灤河流域納污能力分析與水資源保護(hù)措施

孫志琢,楊艷新,王冬梅

(1.河北省承德水文水資源勘測(cè)局,河北 承德 067000;2.河北省黃驊市環(huán)保局,河北 黃驊 061100)

保護(hù)水資源、實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用是現(xiàn)代水利的一項(xiàng)重要內(nèi)容。隨著人類對(duì)于自然環(huán)境開發(fā)利用程度的不斷加大,大量的工農(nóng)業(yè)和生活廢污水排入河道,導(dǎo)致水體環(huán)境日益下降。文中針對(duì)灤河流域,以水功能區(qū)劃為基礎(chǔ),根據(jù)不同水功能區(qū)的納污能力,確定現(xiàn)狀年和規(guī)劃期內(nèi)入河污染物排放總量控制目標(biāo)(控制量或削減量),以制定水資源保護(hù)規(guī)劃目標(biāo)和保護(hù)措施。

1 灤河流域納污能力計(jì)算

1.1 水功能區(qū)劃概況

依據(jù)由河北省水利廳和河北省環(huán)保局共同制定并頒布的《河北省水功能區(qū)劃》(冀水資[2004]42號(hào)),按照“可持續(xù)發(fā)展;統(tǒng)籌兼顧,突出重點(diǎn);前瞻性;便于管理,實(shí)用可行;水質(zhì)水量并重,注重水質(zhì);不得降低現(xiàn)狀使用功能”的原則,灤河流域水功能區(qū)劃情況如表1所示。

1.2 水質(zhì)模型的確定

水功能區(qū)納污能力的計(jì)算應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定不同的數(shù)學(xué)計(jì)算模型。根據(jù)灤河的實(shí)際情況,基本適用模型為零維模型和一維模型。

當(dāng)設(shè)計(jì)流量為零時(shí),納污能力計(jì)算公式簡(jiǎn)化為

式中,W為水功能區(qū)納污能力,t/a;q為水功能區(qū)入河污水量,m3/s;CS為水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo),mg/L。

1)零維模型。對(duì)于湖庫和流速小于0.1 m/s的河流,采用零維模型計(jì)算納污能力：

式中,Q為水功能區(qū)設(shè)計(jì)流量,m3/s(對(duì)于湖庫為設(shè)計(jì)水量,);C0為水功能區(qū)上斷面污染物濃度(湖庫初始濃度),mg/L;k為污染物綜合衰減系數(shù),l/d;V為水功能區(qū)水體體積,m3。

2)一維模型。對(duì)于污染物質(zhì)在較短的河段內(nèi)基本能在斷面內(nèi)均勻混合、斷面污染物濃度橫向變化不大的河流,采用一維水質(zhì)模型計(jì)算納污能力：

式中,x為水功能區(qū)上斷面到下斷面的距離,km;xi為簡(jiǎn)化后排污口到下計(jì)算斷面的距離,km;u為水功能區(qū)設(shè)計(jì)流量下的平均流速,m/s。

1.3 納污能力計(jì)算

根據(jù)《水域納污能力計(jì)算規(guī)程》規(guī)定,水功能區(qū)納污能力計(jì)算包括的參數(shù)有：水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)CS、設(shè)計(jì)流量Q、設(shè)計(jì)流速u、初始濃度值C0、污染物綜合衰減系數(shù) k等。

根據(jù)納污能力的計(jì)算原則,對(duì)于保護(hù)區(qū)和飲用水源區(qū)按規(guī)定不允許直接排污,因此不用計(jì)算納污能力,直接按“0”處理;對(duì)于保留區(qū)、緩沖區(qū)以及開發(fā)利用區(qū)現(xiàn)狀水質(zhì)已經(jīng)達(dá)到《河北省水功能區(qū)劃》規(guī)定目標(biāo)的,其納污能力計(jì)算可直接用現(xiàn)狀入河污染物量代替其納污能力;對(duì)于未達(dá)到《河北省水功能區(qū)劃》規(guī)定目標(biāo)的,依據(jù)相應(yīng)計(jì)算模型和模型參數(shù),計(jì)算各水功能區(qū)納污能力。納污能力統(tǒng)計(jì)采取水功能區(qū)屬地原則,跨行政區(qū)的根據(jù)現(xiàn)狀入河排污量按比例計(jì)算納污能力。具體情況見表1。

表1 灤河流域各水功能區(qū)納污能力、現(xiàn)狀入河量及污染物削減量一覽表

經(jīng)計(jì)算可知,灤河各水功能區(qū)COD的總納污能力為18245.38 t/a,氨氮的總納污能力為906.23 t/a。各水功能區(qū)中納污能力最大的是灤河唐山工業(yè)用水區(qū),COD納污能力為10647.82 t/a,氨氮納污能力為 609.67 t/a;其次為灤河唐山、秦皇島工業(yè)用水區(qū),COD納污能力為2094.49 t/a,氨氮納污能力86.01 t/a;排在第三位的是伊遜河承德源頭水保護(hù)區(qū)(廟宮水庫),COD納污能力為 1992.90 t/a,氨氮納污能力為41.52 t/a。

