李 瑩,徐冬梅
(佳縣水資源服務中心,陜西 佳縣 719200)
榆林市下轄12 個(市)縣區(qū),總?cè)丝?65 萬人。境內(nèi)河流均為黃河水系和陜西省唯一的內(nèi)陸水系。黃河在境內(nèi)共389 km。集水面積在100 km2以上的河流共有109 條,主要是:無定河、窟野河、禿尾河、佳蘆河、皇甫川、清水川、孤山川、石馬川[1]。全市多年平均水資源總量為27.56 億m3。按照水利部、黃委統(tǒng)一的水資源分區(qū),榆林市水資源劃分級別為一、二、三、四級分區(qū)。四級分區(qū)分別為吳堡以上右岸,無定河流域,陜北支流內(nèi)流區(qū),內(nèi)流區(qū),北洛河南城里以上,馬蓮河、蒲河、洪河,水域面積總共為43578 km2。
以水功能區(qū)為單元,統(tǒng)計與水功能區(qū)對應的陸域范圍內(nèi)點污染源廢污水和污染物排放量。具體見表1。
表1 點污染源廢污水和污染物排放量
榆林市各水資源四級區(qū)中點污染源廢污水年排放量超過500 萬t 的有吳堡以上右岸、無定河流域及陜北支流。各水資源四級區(qū)2010 年廢污水入河量具體情況見表2。其中吳堡以上右岸2385.8 萬t、無定河流域為3248.3 萬t、陜北支流為656.3 萬t。榆林市各行政分區(qū)中,點污染源廢污水年排放量超過500 萬t 的有榆陽區(qū)、神木縣及府谷縣,其中榆陽區(qū)廢污水年排放量為2468.4 萬t、神木縣為1423.0 萬t、府谷縣為692.5 萬t。榆林市年廢污水入河量在500 萬t 以上的水資源四級區(qū)有:吳堡以上右岸、無定河流域。其中吳堡以上右岸1790 萬t、無定河流域為2435.6 萬t,二者年廢污水排放量合計達到4225.6 萬t,占全市的79%。
表2 榆林市各水資源四級分區(qū)2010 年廢污水及主要污染物入河量表
年廢污水入河量在500 萬t 以上的地級行政分區(qū)有榆陽區(qū)、神木縣和府谷縣,其年廢污水入河量1851.9 萬t、1067.9 萬t和519.4 萬t,分別占全市年廢污水入河量的34.9%、20.1%和9.8%。
根據(jù)榆林市水資源管理辦公室統(tǒng)計數(shù)據(jù),生活污水中污染物排放量按以下系數(shù)進行估算:CODCr:50 g/(人·d);NH3-N:3.2 g/(人·d);TN:6.4 g/(人·d);TP:1.3 g/(人·d)農(nóng)村生活垃圾和固體廢棄物產(chǎn)生量按0.9 kg/(人·d),生活垃圾和固體廢棄物中TN 占生活垃圾和固體廢棄物量0.21%,TP 占生活垃圾和固體廢棄物量0.22%,NH3-N 按照TN 的10%計算,污染物的入河量為產(chǎn)生量的55%。榆林市水資源四級分區(qū)2010 年面源污染物統(tǒng)計見表3。榆林市6 個水資源四級區(qū)中,以污染物入河量來統(tǒng)計,面源污染物入河量超過5 萬t/a 的水資源三級區(qū)有吳堡以上右岸、無定河流域。這兩個水資源四級區(qū)污染物年入河總量為257088 t,占污染物年入河總量的93%。
表3 榆林市水資源四級分區(qū)2010 年面源污染物統(tǒng)計表 單位:t/a
將榆陽區(qū)等12 個(市)縣區(qū)產(chǎn)生的廢污水量匯總,得到榆林市不同水平年產(chǎn)生的廢污水量,2020 年榆林市廢污水量為13005×104m3,其中生活廢污水量為6405×104m3,三產(chǎn)廢污水量為1348×104m3,建筑業(yè)廢污水量為186×104m3,工業(yè)廢污水量為5066×104m3。2030 年榆林市廢污水量為18540×104m3,其中生活廢污水量為8231×104m3,三產(chǎn)廢污水量為3649×104m3,建筑業(yè)廢污水量為188×104m3,工業(yè)廢污水量為6472×104m3。
從污水來源來說,生活污水量最多,2020 年占到總廢污水產(chǎn)生量的49%,2030 年占總廢污水產(chǎn)生量的44%;其次為工業(yè)廢水,2020 年占到總污水量的39%,2030 年占總污水量的35%;第三為服務業(yè),2020 年占總污水量的10.4%,2030 年達到19.7%,最少為建筑業(yè),2020 年占到總污水量的1.4%,2030 年占總污水量的1%。
從污水產(chǎn)生的區(qū)域來說,榆陽區(qū)縣最多,兩個水平年污水量分別占總污水量的29.6%和26.7%;其次為神木縣,各水平年污水量分別占總污水量的18.6%和23.5%;最少為吳堡縣,各水平年污水量分別占總污水量的0.95%和0.97%。
經(jīng)測算,2020 年,榆林市達標排放水量為734.19×104m3,COD 排放量為367.1 t,氨氮排放量為36.71 t,主要來源于城鎮(zhèn)生活以及工業(yè)廢水排放。其中,達標排放水量最多的縣為綏德縣,約占排放總水量的30.4%,同時,該縣COD 以及氨氮排放量為各縣區(qū)最多,均占總排放量的30.4%。
2030 年,榆林市達標排放水量為1511.97×104m3,COD 排放量為755.98 t,氨氮排放量為75.60 t,主要來源同樣為城鎮(zhèn)生活以及工業(yè)廢水排放。其中,達標排放水量最多的縣同樣為綏德縣,約占排放總水量的30.4%,同時,該縣COD 以及氨氮排放量為各縣區(qū)最多,均占總排放量的30.4%。
