（环境工程专业论文）自贡市地表水环境容量研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 本文对自贡市各流域的水质状况、污染物及污染物排放情况、水 环境容量进行研究。基于现有环境基础资料的调研，对自贡市主要河 流水污染现状进行了评价，结果表明：自贡市水环境质量普遍较差， 尤以釜溪河干流、支流旭水河污染最为突出，主要超标指标为氨氦、 生化需氧量、高锰酸盐指数等。根据对自贡市各流域的工业、生活和 非点源等污染源进行调查与评价，结果表明：自贡市总废水入河量为 3 5 6 4 8 6 4 万t ，a ，总c o d 入河量为2 0 7 8 6 ，2 5t a ，总氨氮入河量为3 3 3 8 8 4 t a ；从废水排放量来看，自贡市水环境污染主要为非点源污染，从废 水污染浓度来看，自贡市水环境污染主要为点源污染；以行政区划为 分析对象，自荧市水环境污染以市区最为严重。在对自贡市各流域水 质评价和污染源分析的基础上，采用一维模型对境内主要河流水环境 容量进行了计算，结果表明：自贡市水环境的c o d 除在釜溪河干流段 需削减9 4 ，9t ，a 外，还有剩余容量2 5 7 6 9 2 t a ；氨氮需削减2 0 3 4 ，2t a ， 还有剩余容量2 8 4 2 6t a 外 自贡市地表水环境容量研究为该市水污染防治量化管理提供重要 依据，同时其研究思路和方法可供其它地区开展类似工作借鉴与参考 关键词：水环境容量：地表水；污染源；自贡市 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 l 页 a b s t r a c t t h i sp a p e rs t u d i e dt h ew a t e rq u a l i t ys t a t u s ，p o l l u t a n ta n di t sd i s c h a r g ec o n d i t i o n ， a n dt h ew a t e re n v i r o n m e n t a lc a p a c i t yo fa l lr i v e r si nz i g o n gc i t y b a s e do nt h e i n v e s t i g a t i o no fe n v i r o n m e n t a lm a t e i r a l s ，c o n t a m i n a t i o nc o n d i t i o no ft h em a i nr i v e r s w a sa n a l y z e di nt h ep a p e r nw a ss h o w nt h a tt h ew a t e re n v i r o n m e n t i o no fz i g o n gc i t y w a sd e t e r i o r a t e di ng e n e r a l ，e s p e c i a l l yi nf u x ir i v e ra n dx u s h u ir i v e r , a n dt h em a i n c o n t a m i n a t i v ei n d e x e so f n h 3 - n ，b o d ，c o d , a n do rs o a c c o r d i n gt oi n v e s t i g a t i n ga n d e v a l u a t i n gp o l l u t i o nf o u n t a i n h e a do fi n d u s t r y 、l i v i n ga n dn o n - p o i n tf o u n t a i n h e a d t o t a l w a s t e w a t e ri s3 5 6 4 8 6 4 0 0t 衄c o di s2 0 7 8 6t a , n 1 1 - 4 + - ni s3 3 3 8 8 4f l a ；a c c o r d i n gt h e q u a n t i t yo fw a s t e w a t e r , m a i nt h en o n p o i n tf o u n t a i n h e a d ，a c c o r d i n gt h et h i c k n e s so f w a s t e w a t a r , m a i nt h ep o i n tf o u n t a i n h e a d ，a c c o r d i n gt h es c u l lc a n t o n ，t h em o s tg r a v e n e s si s t h ec a n t o n a l b a s e do nc o m p r e h e n s i v ea s s e s s m e n to fw a t e rq u a l i t ya n da n a l y s i so f p o l l u t i o nf o u n t a i n ，a c c o r d i n gt ot