渭河流域关中段基于限制排污总量的污染物削减成本估算及对策建议

沈炳岗

(陕西省环境科学研究院，陕西 西安 710061)

渭河流域关中段包括陕西省5市1区54个县(市、区)，流域面积6.71万 km2，干流全长502 km，在陕西潼关流入黄河。该段既是渭河流域经济最发达、人口最密集的区域，也是水污染最为严重的区域。甘肃来水水质持续稳定。在Ⅲ类标准以内，但潼关入黄水质常年为劣Ⅴ类。

1 渭河流域关中段纳污能力及限制排污总量

按《中华人民共和国水法》规定，陕西省水利厅测算了渭河干流关中段纳污能力，并按照:①当入渭污染物量大于纳污能力时，以纳污能力限制主要污染物的入渭排放总量;②当入渭污染物量小于纳污能力时，以污染物入渭量限制主要污染物的入渭排放总量原则，给出了限制排污总量建议，结果见表1。

表1 渭河干流COD、氨氮纳污能力及限制排污总量万t

从水环境容量(水利部门称为纳污能力)计算公式分析，设计水量、综合降解系数和支流汇入量等都会对容量计算结果造成影响，进而影响限制排污总量的确定。限于篇幅，本文对此不进行讨论，仅按水利部门确定的限制排污总量对COD和氨氮削减量及削减成本进行估算。2010年度，关中地区 COD、氨氮排放总量分别为 34.22万 t和 3.45万 t，入河系数按0.8计，则现状入河量约为27.38万 t和2.76万 t，均远超水利部门给定的纳污能力和限制排污总量。

2 污染削减方案设计及成本估算

2.1 污染物新增量预测

根据关中各市“十二五”发展规划目标(GDP增速每年13%，城镇化率增速每年 2%)，按《“十二五”主要污染物总量控制规划编制技术指南》规定方法，分别对关中工业、生活、农业源“十二五”COD、氨氮新增量进行预测，预计到2015年，关中地区 COD、氨氮新增量分别为 13.53万 t和1.22万 t。其中，生活源是主要贡献源，COD、氨氮新增贡献量分别为 9.54万 t和 0.80万 t。

2.2 削减目标的确定

依据环境保护部和陕西省政府签订的目标责任书，关中地区2015年COD和氨氮排放量应较2010年静态削减8.2%、11.6%，即 COD 和氨氮排放量控制到 31.41 万 t和3.05 万 t，削减总量分别达到 16.34 万 t，1.62 万 t。

按水利部门核定的渭河干流限制排污总量计算关中地区COD、氨氮静态削减率至少要达到80%和 92%，即 COD、氨氮削减量至少达到41.02万 t和4.39万 t，才能满足50%保证率最枯月条件下的限制排污总量要求，见表2。可以说，基于水域限制排污总量的削减量结算结果远远大于基于总量削减目标的削减量，污染减排任务十分艰巨。

2.3 削减方案设计及成本估算

关中地区污染物排放量以点源为主(包括工业源、生活源和规模化畜禽养殖业，占总排放量80%)，面源为辅(包括种植业、水产养殖和畜禽养殖散户，占总排放量20%)，入河量以点源贡献为主(占到点源总排放的80%)。点源中，规模化畜禽养殖业在环境统计中已考虑了70%的削减率，继续削减潜力十分有限。考虑到面源控制技术不成熟，本文结合中、省“十二五”环保规划指标要求，针对工业源和生活源设计三种削减方案。见表3。说明:按污染物入河系数0.8计算得来污染物岸上最大允许排放量

表2 基于渭河干流限制排污总量的污染物削减目标

表3 削减方案设计及削减成本估算

按上述方案测算，最大限度可削减 COD、氨氮26.82万 t和 2.79万 t，静态削减率为 38.84% 和 45.51%，共需投资43.5亿元(不含淘汰企业安置费用)。比较表2和表3可知，短期内将COD、氨氮排放量控制在水利部门核定的渭河干流限制排污总量内难度极大。

