环境规划中水环境质量目标确定技术的研究
2011-10-27刘继莉
刘继莉
吉林省环境科学研究院，吉林 长春 130012
环境规划中水环境质量目标确定技术的研究
刘继莉
吉林省环境科学研究院，吉林 长春 130012
本文通过选择伊通河典型河段，建立污染物排放量-入河量-控制断面通量-水环境质量之间的输入响应关系，将规划任务和项目与规划目标和污染物总量控制目标很好地衔接，使吉林省污染物减排效果更具有显示度。
污染物排放量；入河量；控制断面通量；水环境质量
环境规划是环境决策在时间、空间上的具体安排，是规划管理者对一定时期内环境保护目标和措施所做出的具体规定，是一种带有指令性的环境保护方案。自“九五”以来，国家不断突出环境规划在环境保护和污染防治方面的重要作用，尤其在“十一五”期间，通过在国家经济社会发展规划中提出SO2、COD总量控制约束性指标，极大地促进了环境保护工作。“十二五”期间，国家环保规划将在继续完善、优化总量控制的同时，强化环境质量约束性要求。为此，如何确定合理、可行的环境质量目标，建立污染物总量控制目标与水环境质量改善目标之间的对应关系，并将规划任务和项目与规划目标和污染物总量控制目标很好地衔接，建立治污项目、污染减排和水质改善的响应关系，解决一直困扰规划编制的技术瓶颈问题，是“十二五”规划编制所急需的，通过此课题的实施可以使吉林省污染物减排效果更具有显示度。
1、研究内容
建立污染物排放量—入河量—控制断面通量—水环境质量之间的输入响应关系。（1）选择典型河段，分别在上、下游设置控制断面，对该河段排污口进行调查，计算排污量和入河量；（2）控制断面水质和流量实测；（3）对控制断面进行污染物通量计算，水质指标选择COD和氨氮；（4）根据污染源实际排放量与断面通量计算，确定输入响应系数，建立响应关系。
2、研究技术路线
选择典型河段，采用实地调查法对污染源进行调查，测算各排污口污染物排放量，采用实测法测定控制断面流量和水质状况，选择合适的通量计算方法计算典型河段控制断面污染物（COD和氨氮）通量，确定污染物排放量与通量之间的响应系数，利用响应系数，建立污染源排放量—入河量—断面通量—河流水质之间的输入响应关系。
3、伊通河水质目标确定研究
3.1 典型河段确定
选取伊通河新立城水库坝下断面—靠山大桥断面之间整个河段作为研究的典型河段进行水环境质量目标确定的研究。新立城水库坝下断面、靠山大桥断面为控制断面。
3.2 典型河段污染源及排污口调查
对伊通河典型河段入河排污口开展了现场查勘和社会调查，确定了入河排污口的数量、分布、入河方式、排水性质和排放方式以及主要排污单位。调查结果表明，伊通河典型河段现有入河排污口4 4个，入河方式多以暗管入河为主，占总排口数的54.54%，明渠入河为14个，支流概化为排污口直接入河的排口为6个；排水性质以混合为主，占总排口数量的47.73%，其次为生活污水排口及工业排口。入河排污口主要集中于人口密集、工业发达的城镇附近河段，入河排污口以暗管排放为主，生活污水多为集中排放，排污形式以常年连续排污口为主。
3.3 污染源信息统计及主要污染物入河量核定
根据各类污染源信息统计，各类型点源污染源产生的COD和氨氮排放量见表1。从表中可以看出，城市污水处理厂产生的污染负荷最大，其余依次为城镇生活污染、规模化畜禽养殖和工业污染源。
根据各类型污染源污染排放总量及入河系数，计算出各类型污染源主要污染物入河量见表2。
伊通河典型河段新立城水库坝下—靠山大桥断面点源COD年入河量为19314.19t，氨氮入河量为1180.83t，其中污水处理厂污染物入河排放量最大，COD和氨氮入河贡献率分别约为56.47%和54.37%，其余依次为城镇生活源、规模化畜禽养殖和工业污染源。
3.4 控制断面污染物通量核算
对伊通河新立城水库坝下断面及出境断面靠山大桥断面污染物通量进行估算。计算指标为COD和氨氮，污染物通量计量模型如下。
W为某断面污染物年通量；Ci为某断面污染物第i月平均浓度；Qi为某断面第i月均流量；K为时间转换系数。
采用污染物通量计量模型和2007年新立城水库坝下断面、靠山大桥断面COD和氨氮监测数据及流量数据，估算出2007年新立城水库坝下断面、靠山大桥断面COD和氨氮的通量，详见表3。
表3 2007年控制断面COD和氨氮的通量估算结果
3.5 输入响应系数的确定
根据污染源实际排放量与断面通量计算，确定输入响应系数，建立响应关系是课题研究的关键。
3.5.1 输入响应系数确定
污染物入河量与通量的输入响应系数（用A表示）为：
污染源实际排放量与入河量的关系如下：
污染物入河量=污染源实际排放量×入河系数
因此污染物排放量与通量的输入响应系数（用A表示）为：
3.5.2 伊通河典型河段输入响应系数确定
以伊通河典型河段为例确定该河段的输入响应系数。
通过上文估算出2007年伊通河典型河段点源污染物排放量及入河量见表4。
表4 2007年伊通河典型河段点源COD和氨氮排放量及入河量估算结果
通过“3.4控制断面污染物通量核算”得出2007年伊通河典型河段通量，见表5。
表5 2007年控制断面COD和氨氮的通量估算结果
因此得出伊通河典型河段污染物入河量与通量的输入响应系数（用A表示）如下：
表1 各类型点源污染源污染物排放量统计
表2 伊通河典型河段污染源主要污染物入河总量
3.6 输入响应关系的建立
通过以上计算分析，可得出伊通河典型河段污染物排放量与水环境质量之间的输入响应关系：
式中：PCOD—选取河段COD排放量；
ACOD—选取河段COD排放量与通量的输入响应系数；
CCOD—控制断面达到水环境质量目标（COD）的浓度；
Qi—控制断面第i月均流量；
K—时间转换系数。
式中：P氨氮—选取河段氨氮排放量；
A氨氮—选取河段氨氮排放量与通量的输入响应系数；
C氨氮—控制断面达到水环境质量目标（氨氮）的浓度；
Qi—控制断面第i月均流量；
K—时间转换系数。
4.结论与展望
4.1 结论
在课题研究过程中，初步完成了污染源排放量与河流控制断面通量之间的输入响应系数，建立了污染物排放量与河流水环境质量之间的输入响应关系。
结果表明污染物排放量与河流水环境质量之间的输入响应关系模型能较好地反映污染源排放污染物数量引起的河流水质指标增加或减少，起到了定量描述污染源与环境目标关系的作用。
4.2 不足与展望
课题在研究的过程中，鉴于资金与监测能力等原因，仍存在不足与缺憾之处，有一些内容亟待完善：
4.2.1 控制断面监测数据有限。由于通量的计算需要大量的瞬时的河流断面流量与污染物浓度的监测数据，由于资金的限制，本课题通量的计算采用的月均监测数据与月均流量，使通量的计算存在不足之处。
4.2.2 由于2007年污普数据库很庞大，在污染源调查的过程中已尽力获取较全面的污染源信息，但难免有落下之处，但污染源信息基本覆盖全面。
10.3969/j.issn.1001-8972.2011.24.002