h ep r i n c i p l eo fm a x i m a lc o n t a m i n a t i o nt o l e r a n c e , w a t e r e n v i r o n m e n t a lc a p a c i t yo f z i g o n gc i t yw a sc o m p u t e db yu s i n go n e - d i m e n s i o nm o d e l t h e r e s u l ts h o w e dt h a tt h ew a t e re n v i r o n m e n t a lr e m a i n i n gc a p a c i t yf o rc o dw a s2 5 7 6 9 2t t a n df o rn h 3 - nw a s2 8 4 2 6t a , t h e nt h ec u tp o r t i o nf o rc o dw a s9 4 9t 巩a n df o rn h 3 - n w a s2 0 3 4 2 仇 t h i ss t u d yc a l lo f f e ri m p o r t a n tg i s tf o rt h eq u a n t i t a t i v em a n a g e m e n to fz i g o n gc i t y w a t e re n v i r o n m e n t , i nt h em e a n w h i l e i t st h o u g h ta n dm e t h o dc a l lb eu s e di nt h es i m i l a r w o r ko f o t h e ra r e a sf o rr e f e r e o c e k e yw o r d s ：w a t e re n v i r o n m e n t a lc a p a c i t y ；s u r f a c ew a t e r ；, p o l l u t i o ns o u r c e ； z i g o n gc i t y 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 研究的目的和意义 第1 章绪论 水是生命之源，是人类赖以生存、经济发展和社会进步的重要物质基础。 是自然界的重要组成物质，是环境中最活跃的要素。它不停地运动着，积极参 与自然环境中一系列物理的、化学的和生物的过程。水资源的基本特点表现为： 一是水资源本身的水文和气象本质，时空变化既有一定的因果性、周期性，又 带有一定的随机性，从而对其未来变化的估计只能是大概的、模糊的，而不可 能准确无误地进行预测和预估；二是水资源本身具有二重性，既能为人类所利 用以有益于人类，又可给人类带来灾难l l i 。 随着社会经济的迅速发展，人口的不断增加，城市化进程的加快，特别是 近2 0 年来，我国水环境问题越来越严重，不仅水量短缺的矛盾显现，流域性的 水污染也给人们生活和社会经济发展造成了严重的危害“九五”期间，我国政 府启动了辽河、淮河、海河等“三河”和滇池、巢湖、太湖等“三湖”的治理 工作，取得了一定的成效。但从我国水资源的整体状况看，水污染未得到有效 地控制l l , 2 1 。 实施废水排污总量控制，是我国环境保护工作的一项重大举措，它突破了 污染源浓度控制达标排放一刀切的做法，突破了水环境保护对所有水域同一标 准保护的要求，标志着我国水污染防治由定性管理走向定量管理i i 。 自贡市是四川省严重缺水城市之一，属全国5 0 个严重缺水城市之一，全市 用水总量4 8 亿m 3 ，城市供水总量1 1 m 3 ，人均生活用水量基本保持在9 0 1 2 0u d 的水平，人均水资源拥有量5 8 5 m 3 ，水资源短缺严重地制约着自贡社会经济的 快速发展。据水利部门预测，到2 0 1 0 年中等早年缺水3 4 亿m 3 ，大早年缺水( 按 现有供水水平) 5 9 亿o 。 自贡市境内河流分属岷江和沱江两大水系，以沱江水系为主，岷江水系为 辅据水文地质资料统计。自贡地下水贮量不丰富，总贮量仅约0 8 8 亿立方，a ， 一般埋藏深度3 0 5 0 米，开采较为困难，且出水量小，只能作为分散生活用水 和农业抗旱保苗用水，因此自贡市用水主要是依靠地表供水 ，西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 目前，自贡市大部分河流水质污染严重。如每年枯水期釜溪河均出现富营 养化现象，浮萍、藻类疯长，绵延几十里；腐烂藻类沉于河底形成有机底泥， 分解时耗氧发臭，河水变黑；水生态平衡遭到破坏，枯水期非离子氨已超过水 生动物致死浓度，使鱼的种类和数量锐减，不少河段鱼虾绝迹1 4 s l 。 本文通过对自贡市各流域水质状况和污染源的调查与评价，确定河流的水 环境容量及污染物的削减量，对于做好各流域沿线排污口的调整、工业废水和 生活污水的治理、农业面源污染的控制、产业结构的调整等具有重要的意义， 为水污染防治量化管理提供依据。 1 2 国内外水环境容量研究发展 水环境容量的概念首先是由日本学者提出来的1 4 i 。