榆林市河流納污能力及環(huán)境容量分析

顧明林

黃河水利委員會上游水文水資源局，甘肅 蘭州 730030

榆林市境內(nèi)河流包括黃河流域水系和內(nèi)陸河水系。黃河為晉陜界河，從府谷入境，共270km；集水面積在100km2以上河流共有109條，主要有無定河、禿尾河、窟野河、佳蘆河及皇甫川、清水川、石馬川、孤山川等“四河四川”，由西北流向東南在榆林市境內(nèi)匯入黃河，“四河四川”流域面積占全市總面積的79.8%。內(nèi)陸河系分布在神木、定邊縣北部的沙漠閉流區(qū)，主要有定邊縣的八里河和神木縣以紅堿淖海子為中心的蟒蓋兔河、爾林兔河等，區(qū)內(nèi)面積4 647 km2，占全市總面積的10.8%。

榆林市的水功能區(qū)全部屬于黃河流域河口至龍門區(qū)間，劃分為8個保護(hù)區(qū)、10個保留區(qū)、9個開發(fā)利用區(qū)和8個緩沖區(qū)。在一級水功能區(qū)劃的基礎(chǔ)上，二級區(qū)劃主要包括用水區(qū)、過渡區(qū)和污染排放控制區(qū)。

本文對榆林市2014年河流水功能區(qū)納污能力及環(huán)境容量進(jìn)行了分析，有助于提高我們對榆林市環(huán)境質(zhì)量的認(rèn)識，對采取有效的管理措施從源頭上控制污染物的排放量應(yīng)對日益嚴(yán)重的環(huán)境問題有一定意義。

一、水功能區(qū)納污能力分析

（一）納污能力

參考《榆林市水資源綜合規(guī)劃》相關(guān)內(nèi)容，對榆林市各地表水體水功能區(qū)納污能力分析的設(shè)計條件以各一二級功能區(qū)河段主要排污河段中的基本斷面設(shè)計流量表示。采用90%保證率最枯月平均流量作為枯水期設(shè)計流量，另外以90%保證率最豐月平均流量作為豐水期設(shè)計流量。

各二級水功能區(qū)納污能力確定由水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)Cs、設(shè)計流量Q、綜合衰減系數(shù)K、水流平均流速u、水功能區(qū)河段長度x等水環(huán)境特征參數(shù)，按下有機(jī)污染物衰減數(shù)學(xué)模型確定不同規(guī)劃年的納污能力W。

式中：W—水功能區(qū)年納污能力（t/a）；Q—控制斷面流量（m3/s）；Cs2、Cs1—分別為下游和上游斷面的水質(zhì)目標(biāo)（mg/L）；K—綜合衰減系數(shù)（1/s）；X—水功能區(qū)河段水流流程（m）；u—計算控制斷面水流速度（m/s）；10-6—水質(zhì)目標(biāo)單位的換算系數(shù)。

水質(zhì)目標(biāo)Cs2為計算斷面所在水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)，Cs1為上游來水的水質(zhì)目標(biāo)，作為該水功能區(qū)水流的背景水質(zhì)濃度；Q為設(shè)計流量；水功能區(qū)河段水流流程因為排污條件和河道水利工程分布復(fù)雜性的影響，統(tǒng)一采用河段中點作為排污和取水位置，即有效河段綜合自凈衰減流程為水功能區(qū)計算河段長度之半。

綜合衰減系數(shù)K的確定，在榆林市無實測和試驗研究成果數(shù)據(jù)的條件下，參考渭河和涇河的實測和試驗研究成果，COD、NH3-N的綜合衰減系數(shù)確定為流量小于10m3/s時分別為0.1736×10-4/s和0.1160×10-4/s；流量大于10m3/s時分別為0.1389×10-4/s和0.0810×10-4/s。

（二）納污能力計算

2014年榆林市各水功能區(qū)90%豐月和90%枯月條件下的納污能力的計算成果匯總分配到各水資源分區(qū)，見表1。

二、污水及污染物排放分析

（一）現(xiàn)有數(shù)據(jù)資料情況

關(guān)于榆林市2014年污水及污染物排放情況，收集了《2014年榆林市供用水量統(tǒng)計報表》《榆林市水資源綜合規(guī)劃》兩套數(shù)據(jù)。兩套數(shù)據(jù)的差異相對較大。其中，榆林市供用水量統(tǒng)計報表中，針對區(qū)域內(nèi)的33個排污口統(tǒng)計得到年排放污水量為3092.4×104m3，榆林市水資源綜合規(guī)劃中根據(jù)污染源調(diào)查，計算得到的污水產(chǎn)生量為10023.5×104m3，其中入河排放量7517.8×104m3。

