劍，付意成，韓會(huì)玲

(1. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院，河北保定071000；2.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，北京100038)

0 引 言

水體水文過(guò)程在地理、氣象自然因子的影響下顯現(xiàn)出動(dòng)態(tài)變化特征，因此，水體水環(huán)境容量并非常數(shù)恒定不變。對(duì)基于過(guò)于保守或過(guò)于寬限的水文條件確定的水環(huán)境容量均具有局限性，難以反映水體水質(zhì)隨時(shí)間和空間變化表現(xiàn)出的多變特性。河流的設(shè)計(jì)水文條件主要包括水位、流速和流量，湖庫(kù)的設(shè)計(jì)水文條件主要指水位、庫(kù)容和湖水流入流出量[1,2]。一般條件下，水文條件的年際、月際變化較大。本文按照流域綜合統(tǒng)籌的原則，針對(duì)多類型水文條件及控制性水工程調(diào)控情景，按照水體類型特點(diǎn)(河流、湖庫(kù)、河口等)，遵循流域水量過(guò)程和化學(xué)過(guò)程連續(xù)的基本要求，提出滿足不同水質(zhì)達(dá)標(biāo)管理要求的水環(huán)境容量計(jì)算水文條件設(shè)計(jì)方法。合理確定斷面的設(shè)計(jì)流量成為進(jìn)行水環(huán)境容量計(jì)算的關(guān)鍵。對(duì)于斷面設(shè)計(jì)流速，可以采用實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，但需要轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)條件下的流速。

流域的水環(huán)境容量一般指在給定流域范圍、水質(zhì)目標(biāo)及設(shè)計(jì)流量條件下，該流域的最大允許納污量[3-5]。單一設(shè)計(jì)水文條件下的水環(huán)境容量難以反映由于季節(jié)變化引起的時(shí)間動(dòng)態(tài)特性。水環(huán)境容量的確定主要與設(shè)計(jì)水文條件相關(guān)。TMDL方案執(zhí)行過(guò)程中提出了設(shè)計(jì)水文條件的使用導(dǎo)則，我國(guó)也在20世紀(jì)80年代將設(shè)計(jì)水文條件作為容量計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)的控制因素之一[6-8]。在設(shè)計(jì)水文條件的使用上，對(duì)于南方河流確定河流的設(shè)計(jì)保證率流量，往往為90%保證率的河流最枯流量時(shí)期內(nèi)一定天數(shù)的平均值；對(duì)于北方山溪性河流，枯水期流量很小，會(huì)出現(xiàn)斷流現(xiàn)象，豐水期水位暴漲暴落，這類河流一般設(shè)計(jì)流量按照75%保證率下的最枯月平均流量確定。但設(shè)計(jì)水文條件在使用過(guò)程中存在一定的盲目性，導(dǎo)致水環(huán)境容量計(jì)算結(jié)果受人為影響較大。利用合適尺度的水質(zhì)模型，借助設(shè)計(jì)水文條件的變動(dòng)特征進(jìn)行動(dòng)態(tài)水環(huán)境容量計(jì)算是實(shí)現(xiàn)流域水質(zhì)目標(biāo)管理的關(guān)鍵。

水環(huán)境容量的計(jì)算方法主要包括確定性和非確定性方法兩類，確定性方法以機(jī)理性水質(zhì)模擬模型和物理驗(yàn)證為主要手段，研究方法主要包括模型試錯(cuò)法、數(shù)值解析法、模擬優(yōu)化法。非確定性方法主要通過(guò)引入限制性條件因素，定量計(jì)算安全系數(shù)及控制風(fēng)險(xiǎn)等指標(biāo)，結(jié)果可靠性高[9,10]。隨著盲數(shù)理論和三角模糊技術(shù)等模糊判定及數(shù)字化分析技術(shù)的引入，水環(huán)境容量計(jì)算的思路和方法有所拓展，但由于大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)獲取與變量參數(shù)求解過(guò)程復(fù)雜，難以大規(guī)模的應(yīng)用鋪開(kāi)[11-13]。但上述水環(huán)境容量的計(jì)算僅限于單一水文條件，對(duì)流域?qū)嶋H動(dòng)態(tài)變化的水文條件難以滿足，如在容量總量控制應(yīng)用的過(guò)程中，入河總污染物量達(dá)到容量要求，但局部斷面仍可出現(xiàn)水質(zhì)超標(biāo)的現(xiàn)象[14]。為此，動(dòng)態(tài)水環(huán)境容量計(jì)算過(guò)程中應(yīng)結(jié)合多種設(shè)計(jì)水文條件，合理確定關(guān)鍵水文參數(shù)，利用水質(zhì)模擬模型動(dòng)態(tài)確定，以反映水環(huán)境容量在不同水期的動(dòng)態(tài)變化特征。

