流域/区域水量水质联合配置研究Ⅰ：理论方法

针对当前水资源配置对水质因素考虑不足等问题,进行了流域/区域水量水质联合配置研究。阐述水量水质联合配置理论基础,构建供需平衡、耗水平衡和基于水资源优化配置的水质模拟系统,提出基于水功能区纳污能力的污染物总量分配优化模型,分析分质供水的实现方式以及不同模块之间的耦合关系。基于改进"三次平衡"思想,提出水量水质联合配置方案设置、识别缺水类型和污染物总量控制分配的决策思路。本研究可为水量水质联合配置提供理论基础和方法指导。     

欧洲流域水质模型在我国水功能区污染物入河量控制中的应用

我国实施的最严格水资源管理制度明确提出要确立水功能区限制纳污红线,从严核定水功能区纳污量,严格控制入河排污总量。介绍了使用欧洲流域水质模型(CC+PLAS)核定水功能区纳污能力和制定污染物入河总量控制方案,为落实水功能区限制纳污红线提供决策支持。此模型将我国计算纳污能力和污染物入河量控制的方法与欧洲用于流域综合规划的水质模型理念相结合,综合考虑影响河流水质的各种因素,对多种不同设计流量下的纳污能力进行核定,对不同污染入河量控制方案产生的水质效果进行测试,使污染入河量控制方案具有广泛的操作性和灵活性,推动水功能区纳污红线的有效落实。此模型同时为流域水资源保护规划工作提供一种方便科学的计算工具,为实现2015、2020、2030年水功能区达标率的目标提供有力支持。     

南沙河二级水功能区纳污能力分析预测

水功能区水质保护最重要的指标就是纳污能力。所谓的纳污能力即代表水功能区水体降解、自净污染物或者允许污染物排入的最大能力(纳污量),一般应用数学模型来评估。流域或区域若要实现水资源优化配置和有效保护,须在水功能区划与水质保护目标业已确定的基础上,结合南沙河具体特征,应用数学模型评估相应功能区水质保护的计算参数和纳污能力(纳污量),为实行纳污总量控制规划提供直接依据。     

水体纳污能力计算模型在松花江流域的应用

以概化的水资源配置系统网络图为依据,构建了基于节点水量平衡、功能区水质达标的一维水体纳污能力计算模型。以COD、NH3-N为控制指标,针对流域水体类型、污染现状的不同,在合理确定水文条件、水质参数的基础上,对松花江流域的水体纳污能力进行了计算分析。通过对超标污染物进行总量削减控制,到2030年能够实现流域不同层次的水质规划目标。     

抚顺市水功能纳污能力及限排总量研究

根据《辽宁省水功能区划》结合辽宁省抚顺市各流域水功能区概况及水质现状,运用一维水质模型对抚顺市水功能区的纳污能力及典型污染物的限制排放总量进行了计算分析研究表明,城市段水功能区均存在污染物入河量超过限排总量的情况,其中浑河市区段需要承担的污染物控制压力最大;对比流域污染物入河量及限排总量计算成果可知,区域主要污染物指标中,氨氮的污染物消减幅度较大。     

基于水功能区的水量调控模型研究

以水量水质的联合调控为目标,分析水功能区与水量调控模拟计算单元之间的水量转换关系,改进了基于规则的水资源配置模型,提出水功能区与水资源分区计算单元之间的水量排放计算关系,模拟计算出水功能区在不同用水条件下的水量过程。结合水功能区水质目标的要求,进一步分析不同水量调控方案下的水功能区纳污能力,为实现水量水质联合模拟和调控奠定计算基础。将模型应用于嫩江流域,结果表明该模型具有灵活性和普遍适用性。     

全国重要江河湖泊水功能区限制排污总量控制方案

对全国4 493个重要江河湖泊水功能区纳污能力进行了核定,结合水功能区水质状况、纳污能力和现状污染物入河量,提出了限制排污总量确定的原则,制定了水平年2020年和2030年的限制排污总量控制成果:2020年,COD 585.20万t/a,氨氮52.57万t/a;2030年,COD 542.97万t/a,氨氮46.54万t/a。对各省级行政区限制排污总量成果进行分析,结果表明,大多数省级行政区各水平年限制排污总量呈逐步递减趋势,与规划水平年水功能区水质达标率逐步增加的目标要求总体协调。根据限制排污总量方案,提出了加强水功能区限制排污总量管理的对策、措施和建议:加快开展水资源监控能力建设;切实加强水功能区监督管理;严格控制入河湖排污总量;不断加大水资源保护投入力度;完善政策法规和管理制度体系;强化宣传教育和公众参与。     