從兩份資料來看，統(tǒng)計報表中僅列出了33個污水排放口的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存在不完整現(xiàn)象，而根據(jù)統(tǒng)計報表中的供水量數(shù)據(jù)，參考一般城市的城鎮(zhèn)生活污水排放率0.7、工業(yè)污水排放率0.4、第三產(chǎn)業(yè)污水排放率0.7、建筑業(yè)排污系數(shù)0.5進(jìn)行估算，得到的榆林市2014年污水排放量約為1.05×108m3，與水資源綜合規(guī)劃的總體數(shù)據(jù)接近。

（二）污水排放情況估算

參考榆林市水資源綜合規(guī)劃及水利統(tǒng)計報表相關(guān)分析內(nèi)容，經(jīng)復(fù)核整理，得到2014年污水產(chǎn)生量10 352.3×104m3。

考慮到目前入河污水達(dá)標(biāo)處理率為85%，還有部分污水未能實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，入河COD和氨氮的含量參考水資源綜合規(guī)劃中污染物排放情況，暫取160mg/L和20mg/L的綜合濃度進(jìn)行估算。考慮到污水在收集、處理過程中的損耗，入河系數(shù)按照0.77進(jìn)行估算，入河污水量約為7971.04×104m3。

三、環(huán)境容量分析

根據(jù)功能區(qū)納污能力與污染物排放情況，對榆林市各水功能區(qū)的環(huán)境容量進(jìn)行分析。2014年水功能區(qū)納污能力P=90%枯月條件下為COD：31148.84t，氨氮1260.48t；P=90%豐月條件下COD：165103.57t和氨氮：6129.14t。其中，一級水功能區(qū)的窟野河干流神木緩沖區(qū)、二級水功能區(qū)的無定河干流綏德工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)，蘆河靖邊過渡區(qū)三個水功能區(qū)由于本底水質(zhì)相對較差，納污能力為負(fù)值。

表1 2014年各水資源分區(qū)納污能力匯總表

2014年估算出的污染物入河排放量COD12754t，氨氮1594.25t，若按照枯月條件分析，則COD排放量滿足納污能力要求，而氨氮含量超過納污能力要求。

從水資源分區(qū)的污染物排放情況來看，COD排放量可以滿足各水資源分區(qū)納污能力，但氨氮排放量在枯水期有吳堡以上右岸及無定河流域兩個水資源分區(qū)超出河道納污能力。

按照河道管理要求，行水功能納污量與納污能力對比。根據(jù)對比，2014年有12個水功能區(qū)COD超出納污能力要求，其中7個在枯水期出現(xiàn)超標(biāo)問題，豐水期可以滿足納污能力限定；有16個水功能區(qū)的氨氮超出納污能力要求，其中有6個在枯水期出現(xiàn)超標(biāo)問題，豐水期可以滿足要求。

四、結(jié)語

2014年榆林市共有一級、二級水功能區(qū)57個，監(jiān)測數(shù)據(jù)的水功能區(qū)43個，其中達(dá)標(biāo)功能區(qū)22個，僅靠考慮有監(jiān)測數(shù)據(jù)的水功能區(qū)，則達(dá)標(biāo)率為51.2%，達(dá)標(biāo)率明顯偏低。由此可見，榆林市的近半數(shù)水功能區(qū)水質(zhì)未能達(dá)標(biāo)，已經(jīng)給榆林市的生態(tài)環(huán)境、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及居民生活等都造成了嚴(yán)重影響。

為防止水體污染，保持水域功能，還應(yīng)從源頭上控制污染物的排放量。在水體未被污染之前，嚴(yán)格地按水環(huán)境容量的要求實行污染物排放總量控制，這是防止水體污染最根本、最有效的方式。對于已經(jīng)嚴(yán)重污染的水體，要恢復(fù)到要求的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，需要采取綜合的治理措施。如整治河道、生物治理、水庫調(diào)節(jié)流量和引水稀釋等。