程 功

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，呼和浩特 010000)

大慶市安肇新河流域水環(huán)境容量核算

程 功

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，呼和浩特 010000)

水環(huán)境容量是在不影響水的正常用途的情況下，水體所能容納的污染物的量或自身調(diào)節(jié)凈化并保持生態(tài)平衡的能力。文章依據(jù)《水域水環(huán)境容量計(jì)算規(guī)程》，對安肇新河流域水環(huán)境容量進(jìn)行核算，并提出容量利用分析和削減計(jì)劃，為安肇新河水環(huán)境治理和保護(hù)提供基礎(chǔ)理論依據(jù)。

安肇新河流域；水環(huán)境容量核算；削減計(jì)劃；水環(huán)境保護(hù)

1 水環(huán)境容量概念及計(jì)算方法

1.1 水環(huán)境容量概念

水環(huán)境容量是在不影響水的正常用途的情況下，水體所能容納的污染物的量或自身調(diào)節(jié)凈化并保持生態(tài)平衡的能力。水環(huán)境容量包括稀釋容量和自凈容量，主要決定于三個要素：水資源量、水功能區(qū)劃和排污方式。水資源量是水環(huán)境容量基礎(chǔ)，水功能區(qū)劃則體現(xiàn)人們對水環(huán)境質(zhì)量的需求，排污口位置布設(shè)和排放方式會對河流整體水環(huán)境容量產(chǎn)生巨大影響。

水環(huán)境容量是客觀存在的。從理論上講，水環(huán)境容量是環(huán)境的自然規(guī)律參數(shù)和社會效益參數(shù)的多變量函數(shù)，反映了污染物在水體中的遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律，也滿足特定功能條件下對污染物的承受能力。從實(shí)踐上講，水環(huán)境容量是環(huán)境管理目標(biāo)的基本依據(jù)，是制定地方性、專業(yè)性水域排放標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)之一，是水環(huán)境規(guī)劃的主要環(huán)境約束條件，同時(shí)也是污染物總量控制的關(guān)鍵參數(shù)。

1.2 計(jì)算方法

根據(jù)《水域水環(huán)境容量計(jì)算規(guī)程》(GB/T 25173-2010)，計(jì)算河流水環(huán)境容量的數(shù)學(xué)模型主要有河流零維模型、河流一維模型和河流二維模型。其中，河流零維模型主要適用于水網(wǎng)地區(qū)的河段，污染物在河段內(nèi)均勻混合；河流一維模型主要適用于Q≤150m3/s的中小型河段，污染物在河段橫斷面上均勻混合；河流二維模型主要適用于Q≥150m3/s的大型河段，污染物在河段橫斷面上非均勻混合。

安肇新河是一條人工河，由北向南經(jīng)肇源縣流入松花江，全長108km，流域面積1萬km2。它是大慶市區(qū)污、雨水及外部明水、青岡兩縣雨水外排的唯一通道。大慶市區(qū)內(nèi)的西排干、中央排干、東二排干三條主干渠及其他排水支干渠均匯入安肇新河，四大排干聯(lián)系相關(guān)湖泡和濕地68個。河上建有4座滯洪區(qū)，即王花泡滯洪區(qū)、北二十里泡滯洪區(qū)(龍鳳濕地)、中內(nèi)泡滯洪區(qū)、庫里泡滯洪區(qū)。整條河道分為上、中、下三段。上游河道由王花泡到北二十里泡滯洪區(qū)，河道長8.1km。河道設(shè)計(jì)流量為30m3/s，水深1.64m，底寬20m，河道比降1/5000。中游河道由北二十里泡滯洪區(qū)至庫里泡滯洪區(qū)，長68km。河道設(shè)計(jì)流量為30-44m3/s，水深1.38-1.81m，河道底寬28.1-34.5m，比降1/5000-1/10000。下游河道排泄庫里泡滯洪區(qū)洪水，經(jīng)肇源縣頭臺鎮(zhèn)于古恰閘泄入松花江，河道長31.8km。河道設(shè)計(jì)流量為50m3/s，底寬15-30m，水深2.94-3.18m，比降1/15000-1/2000。

整體來說，安肇新河水網(wǎng)分布密集，主河道設(shè)計(jì)流量為30-50m3/s，為中型河段，斷面寬深比上游河道為12.20，中有河道為15.52-25.00，下游河道為4.72-10.20。因此，在計(jì)算安肇新河主河道水環(huán)境容量時(shí)采用河流零維模型，計(jì)算流域內(nèi)湖泡水環(huán)境容量時(shí)采用湖(庫)均勻混合模型，計(jì)算流域內(nèi)四大排干水環(huán)境容量時(shí)采用河流一維模型[1]。

2 安肇新河水環(huán)境容量核算

2.1 水環(huán)境容量設(shè)計(jì)條件確定

2.1.1 水文設(shè)計(jì)條件

水文設(shè)計(jì)條件是以計(jì)算斷面的設(shè)計(jì)流量(水量)表示。現(xiàn)狀條件下，一般采用最近10a最枯月平均流量(水量)或90%保證率最枯月平均流量(水量)作為設(shè)計(jì)流量(水量)。

安肇新河屬于松花江支流，取75%保證率最枯月平均流量(水量)作為枯水期設(shè)計(jì)流量；另外，計(jì)算90%保證率最豐月平均流量(水量)作為豐水期設(shè)計(jì)流量。本次觀測水文資料結(jié)果表1所示。

表1 安肇新河水文設(shè)計(jì)條件計(jì)算結(jié)果表

2.1.2 控制因子

根據(jù)水污染現(xiàn)狀和水污染物總量控制現(xiàn)狀，選擇CODCr、氨氮、總氮、總磷、石油類作為水環(huán)境容量計(jì)算的主要控制因子。