3 对策建议

渭河属西部地区水资源匮乏水污染严重河流，其污染治理必须水质水量协调考虑，联合实施。笔者建议，对此类污染物排放总量远超纳污能力和限制排污总量的河流而言，在“十二五”期间开展基于最大减排潜力的水量保障更为可行。

3.1 确保渭河干流出省断面达到水质标准所需的稀释水量测算

《关中－天水经济区发展规划》明确要求到2020年渭河干流水质达到Ⅲ类标准，十二五”期间，渭河水质应达到Ⅳ类标准方能初步满足规划要求。据此，采用水质零维预测模型，以《黄河流域(陕西段)污水综合排放标准(DB61/224－2011)》一级标准作为排污企业排放标准，以三种方案削减后的污染物排放量计算渭河干流出省断面最枯月稀释水量(Ⅱ类水质)，结果见表4。

表6 保证渭河干流出省断面水质浓度达标的水量测算

由表可见，要保证渭河干流出省断面 COD、氨氮浓度均达到Ⅳ类标准，渭河干流出省断面最枯月的稀释水量(Ⅱ类水质)最少应为 100.17 m3/s。如只保证 COD达到Ⅳ类标准，则稀释水量(Ⅱ类水质)为15.41 m3/s即可。

3.2 水资源保障对策建议

渭河流域水资源总量不足，仅相当于全国人均水平的1/6。水量年内分配不均，汛期可得60%的降水和60%的径流。流域水资源开发利用率搞(70%以上)，扣除汛期水量，仅余20～30亿水量，在枯水季及干旱时段，农业、工业、生活和生态争水矛盾十分尖锐，河道生态基流没有保证。同时，渭河关中段地表地下水力联系紧密，污水资源化程度低(不足10%)，农业节水潜力巨大(用水量占总用水量的70%)，干支流上布设有水利工程，这又为水资源保障奠定了一定基础，故建议:

(1)依据渭河水环境、水生态功能，科学合理界定缺水高污染型河道生态基流概念和定义，确定渭河合理的生态基础流量。

(2)充分发挥经济杠杆和技术进步，加快城市污水资源化利用步伐，调整供水水源结构，构建集约利用的节水型社会体系。

(3)系统研究以关中农业用水对渭河河道生态基流的影响及综合调控技术，建立保障渭河关中段生态基流的农业节水技术体系。

(4)充分利用渭河关中段地表地下水力联系紧密，互为补充的特点，研究确定保障河道生态基流下的地下水开发阈限。采用地下水库式调蓄、山间河谷型调蓄和城市暴雨地下储存调蓄等模式实行人工回灌，充分利用洪水资源，增加调蓄能力，实现以丰补歉，余缺相济。

(5)根据渭河流域水文环境条件、经济、社会发展规模合理调整增加河段纳污能力及限制排污总量，减少对稀释水量的需求。

(6)以渭河干支流水利工程为基础，从单纯的水量调度到水量与水质的统筹考虑、从单纯服务于生产生活到为改善水环境角度出发，开展渭河关中段枯水季及干旱时段水量水质多目标联合调控，为渭河的水质改善及河流生态功能恢复服务。笔者参加的国家水体污染防治重大科技专项中的渭河课题研究成果显示:采取一定的水资源调配措施后，COD达到Ⅳ类标准的稀释水量在“十二五”期间是有望保障的。

［1］武玮，徐宗学，左德鹏.渭河关中段生态基流估算研究［J］.干旱区资源与环境.2011(10).

［2］高建恩.关中地区农业用水对渭河生态基流影响的初步研究［J］.武汉大学学报.2009，增刊:11～15.

［3］徐新红.渭河水资源现状与展望［J］.陕西水利.2009(1).

［4］郑爱琴，王文科，段磊.关中地区用水结构变化及其主要驱动因子分析.河流主题“流域行业点源水污染控制技术”研讨会.论文集.国家重大水专项河流主题组.2009.726 －730.