邢壽文 方城

摘要：在水資源保護(hù)中，對(duì)于計(jì)算水域納污能力涉及到的無水文資料河流和特殊流域，缺乏水文條件相關(guān)參素的計(jì)算，本文針對(duì)不同河流特性，提出了不同解決建議。

關(guān)鍵詞：納污能力;設(shè)計(jì)水文條件;流量;流速

中圖分類號(hào)：X11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）12-0-02

Abstract：In the protection of water resources， for the rivers and special basins without hydrological data， which are involved in the calculation of water pollution carrying capacity， and lack of relevant parameters of hydrological conditions， this paper puts forward different solutions for different river characteristics.

Key word：Contamination capacity;Design hydrological conditions;Flow of rate;velocity of flow

影響河道納污能力的因素很多，其中水文設(shè)計(jì)條件中的流量、流速要素的準(zhǔn)確性對(duì)納污能力計(jì)算成果起到非常重要的作用，然而現(xiàn)有的水文站網(wǎng)格局不可能完全滿足計(jì)算的需要，為了取得相對(duì)較為準(zhǔn)確、可靠的成果，則必須對(duì)水文系列資料進(jìn)行必要的分析整理，依據(jù)河流特性進(jìn)行合理使用。本文就無資料河流和特殊流域進(jìn)行一些探討。

1 河道流量計(jì)算方法

1.1 流域比擬法

在納污能力計(jì)算中，最為常見的問題是相關(guān)的功能河段缺乏水文站點(diǎn)，或水文資料系列無法滿足計(jì)算要求，在此種情況下當(dāng)鄰近存在流域下墊面（流域面積、河流特性等標(biāo)準(zhǔn)）基本接近的站點(diǎn)時(shí)，進(jìn)行比擬計(jì)算，流量根據(jù)面積比進(jìn)行縮放，計(jì)算公式：

Q無=F無/F代×Q代

式中：Q無─無資料河段平均流量;F無─無資料河段流域面積;F代─代表站流域面積;Q代─代表站平均流量。

1.2 分汊河流流量計(jì)算

對(duì)于上游有控制站而本功能段缺乏相應(yīng)資料的情況，根據(jù)多年各分支河段的分流比對(duì)上游控制站流量進(jìn)行分配，計(jì)算公式：

Q支=B×Q控

式中：Q支─支流河段流量;Q控─控制站流量;B─分流比。

分流比的確定是解決問題的關(guān)鍵，然而由于分流比實(shí)測成果相對(duì)來說比較少，不可能在任何時(shí)候都給出分支流量成果來，并且分流比并不是一個(gè)確定的系數(shù)，而是隨著河流豐、平、枯的變化而變化，因此，必須結(jié)合有限的實(shí)測成果以及歷史調(diào)查資料進(jìn)行分析，從而針對(duì)不同河流流量確定一個(gè)比較合理的分流系數(shù)。

1.3 閘壩河流流量計(jì)算

由于淮北地區(qū)枯季徑流量小，閘壩又層層攔蓄，實(shí)測流量幾乎年年都是0，以最枯月份流量資料作為水功能河段納污能力的計(jì)算資料，所得的各種保證率月平均流量都是0，因此，必須對(duì)此進(jìn)行適當(dāng)處理，才能計(jì)算。

考慮淮北地區(qū)的實(shí)際情況，對(duì)于閘壩少量漏水、引水等情況均不行測驗(yàn)，當(dāng)年內(nèi)最枯月平均流量為0時(shí)，與實(shí)際發(fā)生有一定差距，以年內(nèi)各月中“最小的非0值月平均流量”作為最枯月平均流量基本合理。

1.4 長江干流流量計(jì)算

1.4.1 全斷面流量計(jì)算

大通水文站是安徽省境內(nèi)唯一長江干流水量控制站，具有長系列水文資料，長江安徽段主要支流（見表1），全斷面流量計(jì)算以大通為界，大通以上每個(gè)功能河段流量以大通站流量為基礎(chǔ)扣除主要支流來水;大通站以下每個(gè)功能河段流量以大通站流量為基礎(chǔ)疊加主要支流來水。