2 灤河污染物總量控制

根據(jù)排污總量確定原則和灤河流域水功能區(qū)實(shí)際情況,確定灤河流域各水功能區(qū)設(shè)計(jì)流量情況下的限制排污總量及污染物削減量。根據(jù)最嚴(yán)格水資源管理制度,現(xiàn)有情況下各水功能區(qū)的納污能力也就是各水功能區(qū)的限制排污總量,即水功能區(qū)的限制納污紅線。

各水功能區(qū)污染物削減總量計(jì)算原則為：

1)以各個(gè)水功能區(qū)段為計(jì)算單元,將現(xiàn)狀入河排污量減去該功能區(qū)的納污能力為削減量;

2)當(dāng)現(xiàn)狀入河排污量小于納污能力時(shí),削減量為 0;

3)跨行政區(qū)水功能區(qū)的污染物削減量,根據(jù)各行政區(qū)的實(shí)際入河排污量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

按上述原則,經(jīng)計(jì)算各水功能區(qū)污染物削減量如表1所示。

由表1可見,灤河流域各水功能區(qū)COD和氨氮現(xiàn)狀入河總量分別為42998.46 t/a和3668.15 t/a。COD和氨氮的削減總量分別為27357.32 t/a和2826.84 t/a,相當(dāng)于入河量的63.6%和77.1%。其中應(yīng)削減量最大的是灤河水系的灤河唐山工業(yè)用水區(qū),COD削減量為6163.50 t/a,氨氮削減量為 219.62 t/a;其次是伊遜河承德飲用水源區(qū),COD削減量為5186.08 t/a,氨氮削減量為 98.83 t/a;排在第三位的是武烈河承德工業(yè)用水區(qū),COD削減量為 3430.55 t/a,氨氮削減量為 555.83 t/a。

3 水資源保護(hù)措施

在未來的發(fā)展過程中,應(yīng)以資源的高效利用和循環(huán)利用為核心,以“減量化、再利用、資源化”為原則,以低消耗、低排放、高效率為基本特征,兼顧經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。應(yīng)強(qiáng)調(diào)節(jié)水減污、源頭治理,地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局應(yīng)與環(huán)境相協(xié)調(diào);對(duì)于必要的終端污染治理,應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督,嚴(yán)格管理,防止出現(xiàn)超標(biāo)排放現(xiàn)象。對(duì)于水資源的開發(fā)利用,應(yīng)考慮生態(tài)、環(huán)境用水。另外,在進(jìn)行城市總體規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和布局時(shí),應(yīng)考慮地區(qū)的水環(huán)境納污能力。具體措施如下：

1)加大水功能區(qū)的監(jiān)督管理力度,對(duì)保護(hù)區(qū)和飲用水源區(qū)內(nèi)的入河排污口和排污企業(yè)進(jìn)行全面清理整治,逐步取締或關(guān)閉排污口。并建立起保護(hù)區(qū)和飲用水源區(qū)的長(zhǎng)效保護(hù)機(jī)制。

2)企業(yè)要進(jìn)行污水的深層次處理,然后重復(fù)循環(huán)利用,最終實(shí)現(xiàn)污水的零排放。在重點(diǎn)排污口安裝污染物在線監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)施在線監(jiān)測(cè),隨時(shí)掌握其水質(zhì)、水量的變化情況。

3)將污水排入城市污水處理廠,進(jìn)行集中處理,而后進(jìn)行回用,用于工業(yè)企業(yè)、市政和建筑業(yè)的用水。同時(shí)加快縣級(jí)污水處理廠建設(shè)步伐,提高對(duì)生活污水的處理量和處理效率。

4)加強(qiáng)水環(huán)境保護(hù)。強(qiáng)化取水許可和排污許可制度,建立建設(shè)項(xiàng)目水資源論證制度和用水、節(jié)水評(píng)估制度。嚴(yán)把新上項(xiàng)目環(huán)境準(zhǔn)入關(guān),強(qiáng)化重污染企業(yè)治理,依法關(guān)閉和淘汰浪費(fèi)資源、污染環(huán)境的企業(yè),向水域排污、新建和擴(kuò)建排污口需經(jīng)水行政主管部門批準(zhǔn)。

防止地下水污染是保證地下水資源可持續(xù)利用的前提。地下水污染的主要途徑是地表污水垂直滲入與排污河流側(cè)向滲入污染,防治地下水污染的對(duì)策主要有：

1)在地下水污染調(diào)查資料基礎(chǔ)上,查清污染源,并制定治理方案,限期達(dá)標(biāo)排放。

2)對(duì)地下水污染區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控與治理。

3)制定有關(guān)防止地下水污染相關(guān)法規(guī),依法懲治進(jìn)而杜絕地下水污染。

4)設(shè)點(diǎn)布站以加強(qiáng)對(duì)地下水水位、水質(zhì)的監(jiān)測(cè),以掌握地下水的變化趨勢(shì)。

總之,不管地表水還是地下水,必須通過綜合措施,才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)。

[1]承德市水資源保護(hù)規(guī)劃報(bào)告[Z].2000.

[2]唐山市水資源保護(hù)規(guī)劃報(bào)告[Z].2000.

[3]承德市水功能區(qū)納污能力及限制排污總量意見報(bào)告[Z].2007.

[4]唐山市水功能區(qū)納污能力及限制排污總量意見報(bào)告[Z].2007.