河流纳污能力计算方法比较
河流纳污能力计算
3、混合区的确定
(a) 图 污水与河流的混合过程：（a）河中排放；（b）岸边排放
混合区定义
在排污口下游自排污口至功能区控制点或控制断面之间的， 使污染物得以进行初始混合与稀释后达到水域功能区水质 标准的区域称为混合区。
如果功能区没有常规性监测断面，可以选择功能区的下断面 或者重要的取水点作为控制节点。
对于高功能水域、重要水域以及距离较长的水域，根据需要， 一个功能区内应设置多个断面来控制功能区的水质，作为水 环境容量计算的约束条件。
在控制断面的选取时应注意的几个问题
（1）控制断面不能设在排污混合区内：一般的水功能区都 允许有排污口存在，排污口下游必然存在一段由排放浓度过 渡到功能区标准的排污混合区。因此，控制断面要避开混合 区或过渡区，以反映水体的客观情况。
有较大的支流汇入或河道发生分流，导致河段流量等参数发 生突变；
有较大的入河排放口汇入； 有重要的饮用水源吸水口； 计算单元长度不超过10km； 一个水功能区划分为多个计算单元时，各个计算单元的水质
目标均采用本功能区水质目标。
4、计算单元和控制节点(断面)
控制断面是指能反映水环境功能区水质，或反映污染源对水 域水质的影响，或反映功能区执行标准变化的代表性断面。
广东省水利厅
广州佛山跨市水污染综合整治方案
中山大学
鉴江水质保护规划
中山大学
练江流域水质保护规划
广东省环境监测中心站
广东省地表水环境容量核定 技术报告
华南环境科学研 河流
究所
库湖
kc 0.08~0.45
0.1 0.15 0.1~0.4 0.08~0.1 0.07~0.6 0.18 0.2 0.2 0.3~0.55 0.1~0.2 0.05~0.1
河流纳污能力计算方案及主要影响分析
河流纳污能力计算方案及主要影响分析侍猛;马勇骥;崔勇【摘要】以东部某城市为例,就河流纳污能力计算方案过程及主要影响要素进行分析.结果表明,根据污染物排放与受纳水体特征,合理概化排污口及河段、正确选取水质预测模型并输入计算参数,是确保纳污能力计算成果正确有效的必备要素.【期刊名称】《江苏水利》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】4页(P46-49)【关键词】河流;纳污能力计算;影响要素分析【作者】侍猛;马勇骥;崔勇【作者单位】江苏省水文水资源勘测局宿迁分局,江苏宿迁223800;南通市水文局,江苏南通226006;南通市水文局,江苏南通226006【正文语种】中文【中图分类】X52随着我国经济社会的高速发展，水资源开发利用的程度亦不断提升，生产生活废水排放量与日俱增，原本水资源较为充沛的华东地区出现了以水质恶化为特征的“水质型缺水”现象。
为缓解这一矛盾，科学的开展水污染防治规划显得尤为紧迫，而河流纳污能力方案计算正是以水体对污染物的承受能力为基点，从源头控制水污染物入河总量、改善水环境质量的基础性规划工作[1]。
河流纳污能力计算以水环境功能区为单位，根据河段水文特征、污染物类型及其排放特征，在既定的水环境功能区水质目标下，运用相应的水质预测模型获得水环境功能区河段纳污能力，即允许接纳的水污染物排放量，从而为环境保护行政主管部门科学制定污染物限制入河排污总量提供决策依据[2]。
影响河段纳污能力方案计算成果准确性的主要因素有以下三个方面。
（1）水质预测模型的选取一维、二维水质预测模型应用于非持久性污染物如COD、NH3-N、TN、TP的纳污能力计算。
污染物达到充分混合前的混合过程段采用二维模式，充分混合段采用一维模式[3]。
通常认为断面上任意一点的浓度与断面平均浓度差值小于5%时，污染物达到充分混合[4]。
（2）排污口与河段的概化水质预测模型的运用要求河道水体为流速、流量基本保持不变的恒定流，由于支流河道、废水排放口等外源的输入，难以保证河道始终维持恒定流。
纳污能力计算
水体纳污能力是指在设计流量条件下，满足水功能区水质目标要求和水体自然净化能力，核定的水功能区污染物最大允许负荷量。
项目取水后对河段的水体纳污能力将会产生一定影响，本次论证对项目建设前后取水影响范围内的河流纳污能力进行计算，以分析其影响程度。
溪口水库位于平江河上游，平江河属寨蒿河右岸一级支流，根据《黔东南州地表水域水环境功能区划分方案》，取水影响范围内的河流水环境功能区划见表5.3.3-1。
根据贵州黔水科研试验测试检测工程有限公司及珠江流域水环境监测中心对工程区地表水环境现状监测结果表明，坝址上游6km至榕江县取水口上游100m （三角井大坝上游30m）河段地表水为Ⅱ类水。
根据《全国水资源综合规划技术细则》，取水影响范围内的河流纳污能力计算选择CODcr、氨氮作为控制性指标。
根据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），CODcr、氨氮的标准限值为15mg/L 及0.5mg/L。
CODcr、氨氮现状见表5.3.3-2。
由于建库后，坝址以上河道将形成水库面积（正常蓄水位）0.569km2，回水长度6km，经水库调节后下泄流量（0.569 m3/s）比90%保证率最枯月平均流量（0.445 m3/s）大，本次选择河道影响较大的溪口水库坝址以上6km至坝址（坝址上游影响区）及坝址处至怎冷河支流汇入口段（坝址下游影响区）作为计算河段。
根据表5.3.3-2表明，CODcr 及氨氮在计算河段上均匀混合，河段纳污能力计算采用零维模型。
而流入和流出水库的水量平衡，水库纳污能力计算采用湖（库）均匀混合模型。
其公式为：Q C C M S ⨯-=)(0 （5-1）Q C C V C K M S S ⨯-+⨯⨯=)(0 （5-2）式中：M --水域纳污能力，g/s ；S C --水质目标浓度值，mg/L ，计算采用现状浓度值均值； 0C --水质初始浓度值，mg/L ，计算采用标准限值；Q --入流流量，m 3/s ，建库前入（出）库采用90%保证率最枯月平均流量0.445m 3/s ，建库后出库采用生态基流0.569 m 3/s ；V --湖（库）容积，m 3，计算采用死库容90.05万m 3；K --污染物综合衰减系数，（1/d ），据《西江流域水质保护规划》CODcr 为0.1，氨氮为0.07。
河流纳污能力计算
河流纳污能力计算河流是地球上丰富的水资源之一，它不仅为生物提供了生活所需的水源，还是陆地生态系统的重要组成部分。
然而，由于工业化和城市化的发展，河流受到了严重的污染。
为了研究河流的污染水平，我们需要计算河流的纳污能力。
河流的纳污能力是指在一定时间内，河流可以容纳并稀释的污染物的数量。
纳污能力取决于河流的特性、水量、污染物种类等因素。
下面我们将介绍两种常用的计算方法：影响系数法和水质模型法。
影响系数法是一种常用的估算河流纳污能力的方法。
它主要通过考虑一些参数来计算河流的纳污能力。
这些参数包括流速、流量、水深、溶解氧含量、有机物含量等。
通过对这些参数的测量和分析，我们可以得到河流的污染物限制浓度。
然后，我们可以将河流的纳污能力计算为：纳污能力=污染物限制浓度×流量水质模型法是一种更复杂但更准确的计算河流纳污能力的方法。
它建立了一个描述河流水质变化的模型。
该模型基于污染物质量守恒定律，并考虑了河流的运动、扩散、降解等因素。
水质模型可以根据输入的初始条件和污染物排放情况，模拟河流污染物的传输和转化过程。
通过模拟和计算，我们可以得到污染物在河流中的浓度分布。
然后，我们可以计算河流的纳污能力为：纳污能力=河流长度×污染物浓度×断面积其中，河流长度是指污染物在河流中的传输路径长度，污染物浓度是河流中污染物的平均浓度，断面积是河流横截面的面积。
然而，需要注意的是，河流的纳污能力并非无限大。
当污染物排放量超过河流的纳污能力时，就会导致河流的污染水平上升。
这会对河流的生态环境和生物多样性产生严重影响。
因此，在进行工业和城市建设时，我们需要合理规划和控制污染物的排放量，以保护河流的生态系统。
总结起来，河流的纳污能力是一个重要的指标，用于估算河流可以容纳并稀释的污染物的数量。
通过影响系数法和水质模型法等方法，我们可以计算河流的纳污能力。
然而，为了保护河流的生态环境，我们需要合理控制污染物的排放量，以保持河流的水质和生物多样性。
河流纳污能力计算
节点指河流上排污口、取水口、干支流汇合口等造成河道流量、水质发生突变的点，水量与污染物在节点前后满足物质平衡规律。 河段指河流被节点分成的若干段，每个河段内污染物的自净规律符合一阶反应定律。
一维水质模型由河段和节点两部分组成：
河流一维水质模型
图 河流一维模型概化示意图
概化后的排污口位置为： x=(Q1C1x1+Q2C2x2+····+QnCnxn)/(Q1C1+Q2C2+····+QnCn)
（2）距离较远并且排污量比较小的分散排污口，可概化为非点源入河，仅影响水域水质本底值，不参与容量优化分配计算。
上界
下界
上界
下界
1 2 3
x
3、混合区的确定
1、河流简化与模型选取
水质数学模型有零维模型、一维模型、二维模型等。 对每个水功能区，应根据其空间形态、水文、水质特征选择合适的水环境容量计算模型。
二、主要技术问题
1、河流简化与模型选取
二、主要技术问题
断面宽深比大于等于20时，简化为矩形河段； 小河可以简化为矩形平直河流； 大中河流中，当河段弯曲系数小于等于1.3时，可简化为顺直河段，否则视为弯曲河流； 河道特征和水力条件有显著变化的河段，应在显著变化处分段。
图 污水与河流的混合过程：（a）河中排放；（b）岸边排放
(a)
混合区定义
在排污口下游自排污口至功能区控制点或控制断面之间的，使污染物得以进行初始混合与稀释后达到水域功能区水质标准的区域称为混合区。 混合区是污染物自排放口至功能区控制断面达标的过渡区，是允许超标的区域。 混合区越小，意味着控制越严格，混合区消失，意味着不许排放或意味着排放口排出的水质与功能区的水质相等。
水环境容量
水域纳污能力计算：1、河流纳污能力计算1.1、河道类型划分：Q ≥150m 3/s 为大型河段、15—150m 3/s 为中型河段、Q ≤15m 3/s 为小型河段。
1.2、河道特征和水文过程简化：（1）宽/深≥20时简化为矩形河段，（2）弯曲系数≤1.3时简化为顺直河道，（3）河道特征和水力条件有显著变化的河段在显著变化处分段。
1.3、设计水文条件：常年河流采用90%保证率最枯月平均流量或近10年最枯月平均流量作为设计流量、季节性/冰封河流采用不为0的最小月平均流量为样本参照常年河流计算设计流量、流向不定的水网地区/潮汐河流采用90%保证率流速为0时的低水位水量为设计流量、有水利工程的河段采用最小下泄流量或生态基流为设计流量。
1.4 河流模型（1）零维模型：污染物在河段内均匀混合，适用于水网地区的河段或小型河段。
根据入河污染物的分布情况划分不同浓度的均匀混合段，分段计算水域纳污能力。
)/()(0Q Q Q C Q C C p p p +⋅+⋅=C —污染物浓度（mg/L ）C p —排放的废污水污染物浓度（mg/L ）Q p —废污水排放流量（m 3/s ）C 0—初始断面污染物浓度（mg/L ）Q —初始断面入流流量（m 3/s ）。
)()(0p s Q Q C C M +⋅-=M —水域纳污能力（g/s ）C s —水质目标浓度值（mg/L ）。
（2）一维模型污染物在河流横断面上均匀混合，适用于Q<150m 3/s 的中小型河段。
u xK x e C C -⋅=0x —沿河段的纵向距离（m ）Cx —流经x 距离后的污染物浓度（mg/L ）u —设计流量下河道断面的平均流速（m/s ）K —污染物综合衰减系数（1/s ）)()(p x s Q Q C C M +⋅-=排污口位于河段中部（x=L/2）时，u LK u LK L x e Q m e C C --=⋅+⋅=0 m —污染物入河速率（g/s ）C x=L —水功能区下段面污染物浓度（mg/L ）（3）二维模型污染物在河段横断面上非均匀混合，适用于Q ≥150m 3/s 的大型河段。
宽浅型河道纳污能力计算方法
