维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年６月 山西水利 ＳＨＡＮＸＩ ＷＡＴＥＲ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ 汾河临汾段水污染总量控制方案分析 李爱民 （山西省水文水资源勘测局，山西 太原０３０００１） ［摘要］针对汾河临汾段水环境现状，依据各水功能区水质目标、水体自净能力、设计流量及功能区长度等特 征资料，应用水质模型分析计算了水体纳污能力，提出了各功能区化学需氧量ＣＯＤ、氨氮总量控制方案，为水 资源保护和管理提出了重要依据。 ［关键词］纳污能力；总量控制方案；汾河临汾段 ［中图分类号］ＴＶ２１３．４ ［文献标识码］ｃ ［文章编号］１００４—７０４２（２００７）０３—００２７—０２ １地表水环境现状 汾河在临汾市的流域面积１０ １０３ ｋｍ２，河长为 ３水功能区纳污能力计算 为科学合理利用有限的水资源，实现水资源的优 化配置和有效保护，必须对各河流水功能区纳污能力 进行计算，为实施水污染物总量控制提供依据。 水功能区的纳污能力，是指在一定的条件下，按确 定的水质目标、来水水质以及人河排污口（支流口）概 １７３．８ ｋｍ。汾河临汾段水体污染较为严重，干流６个监 测断面全部为劣Ｖ类水。主要超标污染物为氨氮、挥 发酚、化学耗氧量（ＣＯＤ）、硫酸盐等，其中氨氮是影响 汾河水质的主要污染物，所有监测断面氨氮均超标， 临汾和侯马控制断面超标ｌ０倍以上。挥发酚是汾河 检出率较高的有毒污染物，也是影响河流水质类别的 主要污染物，监测到临汾断面挥发酚超标４３．２倍，下 游柴庄断面超标２３．１倍。汾河在入境时已成为劣Ｖ类 化情况，依据水体稀释和污染物自净规律，利用数学水 质模型计算出的功能区允许最大容纳的污染物量 ３．１计算模型 由于临汾市河流河道较窄、水深较浅，污染物混 水，市界道美桥控制断面氨氮超标８．４倍，入境以后由 于沿程汇入清水流量较小，一些地方又引走部分河水 进行农灌，同时又有大量工矿企业废水和城市生活污 水直接排入汾河，更加重了汾河水质污染程度。 ２水功能区划分 合较快，故纳污能力计算采用一维模型： ［ ＝ （Ｑ＋∑ ｅｘｐ（ｋ赢 ）一ＣｏＱｅｘｐ（一 式中： ｐ一一计算单元的纳污能力，ｇ／ｓ； 河段的设计流量，ｍ３／ｓ； 规划河段上断面污染物浓度，ｍｇ／Ｌ； 水功能区系指根据流域或区域的水资源状况，并 ｃ卜一规划河段水质目标值，ｍｇ／Ｌ； ｑｌ——ｊ排污口的污废水排放量，ｍ３／ｓ； 考虑水资源开发利用现状和经济社会发展对水量和 水质的需求，在相应水域划定的具有特定功能、有利 于水资源的合理开发利用和保护、能够发挥最佳效益 的区域。 卜污染物综合降解系数，ｄ ； ｘ１——排污概化口至下游控制断面的距离，ｋｍ； ｘ＇——排污概化口至上游对照断面的距离，ｋｍ； ｌ广—平均流速，ｍ／ｓ。 ３．２参数确定 ３．２．１设计流量Ｑ 按照《山西省地表水功能区划》，汾河临汾段～级 区划全部划分为开发利用区，该区共划分６个二级 区，分别是：汾河汾西灌区农业用水区，从市界至南 王长５４．４ ｋｍ；汾河洪洞农业用水区，从南王到北郊长 ３０ ｋｍ；汾河尧都景观娱乐用水区，从临汾市北郊到平 阳桥长６ ｋｍ；汾河尧都排污控制区，从平阳桥到尧庙 为排污控制区，长２．６ ｋｍ；汾河尧都过渡区，从临汾市 尧庙到金殿长ｌ３．５ ｋｍ，该区上下连接排污控制区和 农业用水区，水质要求差异大，为功能过渡区；汾河襄 汾农业用水区，从临汾市金殿到市界长６７．３ ｋｍ。 有长系列资料的河段，设计流量按９０％保证率 最枯月平均流量确定；无长系列资料的河段，选用最 近ｌ０年最小月平均流量作为设计流量。 ３．２．２综合降解系数Ｋ 综合降解系数反映了污染物在水体作用下降解 速度的快慢。选取无支流和排污口汇人的河段进行试 维普资讯 http://www.cqvip.com 山西水利 ２００７年第３期 表２汾河临汾段各功能区入河排污统计表 ，俭，根据上下断面的监测值、水流流速、河长距离等参 数，对ＣＯＤ和氨氮的降解系数分别进行计算，其结果 是：ＣＯＤ的Ｋ值为０．４５ ｄ－Ｉ～０．７８ ｄ－Ｉ，氨氮的Ｋ值为 功能区名称 排污口数 废污水 Ｃ０Ｄ 氨氮 排放量（万ｔ） 入河量（ｔ） 入河量（ｔ） ０．