（环境科学专业论文）鄱阳湖污染物最大日负荷估算和分配研究.pdf

摘要 染控制应以n h 3 - n 和t p 主要对象，赣江和乐安河为主要治理区域，兼顾信江 的t p 污染。由于非点源的控制相对于点源的控制来说困难较大，因此各流域的 非点源t m d l 分配值大于点源分配值是合理的。 ( 4 ) 根据各重污染区域及其容量超标情况，提出污染控制措施。t m d l 的 控制主要从四大污染削减工程和评价水污染控制管理两个方面的措施着手。污 染治理方面，建议了加强水污染控制工程、产业发展模式建设工程、健全政策 法规工程和推行污染物总量控制工程四大工程措施；而在评价水污染控制管理 方面，通过加强科研力度，完善监测体系，制定实施计划并执行，发展公众参 与，建立管理档案等来评价t m d l 的实施成效。 关键词：鄱阳湖，平衡，t m d l ，削减量，分配，措施 i i a b s t r a c t a b s t r a c t p o y a n gl a k ei st h el a r g e s tf r e s h w a t e rl a k ei no u rc o u n t r y ，a n di t se c o l o g i c a l s e c u r i t yi n f l u e n c e sp a r t so fp r o v i n c e sa n dm u n i c i p a l i t i e si nt h em i d d l ea n dl o w e r r e a c h e so fy a n g t s er i v e r n o w a d a y s ，p o y a n gl a k ef a c e st os o m ep r o b l e m sl i k ew a t e r q u a l i t yd e t e r i o r a t i o n , h a b i t a td e g r a d a t i o na n db i o l o g i c a ld i v e r s i t yd e c l i n ee t c t h e s t u d yo np o y a n gl a k et m d l ( t o t a lm a x i m u md a i l yl o a d s ) c a nh e l pa n a l y s i s e x i s t i n gp o l l u t i o nl o a do fp o y a n gl a k e ，o f f e rr e a s o n sf o rp o l l u t i o ni n t ot h el a k eg r o s s c o n t r o la n dp o i n to u td i r e c t i o nf o rp o l l u t i o nc o n t r 0 1 p o y a n gl a k et m d ls t u d y c o n t r i b u t e st oi t sw a t e rr e s o u r c ea n dw a t e re n v i r o n m e n tp r o t e c t i o n , p o y a n gl a k ea r e a e c o n o m i cd e v e l o p m e n tf a s t e r ，s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tp r o t e c t i o nc o o r d i n a t i o n ， e s p e c i a l l yt op o y a n gl a k ew a t e r s h e da n dt h em i d d l ea n dl o w e rr e a c h e so fy a n g t s e s s u s t a i n a b l e t h e r ea r em a n yf a c t o r sn e e d st ob ec o n s i d e r e di nt h es t u d yo nt h ep o y a n gl a k e t m d l h e r ew en e e dt od om a n yi n v e s t i g a t i o n sa n dc a l c u l a t i o n s t h e r ea r ea s f o l l o w s w a t e rb a l a n c eo fp o y a n gl a k e ，w h i c hi st h eb a s i ci n f o r m a t i o no ft h el a k ea n d n e e d st ob el e a r n t ，c o n t a i n sw a t e rq u a l i t y ，w a t e rq u a n t i t ya n da n a l y s i sp o l l u t i o n s d i s t r i