江楚華

摘 要：通過(guò)對(duì)鶴山市沙坪河水功能區(qū)的區(qū)域概況、水質(zhì)現(xiàn)狀、污染源及廢污水排放情況的調(diào)查分析，建立水質(zhì)數(shù)學(xué)模型和確定參數(shù)，計(jì)算水功能區(qū)納污能力，提出規(guī)劃年沙坪河水功能區(qū)排污總量控制方案、保護(hù)對(duì)策及工程和管理措施，為地方保護(hù)、管理、治理水資源，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：沙坪河;水功能區(qū);納污能力;排污總量;控制方案

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）13-0009-02

沙坪河是江門(mén)鶴山市城區(qū)的主要河流，但近年來(lái)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，河流水質(zhì)逐年變壞，為保障沙坪河流域內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展，開(kāi)展沙坪河水功能區(qū)納污能力核定和分階段限排總量控制方案研究十分必要，也是是全面貫徹和落實(shí)2011年中央一號(hào)文件關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度，強(qiáng)化水資源保護(hù)監(jiān)督管理的需求，是新形勢(shì)下劃定水功能區(qū)限制納污紅線的需要[1]。

1 水功能區(qū)基本情況

《江門(mén)市水功能區(qū)劃》中劃定沙坪河一級(jí)水功能區(qū)為沙坪河開(kāi)發(fā)利用區(qū)，二級(jí)水功能區(qū)為沙坪河工業(yè)農(nóng)業(yè)用水區(qū)，主導(dǎo)功能為工用、農(nóng)用、景觀，水質(zhì)管理目標(biāo)為Ⅳ類。沙坪河主要包括3條重要的支流：一是桃源河，源頭起于大較耳，集雨面積75.3km2，長(zhǎng)19km，平均坡降0.0019;二是升平河，源頭起于皂幕山，集雨面積85.1km2，長(zhǎng)24km，平均坡降0.0042;三是下游的古蠶水，源頭起于大雁山集雨面積25km2，全長(zhǎng)11km，平均坡降0.0022。

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

2.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及方法

此水資源質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）》，監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)項(xiàng)目為24項(xiàng)基本項(xiàng)目，并根據(jù)《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》（SL395-2007）的要求[2]，本項(xiàng)目采用單因子評(píng)價(jià)法對(duì)水功能區(qū)水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。于2017年6月至2018年5月對(duì)沙坪河典型斷面進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)，每月監(jiān)測(cè)1次，共12次。

2.2 水功能區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，各監(jiān)測(cè)斷面現(xiàn)狀水質(zhì)較差，均未達(dá)到IV類水質(zhì)目標(biāo)，其中除了沙坪河上游石龍斷面的水質(zhì)為V類，其余監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)為劣V類。分析各監(jiān)測(cè)斷面的超標(biāo)項(xiàng)，得到水質(zhì)超標(biāo)項(xiàng)包括有化學(xué)需氧量、氨氮、總磷、五日生化需氧量（BOD5）、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧，其中氨氮、五日生化需氧量超標(biāo)較為嚴(yán)重。

3 污染源排放情況綜合評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)

規(guī)劃水平年：基準(zhǔn)年為2016年，近期水平年為2020年，遠(yuǎn)期水平年為2030年。

據(jù)分析計(jì)算，沙坪河流域現(xiàn)狀年COD入河總量為4948.92 t/a，氨氮入河總量為395.70t/a;2020年中COD入河總量為1735.78t/a，氨氮入河總量為196.79t/a，;2030年中COD入河總量為1994.98t/a，氨氮入河總量為208.43t/a。

4 水功能區(qū)納污能力計(jì)算

水域納污能力是指在設(shè)計(jì)水文條件下，滿足計(jì)算水域的水質(zhì)目標(biāo)要求時(shí)，該水域所能容納某種污染物的最大數(shù)量[3]。