2 0 世纪7 0 年代，日本为 了改善水和大气的环境质量状况，提出污染物排放总量控制问题，即把一定区 域内的大气和水体中的污染物质总量控制在一定的允许限度内。自日本环境厅 委托日本卫生工学小组提出( 1 9 7 5 年环境容量计算化调查报告后，环境容量 的应用逐渐推广，成为污染物总量控制的理论基础1 5 i 。 在欧美发达国家，对水环境问题的研究起步较早，成果颇丰，尤其是在水 环境数学模型的研究上，处于世界领先水平i i , 4 0 1 。但这些国家在水质规划和水质 管理中则较少使用环境容量这一术语，而是以同化容量，最大容许纳污量或水 体容许排污水平等概念来反映水体的纳污能力。国外就单纯水体纳污能力或同 化容量计算的研究并不多，多数研究者借助系统优化原理将水体允许排污负荷 与污染负荷分配统一在一个过程中，即水质规划方法，在获得研究水域允许排 污量的同时，实现排污口( 或源) 之间污染负荷的优化分配i 1 0 跚l 。在研究初期， 研究人员大多将河水流量或污水排放量视为普通的随机变量处理，而在后续研 究中，则已将河水流速、污染物浓度等参数视为已知概率分布的随机变量进行 处理。如d o n a l d 和b a r b a r a i ”2 ，i 基于水文、气象和污染负荷等不确定性因子的 多重组合情况，提出了河流允许污染负荷计算及分配模式；l i l t , s ! 等( 1 9 8 3 年) 在考虑了河流断面横向混合不均匀性的基础上，运用优化模型确定各排污口在 给定水质标准下韵允许排放量；e l l i s ! ”列( t 9 9 4 年) 采用嵌入概率约束条件的方 式构建了一个新的 8 直机水质优化模型在该模型中，不仅将河水流量视为随机 西南交通大学硕士研究生学位论文 第3 页 变量，河段起始断面b o d 和d o 废水排放流量、废水中b o d 和d o 、耗氧系 数、复氧系数等也均被视为随机变量。从理论上讲，考虑多个参数要比仅考虑 单个参数计算所得的容量准确，能更好地反映出水质系统的本质特征。但若不 能科学、准确地确定各参数的分布函数，反而会直接影响计算结果的可靠性 m , 4 7 , , 1 1 1 1 因此，随机变量的科学选取及其准确处理是运用随机优化模型的重点 和难点d o n a l d 和e d w a r d i , 2 s l 考虑了水质现象等的随机波动性，并用一阶不确 定分析方法将随机变量转化为等价的确定性变量，通过所构建的优化模型，计 算排污i z l 允许排放量。除考虑参数不确定性外c a r d w e l l 和e l l i s t i m 4 9 1 还从模型 不确定性角度，对多点源情形下污染负荷分配问题进行了研究。 我国对水环境容量的研究开始于1 9 7 0 年，大致经历了以下三个阶段1 5 , 1 1 i ： “六五”国家环保科技攻关项目的确定，有力的推动了我国水环境容量的 研究。根据我国水体的水文特征和沿岸经济发展的特点，选择典型河流和河口 海湾区，进行不同污染物的水环境容量研究，并把水环境容量理论和水污染控 制规划结合起来，对污染物在水体中的物理、化学行为进行了比较系统深入的 研究。并以此为基础，提出了科学、全面、简明的水环境容量定义，即水体环 境在规定的环境目标下所能容纳的污染物量。 “七五”国家环保科技攻关研究把水环境容量理论推向系统化、实用化的 新阶段。8 0 年代初，研究主要集中于水体中污染物的自净规律、水质模型、水 质排放标准等，因而从不同角度提出和应用水环境容量概念。1 9 8 5 年以来，全 国一些城市制定了综合整治规划、水污染综合防治规划、污染物总量控制规划 以及水环境功能区划等，为环境容量的理论研究和实际应用提供了广阔的天地 这一期间出现了多目标综合评价模型、潮汐河网地区水质模型、农业面源模型、 富营养化生态模型、大流域水环境系统化模型、自然生态模型以及模拟社会经 济环境人工调控过程的水质管理规划模型系统i l s l “八五”、“九五”期间，随着水污染物总量控制政策的逐步落实，水环境 容量理论得到了更为全面而广泛的应用，充分显示了环境容量理论在水污染控 制和水质改善中的重要性进一步推动了水污染控制和环境容量理论的发展。 至今水环境容量的概念己得到进一步深化，从单纯地反映水体对污染物 的稀释，自净能力扩展到广义的总量控制、负荷优化分配的水体纳污能力，进 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 而提出了可分配水环境容量的概念7 捌。水环境容量的研究指标也从一般耗氧有 机物和重金属扩展到氮、磷负荷和油污染；研究空间也从小河流扩展到大水系， 从单一河流扩展到湖泊、河口海岸及复杂的平原河网地区；模型状态也从稳态 或准动态发展为动态模型。 总体来说，经过3 0 多年的探索，我国水环境容量在研究的深度和广度上都 有了新的进展。研究深度上，出现了多目标评价模型、潮汐河网地区多组分水 质模型、非点源模型、富营养化生态模型、大规模系统规划模型；研究的广度 上，研究对象从一般耗氧有机物和重金属，扩展到氮、磷负荷和油污染；空间 分布上，从一般的中小河流水环境容量研究扩展到长江、珠江、淮河等大水系 的环境容量研究，从枝状河流的水环境容量研究扩展到湖泊、河口、海湾及河 网化地区的水环境容量研究i l s l 。 