b u t i o na n a l y s i s i np o y a n gl a k e ，n h 3 np o l l u t i o nw h i c hm o s t l yc o n c e n t r a t e do n t h ew e s to ft h el a k ew a sm u c hw o r s e ，a p p a r e n t l yd u et ot h ei n f l u e n c eo fm a i ns t r e a m s ( i n t ol a k e ) t pp o l l u t i o no f t h el a k ew a se x t r e m e l ys e r i o u si nl o w - f l o ws e a s o na n dt p c o n c e n t r a t i o ne x c e e d st h es t a n d a r di nm o s tp a r t so ft h el a k e ，w h i l ex i nr i v e rb r o u g h t o u tt h em o s ti n f l u e n c et ot pg r o s s c o d mc o n c e n t r a t i o nw e r em u c hs t e a d y ，a n d f e w e ra r e a sh a dah i g l lv a l u e ，n oe x c e e d i n gp h e n o m e n o n a l lk i n d so fp o l l u t i o n m a i n l yc o n c e n t r a t e di nt h ei n l e to fs t r e a m t o l a k ef o rt h ec o n v e r g e n c es t r e a m s p o l l u t i o n sw h i c he n h a n c e dt h el a k ep o l l u t i o n , s ot h em i x e da r e as h o u l db et h ek e yo n e t h a tn e e d e dt od oe n v i r o n m e n t a lc a p a c i t ye s t i m a t i o n t h ee a s yp o l l u t e da r e a st m d ls h o u l db ec o n s i d e r e da n de s t i m a t e do nt h e p r e m i s eo fs a t i f y i n gr e q u i r e m e n to fw a t e rq u a l i t yo fe a c hf u n c t i o na r e a t h ec o d t m d lo ft h em a i ni n - l a k es t r e a m sw e r ea l lp l u sv a l u e s ，w h i c hm e a n sp o y a n gl a k e s e a r r i n gc a p a c i t yw a sl a r g ee n o u g ht ob e a rt h ec u r r e n t l y p o l l u t i o nl o a d n h 3 - n 1 i i a b s t r a c t p o l l u t i o nw a sm u c ho b v i o u s ，e s p e c i a l l yi ng a n r i v e ra n dl e a l lr i v e r ，w h o s en h a - n t m d lw a sn e g a t i v ei nm o n t h s t h em a i nr e a s o no fc o da n dn h 3 - nt m d l f l u c t u a t ei st h es t r e a mc h a n g i n g ，i fl a k ew a t e rr e n e w a la c c e l a r a t e s ，t m d li n c r e a s e s i nl o w - f l o ws e a s o n ，t pp o l l u t i o nw a se x t r e m l ys e r i o u sa n dm o s tm o n i t a r i n gs e c t i o n d a m ss h o wt pe x c e e d i n g g a nr i v e r , x i nr i v e ra n dl e a nr i v e rw h o s et pt m d l a l m o s tw e r en e g m i v ew e r et h ew o r s e s tt pp o l l u t