收稿日期:2001Ο03Ο20作者简介:韩龙喜(1964—),男,江苏扬州人,副教授,博士,主要从事水力学及水环境科学研究.宽浅型河道纳污能力计算方法韩龙喜1,朱党生2,姚 琪1(1.河海大学水文水资源及环境学院,江苏南京 210098;2.水利部水利水电规划设计总院,北京 100001)摘要:对于宽浅型河道,排放到水体中的污染物质在功能区相应的距离内不能达到横向均匀混合,常用的环境容量计算方法不再适用.针对这一情况,从水资源保护规划出发,对进入河段的污染源沿河长进行了概化.在此基础上,提出了纳污能力的计算方法及公式,并给出宽浅河道不同功能区组合情况下纳污能力的计算方法,为大范围水资源保护规划提供了一种简单、实用的工具.关键词:功能区划;宽浅型河道;污染源概化;纳污能力中图分类号:X522 文献标识码:A 文章编号:1000Ο1980(2001)04Ο0072Ο04对于宽浅型河道,污染物质在排放到水体中后,因宽深比较大,污染物沿流程在很长距离的河段内不能达到断面内均匀混合,污染物浓度在断面上沿横向变化较大,常用的环境容量计算公式不再适用.为考虑浓度在平面上的变化情况,可用二维水质数学模型模拟污染物沿河流纵向、横向的迁移转化规律.因此,不同功能区的纳污能力应以功能区相应的水质目标为依据,以二维水质数学模型数值解或解析解为工具,考虑功能区间的相互衔接关系进行计算.本文采用水质平面二维解析解,导得纳污能力的计算公式.1 宽浅河道二维水质解析解对宽浅型河道,若水深沿纵向、横向变化较小,在水流恒定的情况下,河道内水流可近似地看成均匀流,若排入河道的污染源源强为恒定,则在下游形成恒定的浓度场.设某宽浅河道污染源岸边排放,强度为S ,因河道较宽,可不考虑对岸反射的影响,在下游位置(x ,z )处产生的浓度为[1]C (x ,z )=S/H 4πE z ux exp -uz 24E z x -K x u (1)式中:x ———纵向坐标,代表计算点至排放口的纵向距离;z ———横向坐标,代表计算点至排放口的横向距离;H ———断面平均水深;u ———断面平均流速;K ———污染物的自净系数;E z ———横向紊动扩散系数,可用下式求解:E z =αz HU 3(2)式中:αz ———经验系数;U 3———摩阻流速.2 宽浅河道纳污能力计算方法211 宽浅河道纳污能力定义对宽浅河道,在一定的水量条件下,在保障河道水质满足功能区要求的水质标准情况下,排污口所能容纳的污染物的最大数量称为纳污能力.据此定义可知,在水流条件及水域环境功能确定的情况下,纳污能力与排污口位置有关.由于假定污染物从某一空间点排入水体,即使排污量很小,在排污口的下游水域也存在着一定范围的污染带.因此,与排污口相应的纳污能力允许存在污染带.但污染带范围大小与排污源强有关.因此,要确定纳污能力,必须首先确定允许的污染带的范围.排污口位置、污染带范围一旦给定,纳污能力也就唯一确定.设宽阔水域纳污能力为W ,从理论上讲水域中任一点的水质浓度应为两岸排污的叠加.对宽深比足够第29卷第4期2001年7月河海大学学报JOURNA L OF H OH AI UNI VERSITY V ol.29N o.4Jul.2001大的河道,因B/H 很大,一侧岸边的排污对对岸水质影响很小,功能分区及纳污能力计算可分两岸分别独立进行.212 污染源概化通常情况下,对同一个水功能区划相应的河段而言,污染物排放口不规则地分布于河流的不同断面.功能区控制断面的断面平均浓度将由所有排污口污染源在控制断面产生的浓度叠加得到.而纳污能力应是控制断面在满足水质目标的条件下,在规划准则的引导下,各排污口所能排放的污染物的最大数量.但考虑到此项工作的复杂性及水环境规划本身的要求,可将排污口在功能区内的分布加以概化,即认为污染源源强在同一功能区内沿河长均匀分布.此概化实际上体现了污染物分布的一种平均状况,对某一河段也许存在一定偏差,但从统计、规划的特点来看,却综合反映了若干河段污染物排放的一种平均状态.图1 宽浅河道污染源概化示意图Fig.1 G eneralization of Pollutant sources213 纳污能力计算如图1所示,某功能区宽浅河道长度为L ,断面平均流速为u ,其纳污能力用W 表示.假定污染物沿河岸均匀分布,此功能区的水质标准为C S ,可近似地用出口断面浓度来控制功能区水质.由二维解析解知,连续源d m 在出口断面产生的浓度:d C =2d m 4πE z u (L -x )exp -uz 24E z (L -x )-K L -x u(3)由假设得:d m =W LHd x ,令z =0,可得岸边浓度在纵向的变化d C =W H L πE z u (L -x )exp (-K L -x u )・d x (4)沿岸均匀排放的所有污染物在出口断面产生的浓度应为各微元产生的浓度的累加,数学表示为C =WH L ∫L 0exp (-K L -x u )πE z u (L -x )d x (5)该式难以求解积分,有两种处理方法:第一种方法为用有限求和代替积分.将河长L 分为N 等份,计算任一子河段排放污染源在出口产生的浓度,再进行叠加,计算公式为Δx =L N C =W H L 6N i =1exp [-K L -i Δx u ]πE z u (L -i Δx )Δx (6)令C +C 0exp (-K L u)=C S ,有W =[C S -C 0exp (-K L u )]H L 6Ni =1exp [-K L -i Δx u ]πE z u (L -i Δx )Δx ×86.4×0.365 (t/a )(7)式中C 0为入口断面浓度,取值根据上游功能区划确定.第二种方法是将污染源简化处理,为此近似地认为均匀排放的污染物在出流断面产生的浓度效应与同样的排污量在河段中部岸边排放产生的效应相当,即将区划内各排污口产生的浓度用河段中部集中排放产生的浓度代替,以此计算纳污能力:C 0・exp (-K L u )+W H πE z uL/2exp [-K L/2u ]=C S (8)37第29卷第4期韩龙喜,等 宽浅型河道纳污能力计算方法W =C S -C 0・exp (-KL u )exp [-K L/2u ]H πE z uL/2×86.4×0.365 (t/a )(9)图2 某宽浅河道功能区分布示意图Fig.2 Distribution of functional regions 214 计算方法及步骤图2所示为某宽浅型微弯天然河道功能区分布情况,该河道设计流量为Q ,设计水位为Z.下面给出纳污能力的计算流程及计算方法.各功能区中,饮用水源区、景观区有明确的定义.排污控制区指没有明确水环境功能、水质目标的水域,而过渡区通常设立在低功能区向高功能区过渡段之间,在过渡区内,上游的低功能水体完成向下游高功能水体的过渡,在过渡区的出口断面,水质达到下游高功能区的水质目标.纳污能力的计算流程如图3.图3 纳污能力的计算流程Fig.3 F low ch art of calculation of w ater environment cap acity以第二种算法为例,计算步骤如下:a.确定水力参数Q 和Z ,推求断面面积A ,u ,E z ;b.由C S 景、过渡区实际排污S 过推求排污控制区允许最大出流浓度C 排max .因C 排max exp (-K L 过u )+S 过H πE z u L 过/2exp (-K L 过2u )=C S 景,故C 排max =C S 景-S 过H πE z uL 过/2exp (-K L 过2u )exp (-K L 过u )(10) 特别地,若过渡区无排污,则令S 过=0.c.由C S 饮和C 排max 推求排污控制区纳污能力W 排.排污控制区入流浓度即饮用水源区的水质标准,因C S 饮exp (-K L 排u )+W 排H πE z uL 排/2exp (-K L 排2u )=C 排max 有W 排=C 排max -C S 饮exp (-KL 排u )exp (-K L 排2u )H πE z uL 排/2×86.4×0.365 (t/a )(11) d.由饮用水源区入流浓度C 饮入和C S 饮推求饮用水源区纳污能力W 饮.C 饮入取值由上游功能区、饮用水源区水质目标的相互关系确定,对C OD 类的污染因子,有C 饮入=47河 海 大 学 学 报2001年7月min (C SX ,C S 饮),则W 饮=C S 饮-C 饮入exp (-KL 饮u )exp (-K L 饮2u )H πE z uL 饮/2×86.4×0.365 (t/a )(12)若采用第一种方法计算纳污能力,可利用公式(7),采用相同的思路进行求解.2 算 例表1 纳污能力计算值T able 1 C alculated w ater environment cap acity污染源分布纳污能力/(t ・a -1)均匀分布32.3集中分布35.3 某宽浅型河段长2000m ,水面宽400m ,水深1m ,流量为20m 3/s ,功能区划为Ⅲ类水,相应的C OD 水质标准为8mg/L ,上游为饮用水功能区,相应的C OD 水质标准为6mg/L ,下游为农业用水区,C OD 的自净系数为0.1d -1,分别用污染源均匀分布、集中分布两种方法计算纳污能力.污染源概化为均匀分布计算时,河段分为10个子河段.横向分散系数由谢才公式求得水力坡度,再求得摩阻流速,最后由经验公式得到.两种方法所得纳污能力见表1.由表可知,两者结果相当.由此可知,污染源集中分布虽对污染源分布进行了简化处理,但却基本反映了原分布对环境水体的影响.3 结 论a.对宽浅型河流,本文提出了纳污能力的两种计算方法及计算公式,并给出不同功能区组合情况下的纳污能力计算方法,可用于水资源保护规划、水环境管理.b.对不同功能区相互衔接的情况,计算纳污能力时关键在于入、出流断面浓度的取值.对一般功能区,出流断面浓度即本功能区水质标准;对过渡区,出流断面浓度应满足下游功能区水质标准;对排污控制区,无出水水质标准,但其纳污能力通过其下游的过渡区而间接受到过渡区下游功能区的制约.入流断面浓度,受制于本功能区与上游功能区的相互关系,取上游功能区出水水质浓度.参考文献:[1]张书农.环境水力学[M].南京:河海大学出版社,1998.86～87.W ater E nvironment C apacity C alculating Methodfor Shallow 2Broad RiversHAN Long 2xi 1,ZHU Dang 2shen 2,YAO Q i 1(1.College o f Water Resources and Environment ,Hohai Univ.,Nanjing 210098,China ;2.Water Power Planning and Design Institute o f the Ministry o f Water Resources ,Beijing 100011,China )Abstract :When waste water is discharged into a shallow 2broad river ,pollutants cannot be mixed uniformly in the lateral direction ,and only the 2D water quality m odel can be used to calculate pollutant concentration.In this paper ,based on the 2D theoretical s olution ,a formula for the calculation of water environment capacity of shallow 2broad rivers is proposed.K ey w ords :functional regionalization ;shallow 2broad river ;generalization of pollution s ources ;water environment capacity57第29卷第4期韩龙喜,等 宽浅型河道纳污能力计算方法。
河流纳污能力计算方法比较
河流纳污能力计算方法比较
路雨;苏保林
【期刊名称】《水资源保护》
【年(卷),期】2011(027)004
【摘要】在一定水文设计条件和水质目标前提下,根据一维河流水质模型理论,探讨基于不同排污口位置、不同控制断面设定、不同稀释容量分配情景下的河流纳污能力计算方法,比较其结果的差异性.以温州市飞云江河段为例,分析不同计算方法对河流纳污能力计算结果的影响,提出各种方法的优缺点及适用性,为河流纳污能力研究提供技术依据.