1 研究區(qū)概況

渾太河流域位于遼寧省東部地區(qū)，流域面積2.73 萬(wàn)km2，由渾河、太子河、大遼河水系構(gòu)成。渾太河流域行政區(qū)包括撫順市、沈陽(yáng)市、本溪市、遼陽(yáng)市、鞍山市、營(yíng)口市、盤錦市大部分、鐵嶺市一部分以及丹東市的小部分，行政區(qū)面積占全省面積的18.7%，是遼寧省乃至東北地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)中心。渾河全長(zhǎng)415 km，太子河長(zhǎng)413 km，兩者均發(fā)源于長(zhǎng)白山脈，在三岔河附近匯合后稱大遼河，大遼河全長(zhǎng)96 km，在遼寧省營(yíng)口市入渤海。流域處于暖溫帶濕潤(rùn)-半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，地形以丘陵為主，植被類型多為落葉闊葉林。流域多年平均最大徑流量為76.32 億m3，主要集中在汛期的6-9月。渾河、太子河流經(jīng)我國(guó)東北老工業(yè)基地(撫順、沈陽(yáng)、遼陽(yáng)、鞍山、本溪等)，遭受工業(yè)點(diǎn)源污染較為嚴(yán)重。

由于點(diǎn)源污染不斷增加而廢污水達(dá)標(biāo)和處理程度低，面源污染日漸嚴(yán)重而缺乏有效防控措施，進(jìn)入水體的污染物不斷增加。加之渾太河流域的許多河流(段)污染物入河量遠(yuǎn)超過(guò)河段的水環(huán)境容量，水環(huán)境污染問(wèn)題較為嚴(yán)重。通過(guò)對(duì)流域水質(zhì)現(xiàn)狀與污染變化趨勢(shì)進(jìn)行分析可知，渾太河流域水污染以有機(jī)污染為主，尤其是含氮有機(jī)物污染。部分河段由于工業(yè)未達(dá)標(biāo)廢水的排放，造成揮發(fā)性酚、硝基化合物等特征污染物超標(biāo)嚴(yán)重。

2 水文條件設(shè)計(jì)方法

2.1 計(jì)算單元?jiǎng)澏?/h3>

計(jì)算單元是水環(huán)境容量總量控制的基礎(chǔ)，它隱含了均勻性假定。一個(gè)或多個(gè)計(jì)算單元能夠組成完整的行政區(qū)和水資源分區(qū)，便于分類統(tǒng)計(jì)，同時(shí)要與水功能區(qū)劃相協(xié)調(diào)，盡量滿足排污減控與水質(zhì)模擬分析計(jì)算要求。對(duì)于計(jì)算單元的劃分以遼河流域水資源綜合規(guī)劃、水資源分區(qū)、水功能區(qū)劃的基本要求為依據(jù)，在考慮行政區(qū)降水特性及流域/區(qū)域排水綜合管理要求基礎(chǔ)上，針對(duì)河流污染物整體削減的系統(tǒng)性，采用四級(jí)水資源分區(qū)套地市的方法將渾太河流域劃為29個(gè)計(jì)算單元(將水資源四級(jí)分區(qū)與對(duì)應(yīng)的每個(gè)縣進(jìn)行組合)，保證計(jì)算單元邊界與水資源分區(qū)邊界一致性，同時(shí)確保計(jì)算單元內(nèi)污染物產(chǎn)生及入河過(guò)程與用水、降水過(guò)程的匹配性。計(jì)算單元具有點(diǎn)線面特征，將排污口-水功能區(qū)-區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局緊密結(jié)合在一起，能夠?yàn)樗h(huán)境容量計(jì)算結(jié)果的合理性及可行性判斷提供檢驗(yàn)平臺(tái)。

