渭河流域關(guān)中段基于限制排污總量的污染物削減成本估算及對策建議

沈炳崗

(陜西省環(huán)境科學(xué)研究院，陜西 西安 710061)

渭河流域關(guān)中段包括陜西省5市1區(qū)54個縣(市、區(qū))，流域面積6.71萬 km2，干流全長502 km，在陜西潼關(guān)流入黃河。該段既是渭河流域經(jīng)濟最發(fā)達、人口最密集的區(qū)域，也是水污染最為嚴重的區(qū)域。甘肅來水水質(zhì)持續(xù)穩(wěn)定。在Ⅲ類標準以內(nèi)，但潼關(guān)入黃水質(zhì)常年為劣Ⅴ類。

1 渭河流域關(guān)中段納污能力及限制排污總量

按《中華人民共和國水法》規(guī)定，陜西省水利廳測算了渭河干流關(guān)中段納污能力，并按照:①當入渭污染物量大于納污能力時，以納污能力限制主要污染物的入渭排放總量;②當入渭污染物量小于納污能力時，以污染物入渭量限制主要污染物的入渭排放總量原則，給出了限制排污總量建議，結(jié)果見表1。

表1 渭河干流COD、氨氮納污能力及限制排污總量萬t

從水環(huán)境容量(水利部門稱為納污能力)計算公式分析，設(shè)計水量、綜合降解系數(shù)和支流匯入量等都會對容量計算結(jié)果造成影響，進而影響限制排污總量的確定。限于篇幅，本文對此不進行討論，僅按水利部門確定的限制排污總量對COD和氨氮削減量及削減成本進行估算。2010年度，關(guān)中地區(qū) COD、氨氮排放總量分別為 34.22萬 t和 3.45萬 t，入河系數(shù)按0.8計，則現(xiàn)狀入河量約為27.38萬 t和2.76萬 t，均遠超水利部門給定的納污能力和限制排污總量。

2 污染削減方案設(shè)計及成本估算

2.1 污染物新增量預(yù)測

根據(jù)關(guān)中各市“十二五”發(fā)展規(guī)劃目標(GDP增速每年13%，城鎮(zhèn)化率增速每年 2%)，按《“十二五”主要污染物總量控制規(guī)劃編制技術(shù)指南》規(guī)定方法，分別對關(guān)中工業(yè)、生活、農(nóng)業(yè)源“十二五”COD、氨氮新增量進行預(yù)測，預(yù)計到2015年，關(guān)中地區(qū) COD、氨氮新增量分別為 13.53萬 t和1.22萬 t。其中，生活源是主要貢獻源，COD、氨氮新增貢獻量分別為 9.54萬 t和 0.80萬 t。

2.2 削減目標的確定

依據(jù)環(huán)境保護部和陜西省政府簽訂的目標責任書，關(guān)中地區(qū)2015年COD和氨氮排放量應(yīng)較2010年靜態(tài)削減8.2%、11.6%，即 COD 和氨氮排放量控制到 31.41 萬 t和3.05 萬 t，削減總量分別達到 16.34 萬 t，1.62 萬 t。

按水利部門核定的渭河干流限制排污總量計算關(guān)中地區(qū)COD、氨氮靜態(tài)削減率至少要達到80%和 92%，即 COD、氨氮削減量至少達到41.02萬 t和4.39萬 t，才能滿足50%保證率最枯月條件下的限制排污總量要求，見表2?？梢哉f，基于水域限制排污總量的削減量結(jié)算結(jié)果遠遠大于基于總量削減目標的削減量，污染減排任務(wù)十分艱巨。

2.3 削減方案設(shè)計及成本估算

關(guān)中地區(qū)污染物排放量以點源為主(包括工業(yè)源、生活源和規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)，占總排放量80%)，面源為輔(包括種植業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖和畜禽養(yǎng)殖散戶，占總排放量20%)，入河量以點源貢獻為主(占到點源總排放的80%)。點源中，規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)在環(huán)境統(tǒng)計中已考慮了70%的削減率，繼續(xù)削減潛力十分有限?？紤]到面源控制技術(shù)不成熟，本文結(jié)合中、省“十二五”環(huán)保規(guī)劃指標要求，針對工業(yè)源和生活源設(shè)計三種削減方案。見表3。說明:按污染物入河系數(shù)0.8計算得來污染物岸上最大允許排放量

表2 基于渭河干流限制排污總量的污染物削減目標

表3 削減方案設(shè)計及削減成本估算

按上述方案測算，最大限度可削減 COD、氨氮26.82萬 t和 2.79萬 t，靜態(tài)削減率為 38.84% 和 45.51%，共需投資43.5億元(不含淘汰企業(yè)安置費用)。比較表2和表3可知，短期內(nèi)將COD、氨氮排放量控制在水利部門核定的渭河干流限制排污總量內(nèi)難度極大。