【总页数】6页(P5-9,47)
【作者】路雨;苏保林
【作者单位】北京师范大学水科学研究院,北京,100875;北京师范大学水科学研究院,北京,100875
【正文语种】中文
【中图分类】X26
【相关文献】
1.中小型河流水域纳污能力计算方法探讨 [J], 周兴全;石宗飞;杨敏杰;张星荣
2.清水县牛头河流域引水工程断面设计洪水计算方法比较研究 [J], 刘玉杰
3.满足水功能区管理目标的中小河流纳污能力计算方法及参数取值研究 [J], 李䶮;杨寅群;王艳;刘路广
4.河流控制断面污染负荷计算方法比较 [J], 李怀恩;李层
5.不同方法计算胶南市河流纳污能力结果的比较 [J], 王成见;孟春霞;赵秀春;马振宇
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
嘉鱼县水功能区纳污能力计算方法的探讨
嘉鱼县水功能区纳污能力计算方法的探讨水功能区纳污能力是指一个水体体系在一定时间内接受和稀释污染物的能力。
它是评估水体污染状况和制定水污染控制措施的重要依据，对于减轻水体污染和保护生态环境具有重要意义。
本文旨在探讨嘉鱼县水功能区纳污能力的计算方法。
首先，嘉鱼县水功能区纳污能力的计算应考虑水体自净能力。
水体的自净能力是指水体中一部分污染物通过微生物降解、光解、吸附、沉积等自然过程自行清除的能力。
常用的计算方法有水体自净能力潜力法、营养盐平衡法等。
通过测定水体中的营养盐浓度和有机物浓度，结合环境因素，可以推算出水体自净能力的大小，从而评估水体纳污能力。
其次，嘉鱼县水功能区纳污能力的计算还需考虑水体的水动力特性。
水动力特性与水体的流速、流量、水深等参数有关，对水体中的污染物输移扩散具有重要影响。
可以通过测定水体的流速和流量，结合水体的水深等参数，计算出水体的水动力特性，并以此作为评估水体纳污能力的依据。
同时，还需考虑水体的水体变化情况，如温度、盐度、氧含量等因素的影响。
此外，嘉鱼县水功能区纳污能力的计算还应考虑水体的接受能力。
水体的接受能力是指水体中物质浓度的极限值，即当其中一种物质浓度超过该极限值时，水体已失去对该物质进一步接受的能力。
水体接受能力的计算可以通过建立适当的模型，结合水体的流速、流量、水质等参数，来评估水体对其中一种污染物的接受程度。
需要注意的是，不同的水功能区对不同的污染物有不同的接受能力，需要具体考虑。
最后，嘉鱼县水功能区纳污能力的计算还应结合当地的环境容量。
环境容量是指环境系统在一定时间内承受一定规模的污染负荷的能力。
可以通过综合考虑水体的自净能力、水动力特性、接受能力等因素，结合环境因素，计算出环境容量的大小，并以此作为评估水体纳污能力的依据。
综上所述，嘉鱼县水功能区纳污能力的计算方法需要综合考虑水体的自净能力、水动力特性、接受能力等因素，并结合当地的环境容量来评估。
在实际计算过程中，应根据嘉鱼县的具体情况，选择合适的计算方法，并建立相应的模型，以提高计算的准确性和可靠性，为制定水污染控制措施提供科学依据。
不同方法计算胶南市河流纳污能力结果的比较
胶南市位于山东半岛西南部，北纬 35°35' ～ 36° 08'、东经 119°30' ～ 120°11'，属低山丘陵区，境内山 峦起伏，地势西、北偏高，南、东临海处偏低，自西北 向东南倾斜。境内长 2． 5km 以上的河流（ 含大河支 流） 有 125 条，其中较大的河流 10 条、独立入海的小 河流 26 条，均属典型的北方季节性山区河流，丰水 期（ 7 ～ 8 月） 径流量占多年平均年径流量的 78% ， 枯水期（ 10 ～ 5 月） 的径流量仅占多年平均年径流量 的 13% 。由于河流源短流急，水资源开发利用难度 较大，为 缓 解 水 资 源 紧 缺 状 况，水 利 部 门 提 出 了 “拦、蓄、挖、引、节、增 ”的 治 水 方 针，不 断 提 高 水 资 源开发利用率。除建有水库外，还在 10 条主要河道 上建有拦河闸坝 18 处，在风河、巨洋河、错水河等较 大河流上建有 3 级以上梯级拦河闸，局部河段闸首 闸尾几近相接，使得河道丧失了自然水力特性而具 备水库和河道双重特性。为更加科学、合理地制定 水资源保护规划以实现水资源的高效利用和有效保 护，本文采用常规的河道纳污能力计算数学模型和 根据河道不同水力特性采用的河道纳污能力计算数 学模型，分别计算了已功能区划的 15 条河流中 11 条河流 13 个水功能区的纳污能力，并对计算结果进 行了比较分析。
大村桥 ～ 吉利河入口 吉利河入口 ～ 白马河大桥
白马河大桥 ～ 耿家岚
吉利河 吉利河饮用水源区
吉利河水库出口 ～ 吉湄村橡胶坝 吉湄村橡胶坝 ～ 白马河
源头 ～ 薛家庄拦河闸
巨洋河饮用水源区
薛家庄拦河闸 ～ 王台镇橡胶坝
巨洋河
王台镇橡胶坝 ～ 逄猛王
巨洋河农业用水区
纳污能力计算
纳污能力计算（1）纳污能力计算方法水功能区纳污能力是指满足水功能区水质目标要求的接纳污染物的最大允许量。
对于临安市的河流和湖库，其计算方法主要有以下二种：① 河流水质模型本规划选用一维水质模型进行模拟计算。
一维对流推移自净平衡方程的解为：)exp(0ux k C C X ∙-= 式中：ＣＸ——控制断面污染物浓度，mg/L ；Ｃ0——江（河）段起始断面浓度，mg/L ；k ——污染物综合衰减系数，s -1；x ——起始断面距控制断面的纵向距离，m ；u ——设计流量下的平均流速，m/s 。
污染物一般是沿河岸分多处排放的，即每一河段内可能存在多个污染源，在“十一五”规划期间，各排污口的设置位置具有不确定性，因而采用概化。
即认为污染物排放口在同一边能区沿河均匀分布。
② 均匀混合的湖（库）纳污能力计算采用均匀混合模型：VK m M t C h 0)(+= 式中：C （t ）为计算时段污染物浓度（mg/L ）；M 为污染物入湖（库）速率（g/s ）；m 0=C 0Q ，为污染物湖（库）现有污染物排放速率（g/s ）;K h 为中间变量（1/s ）;V 为湖（库）容积（m 3）；Ｑ为入湖（库）流量（m 3/s ）；Ｋ为污染物综合衰减系数（1/s ）；C 0为湖（库）现状浓度；t 为计算时段（s ）。
（2）参数的选用常规监测中对天然河流水体中测定“高锰酸盐指数”，而对污水测定“化学需氧量”。
化学需氧量与高锰酸盐指数的转换系数随污染物性质、浓度、ＰＨ值、水温等变化而异。
根据以往对同一水体的“高锰酸盐指数”与“化学需氧量”对比监测结果的综合分析，钱塘江和苕溪水系，其“高锰酸盐指数”与“化学需氧量”的转换系数为2.5（摘自浙江省水资源保护和开发利用总体规划说明书第五章）。
综合自净系数与多方面因素有关，在规划中一般化学耗氧量的取值范围为0.04～0.20d，氨氮为0.02～0.20/d。
（3）纳污能力计算成果按上述的设计参数和水质模型进行分析计算，全市江河水系的纳污能力COD 为13603.4吨/年，氨氮为496.5吨/年，详见表4-3和表4-4。
河流纳污能力计算
QE，CE QR,CR
点细分为n个河段，由公式计算
出第i 河段的水环境容量为：
C0
x，k
CS
图 河段一维问题示意图
QEi CEi … i-1 QRi CRi C0i
QEi+
1
QEi+
2
CEi+1
CEi+2 Ci+2 i+1 … Cs
一、计算步骤
5
计算分析：以控制节点的水质目标为约束条件，（采用试算法） 对选定的水质模型进行反解（即逐步调整功能区内各入河排污口 的入河通量，直到控制节点的水质预测浓度达标为止），即可计 算出该水域的水环境容量。当计算水域内有多个入河排污口时， 试算过程应从现状入河量开始，原则上各入河口按同样的缩放系 数逐步调整其入河排污量。
在同一连续区段中，所有混合区长度总和小于对应大江大
河岸线总长的8%。
混合区浓度计算
(a) 岸边排放混合区示意图 图
图 河流污染带计算坐标示意图
采用二维混合模式：
(b)
污染带的等浓度线结构及功能分区方法
图 某排污口COD浓度场分布示意图
岸边排放，其浓度场的等浓度线沿水流方向成细长半椭圆状
狭长河道：当河流宽度小于200m时，单向河流使用一维断
面平均衰减模型，感潮河段使用潮平均一维衰减模型，感 潮河网采用一维潮平均有限分段水质模型。
大江大河：当河流宽度大于200m时，单向河流选用二维垂
向平均衰减模型，感潮河段使用潮平均二维衰减模型。
西江、东江、北江等河流的流量较大，稀释扩散能力强，
结构。 横断面分区及控制方法：即以任何一个断面（x，0）点为控 制点时，其上游为相应水质标准的污染带混合区，下游为功 能区。
河流纳污能力计算 一维模型