2.1.3 水質(zhì)目標(biāo)

以水功能區(qū)相應(yīng)水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)類別的上限值作為水質(zhì)目標(biāo)值。水功能區(qū)相應(yīng)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)具體落實(shí)于相應(yīng)的監(jiān)控?cái)嗝?，斷面達(dá)標(biāo)即意味著水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)。根據(jù)《全國重要江河湖泊水功能區(qū)劃手冊》，安肇新河主要被劃分為兩個二級水功能區(qū)，如表2所示。

表2 安肇新河水功能區(qū)劃一覽表

2.1.4 本底濃度

參考上游水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)，以對應(yīng)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)的上限值(達(dá)到對應(yīng)水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的最大值)作為本底濃度(來水濃度)。

2.1.5 綜合衰減系數(shù)

根據(jù)《全國地表水環(huán)境容量核定技術(shù)復(fù)核要點(diǎn)》中提供的河道水質(zhì)綜合衰減系數(shù)參考值，結(jié)合各功能區(qū)水質(zhì)優(yōu)劣狀況和水文特征，進(jìn)行水質(zhì)綜合衰減系數(shù)參考值的選取：采用經(jīng)驗(yàn)取值法給出的各控制因子綜合衰減系數(shù)的取值，確定安肇新河CODcr、氨氮、總氮、總磷和石油類的綜合衰減系數(shù)分別為0.05、0.01、0.1、0.03、0.081/d；湖庫CODcr、氨氮、石油類的綜合衰減系數(shù)分別為0.05、0.01、0.081/d；總氮、總磷的沉降系數(shù)取值范圍為0.81-0.881/a。

2.2 水域及排污口概化

根據(jù)安肇新河主要排污口分布及排污量量調(diào)查，安肇新河年排污量約11149萬t/a，水域及排污口概化如圖1所示。

圖1 安肇新河主要排污口分布示意圖

2.3 安肇新河水環(huán)境容量核算

安肇新河豐枯水期特征明顯，本次按照枯水期與豐水期分別進(jìn)行水功能區(qū)水環(huán)境容量計(jì)算。根據(jù)豐枯水期特點(diǎn)，豐水期(6-9月)按四個月計(jì)算，枯水期(1-5月、10-12月)按8個月計(jì)算，匯總得到全年的水環(huán)境容量。經(jīng)計(jì)算核定，安肇新河各水功能區(qū)水環(huán)境容量表3所示。

表3 安肇新河各水功能區(qū)水環(huán)境容量計(jì)算成果表 t/a

3 容量利用分析與削減計(jì)劃

3.1 容量利用分析

根據(jù)安肇新河流域各排污口污廢水排放流量及排放的污染物濃度，對各排污口的污染物排放量進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算的污染物排放量與相應(yīng)河段的水環(huán)境容量進(jìn)行對比，分析安肇新河水環(huán)境容量利用程度。以龍鳳濕地為例可以看出，各類污染物的排放量均已超過了水環(huán)境容量，沒有多余的容量容納更多的污染物，需要對各類污染物進(jìn)行削減。

3.2 削減計(jì)劃

3.2.1 污染物控制量與削減量計(jì)算方法

以水功能區(qū)為單元，將規(guī)劃水平年的污染物入河量與水環(huán)境容量相比較，如果污染物入河量超過水功能區(qū)的水環(huán)境容量，需要計(jì)算入河削減量和相應(yīng)的排放削減量；反之，制訂入河控制量和排放控制量。排放削減量和排放控制量均需要進(jìn)一步分配到相應(yīng)的陸域。

3.2.2 污染物控制量與削減量計(jì)算

根據(jù)各個研究單元水域的污染物排放量和相應(yīng)的水環(huán)境容量，求得各個研究單元水域的污染物削減量和控制量。從計(jì)算成果可以看出，龍鳳濕地及以上需要削減的CODcr的排放量為6987t/a ，NH3-N的排放量為610t/a，TN的排放量為1362t/a，TP的排放量為218t/a。安肇新河從王花泡至中內(nèi)泡需要削減的CODcr的排放量為1106t/a ，NH3-N的排放量為79t/a，TN的排放量為290t/a，TP需要進(jìn)行控制，其控制量為3t/a。從中內(nèi)泡至庫里泡需要削減的CODcr的排放量為1892t/a ，NH3-N的排放量為42t/a，TN的排放量為522t/a，TP的排放量為144t/a。從庫里泡至古恰閘需要削減的CODcr的排放量為6590t/a ，NH3-N的排放量為336t/a，TN的排放量為92t/a，TP的排放量為48t/a。

[1]王濤，彭昆國，陳宏文，等.袁沙流域水環(huán)境容量分析的設(shè)計(jì)水文條件計(jì)算[J].水文，2012，32(04)：22-26

Water Environmental Capacity Accounting for Anzhaoxin River Basin along Daqing City

CHENG Gong

(Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010000, China)

Water environmental capacity is the amount of pollutants that water can hold or the capability of self purification and keeping ecological balance without affecting the normal use of water. According to Water Area and Water Environment Capacity Calculation Rule, this paper accounted the water environmental capacity of Anzhaoxin river basin and put forward the analysis for capacity use and reduction plan to supply theoretical accordance for Anzhaoxin river water environmental regulation and protection.

Anzhaoxin river basin; water environmental capacity accounting; reduction plan; water environmental protection

1007-7596(2017)08-0075-03

2017-07-21

程功(1993-)，男，黑龍江大慶人，研究生在讀。

P333

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