e dr i v e r w h e nt h et pc o n c e n t r a t i o n o ft h em a i nr i v e r sw e r ee x c e e d i n g ，t h er i v e rw a t e rw o u l dh e a v i l yi m p a c to nt h el a k e ， w h i c hc a nc o n d u c et om o r ee x c e e d i n gp h e n o m e n o na n dt h e nd e c r e a s e dt m d l o t h e r w i s e ，i ft h er i v e r s t pc o n c e n t r a t i o nw e r el o w e rt h a nt h ec e r t a i nr e q u i r e m e n t ， t h el a k e ss e l f - p u r i f i c a t i o na n dd i l u t i o nf u n c t i o nw o r k e de f f e c t i v e ，a n dt h e nt m d l i n c r e a s e d an h a - na n dt pr e d u c t i o np l a nw a sp r o p o s e db a s e do nt h ee x c e e d i n gs i t u a t i o n ， t h e n ，a c c o r d i n gt ot h es u r p l u sa m o u n to ft m d l ，t h ea u t h o rp u tf o r w a r d t h er a t i o n a l t m d ld i s t r i b u t ep l a n , a n dp o i n t e do u tt h ep o l l u t i o nt r e a t m e n td i r e c t i o n sa n dt a r g e t s a m o n gt h eb a s i n s ，t h el a r g e s tn h 3 - n r e d u c t i o na p p e a r e di nj u n eo fl e a nr i v e ra n d i nn o v o ft h em i d d l ea n ds o u t ht r i b u t a r yo fg a nr i v e r s ot h ek e yp o i n to fp o y a n g l a k ep o l l u t i o nc o n t r o li sn h 3 - na n dt pc o n t r o l ，a n dt h ek e yt r e a t m e n ta r e a sa r eg a n r i v e ra n dl e a nr i v e r , w h i l et pp o l l u t i o no fx i nr i v e rs h o u l da l s ob en o t e d t h e c o n t r o lo fn o n - p o i n ts o u r c ei sm u c hd i 确c u l tt h a nt h ep o i n ts o u r c ec o n t r o lf o ri t s r e a s o n a b l et h a tt m d lo fn o n - p o i n ts o u r c ea s s i g n e dv a l u ei sm u c hl a r g e rt h a np o i m s o u c ei na l ls t r e a m s a c c o r d i n gt ot h ew o r s e l yp o l l u t e da r e aa n di t sc a p a c i t ys i t u a t i o n ，p o l l u t i o n c o n t r o lm e a s u r e sw e r er a i s e d 1 1 1 et m d l sc o n t r o lc a nb ed o n et h r o u g ht h ef o u r p o l l u t i o nr e d u c ep r o j e c t s a n dt h ew a t e rp o l l u t i o nc o n t r o la s s e s s m e n t t h ef o u r p r o j e c t sa r el i k e t h e s e ：e n h a n c ew a t e rp o l l u t i o nc o n t r o lp r o j e c t ，b u i l du pi n d u s t r i a l d e v e l o p m e