2.2 設(shè)計(jì)流量

受河道徑流特性、社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平、污染程度差異的影響, 水環(huán)境容量測(cè)算時(shí)選取的設(shè)計(jì)流量條件應(yīng)有所不同。通常情況下，90%保證率最枯月徑流量對(duì)應(yīng)的單一水環(huán)境容量有限，為此，應(yīng)綜合考慮徑流調(diào)節(jié)工程、調(diào)度運(yùn)行方式對(duì)水環(huán)境容量計(jì)算過(guò)程的影響。河流徑流的豐枯變化決定了水環(huán)境容量隨時(shí)間具有動(dòng)態(tài)變化特征。利用經(jīng)驗(yàn)適線法進(jìn)行理論頻率曲線(皮爾遜III型曲線)配線，確定不同頻率對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)流量。采用不同方法確定設(shè)計(jì)流量時(shí)，控制點(diǎn)(兩功能區(qū)或干流與支流交匯斷面)的流量作為上一功能區(qū)設(shè)計(jì)流量，下一控制點(diǎn)流量作為下一功能區(qū)設(shè)計(jì)流量，以此類推；各功能區(qū)所在河道的徑流量上下一致，忽略支流對(duì)干流流量的影響。在污染物質(zhì)濃度不超過(guò)一定限制的情況下，流域水環(huán)境容量和設(shè)計(jì)流量成正比，因此，設(shè)計(jì)流量的確定是進(jìn)行河段水環(huán)境容量計(jì)算和分配的關(guān)鍵。

由于水文條件、水體化學(xué)物質(zhì)的季節(jié)性變化，水環(huán)境容量具有隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化特性，因此，在單一設(shè)計(jì)水文條件下單純計(jì)算靜態(tài)水環(huán)境容量稍顯欠缺。為避免全年采用單一水環(huán)境容量限制污染排放量造成的“豐欠枯超”現(xiàn)象，并為滿足北方河流的水環(huán)境管理需求，采用分期設(shè)計(jì)流量實(shí)現(xiàn)北方河流水環(huán)境容量季節(jié)多變這一目標(biāo)。

2.2.1 典型年設(shè)計(jì)流量

典型年法主要適用于流量年內(nèi)時(shí)段變化較大、影響因素眾多且相互關(guān)系復(fù)雜、流量推算難度較大的流域。渾太河流域河流具有受人為影響大、流量還原失真性大的特點(diǎn)。本文在站點(diǎn)徑流數(shù)據(jù)有限的情況下，選取90%保證率對(duì)應(yīng)的枯水年流量為設(shè)計(jì)值，在盡量符合流域水文發(fā)展態(tài)勢(shì)的前提下確定典型年(同條件下優(yōu)先選擇近期水文年為典型年)，以此進(jìn)行水文站點(diǎn)流量年內(nèi)分配計(jì)算。

2.2.2 分期設(shè)計(jì)流量

當(dāng)前對(duì)水環(huán)境容量的計(jì)算基本上以一定保證率下的枯水期流量為基礎(chǔ)。對(duì)于徑流量季節(jié)變化大、Cv值懸殊，枯水期流量低或斷流的河流，如果僅以最不利條件下的環(huán)境容量為基礎(chǔ)制定污染物總量控制方案，勢(shì)必會(huì)造成“豐水容量浪費(fèi)、枯水容量不足”的現(xiàn)象，給區(qū)域水污染治理投入帶來(lái)很大壓力，無(wú)法促進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、水環(huán)境閉合系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

單一設(shè)計(jì)水文條件通常以90%保證率月平均流量或近10 a最枯月平均流量作為設(shè)計(jì)流量。如果以單一設(shè)計(jì)流量條件下的水環(huán)境容量制約豐水期污染物排放量，造成水環(huán)境容量浪費(fèi)，同時(shí)加大污水處理成本。流域水環(huán)境容量具有動(dòng)態(tài)變化特征。因此，借鑒動(dòng)態(tài)水環(huán)境容量計(jì)算相關(guān)規(guī)定，對(duì)于年內(nèi)水文情勢(shì)變化較大流域宜采用選用枯水期、平水期、豐水期進(jìn)行分期流量設(shè)計(jì)。