西安市主要河流纳污能力及污染物总量控制探析

通过对西安市境内主要河流基本情况的分析,在给定河流水功能区现状的和规划的水质目标、设计流量、污染物综合衰减系数以及水质背景条件下,采用一维水质模型核算了河流水功能区的纳污能力;在调查分析现状年河流水环境状况和污染物入河量的基础上,预测了规划年生活和工业污染物的排放量和入河量;根据计算的纳污能力和污染物入河量,提出了规划年河流水功能区的污染物入河量控制方案,为西安市河流污染治理和水资源保护提供技术支撑。结果表明:规划年黑河污染物入河削减量任务最轻,COD入河削减量均为0,氨氮入河削减量2020年为1.6 t,2030年为0.6 t。灞河最为繁重,COD入河削减量2020年达到4215.2 t;2030年达到4401.8 t;氨氮2020年入河削减量达到624.5 t;2030年达到696.8 t。     

基于水量水质联合调控模式的水资源管理研究

对国内外水资源配置发展历程及特点进行分析,得出由水量管理转向水量水质联合管理是应对当前严峻水资源形势的重要策略。结合当前水量水质联合调度的成功经验,探讨基于水质达标控制的联合调控模式,指出:水量水质联合调控模式以水量满足区域经济社会、生态环境协调可持续发展为准则,以系统方法论、运筹学、宏观经济学为计算依据,以流域污染物总量控制下的水质达标控制为目标,通过计算单元水量供需平衡与水功能区水质达标控制模块间的结合,实现基于水质模拟的污染物总量控制。     

江西省重要江河湖泊水功能区纳污能力核定及 分阶段限制排污总量控制方案研究

本文以江西省178个重要江河湖泊水功能区为研究对象,根据流域水功能区概况、水质目标和水体自净能力分析水功能区水资源质量状况,建立水质数学模型,合理确定设计流量等相关参数,计算水功能区纳污能力,结合现状年污染物入河情况提出2015、2020和2030年水功能区限制排污总量控制方案,为江西省水资源保护与管理提供科学依据.     

湖南省岳阳市新墙河纳污能力及限制排污总量分析

根据湖南省岳阳市新墙河流域水功能区概况、水质目标和水体自净能力,运用水质水量模型计算新墙河流域各个功能区的纳污能力,并结合现状入河污染情况提出了限制排污总量及污染物削减建议.     

嘉兴市区水功能区水质达标纳污能力研究

嘉兴市区属于平原河网水系,往复流情况严重,上游来水水质较差且区域内污染源排污量大,导致其水质逐年恶化。嘉兴市区污染源调查结果表明:市区内面源污染相对严重,畜禽污染源为水环境污染的重点污染源。利用污染源影响权重分析得到:研究区域内内源及点源影响相对较大。在此基础上进行重点污染源概化,建立一维非稳态水量水质数学模型,实现水功能区水质与其流域内概化污染源的响应关系,结合水功能区划成果得到各水功能区的纳污能力,提出总量控制方案。计算结果表明:①嘉兴市区18个河流水功能区COD纳污能力为8642t/a,氨氮纳污能力为794 t/a,TP纳污能力为227 t/a;②污染物超标严重,氨氮和TP为主要污染因子;③在2011年现状入河量基础上,COD、氨氮和TP分别需削减49%、57%和56%。本研究结果为水功能区水质达标及污染源减排工作提供决策依据。     

湖南省水功能区污染物总量控制分析

根据湖南省国民经济发展规划与江河流域综合规划的要求,将江、河、湖、库等水域划分为不同使用目的的水功能区,结合各水功能区的水质管理目标、设计水量,利用水质模型计算出水功能区的纳污能力,并预测出水功能区各规划水平年的污染物入河排放量,进而提出水功能区污染物总量控制方案,为水资源保护和管理提供科学依据。     

