（环境科学专业论文）江淮平原河网区入河排污口布局及功能区划调整研究——以淮安市为例.pdf

河海大学硕士论文 a b s 蛔c t ： a c c o 池gt o 吐i ed e m a i l do f w l t e re n v i r 0 】 1 1 1 1 e n t a lp r o t e c t i o ni i lr i v e rn e t 、o r ki i l j i a i l g h l a ip l a i n ，b a s e do n 也ea n a l y s i so nt h ep 忧s e n ts i t u a t i o no f w a t e re n v i i d i l m e n t a n de n v i r o 珊e n t a ls o c i a la 1 1 de c o n o m i cc o n d i t i o n so fj i 螂i 1 1c i 劬1 i sp a p e rm a i n l y s t u d i e s0 nt h ec a l c u l a t i o nm c t h o d so fw 纰e r 钮、r i r o 珈n e n t a lc 印a c 匆a n dp r 匈e c t so f w a t e rq l l a l i 够i m p v e m e n 乞w 1 1 i c hp r o v i d e st e c m c a l ls 哪r tf o rt 1 1 ec o o r d j l l 砷e d d e 1 0 l m l e n to fe c o n o i n y 趾l d 也ee i i r o 衄e n t t l l i sp a p e rt a l ( e sh u a j 觚c i t ) r 够觚e x a i i l p l e mc 时l i e si nt h ej i a n g h u a ip 1 地 此w a g eo f 位a r e am o s yd i s c l 嘤ei n _ t ot h es e ab y 也er i v e r 慨r c o u r s e 血o t 1 1 e s e a ，i i lt l l i sa n i c l ew ee 鳓扔l i s h e dn l eh 删i c sa r l dw a t e rq u 址时删【m e r i c a lm o d c d s o f j i a n g ) ，i na r e af o r 血ea 砌y s i s0 ft h el a y o u to fs e w a g eo u 僦1 sm o 也e 融v e l t l h ew a t e re n 、，i r 0 衄e m a lc 印a c 埘o fi i l l a n dw a t e r sa i l dt ：h e a t e r c o u r s ei i i t 0t h es e a 、v 勰c a l c u l a t e d ，柚dt 1 1 e nt h eb 2 l l a i l c eb e 帆e e nw a t e r 锄v i r l o n m e 删c a p a c i 哆a n d p 0 1 l u t 锄t sq u 枷t ) r i n廿l ew a ：t e rw 孙 删y s e d b a s e do n t l l i s ，、m a l 【e 陀c o m m e n d a t i o no ft l l e 删咖锄t so ft h ew 栅觚t i o n a la r e a si i l 锄sa r e a ，w h i c h p r o v i d e sc e r t 血s c i e n t i f i cb a s i sf o rt l l e 删咖e n th 锄0 1 1 i o u sd e v e l o p m e n tb e t 、e e n i l ；a t 眦le r l v i r 0 i m l e n t 孤1 ds o c