人工调控河道纳污能力计算研究的论文——以太湖流域望虞河为例.pdfVIP

中国环境水力学2006 人工调控河道纳污能力计算研究 ——以太湖流域望虞河为例 翟淑华张红举 (太湖流域水资源保护局，上海200434) 摘 要 望虞河是太湖流域一条重要人工调控骨干河道。本文在收集望虞河“引 江济太”期间水文条件、水污染状况的基础上，探讨了望虞河作为人工调控河 道，其纳污能力计算的技术路线、计算方法，并计算了望虞河引江济太期间的纳 污能力，成果已为望虞河引水期限制排污总量意见提供依据。 关键词 望虞河 纳污能力 1 引言 1．1纳污能力定义与内涵 水功能区纳污能力是指对确定的水功能区，在满足水域功能要求的前提下，按给定的 水功能区水质目标值、设计水量、排污口位置及排污方式，单位时间功能区水体所能容纳 的最大污染物量。水功能区的纳污能力是水功能区限制排污总量的基础，也是制定水资源 保护规划和经济发展规划的依据之一。 按照污染物降解机理，水体纳污能力可划分为稀释能力和自净能力两部分。稀释能 力是指在给定水域的来水污染物浓度低于出水水质目标时，依靠稀释作用达到水质目 标所能承纳的薅染物量。自净能力是指由于沉降、生化、吸附等物理、化学和生物作 用，给定水域达到水质目标所能自净的污染物量。在其他条件不变的情况下，污染物 排放方式的改变(如排放口位置的不同)将影响水域的纳污能力。因此水域的纳污能 力的核定，是在分析稀释能力与降解能力的基础上，根据排污方式的限定与功能区管 理的具体需求来确定。 1．2纳污能力核定原则 由于太湖流域内河网密布，相互影响，在核定单一河道的水功能区纳污能力时，要遵 循以下两条基本原则： (1)保障水资源的可持续利用。要在科学论证分析的基础上，首先确定合理的水资源 利用率，在保持水体有不断的自我更新与水质修复能力的基础上，尽量利用水域的纳污能 ·46’ 力，最大限度的促进经济社会的发展。 (2)维持各段水域纳污能力的相对平衡。影响水域纳污能力的因素很多，筑坝、引 水，新建排污口、取水口等都可能改变整个流域内水体纳污能力的分布。因此，纳污能力 的确定应充分考虑当地的客观条件，并分析局部水体纳污能力的主要影响因素，从上下游 平衡的角度，合理调配水域纳污能力。 1．3纳污能力计算步骤 通常情况下，水域的纳污能力计算可以按照以下5个步骤进行： (1)水域概化。将天然水域(河流、湖泊水库)概化成计算水域，例如天然河道可概 化成顺直河道，复杂的河道地形可进行简化处理，非稳态水流可简化为稳态水流等。水域 概化的结果，就是能够利用简单的数学模型来描述水质变化规律。同时，支流、排污口、 取水口等影响水环境的因素也要进行相应概化。若排污口距离较近，可把多个排污口简化 成集中的排污口。 (2)基础资料调查与评价。包括调查与评价水域水文资料(流速、流量、水位、体积 等)和水域水质资料(多项污染因子的浓度值)，同时收集水域内的排污口资料(废水排 放量与污染物浓度)、旁侧人流资料(旁侧人流水量与污染物浓度)、取水口资料(取水 量，取水方式)、污染源资料等(排污量、排污去向与排放方式)，并进行数据归纳分析， 形成数据库。 ’ (3)选择控制点(或边界)。根据水功能区划和水域内的水质敏感点位置分析，确定 水质控制断面的位置和浓度控制标准。对于包含污染混合区的计算问题，则需根据水功能 区管理的要求确定污染混合区的控制边界。 (4)建立水量水质数学模型。根据实际情况选择建立零维、一维或二维水量水质数学 模型，在进行各类数据资料的一致性分析的基础上，确定模型所需的各项参数。 (5)纳污能力计算分析。应用设计水文条件和上下游水质控制条件进行水量水质数学 模型计算，利用试算法(根据经验调整污染负荷分布反复试算，直到水功能区达标为止) 或建立线性规划模型(建立优化的约束条件方程)等方法确定水域的纳污能力。 2人工调控河道纳污能力计算实例 2．1 背景简介 望虞河是太湖流域综合治理骨干工程之一，南起太湖边沙墩口，北至长江边耿泾口， 全长60．8km，具有防洪、排涝、供水、航运的功能。 从2002年1月起，太湖流域进行了“引江济太”调水试验，即把优