流域水环境规划案例 邕江水环境综合整治规划 邕江是过境河流郁江在南宁市的一段,穿越南宁市城区中心,为南宁市最大河流。邕江 河段全长134km,流域面积6120km2,是南宁市城市及工农业的主要水源,也是通向区内外 的航运干线。 、明确问题 邕江水域具有集中式生活饮用水水源、工业用水、农业灌溉、航运、渔业、娱乐和纳污 等功能。随着南宁市实行沿海开放城市政策,经济发展比较快,工农业用水和生活用水也不 断增加。除市区固定用水人口80万、非农业用水人口7万外,还有一定数量的流动人口。 因此,集中式生活饮用水水源成为邕江南宁段的首要功能。此外,随着城市经济的发展,污 水量会越来越多,纳污也成为邕江的重要功能。如何协调不同层次的用水需求,是规划面临 的主要任务 确定规划目标与水域功能区划分 规划的总体目标,是保证邕江的多种水体功能的达到。为此,首先需要进行水体功能的 划分。根据水域功能区划的依据、原则、方法与步骤,以及邕江水质现状、社会经济发展对 水资源的要求,将邕江水域的功能划分为五大类:心圩江以上流域为Ⅱ类,心圩江至二坑为 Ⅱ-Ⅲ类,大坑至青秀山风景区为Ⅲ类,青秀山至莲花为Ⅱ-Ⅲ类,莲花至六景为Ⅲ类,邕江 各支流、心圩江、竹排冲为Ⅲ-Ⅳ类,大坑、二坑、水塘江为Ⅳ-V类,良风江为Ⅲ类,八尺 江Ⅲ-Ⅳ类。控制各河段水质达到相应的水质标准,是规划的具体目标 三、确定规划方法 混合区划分 规划中常用的混合区标准有两类,一类是面积控制标准,另一类是距离控制标准,后者 应用较广泛。距离控制标准允许排污口下游若干距离内水质超标,允许距离的长短,视河段 的功能和所处位置的重要性而定。邕江混合区的划分采用距离控制标准。以竹排冲河段为例, 由于数十公里范围内无集中供水水源吸水口,排污口下游2000米处的岸边污染物最大浓度 达到功能区水质标准即可满足要求 2.水质模型与水质指标的确定 南宁市污水是通过几条排污沟流入邕江的,因此,控制排污沟与邕江入口处的排放量是 水污染控制的关键。污水排放有两种方式,一是通过工程措施使断面均匀混合排放,二是岸 边直接排放。前者的控制排放量可通过全江段一维模型进行计算,后者的控制排放量可通过 污染带模型进行计算。根据南宁市水系分布特点,确定可能纳污点为马巢河口、可利江口等 (共10个)。根据邕江的污染特点,确定代表性水质指标为COD和BOD
流域水环境规划案例 ——邕江水环境综合整治规划 邕江是过境河流郁江在南宁市的一段，穿越南宁市城区中心，为南宁市最大河流。邕江 河段全长 134km，流域面积 6120km2，是南宁市城市及工农业的主要水源，也是通向区内外 的航运干线。 一、明确问题 邕江水域具有集中式生活饮用水水源、工业用水、农业灌溉、航运、渔业、娱乐和纳污 等功能。随着南宁市实行沿海开放城市政策，经济发展比较快，工农业用水和生活用水也不 断增加。除市区固定用水人口 80 万、非农业用水人口 74 万外，还有一定数量的流动人口。 因此，集中式生活饮用水水源成为邕江南宁段的首要功能。此外，随着城市经济的发展，污 水量会越来越多，纳污也成为邕江的重要功能。如何协调不同层次的用水需求，是规划面临 的主要任务。 二、确定规划目标与水域功能区划分 规划的总体目标，是保证邕江的多种水体功能的达到。为此，首先需要进行水体功能的 划分。根据水域功能区划的依据、原则、方法与步骤，以及邕江水质现状、社会经济发展对 水资源的要求，将邕江水域的功能划分为五大类：心圩江以上流域为Ⅱ类，心圩江至二坑为 Ⅱ-Ⅲ类，大坑至青秀山风景区为Ⅲ类，青秀山至莲花为Ⅱ-Ⅲ类，莲花至六景为Ⅲ类，邕江 各支流、心圩江、竹排冲为Ⅲ-Ⅳ类，大坑、二坑、水塘江为Ⅳ-V 类，良风江为Ⅲ类，八尺 江Ⅲ-Ⅳ类。控制各河段水质达到相应的水质标准，是规划的具体目标。 三、确定规划方法 1. 混合区划分 规划中常用的混合区标准有两类，一类是面积控制标准，另一类是距离控制标准，后者 应用较广泛。距离控制标准允许排污口下游若干距离内水质超标，允许距离的长短，视河段 的功能和所处位置的重要性而定。邕江混合区的划分采用距离控制标准。以竹排冲河段为例， 由于数十公里范围内无集中供水水源吸水口，排污口下游 2000 米处的岸边污染物最大浓度 达到功能区水质标准即可满足要求。 2. 水质模型与水质指标的确定 南宁市污水是通过几条排污沟流入邕江的，因此，控制排污沟与邕江入口处的排放量是 水污染控制的关键。污水排放有两种方式，一是通过工程措施使断面均匀混合排放，二是岸 边直接排放。前者的控制排放量可通过全江段一维模型进行计算，后者的控制排放量可通过 污染带模型进行计算。根据南宁市水系分布特点，确定可能纳污点为马巢河口、可利江口等 （共 10 个）。根据邕江的污染特点，确定代表性水质指标为 COD 和 BOD