1 3 论文选题、研究内容及方法 1 3 1 论文选题 针对自贡市各流域的污染现状，结合着自贡市水环境总量控制的思想，本 论文选定“自贡市地表水环境容量研究”为题，就各流域水质现状、各类污染 源类型与特征、主要污染物排放量进行调查和评价，最终确定河流的环境容量 以及污染物的削减量，研究结果对于做好各流域沿线排污口的调整、工业废水 和生活污水的治理、农业面源污染的控制、产业结构的调整等具有重要的意义。 1 3 2 研究内容 本文的主要研究内容包括： ( 1 ) 自贡市主要河流水环境功能区划与水质现状评价； ( 2 ) 自贡市主要河流污染源及污染特征研究； ( 3 ) 河流水环境容量的影响因素分析及水环境容量数学模型的建立； ( 4 ) 水环境容量计算、分析及利用 本论文拟解决的关键问题是河流水环境容量的准确计算，为此需要合理概 化河流物理模型和选择水环境容量计算模型 西南交通大学硕士研究生学位论文 第5 页 1 3 3 研究方法 在分析水质监测资料的基础上，采用单一指数法对自贡市水环境质量现状 进行评价，为该河流水环境容量的计算奠定基础。 通过对自贡市水系流域范围内污染源和污染物特征的分析，对河流物理模 型和水质边界条件进行概化，选择一维稳态水质模型，确定相应的水质计算参 数，进而计算河流水环境容量，提出排污总量控制方案、水环境利用的途径和 方法等。 1 4 研究的技术路线 本文研究技术路线见图1 - 1 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 图i - i 本文技术路线 西南交通大学硕士研究生学位论文，第7 页 2 1 自然环境 第2 章自贡市水环境概况 自贡市地处四川盆地南部的中浅丘地带，位于东经1 0 4 。2 5 7 ”1 0 5 。1 6 1 1 ”，北纬2 8 。5 5 3 7 ”2 9 。3 8 2 5 ”之间，幅员面积4 3 7 2 6 k m 2 其中，市 区面积8 1 7k m z ，辖四区两县，即自流井区( 9 3k m 2 ) 、贡井区( 8 7 1k m 2 ) 、大 安区( 2 5 4 5k m 2 ) 、沿滩区( 4 6 1 7k m z ) 和荣县( 1 9 5 7 1k r n 2 ) 、富顺县( 1 6 0 2 9 k m 2 ) 。与内江、泸州、宜宾及乐山四地市接壤。 自贡市降雨：地属亚热带湿润季风气候，全市多年平均降雨量为量9 9 6 9 l l o l m m 其中，冬季占全年总降水量的4 8 ；春季占总降水量的1 5 6 ；夏季 占总降水量的6 0 2 ；秋季多绵雨，占总降水量的1 9 4 自贡市气温和日照：地属东南亚季风环流控制范围，年平均气温1 7 8 ： 最冷月为1 月，平均气温7 3 7 5 ；最热月为7 月，平均气温2 7 1 2 8 9 1 2 ： 历史极端气温，最低为2 8 1 2 ，最高为4 0 1 2 。自贡市日照少，年日照时数平均 为1 2 4 0 5 小时，占可照时数的2 8 2 9 2 2 河流概况 自贡市境内河流分属岷江和沱江两大水系，以沱江水系为主，包括沱江段、 釜溪河、旭水河等：以岷江水系为辅，包括岷江段、越溪河等，详见自贡市水 系图( 图2 1 ) 沱江是长江的一级支流，是四川省最重要的河流水系之一，全长6 2 9 公里， 流域面积2 8 万平方公里沱江下游由北向东南横穿自贡市富顺县境，境内长 1 2 7 公里，河道弯曲，河床开阔，滩沱相间，谷坡较缓。根据富顺县李家弯水文 站资料记载，多年平均流量为4 1 6 米3 秒，年径流总量为1 3 1 2 亿米3 由于 沱江干流远离境内市区及工业集中区，且高程低，提水扬程高，利用较为困难。 自贡境内属沱江水系的一、二级支流有釜溪河、威远河、旭水河、中溪河、长 滩河等由于这些小支流源短流小，正常年径流总量仅约1 7 亿立方米 函峨簧任暇血 _ l 函 暇溉 仪g迥朴酬妖奄书瞪孙k暇似怔陋 西南交通大学硕士研究生学位论文第0 页 釜溪河是唯一穿越自贡城区的重要河流，由西源旭水河( 长1 1 8 公里) 和北源 威远河( 长1 2 3 公里) 在境内凤凰坝双河口汇成干流( 釜溪河) ，于富顺县李家湾注 入沱江，流域面积3 4 9 0 平方公里，干流长7 3 2 公里，河道迂回曲折，弯曲系数 2 2 l ，平均比降0 2 7 据自贡水文站资料，釜溪河多年平均天然流量4 2 2 5 立 方米秒，实测流量2 6 6 3 立方米秒，多年平均年径流总量为5 8 8 亿立方米秒。 但径流时空分布不均，5 8 的径流量分配在7 、8 两月，而长达半年的枯水期径 流总量仅占全年的8 左右。 旭水河为釜溪河的一级支流，发源于九宫山余脉，流经荣县县城、龙潭、 贡井于自流井区凤凰坝与威远河汇合。全长1 1 8 公里，流域面积1 0 2 2 平方公里， 径流量1 2 8 3 立方米，秒，实测7 8 4 立方米秒。河道平均比降o 6 8 越溪河流经自贡市荣县境内，为岷江级支流，全长2 4 5 公里，流域面积 2 6 6 7 平方公里。荣县境内一段为过境河流，长1 1 5 公里。