3 對策建議

渭河屬西部地區(qū)水資源匱乏水污染嚴重河流，其污染治理必須水質(zhì)水量協(xié)調(diào)考慮，聯(lián)合實施。筆者建議，對此類污染物排放總量遠超納污能力和限制排污總量的河流而言，在“十二五”期間開展基于最大減排潛力的水量保障更為可行。

3.1 確保渭河干流出省斷面達到水質(zhì)標準所需的稀釋水量測算

《關(guān)中－天水經(jīng)濟區(qū)發(fā)展規(guī)劃》明確要求到2020年渭河干流水質(zhì)達到Ⅲ類標準，十二五”期間，渭河水質(zhì)應(yīng)達到Ⅳ類標準方能初步滿足規(guī)劃要求。據(jù)此，采用水質(zhì)零維預(yù)測模型，以《黃河流域(陜西段)污水綜合排放標準(DB61/224－2011)》一級標準作為排污企業(yè)排放標準，以三種方案削減后的污染物排放量計算渭河干流出省斷面最枯月稀釋水量(Ⅱ類水質(zhì))，結(jié)果見表4。

表6 保證渭河干流出省斷面水質(zhì)濃度達標的水量測算

由表可見，要保證渭河干流出省斷面 COD、氨氮濃度均達到Ⅳ類標準，渭河干流出省斷面最枯月的稀釋水量(Ⅱ類水質(zhì))最少應(yīng)為 100.17 m3/s。如只保證 COD達到Ⅳ類標準，則稀釋水量(Ⅱ類水質(zhì))為15.41 m3/s即可。

3.2 水資源保障對策建議

渭河流域水資源總量不足，僅相當于全國人均水平的1/6。水量年內(nèi)分配不均，汛期可得60%的降水和60%的徑流。流域水資源開發(fā)利用率搞(70%以上)，扣除汛期水量，僅余20～30億水量，在枯水季及干旱時段，農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活和生態(tài)爭水矛盾十分尖銳，河道生態(tài)基流沒有保證。同時，渭河關(guān)中段地表地下水力聯(lián)系緊密，污水資源化程度低(不足10%)，農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力巨大(用水量占總用水量的70%)，干支流上布設(shè)有水利工程，這又為水資源保障奠定了一定基礎(chǔ)，故建議:

(1)依據(jù)渭河水環(huán)境、水生態(tài)功能，科學(xué)合理界定缺水高污染型河道生態(tài)基流概念和定義，確定渭河合理的生態(tài)基礎(chǔ)流量。

(2)充分發(fā)揮經(jīng)濟杠桿和技術(shù)進步，加快城市污水資源化利用步伐，調(diào)整供水水源結(jié)構(gòu)，構(gòu)建集約利用的節(jié)水型社會體系。

(3)系統(tǒng)研究以關(guān)中農(nóng)業(yè)用水對渭河河道生態(tài)基流的影響及綜合調(diào)控技術(shù)，建立保障渭河關(guān)中段生態(tài)基流的農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)體系。

(4)充分利用渭河關(guān)中段地表地下水力聯(lián)系緊密，互為補充的特點，研究確定保障河道生態(tài)基流下的地下水開發(fā)閾限。采用地下水庫式調(diào)蓄、山間河谷型調(diào)蓄和城市暴雨地下儲存調(diào)蓄等模式實行人工回灌，充分利用洪水資源，增加調(diào)蓄能力，實現(xiàn)以豐補歉，余缺相濟。

(5)根據(jù)渭河流域水文環(huán)境條件、經(jīng)濟、社會發(fā)展規(guī)模合理調(diào)整增加河段納污能力及限制排污總量，減少對稀釋水量的需求。

(6)以渭河干支流水利工程為基礎(chǔ)，從單純的水量調(diào)度到水量與水質(zhì)的統(tǒng)籌考慮、從單純服務(wù)于生產(chǎn)生活到為改善水環(huán)境角度出發(fā)，開展渭河關(guān)中段枯水季及干旱時段水量水質(zhì)多目標聯(lián)合調(diào)控，為渭河的水質(zhì)改善及河流生態(tài)功能恢復(fù)服務(wù)。筆者參加的國家水體污染防治重大科技專項中的渭河課題研究成果顯示:采取一定的水資源調(diào)配措施后，COD達到Ⅳ類標準的稀釋水量在“十二五”期間是有望保障的。

［1］武瑋，徐宗學(xué)，左德鵬.渭河關(guān)中段生態(tài)基流估算研究［J］.干旱區(qū)資源與環(huán)境.2011(10).

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