四、拟订规划措施 首先采取措施保护饮用水源。邕江上已有四座饮用水厂,其中,凌铁水厂处在水质较差 的支流大坑入口下游、亭子冲入口对面,受污染威胁较大,水质较差。拟对排入大坑支流的 污水采取截流措施,将污水引至下游,经处理后排入邕江:亭子冲入口的污染带,形成的原 因,是南宁电厂的锅炉冲灰水、南宁制糖厂和造纸厂的工业污水,拟采取工程措施,要求其 削减排污量。为满足水体其它功能要求,拟通过各个河段的水环境容量的计算,确定相应污 染源的污染物削减量。 五、计算水环境容量与提出供选方案 1.水文条件设计 江段水文条件是决定河道稀释自净能力的主要因素。根据国家标准规定,采用保证率为 90%的最小月平均流量作为计算条件,同时选用保证率为50%的年均流量作为比较研究的计 算条件。邕江南宁站90%保证率最小月平均流量为170m3s,50%保证率年均流量为 1330m3/s。 2.允许排放量的计算 (1)断面均匀混合允许排放量的计算 (a)BOD允许排放量的确定BOD模型采用S一P模型 L=Loe d (7-9) 要求距纳污断面最近的下游水质控制断面的BOD最大浓度(L)不能超过要求的水质 标准值,可得L0,m,并由式:W+QLs=Lmax(Q+Q-),求得允许排放量W(式中,Q3 为上游来水量:Ls为上游来水BOD浓度:Qw为污水量:W为BOD允许排放量) (b)DO约東根据Lo.mx,由下式计算 K O=O (7-10) 计算控制断面的DO值O,若O<DO0(溶氧水质标准),则减小L,max的数值,直至 O≥DO0为止,再计算对应的W值 (c)取BOD约束与DO约東下控制排放量的较小值,即为该纳污断面的BOD允许排 放量 根据测定的BOD与COD的关系,估计BOD允许排放量对应的COD值。 (2)岸边直接排放的允许排放量计算 邕江流量较大,稀释能力强,江段各断面平均水质均良好;但由于靠近岸边水流相对平 缓,在排污口下游一定范围内形成污染带。尽管在全江段的宏观控制上采用一维模型已经足 够,但为了确保局部江段的水源水质不受污染,以二维污染带模型来计算控制排放量。 根据上述原理,可以分别求得断面均匀混合排放和岸边排放的允许排放量。表7-1是典 型支流(竹排冲)入口处的允许排放量 表71 竹排冲口的允许排放量 单位:gs
四、拟订规划措施 首先采取措施保护饮用水源。邕江上已有四座饮用水厂，其中，凌铁水厂处在水质较差 的支流大坑入口下游、亭子冲入口对面，受污染威胁较大，水质较差。拟对排入大坑支流的 污水采取截流措施，将污水引至下游，经处理后排入邕江；亭子冲入口的污染带，形成的原 因，是南宁电厂的锅炉冲灰水、南宁制糖厂和造纸厂的工业污水，拟采取工程措施，要求其 削减排污量。为满足水体其它功能要求，拟通过各个河段的水环境容量的计算，确定相应污 染源的污染物削减量。 五、计算水环境容量与提出供选方案 1. 水文条件设计 江段水文条件是决定河道稀释自净能力的主要因素。根据国家标准规定，采用保证率为 90%的最小月平均流量作为计算条件，同时选用保证率为 50%的年均流量作为比较研究的计 算条件。邕江南宁站 90%保证率最小月平均流量为 170m3 /s，50%保证率年均流量为 1330m3 /s。 2. 允许排放量的计算 （1）断面均匀混合允许排放量的计算 （a）BOD 允许排放量的确定 BOD 模型采用 S—P 模型： K t d L L e − = 0 （7-9） 要求距纳污断面最近的下游水质控制断面的 BOD 最大浓度（L）不能超过要求的水质 标准值，可得 L0，max，并由式：W + Qs Ls = L0max (Qs+Qw)， 求得允许排放量 W (式中，Qs 为上游来水量；Ls 为上游来水 BOD 浓度；QW 为污水量；W 为 BOD 允许排放量)。 （b）DO 约束 根据 L0，max，由下式计算： K t K t K t a d d s d a a e e D e K K K L O O − − − − − − = − 0 0 ( ) （7-10） 计算控制断面的 DO 值 OL，若 OL＜DO0（溶氧水质标准），则减小 L0，max 的数值，直至 OL≥DO0 为止，再计算对应的 W 值。 （c）取 BOD 约束与 DO 约束下控制排放量的较小值，即为该纳污断面的 BOD 允许排 放量。 根据测定的 BOD 与 COD 的关系，估计 BOD 允许排放量对应的 COD 值。 （2）岸边直接排放的允许排放量计算 邕江流量较大，稀释能力强，江段各断面平均水质均良好；但由于靠近岸边水流相对平 缓，在排污口下游一定范围内形成污染带。尽管在全江段的宏观控制上采用一维模型已经足 够，但为了确保局部江段的水源水质不受污染，以二维污染带模型来计算控制排放量。 根据上述原理，可以分别求得断面均匀混合排放和岸边排放的允许排放量。表 7-1 是典 型支流（竹排冲）入口处的允许排放量。 表 7-1 竹排冲口的允许排放量 单位：g/s