i a le c o n o m y k 呵w o r d s ： 耻v e rn e 似r o r ki nj i 锄曲u a ip l a j n ；h y d r 砌i c s 觚1 dw a t e rq l l a l l i t y n u m e r i c a im o d e l s ；w a _ t e r 矗m c t i o i l a la r e 嬲；e h v i r o 砌e n t mc 印a c i 哆；h u a i a 1 1c i 锣 学位论文独创性声明： 本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，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与我一同工 作的同事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 表示了谢意。如不实，本人负全部责任。 论文作者( 签名) ： 建建j 少冠年莎月侈日 学位论文使用授权说明 河海大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期 刊( 光盘版) 电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件或电 子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文 档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允 许论文被查阅和借阅。论文全部或部分内容的公布( 包括刊登) 授权 河海大学研究生院办理 论文作者( 签名) ： 醒熟。j ，耀年月多日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 问题提出及研究意义 水功能区是指为满足水资源合理开发和有效保护的需求，根据水资源的自然 条件、功能要求、开发利用现状，按照流域综合规划、水资源保护规划和经济社 会发展要求，在相应水域按其主导功能划定并执行相应质量标准的特定区域。水 功能区划是根据水资源状况，结合社会发展需求，对不同地区的水资源开发利用 条件、水环境现状国民经济各部门用水要求和水资源保护目标进行综合研究分 析，在此基础上，利用水资源具有多种功能( 如灌溉、供水、养殖、娱乐、航运、 发电及维持生态等) 、不同的用途对水质的要求不尽相同的特点，划分水功能区， 按照功能区的水质要求分别进行管理。水功能区划是进行水资源保护管理的基础 工作，也是制定水资源保护规划的基础。 鉴于水功能区对于水环境保护的重要性，江苏省人民政府与2 0 0 3 年颁布了 江苏省地表水( 环境) 功能区划，对全省7 4 9 条河流、4 3 个湖泊、7 3 座水库的 水环境功能进行了划分，共划分了1 3 1 5 个水功能区。经过近5 年的实施，该区 划在区域水资源配置、水污染防治和水资源保护、水域纳污总量控制、水资源综 合规划中发挥了巨大的作用，极大地推动全省水资源保护和水污染防治工作，促 进经济发展和环境协调，保障水资源的可持续利用。 由于在全省范围内划定水功能区尚属首次，没有成熟的经验可以借鉴，因此 实践表明一些水功能区的划分存在一定的不足，例如淮安地区的清安河历来就作 为淮安城区的排水通道，但在功能区划中将其作为v 类区，对淮安城区的发展起 到了一定的制约作用。另外随着近几年全省经济的飞速发展，城镇人口增多，城 市生活污水和工业污水日益增加，水环境的压力逐渐增大。例如淮安地区共有8 条主要河流在江苏省地表水( 环境) 功能区划的范围内，根据淮安市环境监测 站2 0 0 6 年的监测数据表明，其中5 条河流有不同程度的超标现象。因此在狠抓 源头管理，加强入河排污口整治的同时，根据淮安地区的水环境现状，通过水质 模型的计算，本文对淮安地区的水功能区划提出一定的调整建议。 1 2 研究背景及进展 1 2 1 河网水量水质模型 1 2 1 1 水力模拟研究动态 河海大学硕士论文 河网水动力数学模型大体可以分为节点一河道模型、单元划分模型、混合模 型以及人工神经网络模型4 类1 1 1 。