針對(duì)渾太河流域流量、水質(zhì)參數(shù)受水期、溫度變化影響較大的現(xiàn)象，本文分豐(6-9月)平(3-5月、10月)枯(11-翌年2月)水期進(jìn)行設(shè)計(jì)流量確定。研究中依據(jù)豐、平、枯3個(gè)水期內(nèi)河流污染負(fù)荷的來(lái)源、降水強(qiáng)度及水質(zhì)水量相關(guān)關(guān)系的差異，在劃分水期的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同水期月份的徑流特點(diǎn)選擇典型流量作為分階段水環(huán)境容量的計(jì)算依據(jù)。

2.2.3 冰期非冰期設(shè)計(jì)流量

針對(duì)北方干旱區(qū)河流具有年內(nèi)分配不均、年際變化大、冰凌期水量明顯減少的特點(diǎn)，為最大程度利用水體自凈能力對(duì)流域污染物的減控功效，考慮到不同時(shí)段水化學(xué)作用、物理消減程度強(qiáng)弱等的差異，按照凍期和非冰凍期兩個(gè)時(shí)段確定河流的設(shè)計(jì)流量[15]。冬季冰封下水流流量減少，速度變緩，污染物稀釋擴(kuò)散活動(dòng)減弱降低; 同時(shí)河面被冰層覆蓋，水體復(fù)氧能力降低；加之低溫條件下微生物的降解活性也降低，因此，水體自凈能力減弱，冰封期水環(huán)境容量小于非冰封期[16]。以渾太河沈陽(yáng)段2005年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，冰凍期與非冰封期COD水環(huán)境容量的比值為38∶62，因此在確保安全余量留足的情況下，應(yīng)充分利用非冰期水體的自凈作用，以求實(shí)現(xiàn)環(huán)境正效益和經(jīng)濟(jì)正增長(zhǎng)的雙贏。前人研究表明，非冰封期與冰封期COD、NH3-N的降解系數(shù)比值約為7∶3[17]。因此，溫度變化對(duì)水環(huán)境容量計(jì)算值影響較大。研究中選用長(zhǎng)系列實(shí)測(cè)月平均流量作為設(shè)計(jì)流量的計(jì)算系列。采用水文頻率法對(duì)控制站點(diǎn)多年月平均流量以及冰封期(11月-次年3月)、非冰封期(4月-10月) 和各月平均流量進(jìn)行分析。對(duì)于徑流資料系列缺少的控制斷面設(shè)計(jì)流量采用水文比擬法確定流量。

以全年90%保證率月平均流量計(jì)算值作為設(shè)計(jì)流量全年控制線；以非冰封期和冰封期90% 保證率月均流量作為設(shè)計(jì)流量分期控制線；以12 個(gè)月90% 保證率月平均流量作為設(shè)計(jì)流量分月控制線。以各月3 條控制線中最大值和最小值作為設(shè)計(jì)流量上、下控制線。設(shè)計(jì)流量控制外包線的時(shí)間動(dòng)態(tài)特性體現(xiàn)出水環(huán)境容量具有動(dòng)態(tài)變化性(非冰期值遠(yuǎn)高于冰期水環(huán)境容量)。

2.2.4 設(shè)計(jì)方案確定

設(shè)計(jì)流量的確定對(duì)流速計(jì)算、水環(huán)境容量確定的影響較大。在設(shè)計(jì)方案確定中應(yīng)充分利用水環(huán)境容量，合理進(jìn)行污染物治理成本投入，在考慮天然、人為因素對(duì)水體改善、功能維持的影響下，給出設(shè)計(jì)流量確定方案，見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)流量方案確定

對(duì)于高流量的中的極高值和低流量中的極低值，可作為特殊水文情勢(shì)下(如洪水過(guò)程或者極枯水文條件)的設(shè)計(jì)流量，以體現(xiàn)極端不利水文條件對(duì)河流水環(huán)境容量的影響。對(duì)于流域內(nèi)陸的極端洪澇也可采用洪峰流量作為標(biāo)準(zhǔn)，將洪峰流量排頻，使用百分位值進(jìn)行判定；對(duì)于入?？诘臉O端洪澇采用排頻水位的百分位值標(biāo)示極端水位閾值。在資料充足的情況下，可將長(zhǎng)系列日流量資料中高于90% 頻率的流量作為特枯流量，取各月特枯流量值的中值為典型特枯流量值；同時(shí)將流量值低于25%日流量頻率流量過(guò)程定義為高流量過(guò)程[18]。

