基于EFDC和WASP模型的入河排污口污染物影响预测

产业园目前有水厂二座，无排水管道系统，亦无污 水处理设施，雨、污水通过沟渠自然漫流，直至排放至 周边水体，污染严重。 规划的污水处理厂远期纳污范围 为产业园规划用地范围，污水收集面积约 39.75 km2，尾 水将通过挖沟闸排入长江。 该工程上游 60 km 处设有 汉口水文站，因排污口距离汉口水文站较近，且该段没 有其他大支流汇入， 因此采用汉口水文站的水文资料 来计算排污口段的水质情况。 根据汉口站实测流量资 料统计，历年最大洪峰流量为 76 100 m3/s（1954 年），一 次洪水过程超过 45 d； 历史上最小流量 2 930m3/s（1865 年）。 历年（1865—2015 年）最高水位为 29.73 m（1954 年，冻结吴淞基面），历年最低水位为 10.08 m（1865 年， 冻结吴淞基面），多年平均水位为 19.05 m。
下，不会对水功能区、水生态产生显著影响。
关键词：EFDC 模型；WASP 模型；污染物影响预测；污水处理厂
中图分类号：X52
文献标识码：A
产业园位于武汉新洲区，南邻长江，是武汉新港最 新规划兴建的十二大园区之一。 随着产业园区的不断 建设发展，其工业及生活污水排放量逐年增加，为保护 地区水系环境， 产业园的污水必须进行集中处理。 因 此，在该园区兴建新的城市污水处理厂是十分必要的。 污水处理厂的建设能有效改善园区的水环境质量，但 其尾水直接排入长江在一定程度上会加重受纳水体的 污染负荷。 因此，本文针对产业园污水处理厂的兴建， 根据其尾水入江的设计方案， 论证入江尾水排放口的 设置对下游长江水功能区和水生态环境产生的影响， 为污水处理厂的合理设置提供技术依据，以保障生活、 生产和生态用水安全。
1 研究区概况
新洲区属于武汉的远城区，位于武汉市的东北部， 长江中游北岸，介于东经 114°30′~115°5′和北纬 30°35′ ~30°2′之间， 其中产业园区位于该区南部的双柳地区。 该地处于北半球中纬度， 属于南亚热带季风海洋性气 候区，四季明显，光照充足，雨水充沛，无霜期长，严寒 期短。 年际间降水变化较大， 全年降水天数平均为 120.6 d；夏季多偏南风，冬季多偏北风，全年平均风速 为 2.4 m/s；多年平均日照时数为 2 018.6 h，无霜期平均 为 253.7 d。
摘 要：基于 EFDC 和 WASP 模型，以 CODMn、TP、TN 为评价指标，对排污
口下游的长江水质变化进行动态模拟。 结果表明：排污口设置后，在正常
排放的情况下，500 m 外 CODMn 的质量浓度降至 4 mg/L 以下，300 m 外 TN
的质量浓度降至 3 mg/L 以下，300 m 外 TP 的质量浓度降至 0.3 mg/L 以
近年来，国内外的研究人员利用水动力模型 EFDC 模型和水质模型 WASP 模型对河流、湖泊、水库进行了 模拟研究。 李林子［3］等利用 EFDC 和 WASP 模型进行 了南京某化工园突发水污染事故甲苯泄漏后对长江水 环境影响的模拟， 验证结果显示该模拟可以比较准确 地反映事故对长江水质的影响。 何强［4］等将 EFDC 和 WASP 模型联用，模拟了削减一半的面源污染负荷和提 高污水处理厂的出水标准后， 嘉陵江和长江重庆段的 水质情况变化， 模拟显示两种方案都可以在一定程度 上使得水质状况得到改善。 张统 ［5］ 等利用 EFDC 和 WASP 模型对北京大兴滨河森林公园中的景观湖进行 了模拟， 根据模拟结果， 提出了景观湖的水质维护方 案。 因此，本文将 EFDC 和 WASP 模型联用，模拟产业 园内污水处理厂设置后， 在其正常排放工况下对长江 水质的影响。
表 1 水质监测资料统计表
采样时间
1月 3月 5月 7月 9月 11 月 平均值
水温/℃
9.5 12.0 22.5 28.0 29.0 19.0 20.0
模拟指标
ρ（TN）/ ρ（CODMn）/ ρ（TP）/
（mg·L-1） （mg·L-1） （mg·L-1）
2.5
2.1
0.13
2.6
1.9
0.15
1.8
2.5
0.19
0.2
2.0
0.4
1.8
2.6
0.19
1.8
2.2
0.62
1.8
2.2
0.28
3 预测模型的建立
EFDC 和 WASP 模型是目前较为常用的环境流体 动力学模型， 其中 EFDC 模型在水动力模拟上、WASP 模型在水质的模拟上已经得到广泛的应用， 且二者代 表了当前水动力学和水质计算的较高水平。WASP 模型 的独立性使其可以与其他模型有效结合， 充分发挥不 同模型的优势，形成强大的环境流体动力学耦合模型， 其中模型计算原理参照使用手册［1-2］。
山西科技 文章编号：1004-6429（2018）06-0128-03
SHANXI SCIENCE AND TECHNOLOGY
２０18 年 第 33 卷 第 6 期 收稿日期：2018-09-20
基于 EFDC 和 WASP 模型的入河排污口污染物 影响预测
王雅格
（河南理工大学，河南焦作，454000）
2 研究区水质现状分析
根据武汉市水功能区划，本研究区内长江水环境功 能区类别为水域 III 类区，执行《地表水环境质量标准》 （GB 3838—2002）中 III 类标准要求。 因长江阳逻段距 本研究区最近，选用此段 2010 年 1 月、3 月、5 月、7 月、9 月和 11 月的水质监测成果作为本研究区的主要数据资 料，见表 1。 可以看出，绝大部分月份的 CODMn 、TP 符合 地表水质量标准的 III 类要求，但因 TN 严重超标，各月 份长江阳逻段水质基本上为Ⅴ类，甚至劣Ⅴ类。
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王雅格 基于 EFDC 和 WASP 模型的入河排污口污染物影响预测
本刊 Ｅ-ｍａｉｌ押sxkjzzs@ 问题探讨
本污水处理厂出水水质遵照国家 《城镇污水处理
厂污染物排放标准》（GB 18918—2002ODMn、TN、TP 的 排放质量浓度分别为 50 mg/L、15 mg/L、0.5 mg/L。