1.4.2 岸邊流量計(jì)算

長江干流來水量豐沛，歷年最小流量也在4620m3/s，因此如采用全斷面流量計(jì)算納污能力，其能力是相當(dāng)大的，而依據(jù)擴(kuò)散原理，沿江污水排放主要影響范圍集中在岸邊一定區(qū)域內(nèi)，因此對(duì)長江干流納污能力的計(jì)算主要應(yīng)僅考慮岸邊流量流速的影響。

長江干流各水質(zhì)代表斷面均以大通水文站資料為基礎(chǔ)，求出對(duì)應(yīng)保證率的月平均最小流量，根據(jù)長江干流不同斷面ADCP實(shí)測的流量成果，距岸邊不同距離的流量按實(shí)測的流量分配比例計(jì)算（見表2）。

1.5 皖南山區(qū)流量計(jì)算

皖南山區(qū)由于其獨(dú)有的自然地理和氣候條件，其流域產(chǎn)匯流具有特殊性，通過大量的實(shí)測水文資料分析發(fā)現(xiàn)，河道流量與流域面積具有相當(dāng)好的相關(guān)關(guān)系，無論在豐水期還是枯水期，這一特點(diǎn)均表現(xiàn)明顯，因此，我們就利用這一特點(diǎn)建立皖南山區(qū)不同保證率流域面積—月最枯平均流量關(guān)系，通過查算即可完成流量計(jì)算工作。詳情見表3。

2 流速推求

流速成果在納污能力計(jì)算中同樣是一個(gè)非常敏感的因子，同時(shí)也是一個(gè)非常關(guān)鍵的水文要素，因流速的變化而引起的納污能力計(jì)算結(jié)果變化幅度遠(yuǎn)高于流速的變化幅度，因此，對(duì)流速的確定，在納污能力計(jì)算中應(yīng)給予高度重視。下面就具有代表性的河段的流速推求進(jìn)行簡單的介紹。

2.1 具有豐富資料的河段

對(duì)于實(shí)測水位、流量、流速的資料比較豐富的河流或功能區(qū)，繪制水位—流量關(guān)系曲線、水位—面積關(guān)系曲線，根據(jù)設(shè)計(jì)流量推求設(shè)計(jì)水位和相應(yīng)的斷面面積A，用下面的公式計(jì)算斷面平均流速V，V=Q/A。

2.2 無資料的河段

無流速、斷面資料時(shí)，采用實(shí)測或下式計(jì)算斷面平均流速：

V=αQβ

式中：α─隨河床大小而變的系數(shù);β─綜合指數(shù)，取0.4左右。

2.3 長江干流功能區(qū)

長江干流岸邊流速計(jì)算時(shí)，假定各斷面流量流速呈單一關(guān)系線，即流量增加流速增大，采用控制站流量—流速關(guān)系，推求各功能河段平均斷面流速，岸邊流速根據(jù)實(shí)測岸邊流速比例系數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

與多年平均流量相對(duì)應(yīng)的流速，用多年平均流量除以與多年平均水位相對(duì)應(yīng)大斷面面積進(jìn)行計(jì)算。

2.4 具有河道特征資料

對(duì)無實(shí)測流速資料但有斷面、河道比降及糙率資料的河段，利用曼寧公式，進(jìn)行流速推求：

V=1/n*R2/3S1/2

式中：V─斷面平均流速;S─比降;n─糙率;R─水力半徑，m。

3 結(jié)語

水體的納污能力是指在水域使用功能不受破壞的條件下，受納污染物的最大數(shù)量，即在一定設(shè)計(jì)水量條件下，滿足水功能區(qū)水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的污染物最大允許負(fù)荷量。其大小與水功能區(qū)范圍的大小、水環(huán)境要素的特性和水體的凈化能力、污染物的理化性質(zhì)有關(guān)。本文僅就影響河道納污能力因素中關(guān)于水文設(shè)計(jì)條件中的流量、流速要素處理計(jì)算提出來不同解決方法，旨在對(duì)水域納污能力計(jì)算結(jié)果有所幫助。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2019-09-23

作者簡介：邢壽文（1973-），男，漢族，本科學(xué)歷，工程師，研究方向?yàn)樗乃Y源勘測及分析。