河流纳污能力计算对宽深比不大的河流, 污染物质在较短的时间内, 基本上能在断面内均匀混合。
污染物浓度在断面上横向变化不大, 可用一维水质模型模拟污染物沿河流纵向的迁移问题。
污染源集中概化点的位置确定在污染源比较集中的地方,一般情况下, 污染源比较分散, 可认为这个点在河段的1 /2处。
值得注意的是,对于有较大支流汇入的河段,计算更为复杂,要考虑到汇入支流的水质水量情况, 计算公式要调整。
污染源中断面概化得纳污能力计算公式:W=(Cs/exp(-kL/u)一C0exp(-kL/2u))*Q式中:W一纳污能力，g/s;Cs一规划河段水质标准，mg/L;C。
一河段上游来水水质，mg/L;Q一功能区段设计流量，m3/s;u一河段平均设计流速，km/d;k一污染物衰减系数，d-1;L一功能区段长，km。
利用水质模型进行纳污能力计算时，将污染物在水环境中的物理降解、化学降解和生物降解概化为综合衰减系数。
考虑到综合衰减系数对纳污能力计算结果影响很大。
可采用以下方法进行CODcr和HN3一综合衰减系数的测定。
选取河道顺直、水流稳定、中间无支流汇入、无排污口的河段，分别在河段上游A(点)和下游B(点)布设采样点，监测污染物浓度值，并同时测验水文参数以确定断面平均流速。
综合衰减系数(K)按下式计算:K=u/Δx*lnC A/C B式中，u为断面平均流速，m/s;Δx为上下断面之间距离，m;C A为上断面污染物浓度，mg/L;C B为下断面污染物浓度，mg/L。
根据上述各设计条件和参数对纳污能力计算的影响分析,在实际计算中应注意选择合适的设计条件和参数。
a) 污染源概化选择。
在实际计算中, 采用哪一种概化要根据其实际的排污口的位置分布和污染负荷分布做出合适的选择,对于污染源分布比较均匀的河段可采用均匀概化或集中点为中点的集中点概化;对于污染源比较集中的河段可采用集中点概化,集中点要根据集中排放的位置来确定。
b) 设计流量和流速的确定。
河流纳污能力计算与水环境治理关键技术
河流纳污能力计算与水环境治理关键技术水环境是指自然界中水的形成、分布和转化所处空间的环境。
是指围绕人群空间及可直接或间接影响人类生活和发展的水体，其正常功能的各种自然因素和有关的社会因素的总称。
水环境是乐在水边，宜居在水边。
水环境是有限的纳污，无意识、无概念的任意排污带来的必然是水环境的破坏。
当我们不再将水环境视作无所顾忌的纳污体时，我们就是从思想上慢慢开始重视水环境。
随着人口的不断增长和经济社会的快速发展，河流水“脏”问题已经变得日趋严重，河流生态遭到破坏，水体水质恶化，河流水环境亟待治理。
主要研究内容包括：河流基本资料的调查、排污口污染物的确定、河流纳污能力的计算及水环境治理的关键技术等。
一、河流基本资料。
河流基本资料应包括水文资料、水质资料、入河排污口资料、旁侧出、入流资料及河道断面资料等。
水文资料包括计算河段的流量、流速、比降、水位等。
资料应能满足设计水文条件及数学模型参数的计算要求。
水质资料包括计算河段内各水功能区的水质现状、水质目标等。
资料应能反映计算河段主要污染物，又能满足计算水域纳污能力对水质参数的要求。
入河排污口资料包括计算河段内入河排污口分布、排放量、污染物浓度、排放方式、排放规律以及入河排污口所对应的污染源等。
旁侧出、入流资料包括计算河段内旁侧出、入流的位置、水量、污染物种类及浓度等。
河道断面资料包括计算河段的横断面和纵剖面资料。
资料应能反映计算河段河道简易地形现状。
基本资料应出自有相关资质的单位。
当相关资料不能满足计算要求时，可通过扩大调查收集范围和现场监测获取。
二、污染物的确定。
污染物的确定应根据流域或区域规划要求，应以规划管理目标所确定的污染物作为计算河段水域纳污能力的污染物。
根据计算河段的污染特性，应以影响水功能区水质的主要污染物作为计算水域纳污能力的污染物。
根据水资源保护管理要求，应以对相邻水域影响突出的污染物作为计算水域纳污能力的污染物。
三、河流纳污能力计算。
河流纳污能力计算方法依据水域纳污能力计算规程（GB/T 25173-2010）。
纳污能力计算
纳污能力计算水体纳污能力是指在设计流量条件下，满足水功能区水质目标要求和水体自然净化能力，核定的水功能区污染物最大允许负荷量。
项目取水后对河段的水体纳污能力将会产生一定影响，本次论证对项目建设前后取水影响范围内的河流纳污能力进行计算，以分析其影响程度。
溪口水库位于平江河上游，平江河属寨蒿河右岸一级支流，根据《黔东南州地表水域水环境功能区划分方案》，取水影响范围内的河流水环境功能区划见表5.3.3-1。
根据贵州黔水科研试验测试检测工程有限公司及珠江流域水环境监测中心对工程区地表水环境现状监测结果表明，坝址上游6km 至榕江县取水口上游100m （三角井大坝上游30m ）河段地表水为Ⅱ类水。
根据《全国水资源综合规划技术细则》，取水影响范围内的河流纳污能力计算选择CODcr 、氨氮作为控制性指标。
根据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），CODcr 、氨氮的标准限值为15mg/L及0.5mg/L。
CODcr 、氨氮现状见表5.3.3-2。
由于建库后，坝址以上河道将形成水库面积（正常蓄水位）0.569km 2，回水长度6km ，经水库调节后下泄流量（0.569 m 3/s）比90%保证率最枯月平均流量（0.445 m3/s）大，本次选择河道影响较大的溪口水库坝址以上6km 至坝址（坝址上游影响区）及坝址处至怎冷河支流汇入口段（坝址下游影响区）作为计算河段。
根据表5.3.3-2表明，CODcr 及氨氮在计算河段上均匀混合，河段纳污能力计算采用零维模型。
而流入和流出水库的水量平衡，水库纳污能力计算采用湖（库）均匀混合模型。
其公式为：M =(C S -C 0) ⨯Q （5-1）M =K ⨯C S ⨯V +(C S -C 0) ⨯Q （5-2）M --水域纳污能力，g/s；C S --水质目标浓度值，mg/L，计算采用现状浓度值均值； C 0--水质初始浓度值，mg/L，计算采用标准限值；Q --入流流量，m 3/s，建库前入（出）库采用90%保证率最枯月平均流量0.445m 3/s，建库后出库采用生态基流0.569 m3/s；V --湖（库）容积，m 3，计算采用死库容90.05万m 3；（1/d），据《西江流域水质保护规划》CODcr 为0.1，K --污染物综合衰减系数，氨氮为0.07。
商丘市水功能区纳污能力计算与分析
商丘市水功能区纳污能力计算与分析【摘要】从水体纳污能力的概念出发，建立纳污能力计算模型，并对模型参数进行估算，选取适合商丘市河流状况的水质模型，计算出各水功能区现有纳污能力，从而为水资源保护与规划提供科学依据。
【关键词】水功能区纳污能力计算分析水体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，在给定的水功能区酥誓勘曛怠⑸杓扑俊⑴盼劭谖恢眉芭盼鄯绞较？功能区水体所能容纳的最大污染物量，以吨/年表示。
受污染的水体在水中经过物理、化学和生物作用，污染物浓度和毒性随着时间的推移或在流动的过程中自然降低，这就是水体的自净作用。
影响水体自净过程的因素很多，其中主要因素是：受纳水体的水文条件，微生物种类与数量，水温、复氧能力，以及水体和污染物的组成与污染物浓度等。
河流的污染物自净作用是形成河流纳污能力的重要组成部分。
因此，计算河流的纳污能力时，必须综合考虑河流水量、水质目标、污染物降解能力等方面的影响，并在此基础上建立河流纳污能力的计算模型。
1 计算范围与内容1.1 计算范围本次纳污能力计算对商丘市水功能区划的20个重点功能区进行纳污能力计算。
1.2 计算指标根据区域水质现状和水污染的特点，纳污能力计算控制指标确定为CODcr、NH3-N。
1.3 计算内容本次水域纳污能力计算是以功能区为单元，综合水文水资源状况、入河排污状况及水资源开发利用状况，运用水质模型分析得出的，直接反映了水域的水环境承载能力。
2 计算条件2.1 初始断面背景浓度（C0）源头水水质：若计算河段为河源段，C0取源头水水质。
根据我省水质监测资料，河流源头水CODcr、NH3-N取Ⅰ、Ⅱ类标准值。
上断面来水水质：取上游功能区水质目标值。
2.2 水质控制目标浓度Cs水质目标Cs值为本功能区的水质目标值。
2.3 设计水文条件2.3.1 设计流量的计算设计流量的大小对纳污能力的计算结果影响很大，流量资料系列太短则无法反映水文规律，资料太长则无法反映人类活动对水资源造成的影响，特别是对枯水期小流量的影响。
