唐山市主要河流水污染物容量总量控制的研究

摘要：从水环境容量总量控制与改善水环境质量的角度出发,通过建立污染源——水环境质量的输入响应关系和模型计算,得出唐山市主要河流全河段符合不同区域水质目标要求的水环境容量,结合水环境功能区和现状入河排污量,计算得出不同水环境功能区COD和NH3-N达到水质目标的削减量,建立污染减排与水质改善的对应关系。研究成果为唐山市社会经济和环境可持续发展提供可靠的技术支撑。     

非点源污染河流水环境容量的不确定性分析

基于河流一维水环境容量计算模型和实测水文水质参数的统计分析,应用MonteCarlo模拟方法,分析模型各输入参数的灵敏度以及水环境容量值的概率分布,建立了非点源污染河流水环境容量的分期不确定性分析方法.本方法表达了由于获取的河流系统信息不确定性和非点源污染发生的随机性引起的水环境容量计算结果不确定性,给出了不同水文期在不同可信度下的河流水环境容量,为实现非点源污染的总量控制提供了可靠的基础.应用本方法,对长乐江的总氮水环境容量进行了不确定性分析.结果表明,根据水质控制目标,枯水期、平水期、丰水期中90%可信度的总氮水环境容量分别为487.9、949.8、1392.8kg·d-1,其中稀释容量是各水文期水环境容量的主要组成部分.据此,各水文期流域内的总氮现状入河量需削减1258.3～3591.2kg·d-1,丰水期是削减量最大的时期.不确定性分析方法计算得到的水环境容量是基于非点源污染河流水文水质状况的实际变化,这相对于按某一设计流量来确定水环境容量的常规方法更为科学、合理,拓展了水环境容量的研究思路和方法.     

山西省沁河流域农村生活污水入河水质研究

针对农村生活污水管理的需求,在水生态功能区和水环境控制单元的基础上提出了农村生活污水入河水质核算方法.具体步骤包括:①根据地貌类型、降水蒸发量、植被和土壤类型等指标,进行水生态功能区划分;②在水生态功能分区基础上,结合水文单元和行政区边界,划定水环境控制单元;③对控制单元内的水环境容量进行计算,并调查核算各类污染源污染物排放入河量,然后基于水环境容量和污染物入河量确定农村生活污水污染物排放限值.结果表明,沁河流域可划分为2个一级水生态功能区和7个二级水生态功能区,并划分为15个水环境控制单元.以控制单元内沁河上游水质改善区为例,区域内农村生活污水COD排放限值为134.05 mg·L~(-1),且此标准下河流不满足接纳农村污水进行NH_3-N消减的条件.在以上研究成果基础上,提出了农村生活污水分区分级管理措施建议.     

河流水环境容量及其计算方法

本文讨论了河流水环境容量的计算方法,提出了河流水环境容量定义,结构,计算方法构思和计算的基本程序。并以D河为例,进行了河流水环境容量的计算,取得了比较好的结果。     

饮用水水源保护区河流水环境容量计算模型

基于河流一维水环境容量计算模型,通过水质控制目标分析,引入了饮用水供水水库的水环境容量决定其保护区内河流水质控制目标的概念,提出以水库的水环境容量为其上游保护区内河流段末的水质控制目标,解决了由于河流与湖库的总磷水质标准不一致、水质标准中没有河流总氮指标以及水环境容量计算中河流与湖库水文设计条件不同步等,导致水源保护区内河流的水质控制目标确定困难的问题,建立了针对饮用水水源保护区内河流水环境容量的计算模型和方法,本模型直接表达了饮用水供水水库与其上游河流水环境容量之间的定最关系,体现了2个水域间的连续性和相互作用关系,为实现饮用水供水水库及其上游河流的污染物总量控制提供了可靠的科学依据,应用本模型,计算了正在建设中的老虎潭水库保护区内河流的水环境容量.结果表明,根据老虎潭水库水环境存量,保护区内河流的总氮水环境容量为65.05 t·a-1,现状总氮年入河量应削减33.86 t;总磷水环境容量为5.05 t·a-1,现状条件下尚有2.23 t·a-的剩余水环境容量,文中所提出的建模方法可以推广至水质控制目标不同情况下的连续水域,尤其适用于下游水域水质控制要求高于上游水域的情况,拓展了水环境容量的研究思路和方法.     