90%最枯月 排放方式 BOD COD BOD COD 断面均匀混合 220.0 296.0 岸边排放 172.0 2384 资料来源:参考文献[2] 3提出允许排污量分配方案 南宁市的绝大部分工业废水和生活废水主要通过六条排污沟流入邕江。因此,控制六条 排污沟的污染物总量,就能基本控制邕江水体的总纳污量。水污染控制单元的划分以各条排 污沟为单位。 (1)允许排污量的分配方法 采用非数学优化分配的VPDT法来进行各控制单元的允许排放量在各用户之间的分配 VPDT法的计算公式为 Wm=Dx(1+)×√/xP 式中:Wm单元j排污用户所分配的允许排放量系数 D单元j排污用户的行业排污系数 T单元j排污用户的单位污染治理投资,元/吨 T=MR/WR,其中,MR为现状污染治理投入费用,W为现状排污量 K排污用户所在行业单位污水平均治理投资,元吨 Vi单元j排污用户的利税值 Py单元j排污用户的就业人数 则i单元k用户的允许排放量为: (7-12) W 式中,Cm分配系数 (2)各控制单元排污用户允许排放量及削减量分配方案 以竹排冲单元为例,采用上述VPDT方法,计算出单元各用户的允许排放量如表 表72 竹排冲控制单元用户允许排污量与削减量 厂名 现状排放量 允许排放量 削减量 削减率(%) 茅桥造纸厂 19894.79 10089.59 茅桥玻璃厂 毛巾被单厂 22.12 22,12 市翻胎厂 0000 针织厂
排放方式 90％最枯月 50％平水年 BOD COD BOD COD 断面均匀混合 74.1 107.5 220.0 296.0 岸边排放 62.1 90.6 172.0 238.4 资料来源：参考文献[2] 3 提出允许排污量分配方案 南宁市的绝大部分工业废水和生活废水主要通过六条排污沟流入邕江。因此，控制六条 排污沟的污染物总量，就能基本控制邕江水体的总纳污量。水污染控制单元的划分以各条排 污沟为单位。 （1）允许排污量的分配方法 采用非数学优化分配的 VPDT 法来进行各控制单元的允许排放量在各用户之间的分配。 VPDT 法的计算公式为： ij i j j ij pij ij V P K T W = D (1+ ) （7-11） 式中：Wpij——i 单元 j 排污用户所分配的允许排放量系数； Dij——i 单元 j 排污用户的行业排污系数； Tij——i 单元 j 排污用户的单位污染治理投资，元/吨 Tij=MRij/WRij，其中,MRij 为现状污染治理投入费用,WRij 为现状排污量； Kj——j 排污用户所在行业单位污水平均治理投资，元/吨； Vij——i 单元 j 排污用户的利税值； Pij——i 单元 j 排污用户的就业人数。 则 i 单元 k 用户的允许排放量为： = pij pij ik m W W W C （7-12） 式中，Cm——分配系数。 （2）各控制单元排污用户允许排放量及削减量分配方案 以竹排冲单元为例，采用上述 VPDT 方法，计算出单元各用户的允许排放量如表 7-2： 表 7-2 竹排冲控制单元用户允许排污量与削减量 公 斤/日 厂名 COD 现状排放量 允许排放量 削减量 削减率（％） 茅桥造纸厂 19894.79 10089.59 3805.20 27.49 茅桥玻璃厂 9.59 9.59 0 0 毛巾被单厂 22.12 22.12 0 0 市翻胎厂 28.78 28.78 0 0 针织厂 86.77 86.77 0 0
第二化工厂 1136.98 83.95 53.03 31.04 资料来源:参考文献[2] 六、规划方案实施 根据规划提出的各污染源的污染物削减量,限定时间,要求工厂采取必要的工程措 施,减少污染物排放,同时采取经济措施,通过征收排污费,推动污染治理
第二化工厂 1136.98 783.95 353.03 31.04 资料来源：参考文献[2] 六、规划方案实施 根据规划提出的各污染源的污染物削减量，限定时间，要求工厂采取必要的工程措 施，减少污染物排放，同时采取经济措施，通过征收排污费，推动污染治理