关于现行水域纳污能力计算规程中河流计算模型的探讨
第４４卷㊀第２期２０１８年４月环境保护科学ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅＶｏｌ.４４㊀Ｎｏ.２Ａｐｒ.２０１８ꎬ３２~３６收稿日期:２０１７－０９－０５基金项目:国家自然科学基金(５１４７９０６４ꎻ５１３７９０６０ꎻ５１３７９０５８)资助作者简介:刘晓东(１９７２－)ꎬ男ꎬ博士㊁副教授ꎮ研究方向:环境与生态水力学㊁环境模拟等ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｘｄｌｉｕ＠ｈｈｕ ｅｄｕ ｃｎ环境综合整治关于现行水域纳污能力计算规程中河流计算模型的探讨刘晓东１ꎬ杨㊀婷１ꎬ石佳佳１ꎬ刘㊀朗２ꎬ吴㊀偲１ꎬ姜翠萍１(１ 河海大学环境学院㊀浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室ꎬ江苏㊀南京㊀２１００９８ꎻ２ 句容市水利农机局ꎬ江苏㊀句容㊀２１２４００)㊀㊀摘㊀要:水域纳污能力确定是实施水功能区限制纳污的基本工作ꎬ现行的«水域纳污能力计算规程(ＧＢ/Ｔ２５１７３－２０１０)»在实际应用中存在一定争议ꎮ文章在综述水域纳污能力计算方法的基础上ꎬ探讨了现行水域纳污能力计算规程中河流计算模型中的若干问题ꎬ推导了改进后的计算模型ꎬ提出相应的修改建议ꎬ为水域纳污能力计算和未来计算规程的修订提供参考ꎮ关键词:水域纳污能力ꎻ河流ꎻ水质模型㊀㊀中图分类号:Ｘ２６ꎻＸ５２２㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.１６８０３/ｊ.ｃｎｋｉ.ｉｓｓｎ.１００４－６２１６.２０１８.０２.００６ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅＣｏｄｅｏｆＰｒａｃｔｉｃｅｆｏｒＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｏｎＰｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅＰｏｌｌｕｔｉｏｎＢｅａｒｉｎｇＣａｐａｃｉｔｙｏｆＷａｔｅｒＢｏｄｉｅｓｉｎｔｈｅＣｕｒｒｅｎｔＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｄｕｒｅｓＬｉｕＸｉａｏｄｏｎｇ１ꎬＹａｎｇＴｉｎｇ１ꎬＳｈｉＪｉａｊｉａ１ꎬＬｉｕＬａｎｇ２ꎬＷｕＳｉ１ꎬＪｉａｎｇＣｕｉｐｉｎｇ１(１ ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＲｅｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎＳｈａｌｌｏｗＬａｋｅｓꎬＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎꎬＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＮａｎｊｉｎｇ２１００９８ꎬＣｈｉｎａꎻ２ ＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙａｎｄＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＢｕｒｅａｕｏｆＪｕｒｏｎｇＣｉｔｙꎬＪｕｒｏｎｇ２１２４００ꎬＣｈｉｎａ)㊀㊀Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＷａｔｅｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｉｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｔｏｂｅｔｈｅｂａｓｉｃｗｏｒｋｆｏｒｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｐｏｌｌｕｔｉｏｎｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｉｎｗａｔｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎａｌａｒｅａｓꎬａｎｄｔｈｅｒｅｉｓａｇｒｅａｔｃｏｎｔｒｏｖｅｒｓｙｉｎｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔＣｏｄｅｏｆＰｒａｃｔｉｃｅｆｏｒＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｏｎＰｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅＰｏｌｌｕｔｉｏｎＢｅａｒｉｎｇＣａｐａｃｉｔｙｏｆＷａｔｅｒＢｏｄｉｅｓ(２５１７３－２０１０ＧＢ/Ｔ).ＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒꎬｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｓｕｒｖｅｙｏｆｗａｔｅｒｐｏｌｌｕｔａｎｔｃａｐａｃｉｔｙｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄꎬｓｏｍｅｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇＣｏｄｅｏｆＰｒａｃｔｉｃｅｆｏｒＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｏｎＰｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅＰｏｌｌｕｔｉｏｎＢｅａｒｉｎｇＣａｐａｃｉｔｙｏｆＷａｔｅｒＢｏｄｉｅｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄꎬａｎｄｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｄｅｄｕｃｅｄꎬｗｉｔｈｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｓꎬｐｒｏｖｉｄｉｎｇｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｒｅｖｉｓｉｏｎｏｆｆｕｔｕｒｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ.㊀㊀Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＷａｔｅｒＰｏｌｌｕｔｉｏｎＣａｐａｃｉｔｙꎻＲｉｖｅｒꎻＷａｔｅｒＱｕａｌｉｔｙＭｏｄｅｌＣＬＣｎｕｍｂｅｒ:Ｘ２６ꎻＸ５２２㊀㊀随着当代社会经济的快速发展和人们生活水平的进一步提高ꎬ使得公众对水环境的关注日益增加ꎬ对水资源的保护意识也逐渐增强ꎮ与此同时ꎬ大量污(废)水排入水体ꎬ使我国河流㊁湖泊等水域的水环境质量越来越差ꎬ也加剧了水资源短缺的情况ꎬ而水域纳污能力作为相关部门对水资源管理和配置的依据ꎬ也日益受到更多的关注ꎮ２０１１年中央１号文件要求实施最严格水资源管理制度ꎬ提出了 三条红线 的管理目标ꎬ水功能区限制纳污便是其中之一ꎮ而限制纳污则必须要计算出相应的水域纳污能力ꎬ故对纳污能力计算准确性的要求也逐渐提高[１]ꎮ而且由于水域纳污能力是建立在一定时期人们对水环境保护管理目标要求的水环境质量标准之上的ꎬ所以纳污能力具有社会和自然双重属性ꎬ更能反映当前的社会需求ꎬ更具实用性ꎬ所以对水域纳污能力计算的研究意义重大ꎮ纳污能力 一词最早源于１９９８年的全国水㊀第２期刘晓东㊀等:关于现行水域纳污能力计算规程中河流计算模型的探讨３３㊀资源保护规划ꎬ２００２年«中华人民共和国水法»首次在法律上明确了水域纳污能力的概念ꎬ并与水域限制排污总量一起构成我国水资源保护行业的重要基础ꎮ 纳污能力 根据个人的理解ꎬ定义也各不相同ꎬ«水域纳污能力计算规程(ＧＢ/Ｔ２５１７３－２０１０)»(以下简称为«计算规程»)中ꎬ将 纳污能力 定义为 在设计水文条件下ꎬ满足计算水域的水质目标要求时ꎬ该水域所能容纳的某种污染物的最大数量 