基于水體納污能力的水環境質量達標整治方案
——以官洲河廣州工業用水區為例

◎王志才 廣州市流溪河灌區管理中心

儀彪奇 廣州市藍翌環?？萍加邢薰?/p>

1.概況

官洲河廣州工業用水區位于廣州市中心城區，匯水范圍涉及海珠區、番禺區和黃埔區，依據精度為1弧秒（即30m一個點）的DEM，運用ArcGIS對DEM數據進行裁剪，勾劃出匯水區范圍，結合廣州市的行政區劃以及《廣州市環境總體規劃（2014-2030年）》和《廣州市水環境質量達標規劃》，將官洲河廣州工業用水區劃分出4個控制單元，分別為：石榴崗河、黃埔涌、北亭涌-南亭涌、博上涌-深井涌-長洲涌。

本文以2017年官洲河廣州工業用水區為水平年，以實現2019年該用水區水環境質量達標為主要工作目標，通過估算水功能區污染物排放量和入河量，計算并復核水功能區納污能力，提出污染物控制解決方案，并進行達標可行性分析，實踐并驗證了基于水體納污能力的水環境質量達標整治方案。

2.污染物排放量與入河量估算

官洲河廣州工業用水區集水范圍內污水排放主要來自于城鎮生活污染源、工業污染源、畜禽養殖污染源、農田污染源及城市徑流污染源，污染物取CODCr和NH3-N進行計算。

根據《主要水污染物總量減排核算細則》、《廣州市水環境質量達標規劃》與《廣州市水環境主要污染物解析（一）》、《全國水環境容量核定技術指南》計算官洲河廣州工業用水區內各控制單元的城市徑流污染物排放量，估算得出各控制單元內城市徑流年污染物排放量。

通過對用水區集水范圍內污染源排入河流的CODCr及NH3-N進行匯總，得到表1和表2。

表1 各控制單元的CODCr入河總量 單位：t/a

表2 各控制單元的NH3-N入河總量 單位：t/a

3.納污能力計算與復核

水域納污能力的確定是水污染物實施總量控制的依據。

納污能力計算方法按照《水域納污能力計算規程》（GB/T 25173-2010）和《全國水資源綜合規劃地表水資源保護補充技術細則》（2003.07）執行。根據官洲河廣州工業用水區的特點，因為該水功能區受到潮汐的影響，對于感潮河段，采用河口一維模型來進行計算。

根據官洲河廣州工業用水區規模以上排污口調查結果、污水處理廠以及主要河涌的分布，概化出6個排污口用以代表該用水區各控制單元以及規模以上排污口的排污情況：P1石榴崗河；P2黃埔涌；P3北亭涌-南亭涌；P4 博上涌-深井涌-長洲涌；P5瀝滘污水處理廠；P6 生物島污水處理廠。排放量與污染物濃度根據其設置規模計算。排污口概化位置見圖1。

圖1 排污口概化位置圖

計算得到官洲河廣州工業用水區漲、退潮時的CODCr和NH3-N納污能力，取較小者為本次計算的該用水區的納污能力，即CODCr為13867.50t/a、NH3-N為613.38t/a。

《廣東省水功能區納污能力核定和分階段限排總量控制方案》（以下簡稱“方案”）通過數值模型法對官洲河廣州工業用水區的納污能力進行了計算，其納污能力計算結果中CODCr為13689.20t/a、NH3-N為587.60t/a，小于本次計算結果。

考慮到本次計算過程的漲退潮流量是通過多年平均漲潮入流量與退潮流出量的相應比例計算得到，且排污口是根據官洲河廣州工業用水區控制單元和規模以上排污口進行概化得到，相對《方案》而言計算略為簡單，故本方案采用《方案》的計算結果。

4.水功能區污染物控制方案

水功能區污染物控制方案主要包括時間分解和空間分解兩個部分。

（1）空間分解?？臻g分解需要將污染物控制對應到水功能區集水范圍內的每個規模以上排污口以及每個控制單元。

根據水功能區納污能力結果，按各排污口的污染負荷逐步削減，直至水質達標以及排放總量達到水體納污能力。《廣州市污水處理廠提標改造規劃方案》對瀝滘污水處理廠、生物島污水處理廠中CODCr和NH3-N的出水要求為Ⅴ類水標準，官洲河廣州工業用水區需要削減36.13%的CODCr入河量以及78.28%的NH3-N入河量，根據各個排污口的CODCr和NH3-N污染負荷，得到CODCr和NH3-N的現狀入河量與允許入河量以及各污染源的污染物總控制量，見表4及表5。

