从雨花台区水环境容量计算分析谈水环境整治的措施

2013-08-31王光荣

江苏水利 2013年9期

王光荣

（南京市雨花台区水利局，江苏南京 210017）

水环境容量又称为水体的自净能力，它可以表述为在保证某一水域水体质量符合规定的级别，在单位时间内能够连续均匀地接纳某种污染物的最大允许负荷量［1］。水环境容量的大小与水体特征、水质目标及污染物特性有关，同时水环境容量还与污染物的排放方式及排放的时空分布有密切的关系。

1 水环境容量计算模型及参数确定

1.1 计算模型

由于污染物排放口不规则地分布于河流的不同断面，功能区水流断面的浓度理论上可通过叠加所有排污口所生成的浓度得到，但该方法在实际中很难实现。针对雨花台区的河道大部分宽深比较小，污染物在短时间内基本上混合均匀，且污染物浓度在横向上变化不大，计算河段不是很长，横向和竖向的污染物浓度梯度可以忽略。因此，将排污口在功能区内的分布加以概化，认为排污口在功能区内均匀分布，据此可以推算一维河道的水环境容量，计算公式如下［2］：

式中：

W—河道水环境容量，kg/d；

Q—河道设计流量，m3/s；

Cs—河道水质目标浓度，mg/L；C0—河道现状水质浓度，mg/L；

U—河道平均流速，m/s；

K—污染物综合降解系数，d-1；

L—河道长度，km。

1.2 参数的确定

在河道水环境容量计算中，参数的确定和选取是否符合客观规律直接关系到计算结果是否合理，因此，参数的确定和选择是水环境容量计算中最为关键的一步。

根据污染源现状调查结果，本区域CODMn和NH3—N是污染最普遍、最严重的两个因子，故选取CODMn和NH3—N作为各河道水环境容量计算和污染物总量控制的两个首选因子。

设计流量是水文参数中最基本的参数，它不仅关系到其他水文参数，而且在水环境容量计算中至关重要，现采用90%保证率下的设计流量。经调查，雨花台区内河道一般时期水流比较稳定，故将其近似看作明渠恒定均匀流，再根据枯水期断面资料和水文特征推算流量和流速。

设计流速，根据90%保证率下设计流量得出的相应流速。

污染物综合降解系数K，主要反映污染物在水体作用下分解速度的快慢。该系数不仅与河流的水文条件，如流量、流速、河宽、河深、泥沙含量等因素有关，而且与河道的污染程度有关，根据《全国地表水环境容量核定技术复核要点》中对降解系数的说明，依据区域水质情况，再通过实际分析取定各条河道的综合降解系数。

河道水质现状浓度，由环保局提供测量资料。

河道水质目标浓度，即：河道控制断面浓度。有水功能区目标值的，直接采用水功能区目标值；无水功能区目标值的，则采用雨花台区排污控制区近期目标值。地表水水质不低于Ⅴ类标准，则CODMn和NH3—N的目标浓度分别为40mg/L和1.5mg/L。

2 计算结果

采用公式（1）计算河道水环境容量。为了便于计算，将区域内每条河道枯水期水深视为一个常数。通过计算，在近期目标下，雨花台区CODMn和NH3—N的容量分别是4098.72 t/a和460.71 t/a。

按公式（1）计算出的水环境容量普遍值偏大，应引入不均匀系数的概念进行修正。修正不均匀系数时，不同河宽的不均匀系数是不同的，根据雨花台区实际情况，取不均匀系数0.8，则雨花台区 CODMn和 NH3—N的实际容量分别是3278.97 t/a和368.57 t/a。

根据骨干河道所控制的区域与街道级河道分布情况，计算出骨干河道所控制片区的水环境容量，与污染负荷对比，具体情况见表1。

表1 雨花台骨干河道控制片区的水环境容量和污染负荷比较表（单位：t/a）

由表1可见，雨花台区污染负荷总量超过了水环境容量，表明雨花台区的水环境和水生态系统遭到破坏，尤其是雨花台区的骨干河道板桥河污染比较严重。虽然计算出的秦淮新河和南河雨花台区段水环境容量有一定富裕，但因水体是互通的，即相邻区域污染物的排入，实际上目前这两条河道的水质也比较差。由此可见，雨花台区大部分河道水体丧失了自净能力，且污染程度较高。

3 水环境整治针对性措施分析

针对雨花台区目前的情况，需采取积极、有效的水污染防治措施，以改善水质，营造良好的水环境保障体系。

3.1 截断污染源、控制污染物排放总量

重点处理好点源污染，全区企业中，凡没有按照规定时间和要求完成治污设施建设的，应给予督促和监督，使其尽快实现污水达标排放。在雨花台区污水管网内规划的企业，生产废水达到行业排放标准后，必须进入城市污水管网进行二次处理；在城市污水管网规划以外的企业，要最大限度地实行污水资源化和截污工程，减少外排放量［3］。

3.2 建设完善的污水收集系统，实施雨污分流

根据排水体制和污水系统布局，结合地形条件，规划污水主干管网和污水提升泵站，将全区所有污水集中统一处理，确保污水不进入河道［4］。

3.3 进行水资源调度，确保水系畅通

俗话说“流水不腐”，应兴建必要的水利工程，开展水资源的合理调度，进行调水换水，让水体动起来，提高水体自净能力，改善水环境。境内调水换水主要引用长江水和秦淮新河水，因此，在城镇建设过程中，理顺水系、保证水网畅通是必要的基础工作，必须严格消灭断头浜，死水河［5］。

3.4 水生态修复措施

随着雨花台区人口增长及经济快速发展，污水的无序排放和河湖违章填埋，使河湖的天然水体功能退化，成为无源之水、黑臭之水。从长效管理和保护的角度出发，为了使水生态、水环境向更好的方向发展，从根本上提高雨花台区水环境质量，应同时采取水生态修复措施。

主要采取以下措施：①底泥疏浚。疏浚污泥意味着将污染物从水域系统中清除，可以较大程度地削减底泥对上覆水体的污染贡献率，进而解决内源释放而造成的二次污染问题。②生态调水。在截污、污水处理等措施没有完善的情况下，引水、换水不失为一种比较有效的改善水环境的手段。可通过水利设施（闸门、泵站等）的调控引入秦淮新河水或者长江水对河道内水体进行稀释，以改善水环境。③两岸植树种草。即：在河岸植树，在蓝线控制范围内种草。林地可以增加生态功能，大树的深根与草坪形成一个土壤生物体系，不仅能对地面径流起到过滤作用，把径流中以悬浮物形态存在的有机物留在岸上进行分解，减少对河道水体污染，还可以降低径流系数，并吸收径流中因空气和污染带来的氮、磷等无机盐，减轻河道富营养程度。