目前，河网水动力模型仍然以节点一河道模型 为主，对s 曲1 t - v e n a n t 方程组离散求解，寻求一种更能真实有效反映平原河网水 动力特性的数学模型和高效的求解方法仍将是今后河网数值模拟的主要发展方 向。其基本思想是将河网中的每一河道视为单一河道，其控制方程均为一维 s a 缸v 缸a n t 方程组：河道连接处称为节点( 汊点) ，每个节点处均应满足水流连续 性方程和能量守恒方程。求解由边界条件、s a i l l t - v e 舶n t 方程组和汉点衔接方程 联立闭合方程组，即可得到各河段内部断面的未知水力要素。节点一河道模型原 则上可以求解任何水网的水力参数，但不同的求解方法各有优缺点【2 】【3 】1 4 】。 s a i m 、呦方程组是s 出- v e n a n t 在前人n e 嘶0 n ( 1 8 6 7 ) 、l a p l a c e ( 1 7 7 6 ) 等开创性研究的基础上建立的一维非恒定水流运动规律的理论基础。由于 s 曲1 t - v e 姗t 方程组属于二元一阶双曲型拟线性方程组，无法直接求得解析解， 只能求解各种简化形式的方程组，因此在实际应用中受到很大的限制。到了2 0 世纪中期，由于计算机技术的迅猛发展，对完整s a 缸- v e n a n t 方程组的求解才变 为现实。目前对河网非恒定流水力计算方法通常有：直接解法、分级解法。 直接解法是早期河网计算中常用的方法。它的基本思想是直接求解由河道内 断面方程和边界方程组成的方程组，形成的线性方程组的系数矩阵为一不规则、 不对称的大型稀疏矩阵，占用内存大、计算量大。中山大学李岳生教授等从河网 矩阵的特点出发，提出了“网河隐格式的稀疏矩阵解法”【5 】，能够节省计算机内 存，提高运算速度。 分级解法是近期发展起来的计算方法，也是目前应用最为广泛的一种方法。 该方法是由荷兰水力专家d r o l l l 【e r s 首先提出、后经许多专家、学者发展起来的 一种解法。该法的基本思想是先将未知数集中到节点上，待节点未知数求出后， 再将各河段作为单一河段求解。分级解法按方程组的连接形式，又可以分为：二 级解法、三级解法、四级解法、汉点分组解法等。二级解法的是将所有的边界方 程和河段方程一起构成一个封闭的方程组，求解这样的方程组，便可以求得河网 各河端的未知数，然后再利用微段方程求出全部内部计算断面的未知数。1 9 8 2 年张二骏等提出了河网非恒定流的三级联合解法。三级解法是在二级解法的基础 上，将所得到的河段方程自相消元，可以得到一对以水位或流量为隐函数的方程 组，将其代入相应的节点方程和边点方程，求得节点水位，然后再求得各断面的 2 第一章绪论 流量及水位。1 9 8 5 年吴寿红提出了河网非恒定流的四级解法，即在三级解法的 基础上，分离出外边界方程和节点能量衔接方程，由剩下的方程构成四级连接方 程组结合节点水量平衡方程求解。汉点分组解法是李义天于1 9 9 7 年提出的，它 是在分级解法的基础上进一步降低线性方程组的阶数。分级解法较直接解法有较 大的优越性，但求解大型线性方程组是该法面临的一个难题。近年来，王船海、 李光炽等提出了节点的优化编码、g a u s s 列主元消去法、矩阵标识等方法，为这 类问题的解决开辟了蹊径陋胴。 1 2 1 2 水质模拟研究动态 水质模型是污染物在水环境中变化规律及其影响因素之间相互关系的数学 描述，它既是水环境科学研究的内容之一，又是水环境研究的重要工具。