劉靖文

（清遠(yuǎn)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 清遠(yuǎn) 511500）

1 工程概況

英德市一級(jí)水功能區(qū)區(qū)劃河流22 條、水庫(kù)24 座，其中：河流區(qū)劃河長(zhǎng)1002.5 km，水庫(kù)區(qū)劃總庫(kù)容53267.6 萬(wàn)m3。全市共區(qū)劃一級(jí)水功能區(qū)48 個(gè)，分為河流型和水庫(kù)型，其中，河流一級(jí)水功能區(qū)24 個(gè)，區(qū)劃總河長(zhǎng)1002.5 km。按類(lèi)別分：省級(jí)5 個(gè)，占河流一級(jí)水功能區(qū)總河長(zhǎng)的46.13%；市級(jí)3 個(gè)，占河流一級(jí)水功能區(qū)總河長(zhǎng)的6.58%；縣級(jí)16 個(gè)，占河流一級(jí)水功能區(qū)總河長(zhǎng)的47.28%。

水庫(kù)一級(jí)水功能區(qū)24 個(gè)，區(qū)劃總庫(kù)容53267.6 萬(wàn)m3。按類(lèi)別分：省級(jí)4 個(gè)，占水庫(kù)一級(jí)水功能區(qū)總庫(kù)容的40.49%，市級(jí)2 個(gè)，占水庫(kù)一級(jí)水功能區(qū)總庫(kù)容的49.03%，縣級(jí)18 個(gè)，占水庫(kù)一級(jí)水功能區(qū)總庫(kù)容的10.48%。

另外，英德市還劃分有相應(yīng)的二級(jí)水功能分區(qū)，同樣包含了河流型和水庫(kù)型，河流二級(jí)水功能區(qū)5 個(gè)，區(qū)劃河長(zhǎng)173 km。按類(lèi)別分：5 個(gè)二級(jí)水功能區(qū)均為縣級(jí)。水庫(kù)二級(jí)水功能區(qū)20 個(gè)，區(qū)劃總庫(kù)容31701.6 萬(wàn)m3。按類(lèi)別分：市級(jí)2 個(gè)，占水庫(kù)二級(jí)水功能區(qū)總庫(kù)容的82.38%；縣級(jí)18 個(gè)，占水庫(kù)二級(jí)水功能區(qū)總庫(kù)容的17.62%[1］。

2 設(shè)計(jì)難點(diǎn)

2.1 水體質(zhì)量問(wèn)題

水質(zhì)是評(píng)價(jià)水體質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是對(duì)生態(tài)水利工程進(jìn)行規(guī)劃的核心參考數(shù)據(jù)。結(jié)合相應(yīng)的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果分析，在英德市轄區(qū)范圍內(nèi)100 km2以上河流的24 個(gè)水功能區(qū)中，共有14 個(gè)水功能區(qū)在水質(zhì)方面滿足地表水水源水質(zhì)的Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)標(biāo)率為58.3%；從水功能區(qū)水質(zhì)管理目標(biāo)上看，以2025 年為目標(biāo)水平年，達(dá)標(biāo)的水功能區(qū)有16 個(gè)，達(dá)標(biāo)率為66.7%；以2030 年為目標(biāo)水平年，達(dá)標(biāo)的水功能區(qū)有12 個(gè)，達(dá)標(biāo)率為50%。

對(duì)比相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[2］，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率顯然并不理想，存在著水體質(zhì)量差的問(wèn)題，水體中的超標(biāo)項(xiàng)目主要是汞、總磷、NH3-N、COD、BOD 等，在實(shí)施生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中，需要關(guān)注水體質(zhì)量的管控工作，重點(diǎn)做好超標(biāo)項(xiàng)目的處理。

2.2 水體污染問(wèn)題

對(duì)英德市水污染情況進(jìn)行分析，其污染途徑包括了內(nèi)源污染和外源污染，內(nèi)源污染是因?yàn)楣I(yè)化進(jìn)程的加快以及傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)的集約化高效化發(fā)展，產(chǎn)生了大量的污水和廢水，這些廢水在沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理的情況下，直接排放到了自然水體中，污染物在水體底部沉淀積累，一定條件下可能引發(fā)水體二次污染問(wèn)題；外源污染主要是工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)生活污水以及城鎮(zhèn)地表徑流污染等。