n tm o d e lp r o j e c t ，i m p r o v et h ep o l i c ya n d r u l e sp r o j e c t ，a n dc a r r yo u tt o t a l p o l l u t i o na m o u n tc o n t r o lp r o j e c t p o l l u t i o nc o n t r o la s s e s s m e n tm e a s u r e s a r ea s f o l l o w s ：e n h a n c es c i e n t i f i cr e s e a r c h , p e r f e c tm o n i t o rs y s t e m ，i m p l e m e n t a t i o na n d c a r r yo u tt h et m d lp l a n , p r o m o t ep u b l i cp a r t i c i p a t i o n , b u i l du pm a n a g e m e n t f i l e st o a s s e s st m d li m p l e m e t a t i o nr e s u l ta n ds oo n k e y w o r d s ：p o y a n gl a k e ，w a t e rb a l a n c e ，t m d l ，r e d u c e da m o u n t ，d i s t r i b u t i o n , m e a s u r e i v 学位论文独创性声明 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得南昌太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 学位论文作者签名( 手写) ：蓖唔 签字日期：如。年j 月房日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解直昌太堂有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权直昌太堂可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究 所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向 社会公众提供信息服务。 ( 保密的学位论文在解密后适用 学位论文作者签名：莨善 签字日期：羽i 。年f 月侈日 导师签名： 签字日期：日 r、) 留飞朋耢斛 第一章概述 第一章概述 1 1 问题的提出及意义 我国是一个多湖泊的国家，全国湖泊共有2 万多个，其中l k r n 2 以上的湖泊 有2 3 0 0 多个，湖泊类型多样，绝大多数为浅水湖泊，主要分布在东部沿海与长 江中下游地区。湖泊周边都会伴随着人类的开发活动，东南沿海或长江中下游 平原地区尤其明显，这些地区人口稠密、经济发达，对湖泊资源的开发利用日 趋加强，极大地改变了自然湖泊生源要素的循环规律，促使着多数湖泊富营养 化【l 】o 据( ( 2 0 0 6 年中国水资源公报，对4 3 个湖泊的水质进行评价，水质符合和 优于m 类水的面积占4 9 7 ，i v 类和v 类水的和共占1 5 3 ，劣v 类水的面积 占3 5 0 。对4 3 个湖泊的营养状态进行评价，云南的沪沽湖为贫营养，1 7 个湖 泊处于中营养状态，2 5 个处于富营养状态。一些重点湖泊的水质污染严重，巢 湖水质为五类，太湖和滇池为劣五类。2 0 0 6 年入夏以来，太湖流域暴发蓝藻， 严重危及无锡群众饮水安全，引起社会高度关注。湖泊水污染现象的普遍性和 严重性，己经对我国湖泊流域人民健康和经济的可持续发展造成了极大的危害。 在湖泊污染控制方面，点源污染治理取得了一定的成效，非点源污染问题 日益受到重视，目前我国非点源污染防治还处在探索阶段。虽然目前还没有针 对非点源污染防治的政策法规，但将非点源污染防治纳入总量控制势在必行。 随着g i s 技术、监测水平的发展，我国已有许多学者从事非点源污染负荷量估 算模型的研究。随着水环境管理法规的不断完善、技术和监测水平的不断提高， 可确保非点源污染防治纳入总量控制的可行性。美围e p a 提出了最大日负荷总 量t m d l ( t o t a lm a x i m u md a i l yl o a d ) 计划，在防治非点源污染方面颇具代表 性，其在t m d l 计划的制定及实施方面的成功经验，值得我国学习和借鉴。 鄱阳湖，作为中国第一大淡水湖的，鄱阳湖水质在五大淡水湖中是比较好 的，但是不得不指出的是，近年来由于流域内过度的工业开发和不科学的农业 生产，鄱阳湖的水质己出现逐步恶化的倾向，研究发现，鄱阳湖区的氮磷含量 已达到富养化条件1 2 4 】。据( ( 2 0 0 6 年江西省水资源公报，从2 1 8 4 平方千米的评 价面积看，鄱阳湖全年水质情况为：优于i i i 类水占5 7 8 ，i i i 类水占2 4 3 ， 第一章概述 劣于i i i 类水占1 7 9 。