２３ ｄ－Ｉ￣０．３２ ｄ～。 汾河汾西灌区 农业用水区 ｌ６ ２ ５ｌ７ ３ ７３２ ４４５ ３．２－３水质目标（ ， ） 汾河洪洞 水质控制目标是指在规划时空范围内，在一定的 农业用水区 ８ ４０９ ｌ ６０８ ３ｌ３ 经济、技术条件下，对水环境质量所期望达到的目标 要求，使水体逐渐得到改善，河流逐步达到功能区水 排污控制区 汾河临汾 ５ ｌ ５７６ ３ ９２９ ６ｌ７ 质目标。按照水利部《水功能区管理办法》，饮用水功 农业用水区 汾河襄汾 ５ ２６４ ４ ２６ｌ ３３９ 能区按地面水Ⅱ，Ⅲ类标准进行控制，工业用水区水 质满足地面水Ⅵ类标准，农业用水区水质满足地面水 合计 ３４ ４ ７６７ ｌ３ ５３０ ｌ ７１４ Ｖ类标准，其余功能区不得低于现状水质类别。 物控制总量；反之，将该功能区允许纳污量作为其入 依据河流污染控制的“零污染原理”和“上游污染 河污染物控制总量。 不影响下游”的水环境资源分配理论，即某一个河段 汾河临汾段现状入河污染物消减量ＣＯＤ为 接纳废污水后在进入下一个河段时，其水质应恢复到 ６ １３１ ｔ／年、氨氮为１ ３４４ ｔ／年，入河消减率分别达到 该河段的功能区水质要求，不得影响下一个河段的水 ４５．３％，７８．４％。从各功能区污染物削减量看，汾河尧 质。各功能区计算单元上断面背景浓度（Ｃｏ）均采用上 都排污控制区削减量最大，ＣＯＤ、氨氮入河消减量分 一个单元功能区的水质目标，控制断面水质（ ）原则 别为２ ７２４ ｔ／年、５７２ ｔ／年，详见表３。 上采用该单元所处的功能区水质目标。 表３汾河临汾段污染物入河总量控制成果 ３．２．４排污口、支流汇人流量（ ） 水功 ＣＯＤ（ 年） 氨氮（ 年） ・对于天然径流量较小的河流，旁侧人流量同河流 能区 入河量 纳污 入河 入河 入河量 纳污 人河控 入河 水量相比占有较大的比例，旁侧人流量将直接影响计 能力 控制量 消减量 能力 制量 消减量 汾河汾西灌区 算结果。本次各河流纳污能力计算所采用的旁侧人流 农业用水区 ３ ７３２ ２ ６２２ ２ ６２２ ｌ ｌ１０ ４４５ ｌ０ｌ ｌ０ｌ ３４４ 量包括人河排污口与各支流的流量。 农业用水区 ｌ汾河洪洞 ６０８ ｌ ｌ８２ ｌ ｌ８２ ４２６ ３ｌ３ ５５ ５５ ２５８ ３．３水体纳污能力 运用上述方法和确定的参数，计算出汾河临汾段 汾河尧都排 污控制区 ３ ９２９ ｌ ２０５ ｌ ２０５ ２ ７２４ ６ｌ７ ４５ ４５ ５７２ 各功能区的纳污能力，见表１。 汾河襄汾 ４ ２６１ ２ ３９（） ２ ３９０ ｌ ８７ｌ ３３９ ｌ６９ ｌ６９ ｌ７０ 表１ 汾河临汾段水体纳污能力 农业用水区 水功能区 ＣＯＤ（Ｕ年） 氨氮（ 年） 合计 ｌ３ ５３０ ７ ３９９ ７ ３９９ ６ ｌ３ｌ ｌ ７１４ ３７０ ３７０ ｌ ３４４ 汾河汾西灌区农业用水区 ２ ６２２ ｌ０ｌ ５结语 汾河洪洞农业用水区 ｌ ｌ８２ ５５ 《山西省地表水功能区划》已经颁发，依据《水法》 汾河尧都排污控制区 ｌ ２０５ ４５ 进一步核定水域纳污能力，提出和落实排污总量 汾河襄汾农业用水区 ２ ３９０ ｌ６９ 意见，是保护好水资源，维护河流健康生命，实现水资 源可持续利用的一项重要基础工作，对保障山西经济 合计 ７ ３９９ ３７０ 社会可持续发展具有重要意义。 ４污染物总量控制方案 本次研究根据近年来临汾市水环境、水文资料， ４．１现状入河废污水及污染物量 结合水功能区划成果，利用水质模型分析计算了汾河 根据近年来人河排污口调查结果，汾河临汾段共 临汾段水体纳污能力，提出了各功能区ＣＯＤ、氨氮总 有入河排污口数３４个，废污水入河量４ ７６７万ｔ，入河 量控制方案，从技术层面上为在全省范围内提出和落 废污水中主要污染物ＣＯＤ入河量为１３ ５３０ ｔ、氨氮为 实排污总量意见进行了有益的尝试。 ｌ ７１４ ｔ，详见表２。 ［作者简介］李爱民（１９６８一），男，１９９１年毕业于河海大学环 ４．２污染物总量控制方案 境工程专业，工程师。 若功能区现状入河量小于或等于该功能区允许 ［收稿日期］２００７—０５—０２；［修回日期］２００７—０６—０１ 纳污量，则将该目标控制总量视其为功能区入河污染