多年平均天然流量1 5 5 立方米秒，实测流量1 4 7 立方米秒，平均比降o 8 0 ，该河段地处自贡市西 北部，地势较高，是自贡市水利、水电开发建设的重要地区之一 2 3 水资源概况 根据自贡市水资源公报，2 0 0 2 年自贡市水资源量1 7 8 5 亿立方米。行政区 水资源分布不均，所属自流井区、贡井区、大安区和沿滩区四区水资源总量为 3 0 2 亿立方米；荣县水资源总量为8 0 4 亿立方米；富顺水资源总量为6 7 9 亿立 方米。2 0 0 2 年全市用水总量4 6 7 5 2 8 万t 农田灌溉用水1 8 8 7 5 万t ；生活用水 1 0 6 3 2 万t ；i 业用水量9 4 6 0 1 万t ；林牧渔畜用水量7 7 8 8 3 万t 。 自贡市属全国5 0 个严重缺水城市之一，人均水资源拥有量仅5 6 5 立方米， 水资源短缺严重地制约着自贡社会经济的快速发展。据水利部门预测，到2 0 1 0 年中等旱年缺水3 4 亿立方米，大早年缺水( 按现有供水水平) 5 9 亿立方米 为保证水资源供给，自贡市积极兴修水利工程。目前全市已建成水利工程3 3 万余处，其中中型水库四处，即长葫水库、木桥沟水库、双溪水库，小型水库2 9 0 座，蓄、引、供水能力达到5 4 亿立方米，实现供水2 7 2 亿立方米，占地表水资 源供水量的7 2 2 。未来规划兴建小并沟水库，总库容量1 6 9 亿立方米，可向双 溪水库输水，实现联合调度，另可向旭水河，釜溪河补水，改善水质状况。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 第3 章自贡市水环境功能区划及水质评价 3 1 水环境功能区划 3 1 1 水环境功能区划的原则 水环境功能区划分的方法由定性划分、行政划分为主，逐步发展为以科学 的、半定量乃至定量划分相结合的综合性划分1 1 22 剖。 在进行水体功能区划分时，一般遵循以下原则： ( 1 ) 可持续发展原则 目前全国河流污染较为严重，采取水环境功能区的划分是实现水资源可持 续利用以及经济、社会、环境可持续发展的重要保证条件和基础。 ( 2 ) 统筹安排专业用水区的原则 地表水环境质量标准中规定了五类功能区，其中集中式饮用水水源地关系 到人们的身体健康，关系到城市和区域发展的可持续性，在进行河流环境功能 区划时要优先保护，确保饮用水水源地的水质。属于专业用水单一功能的水域， 必须通过水环境功能区划分得以落实。 ( 3 ) 保持现状使用功能原则 现状使用功能是水环境功能区划的重要出发点，在功能区划中应以城市河 流的现状为基础，不能随意降低水体的现状使用功能。只有这样，才能确保水 环境质量的逐步改善。 ( 4 ) 综合管理跨区域河流原则 跨行政区水域的功能区划和具体落实是水环境功能区划中的难点应统筹 考虑，解决功能区目标的实现问题，使水环境功能区的划分具有可操作性，合 理利用河流的水环境容量 ( 5 ) 结合陆域规划进行污染源管理原则 水域水质的好坏和陆域污染源之间存在内在的响应关系，水环境功能区划 应与调整工业布局、执行排放标准、实施污染物总量控制等措施紧密结合划 分河流功能区时应充分考虑陆域的产业布局、发展方向，结合城市污水管网、 污水处理厂的建设现状和规划，制定相应的水质目标 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 3 1 2 自贡市水环境功能区划 自贡市曾于“七五”期间开展了釜溪河流域污染防治研究项目，对水 环境功能区划进行了重点研究。在1 9 9 2 年，自贡市人民政府遵照四川省人民政 府四川省地面水水域环境功能划类管理规定的精神，发布了关于贯彻执 行四川省地表水水域环境功能划类管理规定的通知( 自府发 1 9 9 2 1 0 5 号文) ， 对全市地表水水域功能区作了划类，结合四川省水环境容量核定技术指南 的指导思想，本研究进行水环境功能区划，共设8 个水环境功能区( 表3 一1 ) 表3 - 1 自贡市水环境功能区划 功能区长度控制现状 水质 水体 水系水域功能区类型 编号( k i n )城镇使用功能目标 岷江 长山起水站一 饮用水水源 越溪河 12 6 6荣县饮用水i i 水系上游 保护区 岷江长山起水站一螺 饮用水水源 越溪河 2 6 9 5 荣县饮用水i 水系蛳坝 保护区 沱江桂林桥上游一饮用水水源 旭水河 32 1 3 2荣县饮用水 水系 荣县起水站保护区 沱江饮用水水源 旭水河 4 起水站一复兴堰 1 2荣县工业用水 h i 水系 保护区 沱江 饮用水水源 旭水河 5复兴堰一团结桥 6 7 5贡井区 饮用水 i i 水系 保护区 沱江饮用水水源 旭水河 6 团结桥一雷公难 2 3 7贡井区饮用水i i i 水系保护区 干流段( 自贡市 沱江自流井区风凰工业 釜溪河 7 7 3 2 自贡市工业用水 水系坝双河i z l - - 富用水区 顺县李家湾) 沱江脚仙村一饮用水水源 沱江8 1 2 7 自贡市农业用水l l i 水系泸州河口段保护区 注：自贡市境内越溪河的总长为1 1 5 公里；旭水河的总长为1 1 8 公里 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 3 2 水环境控制断面 3 2 1 水域范围和排污控制城镇 根据国家环保总局关于污染源调查的水环境功能区“以县城为基础，确保 每个县( 区) 域都有一对应的水环境功能区”的规定。