与2 0 0 5 年相比，虽然2 0 0 6 年鄱阳湖优于i i i 类水的比率 只下降1 个百分点，但是劣于i i i 类水却上升了一倍，许多水域污染负荷过大， 污染物承载量超出其环境容量，水质已经超出江西省地表水功能区划的要求。 可见，眼下鄱阳湖的水质保护问题已非常紧迫。 在鄱阳湖开展t m d l 研究，有助于分析鄱阳湖目前的污染负荷，对入湖污 染物总量控制提供前提和依据，为污染控制指明方向，为保护好鄱阳湖水资源 和水环境，加快鄱阳湖地区经济的发展，实现保护持续发展的协调，对于鄱阳 湖流域乃至长江中下游沿江区域的可持续发展，具有重要的战略意义。 1 2 国内外研究现状 1 2 1t m d l 的概念 t m d l 定义为：在满足水质标准的条件下，水体能够接受的某种污染物的 最大日负荷量。它包括污染负荷在点源和非点源之间的分配，同时还要考虑安 全临界值和季节性的变化【s , 6 1 。用公式表示如下。污染负荷量可以表示为单位时 间的质量、毒性和其他适合测定的指树5 1 。 t h 仍l = s w l a + s l a + m o s 式中：n 皿l 日最大污染负荷ts 、l a 所有点源污染排放分配额度 总和；s l a 所有非点源污染排放的分配额度总和；m o s 安全( 边际) 余量。 t m d l 计划的总目标就是识别具体污染区和土地利用状况，并且考虑对这 些具体区域点源和非点源污染物浓度和数量提出控制措施，从而引导整个流域 执行最好的流域管理计划1 7 j 。 t m d l s 作为水污染防治方法的变革，可以体现在两方面：控制渠道和焦点 范围。从控制渠道上看，旧方法主要集中在点源污染的控制上，而t m d l s 将所 有污染源( 点源和非点源) 都列为控制渠道。从焦点范围上看，旧方法的防控 局限于污染点源附近，而t m d l s 将污染防控放宽至全流域范围。 水清洁法案为管理点源和非点源污染设置了不同等级的调控法规。t m d l s 中点源与非点源的界定如下。点源污染：单一的、可识别的、局部化污染源头、 进入边界明确的输送渠道( 例如，排污管道或排污渠) ；为扩大调控范围，以下 2 第一章概述 污染源已被法律界定为污染点源：从大型城区流出的暴雨径流、从集约牲畜饲 养场流出的径流、( 某些情况下) 从商j i k 性苗圃流出的农业( 灌溉) 径流。非点 源污染：来自发散型源头的污染( 例如，地表径流、大气沉积) 。所有点源污染 都处在调控规定内，且必须在低于排污限额内排放，而针对非点源污染的调控 法规很少。t m d l 的一个主要不足之处是缺少非点源污染控制手段。 1 2 2t m d l 的发展 ( 1 ) t m d l 的产生( 1 9 7 2 - 1 9 8 9 ) 1 9 7 2 年美国清洁水法3 0 3d 条款及目前e p a 法规要求各州、领地及部 族每两年必须向e p a 汇报当地水体的整体卫生情况及水体是否达到了水质标 准。如果没有达到州、领地和部族所需要的水质标准，e p a 则要求州、领地和 部族对这类水体制定并实施t m d l 计划【8 j 。 但之后的阶段t m d l 基本上没有进展，t m d l 没有推行的原因在于查验 所有污染源( 特别是非点源) 依赖密集的资源投入，包括数据、人力和专业资 源等；围外州级部门的配置仅仅可应付点源污染的控制；尚无非点源污染 防控法规和制度。 ( 2 ) 初期阶段( 2 0 世纪9 0 年代) 1 9 9 2 年e p a 还颁布了关于t m d l 计划的具体细则。为了加速国家在发展 的前提下达到水质标准和改善t m d l 计划，e p a 于1 9 9 6 年开始，依据清洁水 法) ) 3 0 3d 条款的要求对各州e p a 的执行情况进行全面评价，1 9 9 7 年对t m d l 计 划进行了详细的指导性说明，并于当年8 月出版了指南书，这个指南书指出了 当前开发该计划时所产生的问题。根据这些问题，e p a 在联邦顾问委员会法案 授权下组成了1 个委员会，这个委员会是由不同背景的2 0 个委员组成，包括农 业、森林、环境方面的专家、工业和州、领地及部族的政府官员。这个委员会 在1 9 9 8 年发布他们的建议，根据这些建议，e p a 在1 9 9 9 年8 月起草了t m d l 的新法则。经过较长时间的讨论，t m d l 计划法则于2 0 0 0 年7 月1 3 日颁布【 3 1 。 在这一时期中，诉讼案推动了t m d l 的发展，由于环境组织起诉美国环保 署在推进t m d l 发展上行动不力，且在超过2 0 年时间里t m d l 零案例不能够 证明t m d l 是“时时”的行为，但经法院的判决，许多州都设置了t m d l 发展 进度表。 3 第一章概述 ( 3 ) 现状( 2 1 世纪初) 2 l 世纪初，t m d l 项目开始全面发挥作用。美国许多州己对受损水体实施 了t m d l 计划，e p a 为了进一步提高国家的水体质量，不断地努力改善t m d l 计划，在2 0 0 1 和2 0 0 2 两年，在当前t m d l 计划规则下，被批准或实施的t m d l 计划超过5 0 0 0 多个，t m d l 计划在最后4 年中每年都以稳定速度上升，例如 从1 9 9 9 年的5 0 0 个上升到2 0 0 2 年的大约3 0 0 0 个。