青島市環(huán)灣地區(qū)水域納污能力及限排意見

王　霞　鄭志國　王成見　鄧　娟

?

青島市環(huán)灣地區(qū)水域納污能力及限排意見

王霞鄭志國王成見鄧娟

隨著經濟社會的發(fā)展，人們對海洋資源的依賴、需求、依存度越來越高。開展環(huán)灣地區(qū)河流水域納污能力及限制排污總量分析是控制膠州灣污染物排放、保護膠州灣生態(tài)環(huán)境、促進環(huán)灣地區(qū)經濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要手段之一。

一、區(qū)域概況

膠州灣位于黃海西北部、山東半島西南岸、青島中部偏南側，地理坐標為北緯35°55′～36°18′，東經120°04′～120°23′之間。膠州灣是半封閉型的海灣，岸線延及青島市區(qū)、城陽區(qū)、黃島區(qū)、膠州市及黃島區(qū)，北部和西北部為平原，東部為嶗山山脈，南和西南為小珠山脈，東西最大跨度25km，南北最大跨度為32km，水域面積為390km2，有大沽河、墨水河、白沙河、洋河、李村河等較大河流匯入。此次研究區(qū)域為入膠州灣大沽河、洋河、墨水河、白沙河和李村河（含支流張村河）5條河流末級功能區(qū)范圍。

二、水功能區(qū)劃分

根據青島市水功能區(qū)劃，環(huán)灣地區(qū)大沽河、洋河、墨水河、白沙河和李村河（含支流張村河）5條河流末級功能區(qū)分別為：大沽河排污控制區(qū)、墨水河排污控制區(qū)、白沙河景觀娛樂用水區(qū)、李村河景觀娛樂用水區(qū)；支流張村河上游景觀娛樂用水區(qū)、張村河下游景觀娛樂用水區(qū)、洋河農業(yè)用水區(qū)。具體水功能區(qū)長度、水質目標等見《青島市水功能區(qū)劃》。

三、水功能區(qū)水質現狀

對照國家《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002），采用單因子法對環(huán)灣河流末級功能區(qū)水質進行評價分析，結果為：大沽河排污控制區(qū)、墨水河排污控制區(qū)、城陽白沙河景觀娛樂用水區(qū)和李村河景觀娛樂用水區(qū)，水質類別均為劣Ⅴ類；洋河農業(yè)用水區(qū)和張村河上游景觀娛樂用水區(qū)，水質為Ⅳ類。洋河農業(yè)用水區(qū)和張村河景觀娛樂用水區(qū)（李村河支流）水質達標，大沽河排污控制區(qū)和墨水河排污控制區(qū)無水質目標，不予評價，其他水功能區(qū)水質超標。水質超標項目主要有五日生化需氧量、化學需氧量、總磷和氨氮，表現為工業(yè)和生活污染為主。

四、入河排污現狀

在環(huán)灣地區(qū)5條河流末級功能區(qū)中，墨水河排污控制區(qū)和洋河農業(yè)用水區(qū)的污染物主要來自上級水功能區(qū)，因此墨水河景觀娛樂用水區(qū)的即墨市和城陽區(qū)污水處理廠和洪江河6個排污口，漕汶河（洋河支流）飲用水水源區(qū)的膠南王臺鎮(zhèn)董城村西排污口和膠南王臺鎮(zhèn)小珠陽村北排污口，島耳河（洋河支流）飲用水水源區(qū)的膠南王臺鎮(zhèn)王家島耳河東排污口，列入本次調查范圍。經調查，水功能區(qū)的排污口共29處，其中工業(yè)廢水排污口5處、生活污水排污口12處，混合污水排污口12處。經統計，污水年入河排放量為14771萬t，主要污染物化學需氧量和氨氮年入河排放量分別為8174t和741t。

依據《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）和《污水綜合排放標準》（GB8978-1996），選用“等標污染負荷法”對污染源進行評價。評價結果為：入河排污口污染源等標污染負荷總數為234.91，其中即墨市污水處理廠和城陽城區(qū)污水處理廠污水污染負荷比分為56.1%和19.5%，是主要入河排污口。

五、納污能力分析

水體納污能力，是指在設計水文條件下，滿足計算水域的水質目標要求時，該水域所能容納的某種污染物的最大數量。

1.模型確定

環(huán)灣地區(qū)河流均為感潮河段，其受海水潮汐影響較大，根據環(huán)灣河流水力特性，采用河口一維模型計算環(huán)灣河流納污能力較適宜。河口一維模型的基本方程式為：