按照污染源调查、入河排 污口分布的要求，结合自贡市河流分布，确定自贡市污染源调查与评价的水域 范围为8 个水环境功能区。其中，桂林桥上游一荣县起水站功能区是饮用水水源 一级保护区( 双溪水库) ，是不容许排污纳污的高功能水域，因此本研究不进行 水环境容量的计算，实际进行水环境容量研究的水域范围为7 个水环境功能区 自贡市由自井区、大安区、沿潍区、贡井区和荣县、富顺县组成。荣县排 放废水的受纳水体为越溪河、旭水河；贡井区排放废水的受纳水体为旭水河； 自井区、大安区，沿滩区排放废水的受纳水体为釜溪河；富顺县排放废水的受 纳水体为沱江。因此，水环境功能区对应的排污控制城镇确定为荣县、贡井区、 自井区、大安区、沿滩区和富顺县。 3 2 2 水环境控制断面 对于是自贡市水环境功能区，其上游、下游均设有地表水常规监测断面， 本研究将各水环境功能区下游的监测断面作为本功能区的控制断面( 见表3 - 2 ) 。 表3 - 2 自贡市水环境功能区控制断面 水体功能区水环境功能区起点 水环境功能 控制断面名控制断面 水系区水质目 名称编号终点称 级别 标 长山起水站长山起水 1l i 县控 岷江上游站 越溪河 水系 长山起水站 2r i 螺蛳坝县控 螺蛳坝 沱江桂林桥上游 荣县起水 旭水河 3h 省控 水系。荣县起水站站 4 起水站复兴堰 h i 复兴堰县控 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 5 复兴堰一团结桥 i i团结桥 县控 6团结桥雷公滩i雷公滩县控 沱江 千流段( 自贡市自流 入沱 釜溪河 7 井区凤凰坝双河口一 i 、省控 水系 把口处 富顺县李家湾) 沱江 汉旺镇绝缘桥一泸州 沱江 8i i i 李家湾 国控 水系河口段 3 3 水环境功能区水质评价 3 3 1 水质概况 自贡市水环境质量普遍较差，大多数河流污染严重，如越溪河、旭水河、 釜溪河、沱江( 自贡段) 历年污染严重，尤以釜溪河干流、支流旭水河污染最为 突出，其经过城区的河段，生活污水的污染负荷占城区河段的9 0 以上，常年达 不到划定功能类别的水质标准，其主要超标指标为氨氮、生化需氧量、高锰酸 盐指数等。 3 3 2 水环境功能区水质评价 根据自贡市水环境功能区2 0 0 2 年水质监测，采用单因子指数评价法进行评 价，分为达标水域和不达标水域： 1 )达标水域 a 、丰水期达标水域3 个，分别为： 越溪河长山起水站一螺蛳坝 旭水河桂林桥上游荣县起水站 旭水河荣县起水站复兴堰 b 、枯水期达标水域3 个，分别为： 越溪河长山起水站螺蛳坝 旭水河桂林桥上游一荣县起水站 旭水河荣县起水站一复兴堰 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 c 、平水期达标水域1 个，即桂林桥上游荣县起水站 2 ) 不达标水域 a 、丰水期不达标水域5 个，分别为： 越溪河长山起水站上游 旭水河复兴堰团结桥 旭水河团结桥雷公滩 釜溪河干流段( 自贡市自流井区凤凰坝双河口一富顺县李家湾) 沱江汉旺镇绝缘桥一泸州河口段 b 、平水期不达标水域7 个，分别为： 越溪河长山起水站上游 越溪河长山起水站一螺蛳坝 旭水河起水站复兴堰 旭水河复兴堰一团结桥 旭水河团结桥。雷公滩 釜溪河干流段( 自贡市自流井区凤凰坝双河口，富顺县李家湾) 沱江汉旺镇绝缘桥一泸州河口段 c 、枯水期不达标水域5 个，分别为： 旭水河起水站一复兴堰 旭水河复兴堰一团结桥 旭水河团结桥雷公滩 釜溪河干流段( 自贡市自流井区凤凰坝双河口富顺县李家湾) 沱江汉旺镇绝缘桥一泸州河口段 在8 个水环境功能区中，除桂林桥上游荣县起水站功能区各水期水质达标 外，其余7 个水环境功能区在不同水期均存在不达标情况。各水环境功能区控 制断面的水质情况见表3 3 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 5 页 表3 - 3 自贡市水环境控制断面水质评价 水体 控制断面名称水期 水质超标 高锰酸 氨氮水 生化需氧 盐指数量水质类 名称类别 因子质类别 类别别 丰水期m i m n i i i i i 长山起水站枯水期i i ，i ii i 平水期1 1 1氨氮 i ii i i 越溪河 丰水期 i i i，i i ii i 螺蛳坝枯水期 i i，ii ii 平水期 氢氮 i ii i 丰水期 i i，iil i 荣县起水站枯水期 i i|ii ii i 平水期 l i，ii ii i 丰水期i i l，i i i i i 高锰酸盐指数、氨 复兴堰枯水期劣vv劣v v 氮、生化需氧量 平水期劣v高锰酸盐指数、氨氮 劣v 旭水河 丰水期 i i i 高锰酸盐指数m i ii 团结桥枯水期 高锰酸盐指数 h ii il 平水期 高锰酸盐指数 i 高锰酸盐指数、氨 丰水期劣v 劣vv 氮、生化需氧量 高锰酸盐指数、氨 雷公滩枯水期劣vv劣vv 氮、生化需氧量 高锰酸盐指数、氨 平水期劣v劣v劣v v 氮、生化需氧量 丰水期劣v氨氮 劣v i 入沱 枯水期劣v氨氦 i劣vi 釜溪河 把口处 平水期劣v氨氮 h i 劣v i i 丰水期劣v氨氮i劣vi 沱江高锰酸盐指数、氨 李家湾枯水期劣v 掰 劣v 氮、生化需氧量 平水期氨氮i 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 6 页 第4 章自贡市水环境污染源调查及分析 4 i 污染源调查范围 本次污染源调查对象是自贡市四区两县范围内的主要污染源。