ꎮ 纳污能力 概念的提出ꎬ为相关行业管理水资源提供了有效依据ꎮ１㊀水域纳污能力主要计算方法１ １㊀污染负荷计算法水域纳污能力的计算方法主要有两大类:污染负荷计算法和数学模型计算法ꎮ污染负荷计算法是根据现状污染物入河量确定水域纳污能力的方法ꎮ按照污染物入河量计算依据的不同又可以分为实测法㊁调查统计法和估算法ꎮ实测法是通过调查收集或实测入河排污口水量和污染物浓度计算污染物入河量ꎬ确定水域纳污能力ꎮ调查统计法是通过调查收集影响水功能区水质的陆域污染源及其排放量和入河系数计算污染物入河量ꎬ确定水域纳污能力ꎮ估算法是根据调查收集影响水功能区水质的陆域内的人口㊁工业产值㊁第三产业产值等和污染物排放系数计算污染物排放量ꎬ再根据入河系数估算污染物入河量ꎬ确定水域纳污能力ꎮ由于污染负荷计算法依据现状入河量确定水域纳污能力ꎬ其计算前提是在现状排污条件下功能区水质是满足计算水域的水质目标要求的ꎬ因此污染负荷计算方法只适用于水质现状较好㊁水质目标原则上维持现状水质的保护区和保留区以及现状水质较好㊁用水矛盾不突出的缓冲区ꎮ对于水质较差的保护区和保留区或者用水矛盾突出缓冲区ꎬ仍需采用数学模型法计算其纳污能力ꎬ并提出限制排污总量及其削减量意见ꎮ开发利用区的纳污能力根据各二级功能区的设计水文条件和水质目标等参数ꎬ选择数学模型法进行计算ꎮ１ ２㊀数学模型计算法数学模型计算法是根据水域特性㊁水质状况㊁设计水文条件和水功能区水质目标值ꎬ应用数学模型计算纳污能力的方法ꎮ根据所采用数学模型的不同可以分为零维模型㊁一维模型㊁二维模型ꎬ文章根据对 满足计算水域的水质目标要求 理解的不同ꎬ可以分为总体达标法㊁断面控制法㊁混合区范围控制法㊁«计算规程»中的计算方法等ꎬ见图１ꎮ图１㊀水域纳污能力计算方法分类体系㊀㊀总体达标法是基于满足水域总体平均水质达标的前提下计算水域纳污能力的方法ꎮ该方法假设计算水域水质完全混合ꎬ数学模型大多采用零维水质模型ꎬ计算过程不考虑排污口位置分布ꎬ计算结果可以保证水域体积平均水质能够满足水功能区水质目标要求ꎮ如ꎬ梁音等[２]利用总体达标法计算了苏南运河水环境容量ꎮ控制断面达标法是基于满足控制断面达标的前提下计算水域纳污能力的方法ꎮ该方法认为功能区控制断面的水质达标ꎬ即为 满足计算水域的水质目标要求 ꎮ由于考虑了污染物空间不均匀性和控制断面位置差异ꎬ数学模型多采用一维水质模型或二维水质模型ꎮ在二维情况下即为控制点达标法ꎮ计算过程与概化排污口和控制断面的位置有关ꎬ根据断面的位置不同可分为段首控制法㊁段中控制法和段尾控制法３种[３－４]ꎮ计算结果可以保证控制断面水质能够满足水功能区水质目标要求ꎬ但不能保证水质总体达标ꎬ排污口下游至控制断面之间的水域存在超标现象ꎮ控制断面达标法由于与当前水功能区管理的目标较为一致ꎬ在水资源管理实践中得到了广泛的应用ꎮ如路雨等[４]ꎬ在一维河流水质模型下ꎬ探讨不同排污口位置㊁不同控制断面设定㊁不同稀释容量分配情景下的河流纳污能力计算方法ꎬ并以温州市飞云江河段为例ꎬ分析不同计算方法对河流纳污能力３４㊀环境保护科学第４４卷㊀计算结果的影响ꎻＦａｎｇＸｉａｏｂｏｅｔａｌ[５]以７５％和９０％的基流量为设计流量ꎬ利用传统一维水质模型和ＱＵＡＬ２Ｋ模型分析钱塘江的纳污能力ꎻ孙昊元等[６]采用控制断面达标法计算了内秦淮河中段的纳污能力ꎻ吴慧秀[７]为克服实测排污资料的失真问题及无资料地区等问题ꎬ根据现有一维模型ꎬ推导出不含排污资料的纳污能力计算模型ꎮ混合区范围控制法是基于混合区范围控制的计算水域纳污能力的方法ꎮ该方法认为污染物排入河流后形成的混合区在一定范围内ꎬ即为 满足计算水域的水质目标要求 ꎮ数学模型多采用一维水质模型或二维水质模型ꎬ计算结果与排污口位置和混合区范围控制准则有关ꎮ对于一维水域ꎬ通常通过混合区长度来控制ꎬ对于二维水域ꎬ可以通过混合区长度㊁宽度或面积来控制ꎮ该方法主要应用于宽浅型水域ꎬ如向军[８]采用二维水质模型ꎬ选择化学需氧量㊁氨氮作为污染指标ꎬ对柳州市柳江进行纳污能力计算ꎻ马欢[９]使用一维和二维水质模型对松花江哈尔滨段水环境容量进行计算ꎻ王胜艳等[１０]根据长江秦州段水动力特征和实际情况建立二维非稳态水量 水质数值模型ꎬ并计算该江段纳污能力ꎻＷａｎｇＦｅｉ－ｅｒ[１１]等在水质分析模拟程序的帮助下ꎬ制定污染物总量控制方案ꎬ并计算了西城河的纳污能力ꎮ现行的«计算规程»为我国水功能区限制纳污管理发挥了重要的指导作用ꎬ但在实际应用中也存在一定争议[１]ꎮ«计算规程»中的纳污能力计算方法是基于污染物稀释扩散原理来计算水域纳污能力ꎬ其基本计算公式如下:Ｍ＝Ｑ(Ｃｓ－Ｃｘ)式中:Ｍ为水域纳污能力ꎬｇ/ｓꎻＱ为初始断面的入流流量ꎬｍ３/ｓꎻＣｓ为水功能区水质目标ꎬｍｇ/ＬꎻＣｘ为计算水域代表断面(点)的水质浓度ꎬｍｇ/Ｌꎮ该方法使河流㊁湖泊等水体纳污能力的计算简单㊁便捷ꎬ在水环境保护和水资源管理工作中得到广泛应用ꎮ如罗慧萍等[１２]ꎬ针对河网区和湖库区分别采用一维㊁二维模型ꎬ计算了江苏省太湖流域水功能区纳污能力ꎮ但该方法在实际应用中存在较大争议ꎬ主要表现在:①计算公式来源于污染物均匀混合稀释假定ꎬ许多水体不满足这一假定ꎻ②计算公式在零维模型时没有考虑污染物的自净能力ꎬ而污染物自净能力是纳污能力的重要组成部分ꎻ③该方法没有与纳污能力的概念联系起来ꎬ物理意义不明确ꎬ计算结果难以保证 满足计算水域的水质目标要求 ꎮ２㊀关于«计算规程»中河流计算模型若干问题的探讨２ １㊀关于 水域纳污能力 的概念«计算规程»中给出的水域纳污能力的定义为 在设计水文条件下ꎬ满足计算水域的水质目标要求时ꎬ该水域所能容纳的某种污染物的最大数量 ꎮ其中 最大数量 是指计算时段内该区域所能容纳的某种污染物的最大数量还是单位时间内所能容纳的最大数量ꎬ其表意不明ꎬ可能会造成不必要的误解ꎬ故建议修改为 在设计水文条件下ꎬ满足计算水域的水质目标要求时ꎬ该水域单位时间内所能容纳的某种污染物的最大数量 或者 在设计水文条件下ꎬ满足计算水域的水质目标要求时ꎬ该水域单位时间内所能容纳的某种污染物的最大负荷 ꎮ明确的指出该定义中的 最大数量 是在单位时间内的数量ꎬ使该定义更加明确ꎮ２ ２㊀关于河流零维模型的讨论零维是一种理想状态ꎬ把所研究的水体如一条河或一个湖库看成一个完整的体系ꎬ当污染物进入这个体系后ꎬ立即完全均匀的分散到这个体系中ꎬ污染物的浓度不会随空间的变化而变化ꎮ适用于污染物均匀混合的小型河段ꎮ２ ２ １㊀«计算规程»中纳污能力计算方法㊀河段污染物浓度按式(Ａ １)计算:ｃ＝(Ｑｃ０＋ＱＰｃＰ)/(Ｑ＋ＱＰ)(Ａ.１)式中:ｃ为污染物浓度ꎬｍｇ/Ｌꎻｃ０为初始断面的污染物浓度值ꎬｍｇ/ＬꎻｃＰ为排入该河段的废污水污染物浓度ꎬｍｇ/ＬꎻＱＰ为现有废污水的排放流量ꎬｍ３/ｓꎻＱ为初始断面的入流流量ꎬｍ３/ｓꎮ相应的水域纳污能力按式(Ａ.２)计算:Ｍ＝(ｃｓ－ｃ０)(Ｑ＋Ｑｐ)(Ａ.２)㊀第２期刘晓东㊀等:关于现行水域纳污能力计算规程中河流计算模型的探讨３５㊀式中:Ｍ为水域纳污能力ꎬｇ/ｓꎻｃｓ为水质目标浓度值ꎬｍｇ/Ｌꎮ２ ２ ２㊀修改建议㊀«计算规程»式(Ａ.１)只考虑了水量稀释ꎬ没有考虑水体的自净能力ꎮ根据物质守恒定律ꎬ污染物转化只考虑综合降解ꎬ零维模型的基本方程为:Ｑｃ０＋ｍ＝(Ｑ＋Ｑｐ)ｃ＋ＫＶＣ式中:Ｋ为污染物综合衰减系数ꎬｓ－１ꎻＶ为该计算河段的体积ꎬｍ３ꎻｍ为污染物入河速率ꎬｇ/ｓꎮ从而推导出:ｃ＝(Ｑｃ０＋ｍ)/(Ｑ＋ＱＰ＋ＫＶ)＝(Ｑｃ０＋ＱＰｃＰ)/(Ｑ＋ＱＰ＋ＫＶ)(Ｂ.１)令ｃ＝ｃＳꎬ相应的水域纳污能力修正式为:Ｍ＝Ｑ(ｃｓ－ｃ０)＋Ｑｐ(ｃｓ－ｃｐ)＋ＫＶＣｓ＝Ｑ(ｃｓ－ｃ０)＋Ｑｐｃｓ＋ＫＶＣｓ－ｍ(Ｂ.２)相对于公式(Ａ.２)ꎬ该公式考虑了污染物自净和功能区现有的污染物入河量对纳污能力的影响ꎮ２ ３㊀关于河流一维模型的讨论２ ３ １㊀«计算规程»中纳污能力计算方法㊀河段污染物浓度按式(Ａ.３)计算:ｃｘ＝ｃ０ｅｘｐ(－Ｋｘｕ)(Ａ.３)式中:ｃｘ为流经ｘ距离后的污染物浓度ꎬｍｇ/Ｌꎻｘ为沿河段的纵向距离ꎬｍꎻｕ为河道断面平均流速ꎬｍ/ｓꎮ相应水域纳污能力按式(Ａ.４)计算:Ｍ＝(ｃｓ－ｃｘ)(Ｑ＋Ｑｐ)(Ａ.４)入河排污口位于计算河段的中部时(即ｘ＝Ｌ/２时ꎬＬ为计算河段的长度)ꎬ水功能区下断面的污染物浓度及其相应的水域纳污能力按式(Ａ.５)和(Ａ.６)计算:ｃｘ＝Ｌ＝ｃ０ｅｘｐ(－ＫＬｕ)＋ｍＱｅｘｐ(－ＫＬｕ)(Ａ.５)Ｍ＝(ｃｓ－ｃｘ＝Ｌ)(Ｑ＋Ｑｐ)(Ａ.６)２ ３ ２㊀修改建议㊀由于式(Ａ.３)中的ｃ０是指排污口完全混合断面的浓度ꎬ与«计算规程»中功能区初始断面浓度不是同一个概念ꎬ建议采用另一符号表示ꎬ如ｃᶄ０ꎮ式(Ａ.