田海洋

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許昌市清潩河景觀娛樂區(qū)納污能力計(jì)算應(yīng)用

田海洋

一、概述

清潩河屬潁河支流，自北向南貫穿河南省許昌市區(qū)，流經(jīng)許昌市區(qū)的河段區(qū)劃為清潩河許昌景觀娛樂區(qū)。在這一功能區(qū)里分布有3個入河排污口，對該水域水質(zhì)有直接影響。以該功能區(qū)納污能力計(jì)算為例，對中小河流水域（功能區(qū)）納污能力的定量評價進(jìn)行研討。

二、污染源概化

根據(jù)《全國水資源綜合規(guī)劃技術(shù)細(xì)則》，可將排污口在功能區(qū)內(nèi)的分布加以概化，將計(jì)算河段內(nèi)多個排污口概化為一個集中的排污口，概化排污口位于河段中點(diǎn)處，相當(dāng)于一個集中點(diǎn)源，該點(diǎn)源的實(shí)際自凈長度為功能區(qū)河長的一半。此概化實(shí)際上體現(xiàn)了污染物分布的一種平均狀況，綜合反映了若干排污口污染物排放的一種平均狀態(tài)，據(jù)此可推算一維河道的納污能力。

三、水域納污能力計(jì)算方法

1.河流納污能力計(jì)算模型

目前計(jì)算水域納污能力的模型有很多，理論上也比較完善，中小河流大多數(shù)河段水體縱向流動比較明顯，河流相對窄淺。水域納污能力的計(jì)算采用河流一維穩(wěn)態(tài)水質(zhì)模型進(jìn)行。一維對流推移方程如下：

在實(shí)際計(jì)算時常將計(jì)算河段的多個排污口概化為一個集中的排污口，此時納污能力計(jì)算公式為：

式中：

M—功能區(qū)納污能力（t/a）；

Q0—功能區(qū)設(shè)計(jì)流量（m3/s）；

Qw—功能區(qū)入河污水流量（m3/s）；

Cs—功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)值（mg/L）；

C0—初始濃度值（上一功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)值）；

k—污染物衰減系數(shù)（L/d）；

x—縱向距離（km）；

u—設(shè)計(jì)流量下的平均流速（m/s）。

2.主要參數(shù)的選取

污染物的衰減系數(shù)k最難以確定，k的取值對納污能力的計(jì)算影響很大。在實(shí)際工作中主要采用實(shí)例法或經(jīng)驗(yàn)公式法。

（1）實(shí)測法

選取一個河道順直、水流穩(wěn)定、無支流匯入、無排水口的河段，分別在河段上游（A點(diǎn)）和下游（B點(diǎn)）布設(shè)采樣點(diǎn)，監(jiān)測污染物濃度值，同時測定水文參數(shù)以確定斷面平均流速。綜合衰減系數(shù)（K）按下式就算：

式中：v—斷面平均流速；

x—上下斷面的距離；

CA—上斷面污染物濃度；

CB—下斷面污染物濃度。

（2）經(jīng)驗(yàn)公式法

可以根據(jù)各種經(jīng)驗(yàn)公式推求綜合衰減系數(shù)（K），如：

式中：Q—河流流量（m3/s）。

（3）設(shè)計(jì)水文條件

水域納污能力計(jì)算，采用90%保證率最枯月平均流量或近10年最枯月平均流量作為斷面設(shè)計(jì)流量。

四、應(yīng)用實(shí)例

選取清潩河許昌景觀娛樂區(qū)河段為例，以2013年實(shí)際監(jiān)測資料為準(zhǔn)，計(jì)算該河段COD的納污能力。

采用一維對流推移方程進(jìn)行計(jì)算，將各參數(shù)值帶入式（2），解得M=214.9t/a，即清潩河許昌景觀娛樂區(qū)最大允許納污量M為214.9t/a。

表1　清潩河許昌景觀娛樂區(qū)河段納污能力計(jì)算參數(shù)取值表

五、結(jié)論

本文結(jié)合水資源保護(hù)的實(shí)際需要，以水功能區(qū)納污能力計(jì)算應(yīng)用實(shí)例，提出中小河流納污能力的簡化計(jì)算方法的應(yīng)用，可有效應(yīng)用于水資源保護(hù)規(guī)劃及水環(huán)境管理。進(jìn)行納污能力計(jì)算時，假設(shè)水功能區(qū)的入河排污口集中在河段中心處，但實(shí)際情況較為復(fù)雜，真正的納污能力與計(jì)算結(jié)果會有差異，且不可能被充分利用。應(yīng)當(dāng)充分考慮水體的自然特性、水動力特性，合理安排水體納污位置、納污量，避免模型選擇不當(dāng)造成水體納污能力夸大或縮小。缺乏對納污能力的定量評價，將造成水資源保護(hù)的盲目性；錯誤的定量水體的納污能力，同樣可能導(dǎo)致水資源保護(hù)工作的嚴(yán)重失誤。因此科學(xué)地定量水域納污能力，是水資源保護(hù)中需要高度重視的一個關(guān)鍵技術(shù)問題■

（作者單位：河南省許昌水文水資源勘測局461000）