永城市水功能區(qū)納污能力分析研究

陳長(zhǎng)茵+陳濤

摘 要：本文依據(jù)《河南省水功能區(qū)劃》和《水域納污能力計(jì)算規(guī)程》，選取COD和氨氮為納污能力計(jì)算控制指標(biāo)，運(yùn)用一維水質(zhì)模型，分析計(jì)算出永城市水功能區(qū)納污能力，為永城市制定限制排污總量控制方案提供重要依據(jù)。

關(guān)鍵詞：水功能區(qū)；納污能力；永城市

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）17-0006-02

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，水資源短缺和水污染日益嚴(yán)重，已成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素。為貫徹2011年中央1號(hào)文件《國務(wù)院關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》，加強(qiáng)水資源保護(hù)，促進(jìn)永城市水資源可持續(xù)發(fā)展，本文依據(jù)《河南省水功能區(qū)劃》和水質(zhì)目標(biāo)要求，擬定納污能力計(jì)算模型，為有效控制水體污染，促進(jìn)永城市水環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 水功能區(qū)劃情況

永城市境內(nèi)有澮河、包河及沱河3條主要河流，共劃定一級(jí)水功能區(qū)3個(gè)（緩沖區(qū)），二級(jí)水功能區(qū)4個(gè)（其中飲用水源區(qū)1個(gè)，排污控制區(qū)1個(gè)，農(nóng)業(yè)用水區(qū)1個(gè)、過渡區(qū)1個(gè)）。一級(jí)區(qū)劃河長(zhǎng)為51km，二級(jí)區(qū)劃河長(zhǎng)為71km[1]。

2 水功能區(qū)現(xiàn)狀水質(zhì)評(píng)價(jià)

2011年永城市水功能區(qū)全年期水質(zhì)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅰ類、Ⅱ類的河段均占評(píng)價(jià)河段的0%，Ⅲ類河段占評(píng)價(jià)河段的14.3%，Ⅳ類河段占評(píng)價(jià)河段的28.6%，Ⅴ類河段占評(píng)價(jià)河段的14.3%，劣于Ⅴ類河段占評(píng)價(jià)河段的42.9%。永城市水功能區(qū)總控制河長(zhǎng)122km，全年期水質(zhì)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅰ類、Ⅱ類河長(zhǎng)均為0，Ⅲ類河長(zhǎng) 為35Km，占評(píng)價(jià)河長(zhǎng)的28.7%；水質(zhì)達(dá)到Ⅳ、Ⅴ類滿足工農(nóng)業(yè)用水及景觀娛樂用水區(qū)水質(zhì)要求的河長(zhǎng)分別為36km、26Km，分別占評(píng)價(jià)河長(zhǎng)的29.5%、21.3%；水質(zhì)劣于Ⅴ類遭受嚴(yán)重污染失去各種供水功能的河長(zhǎng)25km，占20.5%。

3 水功能區(qū)入河排污口評(píng)價(jià)

永城市接納入河排污口的水功能區(qū)有4個(gè)，分別為澮河豫皖緩沖區(qū)、沱河豫皖緩沖區(qū)、澮河永城排污控制區(qū)和沱河永城飲用水源區(qū)，共接納入河排污口14個(gè)。2011年永城市水功能區(qū)廢污水入河量為4326.21萬t。一級(jí)水功能區(qū)廢污水入河量3144.9萬t，占廢污水入河總量的72.7%，二級(jí)水功能區(qū)廢污水入河量1181.31萬t，占廢污水入河總量的27.3 %。其中一級(jí)水功能區(qū)中的沱河豫皖緩沖區(qū)廢污水入河量最大，為1896.74萬t，占廢污水入河量的43.8%，入河量最少的是澮河永城排污控制區(qū)359.17萬t，僅占8.3%。

永城市水功能區(qū)主要污染物為COD和氨氮，COD和氨氮入河量分別為1009.14t和51.13t。COD入河量最大的為一級(jí)水功能區(qū)沱河豫皖緩沖區(qū)，入河量為491.232t，占COD入河總量48.7%，氨氮入河量最大的為一級(jí)水功能區(qū)澮河豫皖緩沖區(qū)，為17.53.t，占氨氮入河總量的34.3%。COD和氨氮入河量最小的為沱河永城飲用水源區(qū)。詳見表1。