自1 9 2 5 年斯特里特费尔普斯( s 讯娥e r p h e l p s ) 在对0 1 1 i o 河流污染源及其对生活污水造 成的可度量影响的研究中，第一次建立水质模型以来，水质模型的开发与研究经 历了五个阶段【8 】： 第一阶段( 1 9 2 5 1 9 6 0 年) ：这一阶段以s 仃e e t e r p h e l p s 水质模型( s p 模型) 为代表，后来科学家在其基础上成功地发展了b o d d o 耦合模型，并应用于水 质预测等方面； 第二阶段( 1 9 6 0 1 9 6 5 年) ：在s p 模型的基础上又有了新的发展，引进了 空间变量、物理的、动力学系数，温度作为状态变量也被引入到一维河流和水库 ( 湖泊) 模型，同时考虑了空气和水表面的热交换，并将其用于比较复杂的系统； 第三阶段( 19 6 5 19 7 0 年) ：其他输入源和漏源包括氮化合物好氧烈o d ) 、 光合作用、藻类的呼吸以及沉降、再悬浮等等，计算机的成功应用使水质数学模 型的研究取得了突破性的进展； 第四阶段( 1 9 7 0 1 9 7 5 年) ：水质模型已发展成相互作用的线性化体系、生 态水质模型的研究初见端倪，有限元模型用于两维体系，有限差分技术应用于水 质模型的计算： 第五阶段( 近2 0 多年) ：科学家的注意力已逐渐地转移到改善模型的可靠性 和评价能力的研究上。 前人对水质模型数值模拟进行了很多开创性的工作，并且卓有成效。河网水 质模型的数值模拟需以水力计算为基础，并且需要与水力计算方法相匹配。水力 模拟中应用较为广泛的分级解法，即河道节点法在水质模拟中也得到普遍应用， 河海大学硕士论文 其原理、求解思路大致相同；与单元划分法相对应，金忠青、韩龙喜等提出了组 合单元水质模型【9 1 ，其基本思想是按水力水质特性相似的原则，将河网划分成若 干单元，要求划分后的单元内部水位、流速变化均匀、水质浓度无悬殊变化、单 元间污染物质的交换通过随水体对流及交界面上的扩散而进行。单元污染物浓度 以形心处浓度代替，它随时间的变化取决于交界面上的对流扩散输运、单元内污 染物的降解及源项的加入。 目前开发较为成熟、运用较为广泛的水质模拟软件是美国国家环保局 ( u s e p a ) 于1 9 7 3 年开发的q 岫址2 e 模型及1 9 8 3 年开发、后经多次扩充与修 正的w a s p 系列模型。其他还有美国陆军工程兵团研究开发的 c e q u a l v 1f 1 0 】、w q r r s 【l l j 、髓c 5 q 【1 2 】、s e l e c t 【1 3 】、c e - q u a l r 1 【1 4 1 等 模型。 随着对污染物污染机理的深入研究，很多科研组织已开发了不少综合水质模 。 型。但当然现有的水质模型也存在一些亟待解决的问题：并未完全清楚污染物在 介质中的迁移转化过程，近似假设仍可能导致模拟较大地偏离真实情况：模型比 较复杂，导致许多参数难以较准确度量和估值。因此，加强污染机理研究、提高 参数估值准确度及研究模型的不确定性将成为机理性水质模型在今后发展中的 一个重要方向。 近年来g i s 在水质模拟与管理规划方面发挥了重要作用。由于水环境信息具 有空间特性，通过应用g i s 技术可使水环境信息从单一的表格、数据形式逐步转 变为具有生动形象的图形、图象方式，并且以这些信息为基础，还可完成对相关 水环境的预测、规划，以及对某些重大水环境问题进行预警和防范。可以预见， 将g i s 技术结合于水环境污染模拟、控制和决策也是水质模拟预测今后重要的研 究课题。 由于水环境系统中存在很大的随机性和偶然因素，从而导致输出结果的不确 定性。为了提高模拟预测的精确度和结果的可靠性，有必要对现有的水质模型进 行研究修正，以保证结果的有效性。因此，如何克服不确定性对模拟预测带来的 负面影响也将是今后水质模拟预测研究的重要内容之一。 将实时监测纳入模型系统的研究这是当今另一个发展的最前沿。随着r s 、g p s 以及g i s 这3 个被称为“3 s ”技术的发展以及它们在水质模型研究中的应用，专家 们可以做到实时、动态地应用模型分析和解决水环境问题。 4 第一章绪论 1 2 2 水环境容量 1 2 2 1 水环境容量定义 水环境容量：一定水体在规定环境目标下所能容纳污染物的量【1 5 1 。容量大小 与水体特征、水质目标及污染物特性有关，同时水环境容量还与污染物的排放方 式及排放的时空分布有密切的关系。由于河流具有对污染物质的稀释、输移j 降 解能力，因此河流环境容量可分为以下三个组成部分：稀释容量、输移容量、自 净容量【1 6 1 。