長(zhǎng)沙縣水環(huán)境污染防治研究

賀 云 胡 宇 毛德華 劉東潤(rùn)

（湖南師范大學(xué) 長(zhǎng)沙市 410081） （湖南省水文水資源勘測(cè)局 長(zhǎng)沙市 410007）

1 長(zhǎng)沙縣水環(huán)境污染現(xiàn)狀分析

由于工業(yè)企業(yè)缺乏環(huán)保意識(shí)，城市污水處理設(shè)施不夠完善，城鎮(zhèn)生活污水大量排入水體，加上水土流失及獸禽養(yǎng)殖等農(nóng)業(yè)面源污染，使得長(zhǎng)沙縣域內(nèi)流域水環(huán)境質(zhì)量受到嚴(yán)重威脅。長(zhǎng)沙縣的污染水主要來(lái)自于工業(yè)廢水、生活廢水、畜禽廢水、農(nóng)田廢水和水土流失等。

長(zhǎng)沙縣有工業(yè)污染源965家，分布較廣，尤其是撈刀河和瀏陽(yáng)河流域內(nèi)集中了各工業(yè)企業(yè)，是工業(yè)污水的納污水體。其中大型企業(yè)20家，中型企業(yè)79家，小型企業(yè)866家，重點(diǎn)工業(yè)源576家，主要分布在星沙、黃花、江背和榔梨等鎮(zhèn)，一般工業(yè)源389家，主要分布在暮云、黃興、安沙和跳馬等鄉(xiāng)鎮(zhèn)。主要行業(yè)類型分別為：非金屬礦物質(zhì)品業(yè)196家，占20.13%；通用設(shè)備制造業(yè)133家，占13.78%；佳通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)126家，占13.6%；金屬制造業(yè)67家，占6.94%；非金屬礦采選業(yè)53家，占5.49%；農(nóng)副食品加工業(yè)53家，占5.49%。

生活污水按照其來(lái)源分為黑水和灰水兩部分。根據(jù)我國(guó)黑水與灰水的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，取平均值作為長(zhǎng)沙縣農(nóng)村居民生活污水水質(zhì)。按照每人每天產(chǎn)生15L黑水和70L灰水計(jì)算，得到長(zhǎng)沙縣農(nóng)村居民生活污水的水質(zhì)，如表1所示。

表1 長(zhǎng)沙縣農(nóng)村居民生活污水水質(zhì) mg/L

2 水環(huán)境容量與總量控制

在長(zhǎng)沙縣縣域內(nèi)，選取瀏陽(yáng)河和撈刀河兩條具有代表性的流域進(jìn)行分析。通過對(duì)水質(zhì)現(xiàn)狀分析可知,兩條流域的主要污染物為有機(jī)污染物COD和氨氮。因此,對(duì)瀏陽(yáng)河和撈刀河水環(huán)境容量的計(jì)算,主要從有機(jī)污染物方面加以考察。根據(jù)這類污染物在水體中的稀釋、擴(kuò)散、自凈等機(jī)理以及瀏陽(yáng)河、撈刀河的水文、水質(zhì)資料、河流特點(diǎn)并結(jié)合其他科研單位對(duì)該水域進(jìn)行的研究工作,本研究采用一維水質(zhì)模型計(jì)算瀏陽(yáng)河和撈刀河的COD和氨氮的環(huán)境容量。

2.1 水環(huán)境容量計(jì)算模型

瀏陽(yáng)河和撈刀河的COD、NH3-N水環(huán)境容量采用一維模型計(jì)算，公式如下：

式中 W——控制段水環(huán)境容量（t/a）；

C——上游來(lái)水水質(zhì)濃度（mg/L）；

Ci——控制處水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值（mg/L）；

Qi——河流流量（m3/s）；

Qj——廢水入河量（m3/s）；

u——河流流速（m/s）；

x——控制距離（km）；

k——降解系數(shù)（1/d）。

2.2 參數(shù)確定

2.2.1 河流水文參數(shù)

根據(jù)GB3839-83《制定地方水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)原則與方法》中規(guī)定，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設(shè)計(jì)流量。瀏陽(yáng)河和撈刀河源頭采用90%保證率最枯月平均流量45.5m3/s為設(shè)計(jì)流量，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)流量的河段平均流速,根據(jù)相應(yīng)水文站實(shí)測(cè)流速確定。

2.2.2 降解系數(shù)k

中國(guó)環(huán)境規(guī)劃院在《全國(guó)地表水水環(huán)境容量核定技術(shù)復(fù)核要點(diǎn)》（2004年）提出水質(zhì)降解系數(shù)參考值見表2。

2.2.3 河流背景濃度的確定

上游來(lái)水設(shè)計(jì)水質(zhì)C0的確定,現(xiàn)狀年取上游控制段面的現(xiàn)狀水質(zhì)監(jiān)測(cè)值;規(guī)劃年取各對(duì)應(yīng)的上游控制斷面的水質(zhì)預(yù)測(cè)值

2.3 水環(huán)境容量計(jì)算結(jié)果

根據(jù)已選定的水質(zhì)模型進(jìn)行計(jì)算,納入模型的因子包括NH3-N和COD，取水文保證率P=90%，可得出COD、NH3-N的水環(huán)境容量見表3。

表3 長(zhǎng)沙縣水域水環(huán)境容量計(jì)算結(jié)果

2.4 污染物總量控制

根據(jù)對(duì)長(zhǎng)沙縣各水域的環(huán)境容量計(jì)算和水質(zhì)分析，主要取COD和NH3-N為對(duì)象來(lái)制定總量控制方案（表4～表6）。