在进行污染 源调查时，首先确定水环境功能区的排污控制城镇，以县域为基本范围，结合 水环境功能区水质影响程度较大的主要污染源调查，摸清污染源排放对应的水 域，明确水陆对应关系。如，位于自井区的自贡市鸿鹤化工总公司排放的工业 废水对地表水质影响较大，其影响的对应水域为釜溪河，水陆对应关系是鸿鹤 化工总公司排污口一釜溪河一自井区 4 2 污染源的分类 污染源调查共有7 类： 1 ) 工业污染源： 2 ) 城市生活源( 包括社会单位) ； 3 ) 非点源，包括农村生活源( 含畜禽养殖散养源和乡镇企业污染源) ； 4 ) 农田径流污染源： 5 ) 畜禽养殖污染源； 6 ) 城市径流； 7 ) 矿山径流等。 以上7 小类归结为三大类即：- f 业污染源( 包括规模化畜禽养殖) ；城市生 活源( 包括社会单位) ；非点源( 包括农村生活源、农田径流污染源、城市径流、 矿山径流等) 。 其中： 工业污染源调查：以区县为单位，调查区域内重点工业企业( 日排水量大 于l o o t ，或日c o d 排放量大于6 0 k g ，日氨氮排放量大于l o k g 的企业) 的基础信 息和排污情况 城市生活污染源调查：调查城市的非农业人口数量、人均综合用水量、 人均综合排水量、生活污水平均浓度等 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 7 页 农村生活源调查：调查农业人口数量、农村人均综合用水量、农村人均 综合排水量、散养型畜禽养殖数等。 畜禽养殖污染源调查：调查规划化畜禽养殖企业的养殖种类及数量，年 用水量及排水量，排污方式、处理工艺等。 城市径流污染调查：调查城市地理位置、地形特征、降雨量、非农业人 口数量、建成面积、下水管网覆盖率等。 矿山径流污染调查：主要考虑煤矿、各种金属、非金属矿业的开采、调 查矿山位置、尾矿堆积面积、组分、坡度、降雨量等。 4 3 各类源强系数、计算系数 根据国家环保总局的有关规定，污染源调查统计的各类源强系数、计算系 数为： 1 ) 污染物入河量系数 a 、以企业排污口和城市污水处理厂污水排放口到入河排污口的距离( l ) 远 近，确定入河系数。 l i k m ，入河系数取1 0 ，i k m l 受o k r a ，取0 9 。 b 、入河系数系修正 i 渠道修正系数： 通过未衬砌明渠入河，修正系数取0 6 o 9 通过衬砌暗管入河，修正系数取0 9 0 i 0 i i 温度修正系数： 气温在1 0 以下时，入河系数乘以o 9 5 1 0 气温在1 0 3 0 之间，入河系数乘以o 8 5 o 9 5 气温在3 0 以上时，入河系数乘以0 7 0 8 2 ) 农田径流污染物源强系数修正 8 、坡度修正：坡度在2 5 以下，流失系数为1 0 1 2 坡度在2 5 以上，流失系数为1 2 1 5 b 、土壤类型修正：土壤为1 o ，砂土为1 0 o 8 粘土为0 8 o 6 西南交通大学硕士研究生学位论文第18 页 c 、化肥用量修正：化肥每亩用量在2 5 k g 以下，取0 8 1 o 化肥每亩用量在2 5 k g 3 5 k g ，取1 o 1 2 化肥每亩用量在3 5 k g 以上，取1 2 1 5 d 、降水量修正：年降雨量在4 0 0 m l 以下，取0 6 1 o 年降雨量在4 0 0 m l 8 0 0m l 之间，取1 o 1 t2 年降雨量在8 0 0m l 以上，取1 2 1 5 3 ) 城市径流污染物排放系数 a 、地形修正系数： 丘陵城市取2 5 b 、人口修正系数： 1 0 0 万人以下，取人口修正系数为0 3 c 、面积修正系数： 7 5 平方公里以下城市建成区面积，取o 5 d 、降雨修正系数： 4 0 0 8 0 0 m i 之间，取为1 8 0 0 r a l 以上，取为1 4 e 、管网修正系数 管网覆盖率在3 0 5 0 之间，取为0 8 管网覆盖率在5 0 7 0 之间，取为1 管网覆盖率在7 0 以上，取为1 2 4 ) 矿山径流污染物排放系数 a 、地形修正系数 丘陵取2 5 b 、面积修正系数 矿山l o k m 2 以下，取为0 5 c 、降雨修正系数 4 0 0 8 0 0 m ，取为1 0 8 0 0 m 以上，取为1 4 西南交通大学硕士研究生学位论文第19 页 4 4 污染物调查 4 4 1 工业污染源调查 工业污染源调查情况，见附表1 。 4 4 2 河口和排放口调查 各水环境功能区的河口和排放口情况，见附表2 。 4 4 3 入河量调查 根据污染源位置、排污渠道性质及自然条件，确定各水环境功能区中各类 污染源的入河系数和入河量，并估算、汇总出每个水环境功能区的废水和氨氮 入河量。 以各水环境功能区污染源入河系数分别汇总得到各水环境功能区内工业、 生活、非点源入河系数的平均值，进一步分别得到各区县的工业、生活、非点 源的量。 