依據(jù)《榆林市水功能區(qū)劃》及《榆林市人民政府辦公室關(guān)于下達縣區(qū)2020 年和2030 年用水總量及重要水功能區(qū)水質(zhì)控制目標的通知》,結(jié)合水功能區(qū)納污能力預測計算。
(1)河流納污能力預測條件
對榆林市各地表水體水功能區(qū)納污能力分析的預測條件,以各一二級功能區(qū)河段主要排污河段中的基本斷面設計流量來表示?,F(xiàn)狀年條件下采用90%保證率最枯月平均流量作為枯水期設計流量,規(guī)劃年條件下按水資源配置,對現(xiàn)狀條件下的設計流量進行修正和調(diào)整作為規(guī)劃水平年的設計流量。
(2)湖庫納污能力設計條件
對紅堿淖采用平均蓄水量和平均年匯入流量作為設計流量;對主要的水庫蓄水工程按正常水位的庫容蓄水量作為設計水量。
將榆林市地表水體按水資源利用條件和水體特征細分為一級、二級水功能區(qū),作為水體納污能力分析的基本單元,分屬于無定河流域及黃河流域的9 個一級支流域和一級水功能區(qū)。其中除紅堿淖以外的所有二級水功能區(qū)均屬于水資源開發(fā)利用區(qū)。
各二級水功能區(qū)納污能力確定由水功能區(qū)水質(zhì)目標Cs、設計流量Q、綜合衰減系數(shù)K、水流平均流速u、水功能區(qū)河段長度x 等水環(huán)境特征參數(shù),按下有機污染物衰減數(shù)學模型,確定現(xiàn)狀年(2010 年)和規(guī)劃年(2020 年)兩個水平年的納污能力W。
式中:W 為水功能區(qū)年納污能力,t/a;Q 為控制斷面流量,m3/s;Cs2、Cs1分別為下游和上游斷面的水質(zhì)目標,mg/L;K 為綜合衰減系數(shù),榆林市無實測和試驗研究成果數(shù)據(jù)的條件下,參考對渭河和涇河的實測和試驗研究成果,COD、NH3-N 的綜合衰減系數(shù)確定為流量小于10 m3/s 時分別為0.1736×10-4/s 和0.1160×10-4/s;流量大于10 m3/s 時分別為0.1389×10-4/s 和0.0810×10-4/s;X 為水功能區(qū)河段水流流程,m;u 為計算控制斷面水流速度,m/s。
(1)水體污染源分布
污染物入河量估算仍以二級水功能區(qū)為計算單元,限于污染源調(diào)查是以行政分區(qū)為基礎(chǔ),無法以個體點源分布情況進行分析,因此,綜合污水及污染物入河量分析以行政分區(qū)綜合點污染源與二級水功能區(qū)進行分布配置,以相應的水功能區(qū)所在河段及相關(guān)的納污水資源五級區(qū),為各水功能區(qū)相應的陸域范圍。
(2)現(xiàn)狀污染物排放量和入河量
按各水平年產(chǎn)生污水的生活用水和工業(yè)用水量預測成果,以五級水資源區(qū)和行政分區(qū)與二級水功能區(qū)相配置,分解到各二級水功能區(qū),生活用水和工業(yè)用水廢水排放率,2010 水平年,分別為0.78922 和0.18201,綜合廢水排放率為0.26857。廢污水排放入河系數(shù),現(xiàn)狀年為0.5~0.85 不等,隨著污水排放系統(tǒng)的防滲處理和管網(wǎng)化水平的提高,綜合入河系數(shù)選取0.8,進行廢水和污染物排放入河量的估算。
(3)污染物入河量估算
規(guī)劃區(qū)各水功能區(qū)各水平年廢水排放量、排放入河量及COD 和NH3-N 的排放量和入河排放量,綜合分析現(xiàn)狀年廢水排放率及入河量數(shù)據(jù),選取廢水綜合排放率為0.26857,選取綜合廢水和污染物入河系數(shù)為0.8,結(jié)合水功能區(qū)納污能力預測計算結(jié)果見表4。
2020 年無定河金雞沙~入黃口段、米脂~十里鋪,蘆河靖邊段,榆溪河南郊農(nóng)場~入無定河口段、窟野河神木段等水功能區(qū),由于水源工程引水量較大或污水中NH3-N 濃度超標導致其納污能力均為負值,其他河流河段尚具備一定的納污能力。
2030 年河流納污情況較2020 年略有不同,無定河金雞沙~雷龍灣段、淮寧河入口~入黃口段達到水功能區(qū)水質(zhì)目標要求,且具備一定的納污能力。
榆林市各區(qū)縣以及水資源四級區(qū)納污能力見表5。
表4 榆林市規(guī)劃年納污水域及納污能力統(tǒng)計表 單位:t/a
表5 榆林市各水資源四級分區(qū)納污能力及污染物排放量比對分析表
隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和城市污水量的激增,如何處理好、管理好污廢水排放,是確保河道達到自身凈化能力的重要舉措。文章通過調(diào)查統(tǒng)計榆林市點源污染、面源污染現(xiàn)狀,以及入河污染物情況,對2020 年、2030 年的污廢水產(chǎn)量進行了預測,2020 年榆林市廢污水量為13005×104m3,榆林市各區(qū)縣COD以及氨氮納污能力總計分別為13180.08 t/a、612.04 t/a;2030 年榆林市廢污水量為18540×104m3,榆林市各區(qū)縣COD 以及氨氮納污能力總計分別為13811.18 t/a、668.80 t/a,四級分區(qū)河道納污能力均大于預測的排污量,可供有關(guān)污水處理與管理進行決策參考。