河流—維模型在安慶市馬窩污水處理廠排污口設置中的應用

汪 峰，陳 芳

(1.安徽省長江河道管理局，安徽 蕪湖241000.2.河北省保定水元水資源勘測局，河北 保定071000)

為有效控制水環境污染，保護生態，實現水資源的可持續利用和保護，排污口設置需根據受納水體的水環境狀況、水域納污能力、第三者相關權益等情況，分析排污口設置的影響，以提出水資源保護措施，保障城市生活、生產和生態用水安全。

1 模型選擇

安慶市馬窩污水處理廠的污水受納水體為長江，排污口設置在安慶河段江心洲左汊，90%保證率最枯月的該江段流量為12 700 m3/s，污水處理廠污水排放量為0.289 m3/s，污水排放量遠小于該江段流量，假設污染物濃度在近岸80 m范圍內均勻混合，近岸80 m范圍內流量小于150 m3/s，河道順直，采用河流一維模型進行預測。

2 模型預測

2.1 河流一維模型公式

式中:C為流經x距離后斷面污染物濃度，mg/L;C0為初始斷面污染物濃度，mg/L;k為污染物在河流中的衰減系數，1/d;u為斷面平均流速，m/s;x為與坐標原點的縱向距離，m;Cp為排放廢水中污染物的濃度，mg/L;Ch為河水上游來水污染物的濃度，mg/L;Qp為污水排放量，m3/s;Qh為河流上游來水流量，m3/s;

相應水域納污能力公式如下:M=(Cs－C)×(Qp+Qh)

式中:Cs為水質目標濃度，mg/L;M為水域納污能力，kg/s;其余符號意義同前。

2.2 模型的參數確定

(1)污染物衰減系數k的估值

根據野外實測數據采用兩點法估算k值，估算公式為:

式中:k為污染物衰減系數(1/d);Δt為流經上下斷面的時間，d;L1、L2為上、下斷面污染物平均濃度，mg/L。

確定:kCOD=0.22，kNH3－N=0.45，kBOD5=0.45。

(2)源強的確定

根據2008年長江安慶段水質狀況，從偏安全角度選取污染物的背景濃度，COD 取12.4mg/L，NH3－N 取 0.4 mg/L，BOD5取1 mg/L。

表1 2008年長江安慶段水質監測均值

(3)污水處理廠污染物排放濃度執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918－2002)的Ⅰ級B標準，COD為60 mg/L，NH3－N 為 15 mg/L，BOD5為 20 mg/L。

(4)按照污水處理廠的設計規模，污水排放量為Qp=0.289 m3/s。

表2 水質參數一覽表

2.3 設計水文條件

選取90%保證率最枯月的設計水文條件預測排污口設置對水質影響，設計參數見表3。

表3 設計水文條件參數

2.4 水質預測結果

表4 各污染物正常排放濃度預測

表5 各污染物事故排放濃度預測

2.5 納污能力

根據納污能力計算公式預測，排污口下游長10 km范圍水域納污能力情況見表6。

該段水域有一定的納污能力。

表6 水污染物排放量及納污能力

3 預測結果分析

該段水域水環境狀況較好，符合《地表水環境質量標準》(GB3838－2002)Ⅱ類標準要求。安慶市馬窩污水處理廠排污口設置后，處理污水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918－2002)一級B標準后排入長江，對現狀水質改變較小，污染物濃度符合Ⅱ類標準要求。非正常情況下排污，對現狀水質改變較大，污染物濃度仍符合Ⅱ類標準要求，該段水域具有一定的納污能力。

4 結論與建議

隨著安慶市經濟建設的快速發展，該段水域開發利用程度將逐步提高，第三權益人將明顯增加。建議:(1)是對排污口進行規劃化管理，建立排污口的技術檔案資料，報相關部門備案。(2)應制定詳細、科學、可行的應急處理預案，以便在發生事故排污時能以最快的速度發揮最大的效能處理污染事故，控制污染源及事態發展，將損失降至最低。

［1］朱黨生.水資源保護規劃理論及技術.北京:中國水利水電出版社，2001.

［2］中華人民共和國水利部.水域納污能力計算規程SL348－2006.北京:中國水利水電出版社，2006.

［3］李進，許武德，郭守坤.數學模型在水質預測中的應用.東北水利水電，1996(6)，39 －41.