３)可以修改为:ｃｘ＝ｃᶄ０ｅｘｐ(－Ｋｘｕ)(Ｂ.３)式中:ｃᶄ０为排污口完全混合断面浓度ꎬｍｇ/Ｌꎻｘ为沿河段距排污口的纵向距离ꎬｍꎮ式(Ａ.４)存在问题前面已经分析过ꎮ公式(Ａ.５)存在错误ꎬ建议修改为式(Ｂ.４):ｃｘ＝Ｌ＝ＱＱ＋Ｑｐｃ０ｅｘｐ(－ＫＬｕ)＋ｍＱ＋Ｑｐｅｘｐ(－ＫＬ２ｕ)(Ｂ.４)若忽略Ｑｐꎬ公式简化为:ｃｘ＝Ｌ＝ｃ０ｅｘｐ(－ＫＬｕ)＋ｍＱｅｘｐ(－ＫＬ２ｕ)(Ｂ.５)按照功能区末断面达标的要求ꎬ推导出水域纳污能力按式(Ｂ.６)计算:Ｍ＝(ｃｓ－ＱＱ＋Ｑｐｃ０ｅｘｐ(－ＫＬｕ))ｅｘｐ(ＫＬ２ｕ) (Ｑ＋Ｑｐ)－ｍ(Ｂ.６)若忽略Ｑｐꎬ公式简化为:Ｍ＝(ｃｓ－ｃ０ｅｘｐ(－ＫＬｕ))ｅｘｐ(ＫＬ２ｕ)Ｑ－ｍ(Ｂ.７)２ ４㊀关于河流二维模型的讨论２ ４ １㊀«计算规程»中纳污能力计算方法㊀对于顺直河段ꎬ忽略横向流速及纵向离散作用ꎬ且污染物岸边排放且不随时间变化时ꎬ二维对流扩散方程为式(Ａ.７):ｕ∂Ｃ∂ｘ＝∂∂ｙ(Ｅｙ∂Ｃ∂ｙ)－ＫＣ(Ａ.７)式中:Ｅｙ为污染物的横向扩散系数ꎬｍ３/ｓꎻｙ为计算点到岸边的横向距离ꎬｍꎮ忽略污水流量的影响ꎬ式(Ａ.７)的解析解按式(Ａ.８)计算:ｃ(ｘꎬｙ)＝ｃ０＋ｍｈπＥｙｘｕｅｘｐ－ｖｙ２４Ｅｙｘæèçöø÷æèçöø÷ｅｘｐ－Ｋｘｖæèçöø÷(Ａ.８)式中:ｃ(ｘꎬｙ)为计算点污染物垂线平均浓度ꎬｍｇ/Ｌꎻｈ为水深ꎬｍꎮ以岸边污染物浓度作为下游控制断面的控制浓度时ꎬ即ｙ＝０ꎬ岸边污染物浓度按式(Ａ.９)计算:３６㊀环境保护科学第４４卷㊀ｃ(ｘꎬ０)＝(ｃ０＋ｍ/ｈπＥｙｘｖ)ｅｘｐ(－Ｋｘ/ｖ)(Ａ.９)相应的水域纳污能力按式(Ａ.１０)或式(Ａ.１１)计算:Ｍ＝(ｃｓ－ｃ(ｘꎬｙ))Ｑ(Ａ.１０)当ｙ＝０时ꎬＭ＝(ｃｓ－ｃ(ｘꎬ０))Ｑ(Ａ.１１)２ ４ ２㊀修改建议㊀式(Ａ.８)和式(Ａ.９)中的ｖ和式(Ａ.７)中的ｕ是同一物理量ꎬ均为计算河道的纵向平均流速ꎬ故应统一用ｕ来表示ꎮｃ０用ｃᶄ０代替ꎬ表示排污口处断面浓度ꎮ式(Ａ.８)㊁(Ａ.９)建议修改为式(Ｂ.８)和(Ｂ.９)ꎮｃ(ｘꎬｙ)＝ｃᶄ０＋ｍｈπＥｙｘｕｅｘｐ－ｕｙ２４Ｅｙｘæèçöø÷æèçöø÷ｅｘｐ－Ｋｘｕæèçöø÷(Ｂ.８)ｃ(ｘꎬ０)＝ｃᶄ０＋ｍｈπＥｙｘｕæèçöø÷ｅｘｐ－Ｋｘｕæèçöø÷(Ｂ.９)同样依据功能区末断面达标推导水域纳污能力计算公式ꎬ将入河排污口概化为计算河段的中部(即ｘ＝Ｌ/２)时ꎬ水域纳污能力计算公式为:Ｍ＝(ｃｓｅｘｐ(ＫＬ２ｕ)－ｃ０ｅｘｐ(－ＫＬ２ｕ))ˑｈπＥｙＬｕ/２－ｍ(Ｂ.１０)３㊀算例某水域功能区河段长１０ｋｍꎬ水面宽４００ｍꎬ水深１ｍꎬ河流设计流量为２０ｍ３/ｓꎬ功能区划为«地表水质量标准»(ＧＢ３８３８－８８)中的Ⅲ类水ꎬ相应的ＣＯＤ水质标准为８ｍｇ/Ｌꎬ上游为饮用水功能区ꎬ相应的ＣＯＤ水质标准为６ｍｇ/Ｌꎬ下游为农业用水区ꎬＣＯＤ的自净系数为０ １ｄ－１ꎬ功能区污水流量为０ １ｍ３/ｓꎬ污染物浓度为１００ｍｇ/Ｌꎮ排污口概化在河段中部ꎬ分别用«计算规程»中的计算模型和文中提出修改后的计算模型其纳污能力ꎮ横向扩散系数根据经验公式估算为０ ７ｍ２/ｓꎬ两类方法在３种不同的模型下所得的纳污能力见表１ꎮ表１㊀纳污能力计算值计算模型水域纳污能力/ｇ ｓ－１«计算规程»中的计算模型修改后的模型零维１００ ２１２７ ８一维１１７ ６１２３ １二维１２０ ４１８６ ５㊀㊀由表１可知ꎬ采用文中修改后的方法计算得到的纳污能力略大于用«计算规程»中方法计算得的结果ꎬ这是由于前者充分考虑了自净能力ꎬ而后者没有考虑或未充分考虑水体的自净能力ꎮ４㊀结论针对«计算规程»中的河流计算模型存在的未充分考虑污染物自净能力㊁物理意义不明确的问题ꎬ采用总体达标法和控制断面达标法推导了改进的河流纳污能力计算模型ꎬ提出了相应的修改建议ꎮ算例计算结果表明ꎬ改进后的计算模型由于充分考虑了水体自净能力ꎬ计算结果略大于依据«计算规程»的计算结果ꎮ相对于原模型ꎬ计算结果更科学㊁物理意义更明确ꎬ为水域纳污能力计算规程的进一步修订提供参考ꎮ参考文献[１]赵㊀鑫ꎬ黄㊀茁ꎬ李青云.我国现行水域纳污能力计算方法的思考[Ｊ].中国水利ꎬ２０１２(１):２９－３２.[２]梁㊀英ꎬ唐㊀扬ꎬ吴娅明ꎬ等.基于ＭＩＫＥ１１的苏南运河镇江至无锡段水环境容量计算与污染物削减模型研究[Ｊ].污染防治技术ꎬ２０１６ꎬ２９(３):５－９.[３]周孝德ꎬ郭瑾珑ꎬ程㊀文ꎬ等.水环境容量计算方法研究[Ｊ].西安理工大学学报ꎬ１９９９ꎬ１５(３):１－６.[４]路㊀雨ꎬ苏保林.河流纳污能力计算方法比较[Ｊ].水资源保护ꎬ２０１１ꎬ２７(４):５－９.[５]ＦａｎｇＸｉａｏｂｏꎬＺｈａｎｇＪｉａｎｙｉｎｇꎬＭｅｉＣｈｅｎｇｘｉａｏꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅａｓｓｉｍｉｌａｔｉｖｅｃａ￣ｐａｃｉｔｙｏｆＱｉａｎｔａｎｇＲｉｖｅｒｗａｔｅｒｓｈｅｄꎬＣｈｉｎａ[Ｊ].ＷａｔｅｒａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１４ꎬ２８(２):１９２－２０２.[６]孙昊元ꎬ李昊宸ꎬ缪国斌.南京市内秦淮河中段水环境容量的计算与研究[Ｊ].江苏水利ꎬ２０１２(９):３４－３６.[７]吴慧秀.无排污资料感潮河段纳污能力一维模型推导研究[Ｊ].辽东学院学报(自然科学版)ꎬ２０１６ꎬ２３(２):１０８－１１０.[８]向㊀军.柳州市柳江纳污能力计算[Ｊ].人民珠江ꎬ２００６(４):５１－５３.[９]马㊀欢.松花江哈尔滨段水环境容量研究[Ｄ].哈尔滨:哈尔滨工业大学ꎬ２００６.[１０]王胜艳ꎬ王为攀ꎬ黄㊀勇.长江泰州段水域纳污能力研究分析[Ｊ].水资源开发与管理ꎬ２０１７ꎬ２(９):２９－３２.[１１]ＷａｎｇＦｅｉｅｒꎬＬｉＹａｎａｎꎬＹａｎｇＪｉａꎬｅｔａｌ.ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＷＡＳＰｍｏｄｅｌａｎｄＧｉｎｉｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｎｔｏｔａｌｍａｓｓｃｏｎｔｒｏｌｏｆｗａｔｅｒｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ:ａｃａｓｅｓｔｕｄｙｉｎＸｉｃｈｅｎｇＣａｎａｌꎬＣｈｉｎａ[Ｊ].ＤｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎａｎｄＷａｔｅｒＴｒｅａｔ￣ｍｅｎｔꎬ２０１６ꎬ５７(７):２９０３－２９１６.[１２]罗慧萍ꎬ逄㊀勇ꎬ徐心彤.江苏省太湖流域水功能区纳污能力及限制排污总量研究[Ｊ].环境工程学报ꎬ２０１５ꎬ９(４):１５５９－１５６４.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图 ２ 均 匀 排 放 河 段 排 污 １概 化 示 意 图 ： ３
在 河段 内选 择一 微小 河段 ｄ 其 位置 距 河段 段 ，
放方式则可以通过规划得 到合理设置。 目前 ， 在河 流纳 污能 力计 算 中对 于 污染 物 排 放 方 式 如 何 选 取 、 水质 目标如何合理分配 ， 以及管理者如何设定控制
首距 离 为 ， 此 微 段 污 染 物输 运 至 ：Ｌ处 的剩 则
余质量为 ｄ 上游各微段质量降解到 ＝Ｌ断面处 ｍ，
的总 质量 迭加 设 为 ｍ， 则
ｄ ： ｅ ｐ 一Ｋ ｍ （
ｍ ：
） ｄ
（） ３
ｊｍ ［ ｅ（Ｋ ］（ ＝ １ ｘ一 ） ４ Ｌ ｄ 一ｐ ）
・
５ ・
型河 段 ， 可采 用河 流一 维水 质模 型计 算纳 污 能力 ， 其
计 算 公式 为 ：
＝ Ｐｅｐ ｏｘ
＝ Ｉ Ｑｅｐ Ｋ （ ｘ （ ）一／ Ｑｅｐ 一Ｋ ） ９ ｘ（ ） （） ０ ２
（ ） 一
（ １ ）
式 中 ： 为污染 物纳 污能 力 ，／ ； 为下游 断 面水 质 ｇ ｓｐ
）
（） ５
１一 ｅ ｐ 一 Ｋ ） ｘ（
ｓ ｗａ ｅ ｏ ｔｅ ｏ ｉｉｎ ，ｓ ｌｃ ｉｎ ｆｃ ｎ ｒｌｃ ｏ ｓｓ ｃｉｎ ｎ ｄ ａｌｃ ｔ ｎ ｆｄ ｌｔｏ ａ ａ ｉ ｅ ｇ ｕ ｌｔｐ ｓｔ ｓ ｅｅ ｔ ｓ ｏ ｏ ｔｏ ｒｓ —ｅ ｔ ｓ，ａ ｏ ａｉ ｓ ｏ ｉ ｉｎ ｃ ｐ ｃｔ ｏ ｏ ｏ ｌ ｏ ｕ ｙ．Ｔｈ ｏ ｇ ａ ｅ ｓｕ ｙ ｏ ｒｕ ｈ ａ ｃ ｔ ｄ ｆ ｓ
第 ２ 卷第 ４期 ７
２１ 年 ７ ０１ 月