黄河流域重要水功能区限制排污总量控制研究

根据黄河流域重要水功能区现状水质、纳污状况,对水功能区水质2015年、2020年、2030年达标率目标进行了分解,在核定水功能区纳污能力的基础上,分析了重要水功能区污染物承载能力。以实现分阶段水功能区水质达标率为目标,提出黄河流域重要水功能区2015年、2020年、2030年COD限制排放总量分别为39.90万、30.48万、25.87万t/a,氨氮限制排放总量分别为4.42万、2.94万、2.07万t/a。分析表明:黄河干流限制排污量占相应水平年重要水功能区限制排污量的40%左右,湟水、汾河、渭河、伊洛河、沁河、大汶河等主要支流限制排污总量占重要水功能区限制排污总量的42%左右,其他河流限制排污总量占18%左右。     

韩江流域纳污能力及入河污染物总量控制浅析

通过对韩江流域水质现状的调查与分析,指出该研究区域的主要污染物为COD和NH3-N。根据设计流量,结合其水功能区划2020年和2030年的规划水质目标,采用相应的计算模型对韩江流域纳污能力和入河污染物削减量进行计算,并在此基础上提出了COD、NH3-N的总量控制方案,对超过允许纳污量的河段提出入河污染物削减方案,从而进一步提高入河排污口监督管理水平,为该水域水资源保护提供科学依据。     

郑州市贾鲁河水环境容量及污染调控研究

以功能区整体水质达标控制与控制断面水质达标控制的双控管理为基础,在充分考虑水环境自净能力和水文条件的基础上,根据河流纳污能力计算理论,采用流域单元断面功能区达标控制的分段概化、断面分段计算方法,采用公式法、模型法、系统最优化等传统水环境容量计算方法,在排污口水质达标约束下,对贾鲁河各水功能区的COD、氨氮水环境容量进行计算,确定各河段污染物最大允许入河量和削减量,并根据2017—2030年规划COD、氨氮目标含量下的纳污总量分配,确保实现流域污染物削减和控制。按照入河污染物总量、断面双达标的环境容量约束和削减方法,贾鲁河(郑州市区段)不仅能够实现功能区水质控制目标,而且可以实现全河段功能区达标率约束下的排污权优化调配。     

辽阳市汤河流域纳污能力及污染物限排总量研究

根据《辽宁省地表水(环境)功能区划》,结合辽宁省辽阳市汤河流域水功能区概况及水质现状,运用一维水质模型对辽宁省辽阳市汤河流域的纳污能力及典型污染物的限制排污总量进行了计算分析。研究表明,汤河流域所属各功能区均存在污染物入河量超过限排总量的情况,其中农业用水区需承担的污染物控制压力最大;对比流域污染物入河量及限排总量计算成果可知,区域主要污染指标中,总氮及挥发酚的污染物削减幅度较大,而COD削减幅度则最小。     

松花江流域冰封期水功能区限制纳污控制研究

提出水功能区限制纳污控制率的概念,即入河污染量在其纳污能力范围内的水功能区个数占核算区域中水功能区总数的比例。该概念弥补了水功能区水质达标率、限制排污总量等指标在支撑最严格水资源管理中的不足。针对寒区冰封期水体自净能力降低、废污水难以达标排放造成的高水环境风险,建立了基于分布式水文模型的冰封期水功能区纳污能力计算方法。将相关理念和方法应用于松花江流域,开展了面向水功能区限制纳污控制的冰封期水质水量联合调控研究。结果显示,在强化节水和水利工程合理调度的水量优化调控方案下,松花江流域污水处理厂在2020年冰封期要全部达到一级B排放标准,工业废水全部达到二级排放标准,方能基本实现90%的水功能区限制纳污控制率目标。     

黑河流域水资源保护规划方案探讨

根据黑河流域水资源保护规划的指导思想、原则、编制依据、范围、目标等总体要求，制定了本次规划的重点，通过水质现状调查评价、纳污能力计算、流域污染物总量控制方案等制定黑河流域水资源保护规划。规划的目标是2015水平年集中式供水水源地达到规划水质目标、部分污染较轻的河流河段达到水功能区水质目标，污染重河流河段水质明显改善；2030水平年各河流、各河段均达到水功能区水质目标。     

严格纳污总量控制推进流域水污染防治

国务院批复的《淮河流域综合规划（2012-2030年）》提出“严格控制水功能区纳污总量,强化入河排污口监督管理”和“建立流域水功能区限制纳污控制指标体系”要求。规划通过实施纳污红线管理,推进流域水污染防治,逐步实现水功能区水质保护目标,保障水资源可持续利用。