4.1數(shù)學(xué)模型選用

河流一維水質(zhì)模型計(jì)算模型如下：

（1）河段的污染物濃度按式（1）：

式中：Cx為流經(jīng)距離后的污染物濃度，單位為mg/L;為沿河段的縱向距離，單位為m;為設(shè)計(jì)流量下河道斷面的平均流速，單位為m/s;為污染物綜合衰減系數(shù)，單位為1/s;C0為初始斷面的污染物濃度，單位為mg/L。

（2）對(duì)應(yīng)的水域納污能力按式（2）計(jì)算：

式中：M為水域納污能力，單位為g/s;CS為水質(zhì)目標(biāo)濃度值，單位為mg/L;Q為初始斷面的入流流量，單位為m3/s;QP為污廢水排放流量，單位為m3/s。

（3）入河排污口位于計(jì)算河段的中段時(shí)（即x=L/2時(shí)），水功能區(qū)下游斷面的污染物濃度及其相應(yīng)的水域納污能力分別按式（3）和式（4）計(jì)算：

式中：M為污染物入河速率，單位為g/s;Cx-1為水功能區(qū)下斷面污染物濃度，單位為mg/L。

4.2 模型參數(shù)的確定

（1）現(xiàn)狀初始濃度下C0的選?。哼x取流域內(nèi)干流、各支流的現(xiàn)狀實(shí)際監(jiān)測(cè)濃度作為納污能力計(jì)算初始濃度。對(duì)于沙坪河干流下游河段，受潮汐影響區(qū)段內(nèi)增加水量的現(xiàn)狀初始濃度采用沙坪河匯入口沙坪水閘處的現(xiàn)狀濃度。

（2）規(guī)劃初始濃度下C0的選?。焊鶕?jù)上一個(gè)水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)值來(lái)確定C0，即上一個(gè)水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)值就是下一個(gè)功能區(qū)的初始濃度值C0。沙坪河干流及各支流上游不存在水功能區(qū)，初始濃度值C0取沙坪河水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)值CS。沙坪河水功能區(qū)的水質(zhì)管理目標(biāo)是Ⅳ類，相對(duì)應(yīng)的COD和氨氮濃度值分別為30mg/L、1.5mg/L。同時(shí)，考慮到沙坪河干流下游河段由于其水體流通性較好，與水質(zhì)較好的西江水體存在交換作用，結(jié)合沙坪水閘處現(xiàn)狀情況（COD濃度值低于III類標(biāo)準(zhǔn)值）和西江的水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)（III類），設(shè)定區(qū)段內(nèi)潮汐產(chǎn)水COD為沙坪水閘處現(xiàn)狀值、氨氮初始濃度初始濃度為III類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)值。

（3）綜合衰減系數(shù)K的確定：本次計(jì)算依據(jù)廣東省已有研究成果結(jié)果，結(jié)合沙坪河河道較狹窄且流速較快的特點(diǎn)，確定化學(xué)需氧量和氨氮的衰減系數(shù)分別是0.3（l/d）和0.1（l/d）。

（4）糙率的確定：通過(guò)比較沙坪河與有關(guān)文獻(xiàn)介紹的類似河道的糙率，結(jié)合珠江三角洲網(wǎng)河地區(qū)的河道糙率以及1983年、1997年推求沙坪河水面線時(shí)選用的糙率情況，選用綜合糙率為0.025。

（5）設(shè)計(jì)流量：采用90%保證率最枯月平均流量或者近10年最枯月平均流量。

4.3 沙坪河流域各河段納污能力結(jié)果

納污能力結(jié)果表明，該來(lái)水頻率下沙坪河流域內(nèi)氨氮現(xiàn)狀負(fù)荷整體超標(biāo)，COD部分超標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)水體達(dá)標(biāo)，需要對(duì)兩種污染物負(fù)荷進(jìn)行削減。整個(gè)流域內(nèi)水體COD現(xiàn)狀削減量為533.69t/a，氨氮現(xiàn)狀削減量為350.75t/a。規(guī)劃初始濃度下沙坪河流域COD、氨氮納污能力分別為1582t/a，為57.36t/a，見(jiàn)表1。