3 水文條件設(shè)計(jì)

3.1 最小生態(tài)流量

為消除渾太河流域下游水庫(kù)回水對(duì)河道徑流造成的影響，本文選取流域代表性15個(gè)水文站(渾河流域：北口前、黃臘坨、邢家窩棚、沈陽(yáng)、東洲；太子河流域：立山、橋頭、梨庇峪、郝家店、本溪、二道河子、南甸峪、小林子、海城、唐馬寨)1988-2008年的信息資料，采用水文學(xué)方法30Q10、7Q10以及生物學(xué)方法30B3、4B3進(jìn)行設(shè)計(jì)流量的計(jì)算(表2)。渾太河流域15個(gè)水文站流量信息基本上能夠反映河流徑流的多年變化狀況，并且能夠滿足河流生態(tài)用水需求。

3.2 分水期設(shè)計(jì)流量

本文針對(duì)渾河水系5個(gè)水文測(cè)站、太子河水系10個(gè)水文測(cè)站依據(jù)90%保證率最枯月平均流量確定站點(diǎn)分期設(shè)計(jì)流量。計(jì)算中依據(jù)12個(gè)月90%保證率流量進(jìn)行分期設(shè)計(jì)流量的確定。渾太河流域分期設(shè)計(jì)流量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

3.3 分冰期設(shè)計(jì)流量

本文選擇渾河水系5個(gè)水文測(cè)站、太子河水系10個(gè)水文測(cè)站按照冰封期、非冰封期進(jìn)行流量設(shè)計(jì)。計(jì)算給出12個(gè)月90%保證率流量，以對(duì)冰期、非冰期流量設(shè)計(jì)值的合理性進(jìn)行驗(yàn)證。渾太河流域分冰期設(shè)計(jì)流量見(jiàn)表4。

表2 渾太河流域最小生態(tài)流量計(jì)算結(jié)果

表3 渾太河流域斷面分期設(shè)計(jì)流量 m3/s

4 水環(huán)境容量計(jì)算

4.1 計(jì)算方法

本文結(jié)合動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)水文條件，在確定流域典型污染物分期、分區(qū)參數(shù)的基礎(chǔ)上，借助解析公式法和優(yōu)化模擬算法，考慮到渾太河流域水文和水力學(xué)特征，針對(duì)不同排污口現(xiàn)狀采取不同的計(jì)算方法確定水環(huán)境容量。

4.1.1 零維水環(huán)境容量計(jì)算

借助水量水質(zhì)模型，模擬計(jì)算河道中污染物的時(shí)空分布及功能區(qū)控制斷面污染物濃度，利用一維水環(huán)境容量模型進(jìn)行分期設(shè)計(jì)水文條件下的水環(huán)境容量計(jì)算：

W=86.4×(Cs/α-Cc)×Q

(1)

式中：W為水功能區(qū)水環(huán)境容量，kg/d；α為稀釋流量比，α=Q/(Q+q)；Q為上游斷面設(shè)計(jì)流量，m3/s；q為區(qū)間旁側(cè)入流量，m3/s；Cs為功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)，mg/L；Cc為模擬計(jì)算得到的功能區(qū)下游斷面水質(zhì)，mg/L。

表4 渾太河流域冰期非冰期設(shè)計(jì)流量 m3/s

4.1.2 一維水環(huán)境容量計(jì)算

針對(duì)渾太河流域水污染嚴(yán)重、水質(zhì)差的現(xiàn)狀，為達(dá)到最嚴(yán)格水資源管理中的水功能區(qū)污染物入河量控制紅線要求，考慮到流域發(fā)展實(shí)際及污水處理水平，將規(guī)劃水平年的水環(huán)境容量在設(shè)計(jì)流量下定為同一值進(jìn)行污染物排放總量控制。為確保水環(huán)境容量的準(zhǔn)確性，以遼寧省水功能區(qū)劃對(duì)河流水環(huán)境容量的總體控制要求為基準(zhǔn)，按照污染物在河段頂端、中間、均勻排放3種情形給出水環(huán)境容量的穩(wěn)態(tài)解析解。具體計(jì)算公式為：

(1)污染物頂端排放：

W=31.536×{[Cs-C0×exp(-k×l/u)]×

Q}/exp(-k×l/u)

(2)