3 解決策略

3.1 水功能區(qū)納污能力確認(rèn)

水功能區(qū)納污能力是指水功能區(qū)在設(shè)計(jì)流量條件下，滿足水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)要求和水體自然凈化能力，按給定的排污口位置及排污方式，核定的該水功能區(qū)污染物最大允許負(fù)荷量，以t／a 表示[3］。

結(jié)合英德市的實(shí)際情況，在對(duì)水功能區(qū)納污能力進(jìn)行確認(rèn)時(shí)，應(yīng)該建立起相應(yīng)的計(jì)算模型，對(duì)照有效的計(jì)算公式做好精準(zhǔn)計(jì)算。

3.1.1河流模型

英德市河流水功能區(qū)屬狹長(zhǎng)型單向河流，納污能力計(jì)算以一維模型為主，為方便計(jì)算，將河段內(nèi)的多個(gè)排污口概化為一個(gè)集中的排污口，該排污口位于河段中點(diǎn)處，假定集中點(diǎn)源的實(shí)際自?xún)糸L(zhǎng)度為河段長(zhǎng)的一半，設(shè)河段長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則污染物自?xún)糸L(zhǎng)度為L(zhǎng)／2。假定污水量與河道流量相比可以忽略不計(jì)，則對(duì)于下游控制斷面，其污染物濃度為：

式中：M 為河道納污能力，g／s；Cx=L為水功能區(qū)下斷面的污染物濃度，mg／L；C0為起始斷面污染物濃度，mg／L；K 為污染物綜合衰減系數(shù)，1／s；L 為計(jì)算河段長(zhǎng)度，m； 為設(shè)計(jì)流量下河流斷面的平均流速，m／s；Q 為設(shè)計(jì)流量，m3／s。

根據(jù)控制斷面處的水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)，對(duì)上式進(jìn)行反解，可求出該各水功能區(qū)納污能力計(jì)算模型如下：

式中：Cs為河段水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，mg／L。

上述計(jì)算模型在實(shí)際應(yīng)用中，需要將適用條件考慮在內(nèi)，一方面，模型適用于設(shè)計(jì)流量小于150 m3／s 的中小型河流；另一方面，要求污染物在河段的橫斷面上呈均勻混合狀態(tài)。本次進(jìn)行納污能力分析河流為英德市管理16 個(gè)水功能區(qū)河流，河流流量較小，均滿足河流模型計(jì)算條件。

3.1.2 水庫(kù)模型

對(duì)水庫(kù)水體污染物濃度進(jìn)行垂向和水平分析，發(fā)現(xiàn)英德市水庫(kù)水功能區(qū)大部分水體混合相對(duì)均勻，無(wú)明顯分層現(xiàn)象，且水體在水庫(kù)中停留時(shí)間較長(zhǎng)，可認(rèn)為水體混合均勻，故采用均勻合混合模型計(jì)算COD、HN3-N、TN 和TP 納污能力。模型如下：

式中：C（t）為計(jì)算時(shí)段t 內(nèi)污染物濃度，mg／L；Ms為水域納污能力，g／s；m0為水庫(kù)現(xiàn)有污染物排放速率，g／s；Kb為中間變量，l／s；V 為設(shè)計(jì)條件下的水庫(kù)庫(kù)容，m3；Ch為水庫(kù)現(xiàn)狀水質(zhì)濃度，mg／L；t 為計(jì)算時(shí)段長(zhǎng)，s；QL為出庫(kù)流量，m3／s；K 為污染物綜合衰減系數(shù)，l／s；Cs為出庫(kù)水質(zhì)濃度，mg／L。

當(dāng)水庫(kù)處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)，公式可以簡(jiǎn)化為：

式中：Cs為水質(zhì)目標(biāo)濃度，mg／L；Q 為入庫(kù)流量，m3／s。

結(jié)合上述模型，可以計(jì)算出河流以及水庫(kù)的納污能力，為污染治理提供良好支撐[5］。

3.1.3 參數(shù)選取

（1）水庫(kù)庫(kù)容選取

英德市水庫(kù)的設(shè)計(jì)流量依據(jù)水庫(kù)近10 年的最低月平均水位，或者采用90%保證率下水庫(kù)的最枯月平均水位對(duì)應(yīng)的蓄水量；納污能力分析計(jì)算設(shè)計(jì)水文條件下水庫(kù)容積采用水庫(kù)死庫(kù)容進(jìn)行計(jì)算。