表4 各排污口現狀入河量與允許入河量表

表5 污染物總控制量

根據上述結果，參考現有的各控制單元范圍，依據城鎮生活、農村生活、工業、畜禽養殖、農田和城市徑流污染的負荷，將各控制單元的現狀入河量與允許入河量計算出來；根據城鎮生活污染源、工業污染源以及畜禽養殖、水田、旱地、林地、綠地澆灌和城市徑流等面源污染的入河系數（分別為0.9、1.0和0.1），計算得到各控制單元的現狀排放量、允許排放量與削減量。

（2）時間分解。時間分解即分階段分解和控制排污總量。

根據官洲河廣州工業用水區的現狀水質（Ⅴ類）與目標水質（Ⅳ類），擬定該水功能區2019年的水質目標為Ⅳ類。到2020年～2030年，水質達到穩定Ⅳ類標準，分別以此為該水功能區的水質目標，進行削減量計算，各年控制量如表6所示。

表6 污染物各年控制量

5.水功能區主要措施計劃

官洲河廣州工業用水區達標整治方案各控制單元主要措施包括污水廠提標改造、重建水閘、清淤、城中村污水治理工程、河涌黑臭整治工程等，最終提高污水收集率、減少河涌底泥污染物、改善河涌水質、提高污水處理率。

6.水功能區目標達標可行性分析

（1）水質可達性分析。在落實相應的措施后，2019年官洲河廣州工業用水區需要完成相應的CODCr和NH3-N削減目標，一是瀝滘污水處理廠、生物島污水處理廠出水需要執行Ⅴ類水標準，瀝滘廠需要完成6570.00 t/a 的CODCr削減量和2336.00t/a的NH3-N削減量，生物島廠需要完成36.50t/a的CODCr削減量和10.95t/a的NH3-N削減量，二是各控制單元完成2019年削減量目標。

通過上文計算，退潮時該水功能區下邊界的CODCr和NH3-N濃度分別為29.83mg/L和1.49mg/L，漲潮時該水功能區上邊界的CODCr和NH3-N濃度分別為29.94mg/L和1.49mg/L，滿足Ⅳ類水質量要求。

當官洲河廣州工業用水區集水范圍內的瀝滘污水處理廠、生物島污水處理廠與4個控制單元嚴格完成2019年的污染物削減目標后，能夠使該水功能區在2019年達到Ⅳ類水標準，在2020年～2030年也能達到穩定Ⅳ類水標準。

（2）目標可達性分析。對各控制單元與污水處理廠在2019年的水環境質量目標可達性進行分析，結果如下表7所示。

表7 2019年各控制單元、污水處理廠與官洲河廣州工業用水區可達性分析

（3）措施可達性分析。以現狀年已有的工程設施為基礎，結合2019年和2020年規劃建設的工程措施，得出相應年份的各項CODCr和NH3-N削減量，進行措施可達性分析。

以石榴崗河控制單元為例，2018年和2019 年的規劃工程措施及效益包括污水廠提標改造、排水口整治、黑臭河涌整治、支管完善、城中村污水治理等工程，最終實現水質改善，CODCr、NH3-N削減量分別達到2579.27t/a、551.20t/a。該控制單元在2019年完成相應的規劃工程措施后，能夠達到2019年的CODCr和NH3-N削減量目標。2020年，完成相應的規劃工程措施后，能夠使其水質得到明顯改善。

其他控制單元同理。

7.結語

為了保證2019年官洲河廣州工業用水區水環境質量達標，以2017年官洲河廣州工業用水區為水平年，將其分為4個控制單元，對城鎮生活污染源、工業污染源、畜禽養殖污染源、農田污染源、城市徑流污染源進行匯總，得到各控制單元的CODCr和NH3-N入河量，計算感潮河段水功能區納污能力，并與《方案》數值模擬結果進行復核，得到用水區的污染物削減目標。然后從空間角度和時間角度分別提出污染物控制解決方案，提出主要措施計劃，根據污染物削減目標分析水質可達性、目標可達性以及措施可達性，最終驗證了完整的基于水體納污能力的用水區達標整治方案，為后續其他區域水環境質量達標方案提供技術示范。