張 晨

（運(yùn)城市水務(wù)局 山西運(yùn)城 044000）

1 基本情況

汾河發(fā)源于寧武縣管涔山，于萬榮縣廟前村匯入黃河，干流長716 km。運(yùn)城段位于汾河最下游，在新絳縣南梁村入境，流經(jīng)新絳、稷山、河津、萬榮4縣（市），境內(nèi)河長145.2 km，區(qū)段流域面積2 943 km2。共涉及14個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、辦），141個(gè)村莊，32.7萬人口，河谷內(nèi)灘地面積約2.53萬hm2。區(qū)段內(nèi)主要支流共8條:新絳澮河、三泉河，稷山馬壁峪、晉家峪、黃華峪、李鐵河，河津瓜峪，萬榮三交河。

根據(jù)《山西省水功能區(qū)劃》，汾河運(yùn)城段分三個(gè)功能區(qū)，從南梁至稷山，屬農(nóng)業(yè)用水區(qū)，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)Ⅴ類；從稷山至新店，屬稷山排污控制區(qū)，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)Ⅴ類；從新店至入黃口，屬河津緩沖區(qū)，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)Ⅳ類。

汾河運(yùn)城段統(tǒng)計(jì)入河排污口共34處，主要集中在新絳、稷山、河津3個(gè)縣城人口及工業(yè)密集區(qū)，城市污水及工業(yè)廢水大量排入，加重了河道污染。2017年以來，封堵違規(guī)排污口17處，保留經(jīng)污水處理的排口17處（新絳煤化園區(qū)污水處理廠、污水處理廠、澮河7個(gè)農(nóng)村污水處理站，稷山污水處理廠，河津曙光集團(tuán)、污水處理廠、陽光華泰，萬榮污水處理廠、方圓膠業(yè)、匯源果汁、中魯果汁），除新絳煤化園區(qū)污水處理廠正在調(diào)試外，其余尾水水質(zhì)基本達(dá)到地表Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2 水質(zhì)現(xiàn)狀

汾河運(yùn)城段2018年上半年主要污染物指標(biāo)見表1，從出入境CODcr、氨氮、總磷三項(xiàng)指標(biāo)變化分析可知，從2017年下半年開始大力整治以來，特別是2018年春季，沿河新建一大批污水處理廠（站），加上原有污水廠提標(biāo)改造工程陸續(xù)建成投產(chǎn)，河道水質(zhì)呈明顯改善趨勢，尤其是氨氮，6月比2月出入境分別降低了99%、94%，這雖然與污水廠不同氣溫下處理能力有關(guān)，但主要是截污納管杜絕直排的功效。另外出境水質(zhì)差于入境，說明運(yùn)城段仍有未達(dá)標(biāo)的污水排入河道。

表1 2018年1-6月汾河運(yùn)城段出入境重要污染物指標(biāo)表單位：mg/l

3 排放標(biāo)準(zhǔn)

3.1 水環(huán)境容量法

根據(jù)國標(biāo)《制訂地方水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)原則與方法》（GB3839—83）（以下簡稱《方法》），1.3條規(guī)定:“制定地方水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)以GB3838為目標(biāo)，結(jié)合地區(qū)特點(diǎn)，從合理利用和保護(hù)本地區(qū)水資源要求出發(fā)，根據(jù)當(dāng)?shù)厮?、氣象等自然地理?xiàng)l件、水質(zhì)現(xiàn)狀、水體稀釋自凈能力和污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，采用技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、切實(shí)可行的技術(shù)措施，確定各種水污染物允許排放量?！币_定污染物允許排放量，就必須計(jì)算出水環(huán)境容量和現(xiàn)狀排放量，而河水稀釋和污染物通過遷移轉(zhuǎn)化的自凈能力決定了該河段水環(huán)境容量。

3.1.1 河道自凈能力

反映河道自凈能力的最重要指標(biāo)是DO，純水的DO約為9 mg/l；當(dāng)水中DO降到5 mg/l時(shí)，一些魚類呼吸困難；低于4 mg/l時(shí)魚類將難以生存。由此可見，河道的自凈能力是有限的，當(dāng)污染物濃度超過某一界限時(shí)將導(dǎo)致河水永久性污染。據(jù)觀察，當(dāng)汾河DO低于0.5 mg/l時(shí)，河水發(fā)黑發(fā)臭，完全失去自凈能力，淪為排污渠。