（2）降解系數(shù)的選取

根據(jù)《全國(guó)地表水水環(huán)境容量核定技術(shù)復(fù)核要點(diǎn)》中提出的水質(zhì)降解系數(shù)參考值，見(jiàn)表1，英德市管理水功能區(qū)境內(nèi)河流和水庫(kù)取值如下：

表1 水質(zhì)降解系數(shù)參考值 單位：L／d

（1）河流COD、氨氮降解系數(shù)取值：COD：Ⅱ～Ⅲ類(lèi)為0.21 L／d；Ⅲ～Ⅳ類(lèi)為0.14 L／d；Ⅴ～劣類(lèi)為0.08 L／d；氨氮：Ⅱ～Ⅲ類(lèi)為0.18 L／d；Ⅲ～Ⅳ類(lèi)為0.12 L／d；Ⅴ～劣類(lèi)為0.08 L／d。

（2）水庫(kù)COD、氨氮降解系數(shù)取值：COD：Ⅱ～Ⅲ類(lèi)為0.08 L／d；Ⅲ～Ⅳ類(lèi)為0.05 L／d；Ⅴ～劣類(lèi)為0.03 L／d；氨氮：Ⅱ～Ⅲ類(lèi)為0.08 L／d；Ⅲ～Ⅳ類(lèi)為0.05 L／d；Ⅴ～劣類(lèi)為0.03 L／d；水庫(kù)TP、TN 的降解系數(shù)參考《從化區(qū)水功能區(qū)納污能力核定及限制排污總量控制方案》的取值，分別為0.06 L／d、0.08 L／d。

3.1.4 計(jì)算結(jié)果

2025 水平年及2035 水平年，英德市管理水功能區(qū)對(duì)COD 的納污能力分別為16382 t、13582 t，對(duì)氨氮的納污能力分別為652 t、417 t；其中河流水功能區(qū)對(duì)COD 的納污能力分別為15507 t、12788 t，對(duì)氨氮的納污能力分別為636 t、406 t；水庫(kù)水功能對(duì)COD 的納污能力分別為875 t、793 t，對(duì)氨氮的納污能力分235 別為15.4 t、10.8 t。水庫(kù)水功能對(duì)TP 的納污能力分別為2.76 t、1.94 t，對(duì)TN 的納污能力分別為25.5 t、19.9 t。

3.2 限制排污總量控制方案

水功能區(qū)污染物入河消減量和排放消減量構(gòu)成該水功能區(qū)污染總量控制方案。污染物入河消減量為污染物入河量與入河控制量之差，污染物排放消減量為污染物排放量與排放控制量之差。

按照可持續(xù)發(fā)展的原則，遵循國(guó)家、廣東省、清遠(yuǎn)市及英德市水環(huán)境保護(hù)目標(biāo)，以前面總納污能力（河流與水庫(kù)納污能力之和）為基礎(chǔ)、保護(hù)和改善飲用水源區(qū)水質(zhì)為核心，綜合考慮不同地區(qū)的水質(zhì)狀況、污染物排放基數(shù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和消減能力，兼顧流域上、下游的用水需求，確定水功能區(qū)污染物入河控制量。根據(jù)污染物入河控制量，推算各功能區(qū)的污染物排放控制量。

限制排污總量空間分解對(duì)應(yīng)到每一個(gè)水功能區(qū)，根據(jù)前述的分解原則以及污染物入河排放量，結(jié)合英德市管理水功能區(qū)2025 水平年及2030 水平年的水質(zhì)達(dá)標(biāo)率分別為85%和90%，推算出各水功能區(qū)污染物入河消減量。

由表2 可知，2025 水平年及2030 水平年，英德市管理水功能區(qū)COD 入河消減量分別為4009 t、6593 t，氨氮入河消減量分別為1364 t、1997 t。其中，河流水功能區(qū)COD 入河消減量分別為3990 t、6559 t，氨氮入河消減量分別為1310 t、1843 t；湖（庫(kù)）水功能區(qū)COD 入河消減量分別為19.1 t、34.9 t，氨氮入河消減量分別為54.5 t、153.6 t。