(2)污染物中間排放：

W=31.536×{[Cs-C0×exp(-k×l/u)]×

Q}/exp(-k×l/2u)

(3)

(3)污染物均勻排放：

W=31.536×{[Cs-C0×exp(-k×l/u)]×

(Q×k×l)/u}/[1-exp(-k×l/u)]

(4)

式中：W為河流的水環(huán)境容量，t/a；Cs、C0分別為目標(biāo)斷面、起始斷面水質(zhì)濃度，mg/L；Q為斷面設(shè)計(jì)流量，m3/s；u為斷面設(shè)計(jì)流速，m/s；K為降解系數(shù)，L/d；l為水功能區(qū)長(zhǎng)度，m。

為充分利用水體自凈消減能力，本文以分水期(封冰期、非封冰期、全年期)設(shè)計(jì)流量外包線為依據(jù)，以三者最大值作為設(shè)計(jì)流量控制線(上控制線)進(jìn)行水環(huán)境容量計(jì)算；基于偏安全角度，采用三者最小值作為設(shè)計(jì)流量控制線(下控制線)確定水環(huán)境容量。

4.2 計(jì)算結(jié)果

本文借助渾太河流域水功能區(qū)劃定結(jié)果，考慮到分區(qū)、分期設(shè)計(jì)水文條件的差異，在確定差異參數(shù)的基礎(chǔ)上，分類給出流域水環(huán)境容量。計(jì)算中對(duì)于水功能區(qū)水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)的取值采用GB3838-2002中水質(zhì)類別的端點(diǎn)值；對(duì)于排污控制區(qū)水質(zhì)目標(biāo)一般取上一水功能區(qū)的水質(zhì)控制目標(biāo)；計(jì)算中為最大程度的利用河道水體的水環(huán)境容量，采用斷面末端控制；計(jì)算中將湖庫(kù)作為河流中的重要節(jié)點(diǎn)，依據(jù)河流水功能區(qū)的長(zhǎng)度計(jì)算COD、氨氮對(duì)應(yīng)的水環(huán)境容量。

水環(huán)境容量受水文條件、溫度、污染物特性的影響，不可能為一定制。本文在流域水文站點(diǎn)資料有限的情況下，分月計(jì)算最小生態(tài)流量、分期設(shè)計(jì)流量、冰期設(shè)計(jì)流量對(duì)應(yīng)的水環(huán)境容量，借助水環(huán)境容量外包線確定不同情景下的動(dòng)態(tài)水環(huán)境容量。渾太河流域COD水環(huán)境容量總量為144 626 t，枯水期、平水期、豐水期的水環(huán)境容量分別占總量的16.2%、35.4%、48.4%；氨氮水環(huán)境容量為9 776 t，枯水期、平水期、豐水期的水環(huán)境容量分別占總量的16.2%、35.4%、48.4%。渾河干流、太子河干流、大遼河干流、湯河水環(huán)境容量年內(nèi)分配變化見(jiàn)圖1(以COD為例)。

本文為保證區(qū)域主要河流水質(zhì)達(dá)標(biāo)、嚴(yán)格控制污染物排放量，利用最小生態(tài)流量情境下的水環(huán)境容量作為限排控制底線，高線則根據(jù)實(shí)際情況另行確定。對(duì)于計(jì)算單元水環(huán)境容量計(jì)算結(jié)果反映了區(qū)域所在河流的承污染物，但并非為限定區(qū)域發(fā)展的唯一標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)域內(nèi)部存在排污權(quán)交易和基于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的內(nèi)部交換，因此，在某些情況下陸域水環(huán)境容量的再分配也是促進(jìn)區(qū)域排污格局發(fā)生變化的主要因素。

