榆林市河流纳污能力及环境容量分析

顾明林

黄河水利委员会上游水文水资源局，甘肃 兰州 730030

榆林市境内河流包括黄河流域水系和内陆河水系。黄河为晋陕界河，从府谷入境，共270km；集水面积在100km2以上河流共有109条，主要有无定河、秃尾河、窟野河、佳芦河及皇甫川、清水川、石马川、孤山川等“四河四川”，由西北流向东南在榆林市境内汇入黄河，“四河四川”流域面积占全市总面积的79.8%。内陆河系分布在神木、定边县北部的沙漠闭流区，主要有定边县的八里河和神木县以红碱淖海子为中心的蟒盖兔河、尔林兔河等，区内面积4 647 km2，占全市总面积的10.8%。

榆林市的水功能区全部属于黄河流域河口至龙门区间，划分为8个保护区、10个保留区、9个开发利用区和8个缓冲区。在一级水功能区划的基础上，二级区划主要包括用水区、过渡区和污染排放控制区。

本文对榆林市2014年河流水功能区纳污能力及环境容量进行了分析，有助于提高我们对榆林市环境质量的认识，对采取有效的管理措施从源头上控制污染物的排放量应对日益严重的环境问题有一定意义。

一、水功能区纳污能力分析

（一）纳污能力

参考《榆林市水资源综合规划》相关内容，对榆林市各地表水体水功能区纳污能力分析的设计条件以各一二级功能区河段主要排污河段中的基本断面设计流量表示。采用90%保证率最枯月平均流量作为枯水期设计流量，另外以90%保证率最丰月平均流量作为丰水期设计流量。

各二级水功能区纳污能力确定由水功能区水质目标Cs、设计流量Q、综合衰减系数K、水流平均流速u、水功能区河段长度x等水环境特征参数，按下有机污染物衰减数学模型确定不同规划年的纳污能力W。

式中：W—水功能区年纳污能力（t/a）；Q—控制断面流量（m3/s）；Cs2、Cs1—分别为下游和上游断面的水质目标（mg/L）；K—综合衰减系数（1/s）；X—水功能区河段水流流程（m）；u—计算控制断面水流速度（m/s）；10-6—水质目标单位的换算系数。

水质目标Cs2为计算断面所在水功能区水质目标，Cs1为上游来水的水质目标，作为该水功能区水流的背景水质浓度；Q为设计流量；水功能区河段水流流程因为排污条件和河道水利工程分布复杂性的影响，统一采用河段中点作为排污和取水位置，即有效河段综合自净衰减流程为水功能区计算河段长度之半。

综合衰减系数K的确定，在榆林市无实测和试验研究成果数据的条件下，参考渭河和泾河的实测和试验研究成果，COD、NH3-N的综合衰减系数确定为流量小于10m3/s时分别为0.1736×10-4/s和0.1160×10-4/s；流量大于10m3/s时分别为0.1389×10-4/s和0.0810×10-4/s。

（二）纳污能力计算

2014年榆林市各水功能区90%丰月和90%枯月条件下的纳污能力的计算成果汇总分配到各水资源分区，见表1。

二、污水及污染物排放分析

（一）现有数据资料情况

关于榆林市2014年污水及污染物排放情况，收集了《2014年榆林市供用水量统计报表》《榆林市水资源综合规划》两套数据。两套数据的差异相对较大。其中，榆林市供用水量统计报表中，针对区域内的33个排污口统计得到年排放污水量为3092.4×104m3，榆林市水资源综合规划中根据污染源调查，计算得到的污水产生量为10023.5×104m3，其中入河排放量7517.8×104m3。

从两份资料来看，统计报表中仅列出了33个污水排放口的数据，数据存在不完整现象，而根据统计报表中的供水量数据，参考一般城市的城镇生活污水排放率0.7、工业污水排放率0.4、第三产业污水排放率0.7、建筑业排污系数0.5进行估算，得到的榆林市2014年污水排放量约为1.05×108m3，与水资源综合规划的总体数据接近。

（二）污水排放情况估算

参考榆林市水资源综合规划及水利统计报表相关分析内容，经复核整理，得到2014年污水产生量10 352.3×104m3。

考虑到目前入河污水达标处理率为85%，还有部分污水未能实现达标排放，入河COD和氨氮的含量参考水资源综合规划中污染物排放情况，暂取160mg/L和20mg/L的综合浓度进行估算。考虑到污水在收集、处理过程中的损耗，入河系数按照0.77进行估算，入河污水量约为7971.04×104m3。

三、环境容量分析

根据功能区纳污能力与污染物排放情况，对榆林市各水功能区的环境容量进行分析。2014年水功能区纳污能力P=90%枯月条件下为COD：31148.84t，氨氮1260.48t；P=90%丰月条件下COD：165103.57t和氨氮：6129.14t。其中，一级水功能区的窟野河干流神木缓冲区、二级水功能区的无定河干流绥德工业、农业用水区，芦河靖边过渡区三个水功能区由于本底水质相对较差，纳污能力为负值。

表1 2014年各水资源分区纳污能力汇总表

2014年估算出的污染物入河排放量COD12754t，氨氮1594.25t，若按照枯月条件分析，则COD排放量满足纳污能力要求，而氨氮含量超过纳污能力要求。

从水资源分区的污染物排放情况来看，COD排放量可以满足各水资源分区纳污能力，但氨氮排放量在枯水期有吴堡以上右岸及无定河流域两个水资源分区超出河道纳污能力。

按照河道管理要求，行水功能纳污量与纳污能力对比。根据对比，2014年有12个水功能区COD超出纳污能力要求，其中7个在枯水期出现超标问题，丰水期可以满足纳污能力限定；有16个水功能区的氨氮超出纳污能力要求，其中有6个在枯水期出现超标问题，丰水期可以满足要求。

四、结语

2014年榆林市共有一级、二级水功能区57个，监测数据的水功能区43个，其中达标功能区22个，仅靠考虑有监测数据的水功能区，则达标率为51.2%，达标率明显偏低。由此可见，榆林市的近半数水功能区水质未能达标，已经给榆林市的生态环境、工农业生产以及居民生活等都造成了严重影响。

为防止水体污染，保持水域功能，还应从源头上控制污染物的排放量。在水体未被污染之前，严格地按水环境容量的要求实行污染物排放总量控制，这是防止水体污染最根本、最有效的方式。对于已经严重污染的水体，要恢复到要求的水质标准，需要采取综合的治理措施。如整治河道、生物治理、水库调节流量和引水稀释等。