表2 英德市管理水功能區(qū)污染物入河消減量表（COD）單位：t

3.3 入河排污口布局與整治

在重要水功能區(qū)，設(shè)置三個(gè)不同區(qū)域，分別是禁止區(qū)域、嚴(yán)格限制區(qū)域和一般限制區(qū)域，可以在水體納污能力內(nèi)，設(shè)置新的排污口，但是要求排污口不能對(duì)水功能區(qū)域的使用功能產(chǎn)生影響。

對(duì)于入河排污口的整治工作，同樣參照上述三個(gè)分區(qū)進(jìn)行：首先，在禁止區(qū)域，尤其是自然保護(hù)區(qū)、飲用水源保護(hù)區(qū)等水體范圍內(nèi)，必須對(duì)所有的排污口進(jìn)行關(guān)停，如果確實(shí)存在排污需求，需要將排污口設(shè)置在禁止區(qū)域外，因?yàn)樘厥庠驘o(wú)法立即遷出的，需要做好源頭整治，逐步減少污水排放量，通過(guò)設(shè)置標(biāo)志牌、緩沖堰板等方式，推動(dòng)排污口的規(guī)范化管理；其次，在嚴(yán)格限制區(qū)域，若污水排放量超過(guò)了水體的納污能力，需要限制污水排放，同樣做好排污口管理的規(guī)范化；然后，在一般限制區(qū)域，整治措施以原址排污口規(guī)范化處理為主。

3.4 農(nóng)業(yè)污染控制與治理

對(duì)污染嚴(yán)重地區(qū)實(shí)施種植業(yè)治理工程，包括農(nóng)藥減量工程、農(nóng)藥替代工程等，減少化肥和農(nóng)藥的施加量。根據(jù)區(qū)域土壤特性和作物類(lèi)型，開(kāi)展測(cè)土配方施肥研究，通過(guò)定期調(diào)查農(nóng)田土壤養(yǎng)分狀況，及時(shí)掌握庫(kù)區(qū)內(nèi)農(nóng)田土壤養(yǎng)分的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，有針對(duì)性地解決限制當(dāng)?shù)禺a(chǎn)量提高的最小養(yǎng)分。對(duì)污水集中排放的溝、渠等，可以修建塘、堰收集污水，并在塘、堰中種植一些有吸附和降解作用的植物，形成小的濕地，自然消減污染物。根據(jù)流域水資源保護(hù)目標(biāo)控制要求，實(shí)施禽畜養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物處理利用工程，建設(shè)清潔養(yǎng)殖小區(qū)，實(shí)現(xiàn)糞便資源化利用。

3.5 城鎮(zhèn)地表污染治理

一是做好源頭截污控制。針對(duì)屋面雨水和路面雨水等，可以采取適當(dāng)?shù)慕匚鄞胧?，如通過(guò)設(shè)置初期雨水棄流裝置、濾網(wǎng)截污裝置、路邊植草溝等，保證雨水利用系統(tǒng)的安全性。二是水庫(kù)集水區(qū)污染控制。結(jié)合實(shí)際情況，確定好水庫(kù)保護(hù)區(qū)隔離帶范圍，采用網(wǎng)圍工程保護(hù)隔離區(qū)內(nèi)的生態(tài)指標(biāo)，嚴(yán)格控制在水庫(kù)集雨區(qū)域新增種植桉樹(shù)，對(duì)現(xiàn)有種植面積較大的區(qū)域進(jìn)行整治。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在水環(huán)境整治過(guò)程中，需要將各方面的影響因素考慮在內(nèi)，樹(shù)立起相應(yīng)的生態(tài)環(huán)保理念，對(duì)其中存在的難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行分析，采取有效的問(wèn)題解決措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)于水資源的可持續(xù)利用。對(duì)照英德市生態(tài)水利工程規(guī)劃的實(shí)際情況分析，在開(kāi)展水功能納污能力確認(rèn)、入河排污口布局與整治等措施的情況下，切實(shí)保障了生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的有效性，為水資源的保護(hù)和開(kāi)發(fā)利用提供了便利。