4 水功能區(qū)納污能力計(jì)算

水體納污能力是指對(duì)確定的水功能區(qū)，在滿足水域功能要求的前提下，在給定的水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)值、設(shè)計(jì)水量、排污口位置及排污方式下，功能區(qū)水體所能容納的最大污染物量[2]。根據(jù)《河南省水功能區(qū)劃》，以水功能區(qū)為計(jì)算單元，結(jié)合永城市水質(zhì)現(xiàn)狀和水污染狀況，選取COD、氨氮為納污能力計(jì)算控制指標(biāo)。

4.1 一維水質(zhì)模型

在流動(dòng)的河道中，污染物濃度沿程是變化的，根據(jù)永城市河流實(shí)際情況，水功能區(qū)納污能力計(jì)算采用一維模型[3]。

4.2 計(jì)算條件

4.2.1 初始斷面背景濃度（C0）

源頭水水質(zhì)：若計(jì)算河段為河源段，C0取地表水Ⅰ、Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)值。

上斷面來水水質(zhì)：C0取上游功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)值。

4.2.2 水質(zhì)控制目標(biāo)濃度Cs

Cs：該水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)值。

4.2.3 設(shè)計(jì)水文條件

（1）設(shè)計(jì)流量。設(shè)計(jì)流量的大小對(duì)納污能力的計(jì)算結(jié)果影響較大，為了反映永城市水文年際周期變化和其中長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)，流量資料系列取20～30年枯水期月平均流量值。在水文實(shí)測(cè)資料較豐富的河段，選取75%保證率枯水期月平均流量作為設(shè)計(jì)流量。（2）設(shè)計(jì)流速。對(duì)有實(shí)測(cè)流量流速資料的斷面，用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算該斷面的設(shè)計(jì)流速：

對(duì)沒有實(shí)測(cè)流速資料的河段，借用特征相近的其他河道流量流速關(guān)系分析確定。

4.3 水域納污能力計(jì)算公式

W—納污能力，g/s；Cs—規(guī)劃河段水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，mg/L；C0—河段上游來水水質(zhì)，mg/L；

Q—功能區(qū)設(shè)計(jì)流量，m3/s；u—設(shè)計(jì)流量下的平均流速，km/d；k—污染物綜合降解系數(shù)，1/d；L—功能區(qū)段長(zhǎng)，km。

5 納污能力計(jì)算成果

根據(jù)永城市水功能區(qū)選用的納污能力計(jì)算水質(zhì)模型及設(shè)計(jì)水文條件、水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)等，分析計(jì)算出永城市重要水功能區(qū)納污能力見表2。永城市水功能區(qū)2011年COD納污能力為257.59t，氨氮為5.40t。永城市各水功能區(qū)中，COD納污能力最小的是沱河永城飲用水源區(qū)為0t，最大的是東沙河（澮河）永城排污控制區(qū)為175.02t；氨氮納污能力最小的是沱河永城飲用水源區(qū)為0t，最大的是東沙河（澮河）永城排污控制區(qū)為16.19t。

6 建議

（1）落實(shí)強(qiáng)化入河排污口和水功能區(qū)的監(jiān)督管理工作，對(duì)入河排污口實(shí)行污染物總量控制和濃度控制，將排放到水體的污染物總量控制在最大納污能力范圍內(nèi)，同時(shí)把水功能區(qū)納污能力作為污染物減排的參考依據(jù)。（2）加強(qiáng)水功能區(qū)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作，建立自動(dòng)、動(dòng)態(tài)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)準(zhǔn)確掌握永城市水功能區(qū)水質(zhì)狀況，為永城市污染物總量控制，水功能區(qū)達(dá)標(biāo)管理提供技術(shù)支撐。

Abstract：on the basis of the Henan rules calculation and water function zoning of water pollutant capacity， selection of COD and ammonia calculation control indicators for pollutant carrying capacity， using one-dimensional water quality model， calculated the water function area of Yongcheng City assimilative capacity， provide an important basis for limiting the total control scheme for the establishment of the Yongcheng municipal sewage.

Key words：water function area；pollutant carrying capacity；Yongcheng Cityendprint