一些案例表明，t m d l 计划 对于改善水体质量是行之有效的【1 4 1 。 虽然美国所有州都设置了t m d l 发展进度计划，但是许多关键资源( 如数 据、人力资源) 仍较为缺乏。迄今，约3 6 ，0 0 0 项t m d l 活动已完成，且大部分 是通过计算器经简单计算完成。 1 2 3t m d l 的实施步骤 t m d l 最主要的一点就是要明确符合水质标准要求的最大污染负荷，t m d l 一般包括以下步骤： 1 ) 量化水质目标我们的需求是什么? t m d l 的目标是实现水质达标，而水质标准可有两种表现形式：定量性和 描述性。 定量性是对某种具体污染物容许水平进行量化，描述性是定性说明水体的 条件，即能够支撑生态多样性发展和无毒。若标准仅为定性说明的情形下，则 难以确定水质控制目标，只有在标准不易精确量化时，才会采用描述性标准。 2 ) 把污染负荷和目标挂起钩来系统能够吸纳的污染负荷是多少? 模型 活动匕= = = 今目的 空鎏霎粪叁羹 负荷水质标准 土地治理措施 纵州川、恍例”正 在t m d l 的发展中，有两类模型可以利用：流域模型( 也称之为非点源、 l a n d s i d e 、地形景观模型) 和水质模型( 也称之为汇水模型) 。某些建模框架则兼 而有之，既有流域模型也有水质模型。某些情况下，则不需要“模型 ，例如， 当现存的历史数据可以对水质达标时期的状态进行界定时可不需要模型。 4 第章概逑 ( 3 ) 对现有污染源进行估测当前的污染负荷是多少? 对于长期存在的污染点源，利用污染排放监测报告则可较容易界定：而对 丁非点源污染，由于其发散性、间歇性，极为易变性的特点则较难获取。目前 有两种较常用的方法，即从现有数据推剃闸采用流域非点源模型。 ( 4 ) 选择评估防控各选方案有哪些防控方案? 一般较常用的为点源减排手段和最佳管理手段。但是这些方案在控制污染 负荷方效果如何，以及执行这些方案可在多大程度上减轻前的污染负荷， 这些问题都是难以估计的，_ 己其是仅针对非点源污染的控制方案。 ( 5 ) 给污染源分配限额我们的减排目标是什么? 根据t m d l 的公式，我们可以分析减排的对象和分配的方向。 t m d l = s w l a + s l a + m o s 式中：s w l a 所有点源污染排放分配额度总和：s l a 所有非点源污 染排放的分配额度总和；m o s 安全( 边际) 余量。 若将t m d l 可看作是一整张饼，则容许的最大负荷确定了这张饼的全尺寸， 分配的过程则界定了每个饼块( 扇形区) 的大小。 口p ts o u r c e l p ts o u r c e l 口n p s l 口n p s2 n p s3 口m o s 图i - 1t m d l 分配示意图 f i g 1lt h ed i s u i b u t l o n o f t m d l 1 2 4t m d l 发展中遇到的问题 ( 1 ) 量化目标 水质标准没有定量，然而在量化目标时，常会出现两种问题：没有现成 量化的水质标准，防控与终极目标问的不确定性关系，比如，沉积物影响着 栖息环境，栖息环境又影响着生物群落，因此，对于什么样的固体负荷率可维 5 第一章概述 持合理的生物群落则成为了一种不确定关系。 ( 2 ) 将负荷与目标挂钩 将负荷与目标联系起来的一个途径就是建立模型，因此面临的一个难题就 是缺乏建模的数据，或者是数据不足，难以建立可靠的模型。模型的质量与其 所依赖的数据息息相关，数据不足时还会难以进行不确定性分析和预测。目前 所建立的绝大多数t m d l 基于不充分有效的、机械的模拟模型，容易忽略和低 估退化的重要原因( 如流量的改变、天然栖息地的改变、有毒植物等外来物种 的出现等) ，并且有时现实情况会超出很多模型比较简单的假设【1 5 】。因此，t m d l 计划今后仍需要在理论和方法上不断完善。 ( 3 ) 定义当前的污染负荷 目前，单纯的依赖监测很难掌握当前污染负荷，主要是由于以下3 个原因： 污染负荷的确定还得考虑与污染事件相关的情况，如其间歇性、事件间或事 件内部的可变性；污染有着发散性，同一污染产生源头，其入湖途径可能不 同，而不同的传输路径，代表不同的污染源；需要大量的案例研究( 和资金) 了解污染源特征。另一方面，数据的缺乏，也会难以建立可信的模型来界定非 点源污染负荷。 ( 4 ) 评估选择防控方案 评估选择防控方案的难处在于缺乏评估防控有效性的信息，难以判断是否 达到了预期的防控成效，例如，b m p ( 最佳管理措施) 的实施由于其地理位置、 暴雨、维护不同等原因，其成效区别很大，难以界定。 ( 5 ) 负荷分配 负荷的分配主要的困难之处包括两个方面：如何界定“安全( 边际) 余量 和负荷分配指导原则。 在界定安全( 边际) 余量时，由于在建模时缺少不确定分析，无法确定模 型的不确定程度和我们希望需要的安全程度，同时建模相关人员为了给可能的 失败留有余地，而不会明确界定容许的风险，因此，目前仍没有一个合理的安 全( 边际) 余量界定原则或是模型，更不用说达到因地制宜了。