表4 2015年長(zhǎng)沙縣水域的總量控制 t/a

表5 2020年長(zhǎng)沙縣水域的總量控制 t/a

表6 2030年長(zhǎng)沙縣水域的總量控制 t/a

從表4～表6可知COD和NH3-N的削減是改善長(zhǎng)沙縣水質(zhì)的關(guān)鍵制約因素，為了全面達(dá)到水質(zhì)控制目標(biāo)，長(zhǎng)沙縣水域需要在現(xiàn)狀基礎(chǔ)上于2015、2020和2030年分別削減COD5028t、6073t、10275 t；NH3-N177t、220.1t、320t。COD和NH3-N削減的重點(diǎn)主要在于生活用水、畜禽養(yǎng)殖以及工業(yè)用水。因此，對(duì)長(zhǎng)沙縣水域的水污染防治也將以此為重點(diǎn)。通過對(duì)這三方面的污染削減來(lái)達(dá)到保障各流域水質(zhì)的穩(wěn)定和達(dá)標(biāo)。

3 水污染防治規(guī)劃方案

（1）加大各流域基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，新建和擴(kuò)建污水處理設(shè)施。

開展黃花水廠、星沙水廠、榔犁水廠等一級(jí)飲用水源保護(hù)區(qū)的截污工程。在撈刀河、瀏陽(yáng)河主河道兩側(cè)30m范圍、支流20m范圍內(nèi)，嚴(yán)禁建設(shè)與污水處理設(shè)施無(wú)關(guān)的建筑，已建設(shè)的要逐年進(jìn)行拆除；在瀏陽(yáng)市和長(zhǎng)沙縣交界斷面建設(shè)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，確保上游入水安全；加高水渡河壩高程，防止因湘江航電工程使河水水面上漲而導(dǎo)致的倒灌現(xiàn)象；開展縣境內(nèi)河流的清淤工程，對(duì)金江壩等淤塞嚴(yán)重的支流河段進(jìn)行清淤。

加快污水處理設(shè)施建設(shè)，在全縣所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)（縣城除外）建設(shè)19個(gè)污水處理廠，配套完善集鎮(zhèn)排污管網(wǎng)，使集鎮(zhèn)污水處理率達(dá)到90%以上。長(zhǎng)沙縣正在加快城鎮(zhèn)生活污水治理設(shè)施建設(shè)，2008年已經(jīng)開工建設(shè)了星沙城北污水處理廠和榔梨污水處理廠，現(xiàn)正計(jì)劃建設(shè)其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)的污水處理廠，應(yīng)該優(yōu)化建設(shè)金井、江背、暮云和干衫污水處理廠。上述污水處理廠的建設(shè)投產(chǎn)將削減COD排放總量1萬(wàn)t/a，NH3-N排放總量750t/a。

（2）深化流域工業(yè)污染源綜合治理工作,提高工業(yè)污染防治水平。

工業(yè)廢水污染應(yīng)遵循建立退出機(jī)制和建立嚴(yán)格準(zhǔn)入機(jī)制兩個(gè)機(jī)制，要適當(dāng)引導(dǎo)鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，鼓勵(lì)發(fā)展無(wú)污染，少污染的行業(yè)和產(chǎn)品，抑制重污染的行業(yè)和產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)污染嚴(yán)重的企業(yè)實(shí)行關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)，對(duì)高新技術(shù)產(chǎn)品給予支持。要加強(qiáng)對(duì)長(zhǎng)沙縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的環(huán)境監(jiān)督管理，完善鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)環(huán)境管理的法律體系，使其有法可依。實(shí)行排污許可證制度，實(shí)施排污總量控制，確保廢水治理設(shè)施穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放；繼續(xù)抓好其它工業(yè)污染源的治理達(dá)標(biāo)工作，確保流域工業(yè)污染源全部達(dá)標(biāo)排放。

（3）著力推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖污染防治工作。

長(zhǎng)沙縣將以集約化養(yǎng)殖場(chǎng)和養(yǎng)殖小區(qū)為重點(diǎn)，加快建設(shè)養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程和畜禽養(yǎng)殖糞便資源化利用工程，防治畜禽養(yǎng)殖污染。建設(shè)秸稈、糞便、生活垃圾等有機(jī)廢棄物處理設(shè)施，推進(jìn)人畜糞便、生活垃圾等向肥料、飼料、燃料轉(zhuǎn)化。

全縣范圍內(nèi)劃定禁養(yǎng)區(qū)、限養(yǎng)區(qū)?？h城建成區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心集鎮(zhèn)建成區(qū)、名勝旅游區(qū)、縣域內(nèi)中小型水庫(kù)周邊陸域200m范圍及撈刀河、瀏陽(yáng)河縣域內(nèi)干流及主要支流河岸線兩側(cè)50m范圍內(nèi)區(qū)域劃定為禁養(yǎng)區(qū)；撈刀河、瀏陽(yáng)河、中心型水庫(kù)集雨區(qū)范圍內(nèi)、學(xué)校和醫(yī)院紅線范圍內(nèi)區(qū)域?yàn)橄摒B(yǎng)區(qū)。

1 國(guó)家環(huán)境總局.生態(tài)功能保護(hù)區(qū)規(guī)劃編制大綱（試行）［R］.2002-02-20.

2 長(zhǎng)沙縣人民政府.長(zhǎng)沙縣環(huán)境保護(hù)規(guī)劃“十一五”規(guī)劃［R］.2006-01-01.

3 朱黨生，王超，程曉冰.水資源保護(hù)規(guī)劃理論及技術(shù)［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2001.