潮汐河网水环境容量的计算分析

介绍了河流水环境容量的几种常用计算方法。针对上海市河网污染源分布的特点，基于感潮河网的水动力模型，提出了河网动态水环境容量计算的方法，建立了河网水环境容量计算模型，并对蕴藻浜水系以及中心城区水系的水环境容量进行了计算分析。结果表明，该方法对于河网动态水环境容量计算是十分方便而有效的。     

潮汐河流动态水环境容量计算方法探讨

基于目前采用的静态水态水质数学模型计算河流平均水环境容量的方法，难于满足感潮河流的动态水环境容量时变过程，且计算精度不高的情况，提出了潮汐河流动态水环境容量的计算方法和计算步骤，以满足感潮河流水质管理规划的需要。通过对某一感潮河流实际计算应用，表明这一新的计算方法在理论上与实践上是可行的。     

嫩江水污染物排放总量分配方法研究

本文针对嫩江沿岸采用氧化塘处理污水和特点，为充分合理利用水环境容量，以流域总量控制的原则为指导，建立了水污染物总量分配模型，预测不同流量和不同排污情况下的水质，确定不同流量下给定水质目标的临界距离和允许排污量。     

地表水污染物排放总量分配方法

本文依据容量总量控制和目标总量控制相结合。总量控制与浓度控制相结合，公平分配，水体自净容量合理利用等原则。以技术先进性、管理和经济可行性相统一为出发点，对水质功能区内水污染物允许负荷量，排污量允许排污量的分配方法进行探讨。     

浅析河流允许排污量计算的设计流量

对淮河淮南段水污染物允许排放量计算中出现大流量小允许排放量的反常现象进行了讨论,并从河流纳污能力形成机制和排污量计算方程等方面问题的产生原因作了定量剖析,又以淮南市段为实例,对设计流量应如保判别和确定作了初步探讨。     

感潮河网水环境容量数值计算

对感潮河网水环境容量和污染物允许排放量的概念进行了分析，考虑了感潮河网水环境容量的时空动态变化及其影响因素，提出了基于感潮河网水质模型的水环境容量数值计算方法。该方法不公反映了感潮河网地区水流运动复杂、流态不稳定、流向多变的特点，而且反映了感８潮河网水环境容量受边界水质变化、河段水质目标不一致、水利工程运行等多种因素影响下的时空变化规律，该方法经过实例计算验证，效果良好。     

感潮河段水环境容量计算方法探讨

对感潮河段水环境容量的污染物允许排放量的概念进行了分析，提出了基于动态的水质模型并利用计算机仿真和线性规划来进行感潮河段水环境容量计算的基本方法，该文着重介绍计算感潮河段水环境容量的技术方法，通过简化的计算实例对具体过程进行了说明，其原理成立，方法可行。     

Temporal dimension and water quality control in an emission trading scheme based on water environmental functional zone

Emission trading is one of the most effective alternatives to controlling water pollution. Water environmental functional zone (WEFZ) is used to determine the water quality standard and identify the zone boundary for each river or reach. In this study, a new emission trading scheme was addressed based on WEFZ, accounting for both the temporal dimension and water quality control. A temporal factor of emission trading was proposed based on variations in the environmental capacity within a year by dividing the year into three periods, including high, normal, and low periods of environmental capacity. During each period, emission trading was implemented exclusively. A water quality-control scheme was suggested based on the water quality requirement in the water functional zone, in which the water quality at the downstream boundary of the zone was required to meet the water standard following auto-purification in the stream. Two methods of calculating water quality control are addressed for point-source pollution and non-point-source pollution. The calculated temporal dimension and water quality control were located in Dongxi River of the Daning Watershed in the Three Gorges Watershed. The high period was during June, July, and August, the normal period was during April, May, September, and October, and the low period was during January, February, March, November, and December. The results from the water quality calculation demonstrated that the discharge of point-source and non-point-source pollutions led to an excess of common contaminants at the downstream boundary of WEFZ. The temporal and spatial factors above should be incorporated into the emission trading scheme based on WEFZ.     