水
资
源
保
护
Ｖ １ ２ ｏ． ｏ ．７Ｎ ４
ｒ ＥＲ ＡＴ ＲＥＳ ＯＵＲＣＥＳ ＰＲ Ⅱｅ ０Ｎ ＣＨ
Ｊ１ ０ １ ｕ ．２ ｌ
Ｄ ：０ ３ ６ ／ ． ｓ ．０ ４６ ３ ．０ １０ ０ ２ ＯＩ １ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ —９３ ２ １ ． ｓ ４．０
目标 质量 浓 度 ， ｇＬ 为 计 算 河段 的长 度 ， ｐ 为 ａ ｒ／ ； ｍ； 河段设 计 流 量 ， ３ｓ ｍ／。式 中其 他参 数 意 义 与公 式 （） １
相 同。
式 中 ： 为流经 距 离 后 的污染 物 质 量 浓 度 ， ｇ Ｌ ｆ Ｏ ｍ／ ； ． 为计 算 河 段 上 游 断 面 来 水 的 污 染 物 质 量 浓 度 ， ０ 。
ｗａｅ ｎ ｉ ｎ ｎ ａ ａ ｉ ｒ ｎ ｙ ｅ ｔ ｒｅ ｖｒ ｍｅ ｔｃ ｐ ｃｔ ｗｅ ａ ａ ｚ ｄ，ａ ｅ ａ ｖ ｔｇ ｓ ｉａ ｖ ｎ ａ ｅ ，ａ ｄ ａ ｐ ｉａ ｉｉ ｆｔｅ ｅ ｍｅｈ ｓｗｅ ｅ ｏ ｙ ｅ ｌ ｎｄ ｔ ｄ ａ ａ ｅ ，ｄ ｓ ｄ ａ ｔｇ ｓ ｎ ｐ ｌｃ ｂ ｌｙ ｏ ｈ ｓ ｔｏ ｒ ｈ ｎ ｔ ｄ ｃ ｍｐａｅ ｏ ｒ ｄ．Ｔ ｓ ｐ ｏ ｉ ｅ ｈ ｅ ｈ ｉａ ａ ｉ ｒｃ ｌｕ ａｉｎ ｏ ｔｒｅ ｖｒ ｎ ｎ ａ ａ ｉｙ ｉ ｖ ｒ ｓ ｓｅ ． ｈｉ ｒｖｄ ｓ ｔｅ ｔｃ ｎｃ ｂ ｓｆ ａｃ ｌｔ ｆｗａｅ ｎ ｉ ｍｅ ｔｃ ｐ ｃｔ ｎ ｒ ｅ ｙ ｔｍｓ ｌ ｓ ｏ ｏ ｏ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ：ｇ ｎ ｒ ｉａ ｉｎ ｏ ｅ ｇ ｕ ｌｔ ｙ ｗｏ ｄ ｅ ｅａ ｚ ｔ ｆ ｓｗａ ｅ ｏ ｔｅｓ；ｗａｅ ｎ ｉ ｎ ｎ ａ ａ ｉ ｌ ｏ ｔｒ ｅ ｖｒ ｍｅ ｔｃ ｐ ｃｔ ｏ ｙ；ｃ ｎ ｒｌｃ ｏ ｓｓ ｃｉｎ；ａｌｃ ｔｏ ｆｄ ｌｔｏ ｏ ｔ ｒｓ —ｅ ｔ ｏ ｏ ｌ ｏ ａｉｎ ｏ ｉ ｉｎ ｕ ｃ ｐ ｃｔ ａａｉ ｙ；ｃ ｅ ｃｅ ｔａ ｌｃ ｔ ｎ ｍｅｈ ｏ ｆ ｉｎ ｏ ａｉ ｔｏ ｉ ｌ ｏ ｄ
控制断面设定、 不同稀释容量分配情景下的河流纳污能力计算方法， 比较其结果的差异性。以温州市飞云江 河段 为例 ， 分析 不 同计 算方 法对 河流 纳 污能 力计算 结 果 的影 响 ， 出各 种 方 法的优 缺 点 及 适 用性 ． 提 为河 流 纳
污能 力研 究提供 技 术依 据
关 键词 ： 污 口概化 ； 污能 力 ； 制 断 面 ； 排 纳 控 稀释 容 量分 配 ； 系数 分 配 法 中图分 类号 ： ２ Ｘ６ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ：０ ４ ６ ３ （０ １０ —０ ５ ０ １０ — ９ ３ ２ １ ） ０ ０ —５ ４
区河 段的纳 污能力 ， 这样 的概化处理更 符合实 际。
２ ２ 均 匀概化 ．来自１２ 纳污 能 力计算 的 影响 因素 及存 在 问题 ． 影 响纳 污 能力 的 因素 有很 多 ， 主要 包 括 水 域特 征、 污染 物 的降 解 特 性 以 及排 放 方 式 等 方 面 。水 域 特 征 主要包 括 流 速 、 量 等设 计 水 文条 件 。 由于各 流
河段 上 水动 力条 件 和 污 染 源 的分 布不 同 ， 河段 的 各
均 匀概 化法 即认 为将 计算 河段 内的多个 排 污 口 均匀 地 概化在 河 段 内 ， 现 污 染 物 在河 段 内均 匀 分 实 布， 其概 化示 意 图见 图 ２ 。
０
纳污能力有很大差异。河流纳污能力与污染物的排 放位置及排放方式有关 ， 限定 的排放方式是确定河 流 纳 污能 力 的一个 重要 确定 因素 ｌ 。从管 理 角度 上 ８ ｊ
ｈ ｏ ｙ ｉ ｅｅ ｔ ｔｒｅ ｖｒ ｍｅ ｔ ｐ ｃｔ ｃ ｌｕ ａｉ ｔ ｏ ｓｆｒａｆ ｅ ｙ ｔｍ ｅ ｅｅ ａ ｎ ｄ ｂ ｏ ｓｄ ｒ ｉ ｅｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ，ｄｆ ｒ ｎ ａｅ ｎ ｉ ｎ ｎ ａ ａ ｉ ａｃ ｌｔ ｎ ｍｅｈ ｄ ｏ ｖ ｒｓｓｅ ｗ ｒ ｘ ｍｉ ｅ ｙ ｃ ｎ ｉ ｅｉｇ ｄ ｆ ｒ ｎ ｆ ｗ ｏ ｃ ｙ ｏ ｉ ｎ ｆ
（ ｏｅｅｏ ａ ｒ ｃ ｎｅ，Ｂ ｏ ｇＮ ｒ ａ ｎ ｅ ｉ ，Ｂ ｉ ｇ １０ ７ ，Ｃ ｉ ） Ｃ ｌｇ Ｗ ｔ ｉ ｃ ｌ ｆ ｅ Ｓ ｅ ｓ ｅｉ ｏ ｌ ｉ ｎｔ ＇ ｎ ｍ Ｕ ｖ ｙ ｅ ｎ ０ ８ ５ ｈｎ ａ
Ａｂｓｒ ｃ ： Ｂａ ｅ ｎ ｈ ｙ ｒ ｌｇｃ ｃ ｎ ｉｉｎ ｔａ ｔ ｓ ｄ ｏ ｔ ｅ ｈ ｄｏｏ ｉａ ｏ ｄ ｔ ｓ，ｗａｅ ｑ ａｉｙ ａ ｇ ｔ ， ａ ｄ ｎ － ｉ ｎ ｉｎ ｗａｅ ｑ ａｉ ｍｏ ｅｉｇ ｌ ｏ ｔｒ ｕ ｌ ｔｒ ｅｓ ｔ ｎ ｏ ｅ ｄ ｍｅ ｓｏ ａ ｌ ｔｒ ｕ ｌ ｔ ｙ ｄｌ ｎ
１ １ 一维水 质模 型 ．
度、 污染 物综 合 降解 系 数等设 计 条件 和参 数 的影 响。 李红亮等ｌ分析了水域纳污能力影响因素， ２ Ｊ 并列 出 了几 种河 流水 质模 型 。劳 国 民＿分析 了污 染源 概化 ３ ｊ
对于污染物在河流横断面上均匀混合 的中、 小
基金项 目： 国家 “ 十一 五” 科技重大专项水体污染控制与治理项 目（０ ９） ７２＿ｏ ） ２ ０Ｚ（ ５６０５ ０ 作者简介 ： 路雨 （９５ ）男 ， １８ 一 ， 北京人 ， 硕士研究 生 ， 主要研究方 向为水环境模拟和 污染控制 。Ｅｍ ｉ ｈｌｅｌ＠１６ ｅｍ －ａｌ ｏ ｓ ： ｍ ｙ ２ ．ｏ 通讯作者 ： 苏保林 ， ， 男 副教授 。Ｅｍａ ：ｕｌ ｎ ．ｄ ．ｎ — ｉ ｓｂ＠ｂｕ ｅｕ ｃ ｌ
断面 上均存 在 不 同 考 虑 ， 而 导致 不 同 的研 究 者 使 从 用 同样数 据却 得 到不 同 的纳污 能力 计算 结果 。笔 者 针对 污染 物 的排 放 方式 、 制 断 面位 置 选 择 及 稀 释 控 容量 的合 理分 配 分 别 进行 比较 研 究 ， 以更 好 地 解 决 河 流纳 污能力 计算 上 所 面Ｉ 临的有关 问题 。
算 中受 污染源 概化 、 计流 量和 流速 、 设 上游 污染 物 浓
方式 对水 体纳 污 能力 计 算 的影 响 ， 比较 了这 种 影 并 响与 来水保 证 率 和综 合 衰 减 系 数 之 间 的关 系 ， 彦 王 红ｌ对水体纳污能力 的影 响参数进行 了敏感 性分 ４ Ｊ 析， 张文 志Ｌ对 一维 水质 模 型 中污 染源 概化 、 ５ Ｊ 设计 流
Ｃｏ ａ ｉｏ ｆｗａ ｅ ｎ ｉｏ ｍ ｅ ｔｃ ｐ ｃｔ ａ ｃ ｌ ｔ ｎ ｍ ｅｈ ｄ ｏ ｖ ｒ ｓ ｓｅ ｍｐ ｒｓ ｎ ｏ ｔｒ ｅ ｖｒ ｎ ｎ ａ ａ ｉ ｃ ｌｕａ ｉ ｔ ｏ ｓ ｆ ｒａ ｆ ｅ ｙ ｔｍ ｙ ｏ ｉ
ＬＵ Ｙｕ．ＳＵ ｏ ｌＩ Ｂａ －ｉｌ
量和流速 、 上游本底浓度等设计条件 和参数对结果 的影 响 进 行 了分 析 ， 并讨 论 如 何 确定 设 计 条件 和 参 数， 阎非等＿提出了排污 口 ６ Ｊ 权重法来计算河流纳污能 力， 为河流综合 管理提供新 的思路 。周孝 德等 ［提 出 ］
了针对 控制断 面的段首控制 法 、 尾控 制法 和功能 区 段 段尾 控制法 ， 并分析 比较 了其优 缺点 。
ａ Ｌ ｒ ／ ； 为沿 河 段 的纵 向距 离 ， ｕ为 设 计 流 量 下 ｇ ｍ；
的断 面 平 均 流 速 ， ／ ； 为 污 染 物 综 合 衰 减 系 ｍｓＫ
数 ， ～。 Ｓ
如果计算 功能 区河段过长 ， 要把功 能 区河段 则需
分成若干个计算河段 ， 在每一个细分的计算河段应用 公式 （） 计算 纳 污能 力 ， 后再 相 加得 到整 个 功能 ２来 然
Ｍ ： 一Ｋ ￣ ｏｘ （ Ｑ ＬＰ －ｐ ｅｐ －Ｋ
“
ｒ
ｔ ，
均匀 概化 河段 纳污 能 力 的计 算公 式 为［ ： ３ ］
ｕ
２ 排 污 口概 化
通 常 情况 下 ， 同一 个 水 功 能 区划 相 应 的河 段 对 而 言， 污染物 排放 口不 规 则 地 分 布 于 河 流 的不 同断 面， 功能 区控 制 断 面 的平 均 浓 度 将 由所 有 排 污 口污