滦河流域纳污能力分析与水资源保护措施

孙志琢,杨艳新,王冬梅

(1.河北省承德水文水资源勘测局,河北 承德 067000;2.河北省黄骅市环保局,河北 黄骅 061100)

保护水资源、实现水资源的可持续利用是现代水利的一项重要内容。随着人类对于自然环境开发利用程度的不断加大,大量的工农业和生活废污水排入河道,导致水体环境日益下降。文中针对滦河流域,以水功能区划为基础,根据不同水功能区的纳污能力,确定现状年和规划期内入河污染物排放总量控制目标(控制量或削减量),以制定水资源保护规划目标和保护措施。

1 滦河流域纳污能力计算

1.1 水功能区划概况

依据由河北省水利厅和河北省环保局共同制定并颁布的《河北省水功能区划》(冀水资[2004]42号),按照“可持续发展;统筹兼顾,突出重点;前瞻性;便于管理,实用可行;水质水量并重,注重水质;不得降低现状使用功能”的原则,滦河流域水功能区划情况如表1所示。

1.2 水质模型的确定

水功能区纳污能力的计算应根据实际情况确定不同的数学计算模型。根据滦河的实际情况,基本适用模型为零维模型和一维模型。

当设计流量为零时,纳污能力计算公式简化为

式中,W为水功能区纳污能力,t/a;q为水功能区入河污水量,m3/s;CS为水功能区水质目标,mg/L。

1)零维模型。对于湖库和流速小于0.1 m/s的河流,采用零维模型计算纳污能力：

式中,Q为水功能区设计流量,m3/s(对于湖库为设计水量,);C0为水功能区上断面污染物浓度(湖库初始浓度),mg/L;k为污染物综合衰减系数,l/d;V为水功能区水体体积,m3。

2)一维模型。对于污染物质在较短的河段内基本能在断面内均匀混合、断面污染物浓度横向变化不大的河流,采用一维水质模型计算纳污能力：

式中,x为水功能区上断面到下断面的距离,km;xi为简化后排污口到下计算断面的距离,km;u为水功能区设计流量下的平均流速,m/s。

1.3 纳污能力计算

根据《水域纳污能力计算规程》规定,水功能区纳污能力计算包括的参数有：水功能区水质目标CS、设计流量Q、设计流速u、初始浓度值C0、污染物综合衰减系数 k等。

根据纳污能力的计算原则,对于保护区和饮用水源区按规定不允许直接排污,因此不用计算纳污能力,直接按“0”处理;对于保留区、缓冲区以及开发利用区现状水质已经达到《河北省水功能区划》规定目标的,其纳污能力计算可直接用现状入河污染物量代替其纳污能力;对于未达到《河北省水功能区划》规定目标的,依据相应计算模型和模型参数,计算各水功能区纳污能力。纳污能力统计采取水功能区属地原则,跨行政区的根据现状入河排污量按比例计算纳污能力。具体情况见表1。

表1 滦河流域各水功能区纳污能力、现状入河量及污染物削减量一览表

经计算可知,滦河各水功能区COD的总纳污能力为18245.38 t/a,氨氮的总纳污能力为906.23 t/a。各水功能区中纳污能力最大的是滦河唐山工业用水区,COD纳污能力为10647.82 t/a,氨氮纳污能力为 609.67 t/a;其次为滦河唐山、秦皇岛工业用水区,COD纳污能力为2094.49 t/a,氨氮纳污能力86.01 t/a;排在第三位的是伊逊河承德源头水保护区(庙宫水库),COD纳污能力为 1992.90 t/a,氨氮纳污能力为41.52 t/a。

2 滦河污染物总量控制

根据排污总量确定原则和滦河流域水功能区实际情况,确定滦河流域各水功能区设计流量情况下的限制排污总量及污染物削减量。根据最严格水资源管理制度,现有情况下各水功能区的纳污能力也就是各水功能区的限制排污总量,即水功能区的限制纳污红线。

各水功能区污染物削减总量计算原则为：

1)以各个水功能区段为计算单元,将现状入河排污量减去该功能区的纳污能力为削减量;

2)当现状入河排污量小于纳污能力时,削减量为 0;

3)跨行政区水功能区的污染物削减量,根据各行政区的实际入河排污量进行统计。

按上述原则,经计算各水功能区污染物削减量如表1所示。

由表1可见,滦河流域各水功能区COD和氨氮现状入河总量分别为42998.46 t/a和3668.15 t/a。COD和氨氮的削减总量分别为27357.32 t/a和2826.84 t/a,相当于入河量的63.6%和77.1%。其中应削减量最大的是滦河水系的滦河唐山工业用水区,COD削减量为6163.50 t/a,氨氮削减量为 219.62 t/a;其次是伊逊河承德饮用水源区,COD削减量为5186.08 t/a,氨氮削减量为 98.83 t/a;排在第三位的是武烈河承德工业用水区,COD削减量为 3430.55 t/a,氨氮削减量为 555.83 t/a。

3 水资源保护措施

在未来的发展过程中,应以资源的高效利用和循环利用为核心,以“减量化、再利用、资源化”为原则,以低消耗、低排放、高效率为基本特征,兼顾经济与环境协调发展。应强调节水减污、源头治理,地区的产业结构和布局应与环境相协调;对于必要的终端污染治理,应加强监督,严格管理,防止出现超标排放现象。对于水资源的开发利用,应考虑生态、环境用水。另外,在进行城市总体规划和产业结构调整和布局时,应考虑地区的水环境纳污能力。具体措施如下：

1)加大水功能区的监督管理力度,对保护区和饮用水源区内的入河排污口和排污企业进行全面清理整治,逐步取缔或关闭排污口。并建立起保护区和饮用水源区的长效保护机制。

2)企业要进行污水的深层次处理,然后重复循环利用,最终实现污水的零排放。在重点排污口安装污染物在线监测设备实施在线监测,随时掌握其水质、水量的变化情况。

3)将污水排入城市污水处理厂,进行集中处理,而后进行回用,用于工业企业、市政和建筑业的用水。同时加快县级污水处理厂建设步伐,提高对生活污水的处理量和处理效率。

4)加强水环境保护。强化取水许可和排污许可制度,建立建设项目水资源论证制度和用水、节水评估制度。严把新上项目环境准入关,强化重污染企业治理,依法关闭和淘汰浪费资源、污染环境的企业,向水域排污、新建和扩建排污口需经水行政主管部门批准。

防止地下水污染是保证地下水资源可持续利用的前提。地下水污染的主要途径是地表污水垂直渗入与排污河流侧向渗入污染,防治地下水污染的对策主要有：

1)在地下水污染调查资料基础上,查清污染源,并制定治理方案,限期达标排放。

2)对地下水污染区域进行监控与治理。

3)制定有关防止地下水污染相关法规,依法惩治进而杜绝地下水污染。

4)设点布站以加强对地下水水位、水质的监测,以掌握地下水的变化趋势。

总之,不管地表水还是地下水,必须通过综合措施,才能实现经济发展与环境保护相协调。

[1]承德市水资源保护规划报告[Z].2000.

[2]唐山市水资源保护规划报告[Z].2000.

[3]承德市水功能区纳污能力及限制排污总量意见报告[Z].2007.

[4]唐山市水功能区纳污能力及限制排污总量意见报告[Z].2007.