5 沙坪河流域污染控制分解方案

在將納污能力分配到各行政區(qū)時(shí)，以各河段流經(jīng)陸域范圍作為主要?jiǎng)澐忠罁?jù)，同時(shí)考慮到桃源河、古蠶水流經(jīng)陸域絕大部分為桃源鎮(zhèn)、雅瑤鎮(zhèn)，本次分配將兩條支流的納污能力分別分配至桃源鎮(zhèn)、雅瑤鎮(zhèn);考慮到升平水流經(jīng)陸域較大部分位于古勞鎮(zhèn)，將升平河納污能力大部分分配至古勞鎮(zhèn)，小部分分配至龍口鎮(zhèn)。2020年沙坪河流域COD目標(biāo)入河削減量為486.42t/a，排放削減量為1157.90t/a;氨氮目標(biāo)入河削減量為139.43t/a，排放削減量為347.90t/a。2030年沙坪河流域COD目標(biāo)入河削減量為631.37t/a，排放削減量為1457.41t/a;氨氮目標(biāo)入河削減量為151.07t/a，排放削減量為362.54t/a。

6 結(jié)論及建議

6.1 結(jié)論

（1）沙坪河水功能區(qū)現(xiàn)狀水質(zhì)為劣V類，達(dá)不到IV類的水質(zhì)管理目標(biāo)，不達(dá)標(biāo)的指標(biāo)是COD、氨氮、BOD5、高錳酸鹽指數(shù)等，其中氨氮和五日生化需氧量超標(biāo)最為嚴(yán)重。

（2）納污能力計(jì)算結(jié)果：1）現(xiàn)狀初始濃度下，來(lái)水條件為90%最枯月流量時(shí)沙坪河流域COD、氨氮的納污能力分別為248.05t/a、-350.75t/a;2）規(guī)劃初始濃度下，來(lái)水條件為90%最枯月流量時(shí)沙坪河流域COD、氨氮的納污能力分別為1582t/a、57.36t/a。

（3）污染物目標(biāo)削減方案從區(qū)域來(lái)看，古勞鎮(zhèn)和桃源鎮(zhèn)的污染物削減任務(wù)相對(duì)較重。

（4）在流域內(nèi)相關(guān)污染源防治工作方案和規(guī)劃的支撐下，污染物目標(biāo)削減方案具有一定的可達(dá)性。

6.2 建議

（1）大力完善城鎮(zhèn)和農(nóng)村污水處理基礎(chǔ)建設(shè)：1）落實(shí)建設(shè)方針政策，完善處理設(shè)施及管網(wǎng)建設(shè)。2）嚴(yán)格污水處理廠出水要求，適當(dāng)提高出水標(biāo)準(zhǔn)。

（2）優(yōu)化升級(jí)產(chǎn)業(yè)布局，大力加強(qiáng)工業(yè)污染防治措施：1）推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系。2）全面實(shí)施區(qū)域限批，嚴(yán)格環(huán)境準(zhǔn)入。3）實(shí)施重點(diǎn)行業(yè)清潔化改造，加強(qiáng)工業(yè)廢水排放監(jiān)測(cè)。

（3）加大力度發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，構(gòu)建現(xiàn)代集約農(nóng)業(yè)：1）引導(dǎo)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的優(yōu)化升級(jí)，疏解畜禽養(yǎng)殖總量。2）積極發(fā)展特色農(nóng)林業(yè)，建設(shè)綠色農(nóng)業(yè)示范工程。

（4）加強(qiáng)水功能區(qū)水環(huán)境治理的工程建設(shè)：1）加強(qiáng)水功能區(qū)水環(huán)境治理的工程建設(shè)。2）建立人工濕地，促進(jìn)河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)。3）利用潮汐來(lái)達(dá)到生態(tài)補(bǔ)水的目的。

參考文獻(xiàn)

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