目前，大部分 t m d l s 对安全( 边际) 余量都是通过人为的界定，例如，污染总负荷的1 0 。 在负荷分配时，从性质上来说大都是技术性的，在分配环节有很多问题也 会涉及到非技术因素。在计算哪些污染源需要减排时，可以是技术问题( 比如 性价比最佳) 抑或是政治决定；在计算安全( 边际) 余量时，需要安全( 边际) 6 第一章概述 余量值来界定污染负荷与水质标准问的不确定性。 1 2 5t m d l 发展趋势 1 2 5 1 结合生态学思想的t m d l 计划发展趋势 在长远的观点上，具有合理的生物多样性和种群结构、健康的营养结构和 有着正常能量代谢的水生生态系统，才是水体水质良好的唯一标准。生物评价 有时比特定污染物基准和取样更能精确鉴定和量化水生生命受损。现代水资源 评价与管理要求计划实施者借用更高级的手段，必须从方法、指示剂到取样设 计和分析等方面指导水管理计划，在这个方向上将会指导新一代t m d l 的最新 科学发展的到来1 1 6 j 。 1 2 5 2 结合其它管理措施的t m d l 发展趋势 有限的数据、很强的不确定性影响了t m d l 计划的模拟、估算、发展和应 用。要在t m d l 计划中缩小这些问题的影响，需要结合其他的管理措施。 ( 1 ) 结合可适应性管理的m d l 计划 水体的水量、水流等水文因素有很强的不确定性，使得m d l 的实施与模 拟预测存在差异，无法确保t m d l 的成效，可适应性管理可以直面t m d l 计划 这些不确定性【l5 1 。适应性管理有6 个基本的过程，即问题评估一设计一执行一监 测一评价一调整，如图1 2 所示( 图1 2 中u a a 为c o n d u c tau s ea t t a i n a b i l i t y a n a l y s i s 简称，即实施有用的可达性分析) 。管理者只有完成所有的过程才能取 得成功，但没有必要都按步骤进行。所有的过程必须建立在监测的结果上。而 且，在这些问题和解决方案上利益共享体应该参与到整个过程中【1 8 】。 7 第一章概述 图l - 2 建立在传统t m d l 基础上的可适应性t m d l 流域水体管理 f i g 1 2a d a p t i v ew a t e r s h e dm a n a g e m e n tb u i l tu p o nt h ec o n v e n t i o n a lt m d lf r a m e w o r k ( 2 ) 结合风险管理的t m d l 计划【”】 环境风险管理以环境风险评价为基础，是环境科学的一个新兴研究领域。 国内外学者将流域生态风险评价( w e r a ) 中有用的原则应用到t m d l 计划中， 认为可以促成利用透明化的过程来选择量化目标；在t m d l 计划源识别过程中 制定和运用理解概念模型；在关联分析步骤中采用精确的不确定性分析等等 ( v i c t o rbs e r v e i s s 等，2 0 0 5 ) 。我国学者蒋颖等人以杭埠一丰乐河及其流域为研 究区域，以分段计算总量标准取代总量分配，以负荷流失率和化肥流失率为基 准，通过进行非点源内部不同土地利用类型的削减分配局部敏感度分析和摩尔 斯敏感判断因子筛选风险因子，尝试以个别关键区域的控制达到全流域的改善， 并且以j a c k n i f e 模拟为风险分析方法对控制方案进行风险分析，为探索总量控 制下的t m d l 风险管理提供了重要的参考价值1 1 9 j 。 未来t m d l 的发展还应加入经济学观点，从成本和可行性方面评估，选取 经济效益、社会效益和环境效益三者最适的实施方案。同时开发t m d l 计划必 须重视公众参与和评论，只有这样才能保证控制管理措施的有效实施。t m d l 计划不应只是针对受污染水体，未来可以对水质好的水体开展t m d l 计划，以 确保水质安全。 1 2 6t m d l 计划对我国的借鉴 根据我国的国情，对受污染的水体开发t m d 计划，应首先考虑以下几个方 8 第一。章概述 面【2 0 】： ( 1 ) 我国应分重点来开发t m d l 计划。我国应先在发达地区，监测条件 和技术条件好的地区，率先开发t m d l 计划；对水体污染比较重的，尤其是水 源地受非点源污染威胁的水体应尽快开发t m d l 计划，如北京的密云水库，云 南滇池、洱海，巢湖，东湖，于桥水库等。 ( 2 ) 我国应分阶段地开发t m d l 计划。因为我国水体富营养化比较严重， 加之水土流失较为普遍，所以我国应先对沉积物和营养物开发t m d l 计划，另 外，当监测条件达到一定程度时，也要注意对病原菌等的t m d l 计划开发。 ( 3 ) 开发t m d l 计划时注意开发简单、实用、经济的估算负荷量的模型与 技术手段。 ( 4 ) 在总量控制范围内，应保证t m d l 计划与其它控制措施相结合，使之 成为一体化。 ( 5 ) 开发t m d l 计划应包括公众的参与和评论，对于像我国这样的人口大 国尤为重要。 ( 6 ) 在开发t l 的执行计划中为控制管理非点源污染提供合理的保证。 