基于水环境承载力的城市分区管控研究——以安宁市为例

234 HUANJINGYUFAZHAN ▲基于水环境承载力的城市分区管控研究

——以安宁市为例

杨艳1，邓伟明2，何佳1，吴雪1，付潇华2

(1.昆明市环境科学研究院，云南 昆明 650032；2.云南高科环境保护科技有限公司，云南 昆明 650032)

摘要：随着城市化和工业化的快速发展，水污染物排放量急剧增加，对水环境造成了严重影响，并成为制约区域经济社会发展的重要因素。

选择安宁市为研究区，基于水系特征、水环境功能、行政区边界等因素划分汇水单元，计算水环境容量并评价水环境承载力。同时基于水

环境承载力确定水环境管控分区和管控措施指引，为该地区产业结构调整、优化空间布局等提供建议。

关键词：环境容量；水环境承载力；水环境分区管控

中图分类号：X143 文献标识码：A 文章编号：2095-672X(2018)11-0234-02

DOI:10.16647/15-1369/X.2018.11.138

Partition system for water environment management based on evaluation of the water environment’s carrying capacity:a case study

of Anning C ity of Yunnan

Yang Yan1, Deng Weiming2, He Ja1, Wu Xue1, Fu Xiaohua2

(1.Research center of Lakes and Reservoirs, Kunming Institute of Environmental Sciences, Kunming Yunnan 650032,China;

2. High-Tech Environmental Protection limited company of Yunnan, Kunming Yunnan 650032,China)

Abstract: With theurbanization and industrialization development, the increase of water pollutant discharge not only seriously affect the water environment, but also is principal factor to restrict regional economic and social development.Anning city of Yunnan was taken as a typical case to discuss partition system for water environment management based on evaluation of the water environment’s carrying capacity. On the basis of the basic information about the characteristics of water system, water environmental function, administrative boundaries, water catchment units are delimited. Through computing the water environmental capacity, water environment carrying capacity is assessed. The partition system for water environment management and the control measures are given. This paper provides some advices for industrial structure adjustment and optimizing space layout of Anning city of Yunnan.

Key words: Water environmental capacity ; Water environment’s carrying capacity; Partition system for water environment management

1 研究区域概况

安宁市位于长江上游金沙江支流螳螂川（102°8'-102°37'E、24°31'-

25°6'N），是云南省国家层面集中连片重点开发区域之一，是云南省的

石油炼化、钢铁冶金、盐磷化工基地。下辖9个街道办事处，分别为连

然、温泉、太平、青龙、草铺、禄脿、八街、县街和金方街道办事处，

总面积1301km2。区内有2条干流和10条一级支流，2015年2条干流

和8条支流未达到水功能目标要求，河流水环境问题突出，水环境承载

力是影响区域产业结构和布局优化的重要因子之一。

2 基于水环境容量的承载力评估方法

采用水污染物排放量与水环境容量对比，即区域水环境承载指数来

评估研究区的水环境承载力。水环境容量为在不影响水的正常用途的情

况下，一定时间内水体所能容纳的污染物的量或自身调节净化并保持生

态平衡的能力[1-2]。汇水单元是水环境容量核算的基础单元，本文基于

安宁市水系特征、水环境功能、行政区边界等因素将研究区域划分为9

个汇水单元，由于研究区域主要河道水面宽度远小于河流长度，即将河

流水质变化过程概化为一维问题[3]，假定污染物进入河道后，在排污口

断面瞬间完成均匀混合[4]。水环境容量采用河流一维水质模型与线性规

划法耦合计算[5]，一维水质模型计算公式如下[6]

：

（式2-1）

式中：C为河流沿程污染物浓度，mg/L;

Q p、C p为上游来水水量（m3/s）与污染物浓度（mg/L）；

Q E、C E为排污口排放污水量（m3/s）与污染物浓度（mg/L）；x为沿程距离，m;

u为平均流速，m/s;

k为综合降解系数，d-1;

采用实测资料反推法计算污染物综合降解系数。

（式2-2）

式中：k1为计算河段综合降解系数，d-1;

x1为计算河段上下断面间的距离，m;

u1为计算河段平均流速，m/s;

C1、C2为计算河段上下断面污染物平均浓度，mg/L。

线性规划满足一组线性的等式或不等式约束条件，对一定的线性目标函数进行最优化处理[7]。

目标函数：∑

=

m

j

j

X

1

max（式2-3）

约束方程：N

j

X

j

,...,

2,1

,0=

≥∑

=

=

≤

m

j

i

j

i j

N

i

C

X

a

1

,...,

2,1

,（式2-4）

式中：X j为污染源j的污染物排放量；a ij为污染源j对控制断面i 的响应系数，可由水质模拟计算得到；C i为控制断面i的目标水质污染物控制浓度。

以研究区域各河道汇水区COD cr、NH3-N和TP年入河量与各项污染物的环境容量为基础数据，计算不同河道各项污染指标的水环境承载指数[8]，其指数值越小，表示水环境承载状况越好，计算公式如下：R ij=(P ij/Q ij) （式2-5）

式中：R ij为某区域j的某种污染物i的水环境承载指数；P ij为某区域j的某种污染物i的年入河量；Q为某区域j污染物i的水环境容量。i=1,2,3，分别代表COD cr、NH3-N和TP。

3 结果与分析

3.1 水环境容量计算结果