圖1 渾太河流域主要河流水環(huán)境容量年內(nèi)分配

5 討 論

單一設(shè)計(jì)水文條件下的水環(huán)境容量難以反映由于季節(jié)變化引起的時(shí)間動(dòng)態(tài)特性。本文利用合適尺度的水質(zhì)模型，借助設(shè)計(jì)水文條件的動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行水環(huán)境容量計(jì)算。動(dòng)態(tài)水環(huán)境容量結(jié)合多種設(shè)計(jì)水文條件，利用水質(zhì)模擬模型和水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)要求，分時(shí)段計(jì)算水環(huán)境容量，以反映水環(huán)境容量在不同水期的動(dòng)態(tài)變化。本文給出的分期設(shè)計(jì)水環(huán)境容量的計(jì)算結(jié)果體現(xiàn)出水環(huán)境容量的動(dòng)態(tài)特性。但水環(huán)境容量計(jì)算過(guò)程中沒(méi)有完全給出動(dòng)態(tài)水環(huán)境容量的確定方法，對(duì)長(zhǎng)系列年水質(zhì)達(dá)標(biāo)控制與設(shè)計(jì)條件下水環(huán)境容量的有效銜接問(wèn)題研究不足，達(dá)標(biāo)后的水體如何更有效的滿足于動(dòng)態(tài)的供水需求沒(méi)有涉及。針對(duì)水環(huán)境容量計(jì)算中背景濃度、面源負(fù)荷分配、不確定性因素的確定方法以及非常規(guī)或復(fù)合污染物的水環(huán)境容量計(jì)算缺少深入研究，影響了流域水環(huán)境容量的計(jì)算精度。

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[1] 尹 華.長(zhǎng)春市主要河流環(huán)境容量及其總量控制研究[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué),2004:45-46.

[2] 付意成.渾太河流域水環(huán)境容量總量控制研究[D].北京：中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，2015.

[3] 張永良,洪繼華,夏 青,等.我國(guó)水環(huán)境容量研究與展望[J].環(huán)境科學(xué)研究,1988,(1):73-81.

[4] 金棟梁,劉予偉.水環(huán)境評(píng)價(jià)概述[J].水資源研究, 2006,27(4): 33-36.

[5] 李紅亮,王樹(shù)峰.不同設(shè)計(jì)水文條件下河北省水功能區(qū)納污能力研究[J].南水北調(diào)與水利科技,2010,8(3): 68-70.

[6] USEPA. Water Quality Guidance for the Great Lakes System: Supplementary Information Document (SID), Section VIII. C. Total Maximum Daily Loads[R]. USEPA,March 1995.

[7] USEPA. Technical Guidance Manual for Performing Wasteload Allocations Book VI, Design Conditions: Chapter 1-Stream Design Flow for Steady-State modeling[R]. USEPA, SEP, 1986.

[8] 張永良,富 國(guó),李玉梁,等.河口海灣中排污混合區(qū)分析計(jì)算[J].水資源保護(hù),1993,(3):1-5.

[9] 孫 光,羅遵蘭,柳曉燕,等.基于水環(huán)境容量盈余估算的庫(kù)區(qū)污染物減排方案——以珊溪庫(kù)區(qū)為例[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,2016,(1):94-99.

[10] 周剛,雷 坤,富 國(guó),等.河流水環(huán)境容量計(jì)算方法研究[J]. 水利學(xué)報(bào)，2014,45(2):227-233.

[11] 李如忠,汪家權(quán),王 超,等.不確定性信息下的河流納污能力計(jì)算初探[J].水科學(xué)進(jìn)展,2003,14(4):459-463.

[12] 李如忠,范傳勇.基于盲數(shù)理論的河流水環(huán)境容量計(jì)算[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2009,41(10):233-235.

[13] 李如忠,高蘇蒂.基于三角模糊技術(shù)的河流水環(huán)境容量研究[J].環(huán)境工程,2007,25(2):74-77.

[14] 顏潤(rùn)潤(rùn),晁建穎,周 靜. 基于容量總量及斷面達(dá)標(biāo)的流域水污染控制研究[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,2011,(9):30-37.

[15] 郝明家,趙玉強(qiáng),張麗君,等. 沈陽(yáng)市水環(huán)境容量測(cè)算及其方法的研究[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué),2003,29(117):9-11.

[16] 鄭秋宏,伍永秋,張永光.冰封期河流中污染物損耗估算模型[J]. 北京師范大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2006,42(6):615 -617.

[17] 姜 欣,許士國(guó),練建軍,等.北方河流動(dòng)態(tài)水環(huán)境容量分析與計(jì)算[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào),2013,29(4):409-414.

[18] 黃速艇,陳森林,艾學(xué)山,等. 基于流量分級(jí)的生態(tài)流量過(guò)程線確定方法-以東江水庫(kù)為例[J].水資源與水工程學(xué)報(bào), 2014,25(5): 22-27.