河道自凈能力與河道流量和排污量有直接關(guān)系，流量越大，排污量越小，自凈能力就越強(qiáng)。對(duì)于汾河運(yùn)城段枯水期，即使關(guān)閉全部排污口，實(shí)行零排放，由于上游入境水質(zhì)太差，河道也沒有自凈能力。

按現(xiàn)階段的排污水平，選擇新絳、河津斷面2010水平年河道Q與DO進(jìn)行對(duì)比分析（見表2），河津比新絳斷面平均流量有所減小，但DO卻有所增加，說明該段河道在當(dāng)前的排污條件下，保持4～5 m3/s平均流量，河道具有復(fù)氧能力，這是河道自凈能力即生命力的重要標(biāo)志。

表2 2010年新絳、河津斷面Q、DO對(duì)比

3.1.2 設(shè)計(jì)流量

在確定河道的水環(huán)境容量時(shí)，河道流量是最主要的影響參數(shù)。同樣的水溫和自然邊界條件下，流量越大水環(huán)境容量就越大?！斗椒ā?.5條:“對(duì)于一般河流，設(shè)計(jì)流量應(yīng)采用近10年最枯月平均流量或90%保證率最枯月平均流量。”

為此收集汾河百底水文站1988—2016年29年最枯月平均流量資料（見表3）。最近10年最枯月平均流量的均值為2.30 m3/s，最近10年最枯月平均流量的最小值為0，如果按此計(jì)算汾河運(yùn)城段水環(huán)境容量為0。按系列進(jìn)行最枯月平均流量頻率計(jì)算，見表3。對(duì)最枯月平均流量進(jìn)行PIII型曲線擬合，最枯月平均流量均值為 1.48 m3/s，Cv=1.37，Cs=2.74。P=90%頻率下最枯月平均流量為0.03 m3/s，由此可見，由《方法》確定的設(shè)計(jì)流量是從最不利的枯水期來考慮，偏于保守。

3.1.3 汾河運(yùn)城段水環(huán)境容量、現(xiàn)狀排量、排污消減量

如果按上述《方法》計(jì)算枯水期水環(huán)境容量，會(huì)造成平水期和豐水期的水環(huán)境資源浪費(fèi)，若按平水期計(jì)算水環(huán)境容量，則不能保證枯水期的水環(huán)境容量安全。由山西省水資源研究所、西安理工大學(xué)、運(yùn)城市汾河運(yùn)城段河道管理站專題研究的《汾河下游及入黃口水環(huán)境模擬與污染物總量控制研究》，基于盲數(shù)理論的河流水環(huán)境容量計(jì)算法，是介于枯水期與平水期水環(huán)境容量之間，可以滿足對(duì)水環(huán)境資源的合理利用。其成果為（表4）:化學(xué)需氧量（CODcr）全段年水環(huán)境容量為1 583.83 t/a（枯水年90%，下同），各功能區(qū)分別為 954.75 t/a（入口），350.14 t/a，278.94 t/a（出口）。按2010年水平年實(shí)際總排放量為4 095 t/a，各功能區(qū)分別為 2 516 t/a（入口），659 t/a，920 t/a（出口）。排污削減總量2 511.17 t/a，各功能區(qū)分別為1 561.25 t/a（入口），308.86 t/a，641.06 t/a（出口）。

表3 汾河百底站1988年—2016年最枯月平均流量頻率計(jì)算表單位：m3/s

氨氮（NH3-N）全段年水環(huán)境容量為78.66 t/a，各功能區(qū)分別為 46.87 t/a（入口），17.40 t/a，14.39 t/a（出口）。按2010年水平年實(shí)際總排放量為497.34 t/a，各功能區(qū)分別為 398.14 t/a（入口），54.70 t/a，44.50 t/a（出口）。排污削減總量418.68 t/a，各功能區(qū)分別為351.27 t/a（入口），37.30 t/a，30.11 t/a（出口）。