式中：C—污染物濃度，mg/L；x—沿河段的縱向距離，m；K—污染物綜合衰減系數，1/s；ux—水流的縱向流速，m/s；Ex—縱向離散系數，m2/s。

如果污染物排放不隨時間變化，漲潮與落潮的污染物濃度分別按下式計算：

漲潮（x＜0，自x=0處排入）

其中，N為中間變量：

式中：C（x）上、C（x）下—分別為漲、落潮的污染物濃度，mg/L；其余符號意義同前。

相應的水域納污能力按下式計算：

式中：Q上、Q下—分別為計算水域漲潮、落潮的平均流量，m3/s。

2.模型參數確定

環(huán)灣地區(qū)河流屬于季節(jié)性河流且獨流入海，斷面設計天然經流量以不為零的最小月平均流量為樣本，進行設計流量計算。河口感潮流量按不同頻率潮位計算相應感潮流量。

（1）斷面設計流量

根據《水利水電工程水文計算規(guī)范》（SL278-2002）要求，采用矩法計算系列均值、Cv、Cs值，經P-Ⅲ型頻率曲線適線后得到90%保證率對應的設計流量。河口感潮流量按不同頻率潮位計算相應趕超流量。

（2）斷面設計流速

河道斷面流速與斷面流量成正比關系，一般采用下式對有資料的河流進行回歸擬合，以便應用于無流速資料的河段。

式中：a、b為經驗系數。

（3）初始斷面污染物濃度值C0

以上一個水功能區(qū)的水質目標作為初始斷面污染物濃度值。

（4）水質目標濃度值Cs

環(huán)灣區(qū)域河流下游入海，除洋河為農業(yè)用水區(qū)外皆為排污控制區(qū)，無水質目標，以滿足下游海洋功能區(qū)為前提，取化學需氧量為50mg/L、氨氮為3.0mg/L作為控制目標。

（5）污染物綜合衰減系數K

該研究污染物綜合衰減系數K采用淮河流域水資源保護局分析結果。

（6）縱向離散系數Ex

感潮河段縱向離散系數采用經驗公式估值法，有愛爾德公式Ex=5.93H，費休公式Ex=0.011u2B2/（H迪奇遜公式Ex=1.23Umax2。

式中：H—河道斷面平均水深，m；J—河流水力比降；Umax—河口最大潮速，m/s。

3.分析成果

將模型參數確定好后，根據水功能區(qū)水域特性，選用不同納污能力計算模型分析計算90%設計條件下的納污能力。在此基礎上，分析出限制排污總量和削減量（由于環(huán)灣區(qū)域河流功能區(qū)劃為農業(yè)用水區(qū)、景觀娛樂用水區(qū)和排污控制區(qū)三類，限制排放總量取其納污能力）。

結果顯示，納污能力較強的為大沽河排污控制區(qū)和洋河農業(yè)用水區(qū)。90%保證率下，大沽河排污控制區(qū)COD和氨氮納污能力分別為2283.78t/a和101.99 t/a；洋河農業(yè)用水區(qū)COD和氨氮納污能力分別為1792.57t/a和79.29t/a。

有削減任務是墨水河排污控制區(qū)。90%保證率下，墨水河排污控制區(qū)氨氮削減量為86.57t/a。

六、建議

（1）排污控制區(qū)和景觀娛樂用水區(qū)應增加污水處理裝置，減少入河排污濃度和入河排污量；農業(yè)用水區(qū)應合理布置排污口，保證農業(yè)灌溉安全用水；飲用水水源區(qū)禁止布設排污口，保證居民飲用水安全。

（2）各級政府及職能部門應當根據水功能區(qū)納污能力核定成果和限排總量意見，加大對排污企業(yè)的監(jiān)督檢查和超標排放的處罰力度，按照各水功能區(qū)的水質控制標準，對水功能區(qū)實行排污總量控制。

（3）膠州、即墨、城陽等區(qū)市污水處理廠是環(huán)灣區(qū)域河流的重點排污大戶，建議相關職能部門對其實行有效地遠程實時監(jiān)控和不定期現場督查等方式，進一步強化對污水處理廠運行的監(jiān)督管理。

（4）強化水環(huán)境保護立法，大力推行人水和諧的科學發(fā)展觀，改變盲目提高GDP增長的不健康發(fā)展觀，建議實行地方政府一把手“廢污水不達標排放一票否決”考核制■

（作者單位：青島市水文局266071）