7 自贡市污染源的入河系数根据污染源调查相关规定和可能统计到的污染物 排放量的比例确定如下： 自贡市工业入河系数除釜溪河沿岸确定为0 8 1 外，其余功能区沿岸的工业 入河系数确定为0 7 2 。 自贡市生活入河系数主要城区沿岸确定为0 8 1 外，其余功能区沿岸的入河 系数确定为0 7 2 。 自贡市非点源入河系数根据调查统计和估算的污染物排放量和入河量确 定，其值在0 2 4 3 0 4 1 之间 本研究调查统计了进入自贡市辖区8 个水环境功能区和自贡市行政区的工 业、城市、非点源废水排放量( 万t a ) 和废水中主要污染物c o d c r 、氨氮的含量 ( t a ) 自贡市行政区污染物入河量见表4 - 1 ；水环境功能区污染物入河量，见 表4 2 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 0 页 表4 - i自贡市行政区污染物入河量汇总表 废水入河量 c o d 入河量 氨氦入河 地市 ( 万吨，年)( 吨，年) 量 ( 吨，年) 名称 工业城市非点源工业城市非点源工业城市非点源 荣县5 7 3 84 0 6 71 0 8 6 6 9 22 9 3 4 79 2 03 3 1 5 o z o2 1 0 38 4 2 5 富顺县2 1 7 5 1 51 8 5 1 0 38 0 4 3 3 41 6 4 6 4 1 2 1 7 0 3 7 8 2 6 44 2 8 6 6 2 6 0 0 62 3 0 8 8 自井区 1 6 4 9 8 21 0 6 9 9 77 1 9 5 51 3 6 3 9 62 3 9 4 29 7 0 4 51 1 6 6 6 7 3 0 3 3 32 3 7 7 贡井区 1 6 6 4 5 2 7 3 18 5 7 2 92 4 2 1 53 1 61 8 9 2 64 0 93 1 1 21 6 5 9 大安区 4 2 1 3 61 4 1 73 5 3 6 6 22 1 0 63 2 8 56 4 1 5 4l l o 14 0 1 72 4 3 4 7 沿滩区 1 0 0 3 l3 7 5 52 9 0 7 49 7 6 87 7 2 21 1 3 2 1 7 0 5 1 6 81 0 8 7 7 合计4 5 7 0 4 7 4 儿82 6 9 3 1 1 23 8 5 4 2 76 9 0 0 91 0 0 3 1 0 81 7 0 9 5 27 0 7 3 9 9 2 1 6 6 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 1 页 表4 - 2自贡市水环境功能区污染物入河量 功能区长度 废水入河量( 万t a ) c o d 入河量( t a )氨氮入河量( t a ) 编号k m 工业城市非点源工业城市非点源 工业 城市非点源 l 2 6 6oo8 8 3 ，0 1 oo2 6 4 9002 5 6 26 9 5 2 0 1 6o1 8 1 5 8 72 7 6 406 0 5 5 8 o0 1 0 5 9 32 1 3 2， ，|， 41 23 5 34 0 6 7 1 3 2 5 6 52 6 4 2 59 2 04 3 0 6 7o2 1 31 0 3 6 56 7 51 9 206 8 4 2 3 91 5 8o2 0 1 3 8 7 00 6 0 7 4 6 2 3 71 6 6 4 52 7 3 18 5 7 2 92 4 2 1 53 1 61 8 9 2 64 0 93 1 _ 1 21 6 5 9 77 3 22 2 0 2 ，6 71 5 8 7 1 77 1 6 3 5 6 1 7 0 7 7 93 4 9 4 92 7 4 4 1 71 2 7 6 7 73 9 5 1 85 8 9 9 4 81 2 73 4 9 55 5 8 1 1 1 1 2 9 8 1 6 1 0 8 52 1 7 03 7 8 2 6 46 72 6 0 0 65 9 2 5 4 小计 4 5 7 0 4 74 1 1 8 2 6 9 3 1 1 13 8 5 4 2 66 9 0 0 91 0 0 3 1 0 91 3 4 7 8 67 0 7 6 61 2 8 3 3 2 合计一 3 5 6 1 9 5 82 0 7 8 6 2 53 3 3 8 8 4 4 5 污染源分析 4 5 1 水环境功能区污染物排放量分析 l 号水环境功能区( 长山起水站上游) 对应的陆地范围，是荣县境内的山区， 人烟稀少，无城镇，也无工业企业，因此，废水及其污染物来源均出自非点源 废水排放量3 6 3 3 7 8 万t a ，c o d 、氨氮排放量分别为1 0 9 0 1 2 t a 和1 0 5 3 t a ；实 际废水入河量8 8 3 万t a ，c o d 、氨氮入河量分别为2 6 4 9 t a 和2 5 6 t a 。 2 号水环境功能区( ( 长山起水站螺蛳坝) 对应的陆地范围仍然是荣县境内的 山区，无城镇，但附近有少量工业企业，废水及其污染物主要来源于非点源。 废水排放量5 0 8 6 5 万t a ，c o d 、氨氮排放量分别为1 6 9 6 3 t a 和2 9 6 6 t a ：实际 废水入河量1 8 3 6 0 3 万t a ，c o d ，氨氮入河量分别为6 3