例如根据实际情况实施流域最佳管理措施( b e s tm a n a g e m e n tp r a c t i c e s ) ；控制管 理暴雨径流，实行雨水和污水分流处理；实施点源和非点源之间的排污交易； 实行营养物管理计划；利用土地处理系统、景观设计等措施。经大量实践证明， 这些措施既经济又有效。 1 3 研究意义和内容 目前对鄱阳湖的研究主要集中在水体的水质变化上，主要分析主要污染物 质的浓度变化、地域分布和迁移转化规律，而较少研究对全湖污染的有效管理 措施；另外，在对鄱阳湖的分析研究中，主要是集中在鄱阳湖某一区域或是其 水系中的主要支流，其中主要是赣江和乐安河上，从全流域研究分析的较少。 近年来，对鄱阳湖全湖的研究都开始转向湖泊的水环境容量和承载力上，是要 为鄱阳湖的总量控制提供基础和依据，但是还未从最大日负荷角度加以研究。 对鄱阳湖展开全面的最大日负荷研究分析，提出可行的t m d l 分配建议，为控 制鄱阳湖污染和改善鄱阳湖水质奠定基础。 本文受“十一五 国家科技支撑计划重点项目( 2 0 0 7 b a b 2 3 c 0 2 ) 资助，主 9 第一章概述 要研究鄱阳湖的t m d l 总量和分配，因此本文的主要研究内容有： ( 1 ) 鄱阳湖的水体平衡，包括水量和水质，分析污染物的主要分布； ( 2 ) 在满足所有功能区划水质要求的前提下，估算重点几个易污染区域( 入 湖河流河口) 的最大日负荷； ( 3 ) 根据各水域的污染负荷超标情况提出污染物的削减量，根据最大日负 荷的余量情况，合理分配最大日负荷，提出污染治理的主要方向和对象； ( 4 ) 根据各重污染区域及其容量超标情况，提出污染控制措施。 1 0 第二章鄱阳湖水体平衡 第二章鄱阳湖水体平衡 2 0 世纪6 0 年代以来，围垦等人文因素对鄱阳湖水平衡的影响加剧，鄱阳湖 水域面积逐年缩少，水土流失使河道和湖底淤积，河床和湖床抬高，导致鄱阳 湖调蓄洪水的能力大大降低，湖区洪涝灾害发生越来越频繁，呈逐渐加重的趋 势。所以，进一步加强鄱阳湖水平衡以及人文驱动因素的研究，有助于对鄱阳 湖水污染过程的了解和控制，是政府等决策部门制定合理的水资源调控、防洪 抗灾等措施的关键。 2 1 鄱阳湖概况 按湖泊出现的最高水位对应的湖水水面面积为该湖泊的面积，相应的容积 为该湖泊的总容积的定义，鄱阳湖湖域面积4 0 7 0k m 2 ( 包括双退、单退区) ，加 上人工控制的湖叉总面积达到4 5 9 6k m 2 。湖域面积积按4 0 7 0k m 2 计，达到3 0 0 8 7 亿m 3 ，是长江三峡水库防洪库容的1 4 倍，洞庭湖总容积的1 9 倍，长江干流汉 口一湖口河段相应容积的2 6 倍，鄱阳湖多年入江径流量1 4 5 7 亿一，占大通站 长江多年平均径流量( 9 3 3 4 亿m 3 ) 的1 5 6 ，超过黄、淮、海三河入海水量的 总和，对长江中下游起着蓄洪、排洪和调洪的作用。 鄱阳湖地处东亚季风区，气候温和，雨量充沛，属于亚热带温暖湿润气候。 湖区多年平均降水量为1 7 0 0m m 左右，年际变化幅度较大，多雨的1 9 5 4 年达 2 3 0 0m i i l ，而少雨的1 9 6 3 年仅1 1 5 0m m l 降水年内分配也极不均匀，一般情况 下，汛期和6 月约占全年降水量的5 0 左右。湖区年平均蒸发量8 0 0 - 1 2 0 0m m ， 约有一半集中在温度最高而降水量较少的7 9 月份。 鄱阳湖南北长1 7 3k m ，东西平均宽度1 6 9k m ，最宽处约7 4k m ，入江水道 最窄处的屏峰卡口，宽约为2 8k m ，湖岸线总长1 2 0 0k m 。湖面形状似葫芦，以 松门山为界，分为南、北两部分，南部宽广，为主湖区，北部狭长，为湖水入 长江水道区。 湖区地貌由水道、洲滩、岛屿、内湖、汉港组成。赣江在南昌市以下分为 四支，主支在呈城与修河汇合，为西水道，向北至蚌湖，有博阳河注入；赣江 南、中、北支与抚河、信江、饶河先后汇入主湖区，为东水道。东西水道在渚 第二章鄱阳湖水体平衡 溪口汇合为入江水道，至湖口注入长江。湖滩有沙滩、泥滩、草滩三种类型， 滩地高程多在1 2 1 7m 之间，而草滩高程多在1 4 1 7m ，主要分布在东、南、西 各河入湖的三角洲。 鄱阳湖是一个季节性涨水湖泊，具有“高水是湖，低水似河独特的自然 地理景观。每年汛期，五河洪水入湖，湖水漫滩，洪水一片；冬春季节，湖水 落槽，滩地显露，水面缩小，洪、枯水位面积相差1 0 多倍。因此鄱阳湖的湖岸 线不是固定的，有低水湖岸线和高水湖岸线之分。低水湖岸线大部分位于自然 地貌上，高水湖岸线则部分位于自然地貌上，部分位于人工修建的圩堤上。位 于人工修建圩堤上的湖岸线，可以因圩堤决口或人工分洪等原因而发生变化。 此时，湖水面积和容积也会有相应的变化【l 羽。 2 2 鄱阳湖水文周期 鄱阳湖的水文特性，首要的是出、入湖水量的变化及其对水位的影响。鄱 阳湖的出口直接与长江干流相通，湖口附近长江干流的高水位，影响鄱阳湖的 出流，从而也影响鄱阳湖的水位。鄱阳湖洪水期在每年的5 至7 月，长江洪水 期在每年的7 至9 月，江湖洪枯水位在时空上的错开，形成江湖相济、江湖共 生的关系：“月为五河主汛期，湖口长江干流水位不高，五河入湖洪水能较快 地排泄，湖区水位一般不高(