3.2 濃度控制法

濃度控制法只考核各項(xiàng)污染物濃度是否達(dá)標(biāo)，而不去考慮污染物排放總量。目前環(huán)保部門對(duì)企業(yè)和城市污水執(zhí)行一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，超過河道水功能區(qū)要求的（GB3838-2002）Ⅳ類和Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，見表5，這對(duì)于需要污染物消減的河段是背道而馳的。鑒于汾河運(yùn)城段處于河道最下游，入境水質(zhì)就已經(jīng)受到嚴(yán)重污染，而且枯水期清水基流又被上游截留，河道既無自凈能力又無稀釋能力，現(xiàn)有排污口應(yīng)執(zhí)行該河段水功能區(qū)地表水質(zhì)的排放標(biāo)準(zhǔn)。山西省人民政府2010年《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)水污染防治工作的通知》第四條也明確規(guī)定:“2011年起，直接向重點(diǎn)流域河道排放工業(yè)廢水的企業(yè)，執(zhí)行相應(yīng)河段地表水功能水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)?！边\(yùn)城市政府也出臺(tái)了相應(yīng)文件，要求城市污水處理廠加大提標(biāo)改造力度，爭取2018年底達(dá)到相應(yīng)河段地表水功能水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)。

表4 汾河運(yùn)城段CODcr、NH3-N水環(huán)境容量計(jì)算結(jié)果（P＝90%枯水年）

表5 地表水質(zhì)與污水處理廠主要污染物排放標(biāo)準(zhǔn)比較單位：mg/L

3.3 比較

水環(huán)境容量法和濃度控制法比較，前者是污染物總量控制，后者是濃度控制。前者按國標(biāo)規(guī)定，以現(xiàn)狀實(shí)測資料為基礎(chǔ)，通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算得出，具有理論上的合理性，但是各功能區(qū)段的水環(huán)境容量和實(shí)際排污負(fù)荷，存在時(shí)空分布的不同一性。排污口是歷史形成的，集中分布在三個(gè)縣城附近，與理論上有利的分散排污便于稀釋存在矛盾，而且排污口的污染物排放，雖然晝夜間有變化，但年內(nèi)變化不大，而水環(huán)境容量隨著河道流量的季節(jié)性變化波動(dòng)很大，豐水期和枯水期相差幾十倍，如果按著水環(huán)境容量控制排污，即總量控制，枯水期允許排量小，豐水期允許排量大，這樣污水處理廠將無所適從，不具備可操作性。后者雖然理論上不一定合理，按濃度排放可能導(dǎo)致汛期水環(huán)境容量有富裕，偏于保守，但是符合最嚴(yán)格控制的環(huán)保精神，而且一把尺子量到底，便于執(zhí)行，對(duì)于目前已經(jīng)嚴(yán)重污染的汾河運(yùn)城段是切實(shí)可行的。未來，經(jīng)過嚴(yán)格的水環(huán)境治理，河道水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)以后，如果審批新的排污口，可按著水環(huán)境容量法進(jìn)行論證，合理布設(shè)，在保證水環(huán)境質(zhì)量的前提下優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局。

4 結(jié)論

根據(jù)以上分析形成如下結(jié)論:1）汾河運(yùn)城段為季節(jié)性河流，河道枯水期既沒有自凈能力也沒有稀釋能力，對(duì)于現(xiàn)存的所有入河排污口按相應(yīng)水功能區(qū)劃的水質(zhì)要求各污染物執(zhí)行濃度控制標(biāo)準(zhǔn):入境至新店段按地表水Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)排放，新店段至入黃口段為地表水Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)排放。即濃度控制法適合于現(xiàn)有排污口的運(yùn)行管理控制。2）未來河道水質(zhì)徹底改善后，審批新的排污口，應(yīng)根據(jù)不同功能區(qū)段水質(zhì)要求，按水環(huán)境容量法進(jìn)行分析論證，決定取舍。即水環(huán)境容量法可以作為新建排污口設(shè)置論證依據(jù)。