浑河流域沈阳段水污染物总量分配研究——以细河为例

以GB 2002-3838中V类水质标准为目标,计算细河CODcr及NH3-N环境容量;结合沈阳市城市规划,设计4种情景,计算各种情景下细河排污单元分配的CODcr及NH3-N的排放量和削减量。结果表明,NH3-N是细河主要污染物,平均削减率达90.5%,所有情景下削减率均大于85%,削减压力较大;CODcr削减率为59.2%,分散生活污水的削减空间最大,应作为后期治理的重点。另外,利用连续箱式模型对细河CODcr及NH3-N浓度进行模拟,结果显示,模拟值均小于实测值,但变化趋势与实测值一致性较好,面源排放CODcr约占排放总量15%,NH3-N占50%。     

茅洲河流域地表水与地下水交互关系模拟和污染联合防治

在茅洲河流域地表水与地下水补排关系定性分析的基础上,建立SWAT和SWAT-LUD模型对流域水的循环转化过程进行数值模拟,定量计算地表水与地下水的交互量并估算污染贡献量。结果显示:2017年地下水排泄补给河水水量为1.6×108 m3,携带的NH₃-N、TP和COD总量分别为0.9×104,0.2×104,1.7×104 t,约占河流总污染指标的3%;地表水侧向补给地下水水量为1.0×106 m3,携带的NH₃-N、TP、COD量分别为11,1.1,510 t,约占地下水补给地表水污染指标总量的2%;洪水泛滥区河水入渗补给地下水水量为6.7×106 m3。基于以上研究,建议采取河道底泥清淤、建设交互带渗透式反应墙、河口建闸、交互带水污染预警与监测等工程措施对茅洲河流域地表水与地下水污染进行联合防治。     

河流水环境容量安全边际研究

水环境容量安全边际是污染物总量控制的关键。运用河流二维稳态水质模型,计算大宁河回水区内COD环境容量,并采用一阶误差分析法分析模型关键参数对大宁河COD环境容量影响程度,科学计算大宁河水环境容量安全边际值。结果表明,三峡库区坝前水位175 m时,大宁河回水区内COD环境容量为729.06 t/a;模型参数对环境容量影响顺序为:背景浓度(C0)>混合区长度(x)=水深(h)>流速(u)=扩散系数(E)y>降解系数(K);大宁河回水区内安全边际值为84.06 t/a,占环境容量的11.53%。文章科学地计算大宁河回水区内COD环境容量安全边际,而非人为定性提出,为三峡库区河流水环境容量安全边际确定提供理论依据。     

渭河咸阳段水环境有机污染负荷与环境容量分析

以COD为有机污染负荷指标,分析了渭河流域咸阳段有机污染负荷现状;同时根据该河段功能区划对应的地表水环境标准,核算了流域咸阳段现有排污口稀释混合区河长,以及该河段的水环境容量,最后讨论并制订了渭河流域咸阳段各排污口有机污染负荷削减方案:流域南岸1号和2号排污口在执行地表水IV、V类标准时,需要削减的COD污染负荷分别是147.095t/a和94.54t/a、130.05t/a和83.22t/a;北岸3号和4+号两个排污口需要关闭。     

赣江南昌段污染负荷及水环境容量分析

通过调查和分析赣江南昌段各污染源,以化学需氧量和氨氮为污染负荷指标,分析了赣江流域南昌段污染负荷现状,确定了主要污染源。在此基础上,选择氨氮和化学需氧量作为计算因子,利用二维水质模型测算赣江南昌段水环境容量。根据水环境容量计算结果和现状污染物排放量,得到赣江南昌段各江段剩余水环境容量。结果表明:2008年南昌市排入赣江南昌段的污染负荷量为94255.47t,以化学需氧量为主。污染源中以城镇生活污染源、农田地表径流污染源和工业污染源为主。赣江南昌段除赣江南支外其余部分水质良好,有较富足的水环境容量。     

基于GIS的苏州河非点源污染的总量控制

通过模拟试验修正非点源污染模型;利用GIS技术建立非点源污染信息数据库,并对研究区域和苏州河进行网格和河网概化;以COD_Cr为控制因子,根据各断面的水环境目标,计算其水环境容量,以确定其削减量.结果表明,为达到苏州河2010年总量控制目标,各种非点源污染均须不同程度地削减,以村镇用地和畜禽养殖的污染负荷削减为主,村镇和鱼塘的单位网格削减量较高.最后提出非点源污染的总量控制对策,寻求目标总量控制和容量总量控制的有机结合.