由于稀释和沉积作用，河流中的污染物逐渐分布于水和底泥中，当水 体通过物理稀释作用使污染物达到规定的水质目标时所容纳的污染物的量称为 稀释容量，稀释容量在数值上是输移能力与现状输移量之间的差值，因此也称为 差值容量；水体流动输送到下游河道的污染物数量称为输移容量，它只与水力要 素和水质目标有关，因此输移容量是有限的不可再生的。较大的输移容量并不代 表较大的允许排放量。对保守物质来说，河段总的环境容量只由输移容量组成； 水体通过物理、化学、物理化学、生物作用等对污染物所具有的降解或无害化能 力表征为自净容量，自净容量是反映水体对污染物的自净能力，也称同化容量。 自净容量是水环境容量中最重要的组成部分，河流水环境容量的计算关键在于自 狰容量的计算，它是可不断再生的量。 1 2 2 2 水环境容量计算模型 常用的水环境容量计算模型有：一维模型、二维模型、非均匀混合模型和湖 ( 库) 均匀混合模型。水环境容量计算方法大致可分为三类：解析公式算法、模型 试错法及系统最优化分析方法【1 7 1 。解析公式法是一种稳态方法，显然不能用于计 算非稳态的水环境容量；利用非稳态的水质数学模型，试错法可以用于计算非稳 态的水环境容量，但费时费事，计算效率太低；基于线性规划等理论的系统最优 化分析方法，由于自动化程度高、精度高、对边界条件及设计条件的设计能力强 等优点，受到了越来越多的推崇，已被引入河流水环境保护的专家系统【1 8 1 。 1 2 3 近岸海域环境容量研究 1 9 6 8 年日本学者首先根据电工学原理提出了环境容量的概念。自日本环境厅 委托卫生工学小组提出1 9 7 5 年环境计量化调查研究报告以来，环境容量在日 本得到广泛应用。以环境容量研究为基础；逐渐形成了日本环境总量控制制【l 9 】。 我国科学家总结国内外学者【1 9 ，2 提出的环境容量的概念，提出了水环境容量 定义：水体环境在规定环境目标下所能容纳的污染物的量。环境目标、水体、环 河海大学硕士论文 境特点、污染物特性是水环境容量的三类影响因素【2 1 1 ，并指出以环境标准值作为 环境目标的管理环境容量应该是水环境容量研究的主要对象【捌，而近岸海域由于 其自身的复杂性，其水环境容量的确定相对来说难度较大。近年来，国内外学者 运用各种科技手段，力求根据具体区域的实际情况，科学地确定近海水环境容量， 并在容量的基础上确定陆源污染物排放的允许负荷。 l e e 等运用多目标规划的方法，对一个流域的水质管理进行了研究。规划模 型中同时包括了经济和环境因素在内的二个目标( 河流的水质、污水处理费用和 河流的同化能力) 。此研究在改善水体质量的同时，确定了污水处理的费用并分 配了允许污染负荷的排放方。 m a h a j a n 等针对印度在水质管理立法中限制废水排放浓度而不限制污染物总 量的做法，提出了由污染负荷分配( w a s t e rl o a da l l o c a t i o n ，w l a ) 过程为核心 的近海水质管理的方法。该方法通过水力学、质量输运、水质动力学以及生物富 集和毒性的研究，建立了污染负荷的排放与近海水体污染物浓度的定量化关系， 在此基础上，确定各污染负荷的处理率，并预测近海水质的改善情况。 为确定汕头市海域环境容量，李适字等提出可考虑二维扩散的分区达标控制 法用于求解海域环境容量。引进贡献度系数将二维容量问题定义为线性规划问 题，使各功能区在达到所对应的环境标准的前提下各排污口污染物允许排放量之 和最大，并给出了用一维扩散模型计算贡献度系数的方法【z 引。 何碧娟等用交替方向隐式法( a d i 法) 模拟铁山港海域c o d 潮扩散，计算铁山 港海域c o d 环境容量。确定铁山港海域内环境容量小同的区域，为排污口的合理 确定提供依据【2 4 1 。 叶德赞等把通常用在废水生化处理的原理，引入海洋微生物生态研究，应用 于环境容量评估。选择3 个有关微生物生长和耗氧的动力学模型，通过现场调查 和室内试验，确定动力学有关参数值进而估算环境容量【2 纠。 裴相斌等以大连湾为例，根据海域污染浓度场是水动力因子、排污口空间因 子及其源强函数的原理，在g i s 支持下，将海湾环境功能区划、污染物输入 纳污水域响应关系模型和系统优化模型结合起来，制定了污染物排海总量的空间 优化决策方案，为海湾环境保护的空间优化决策提供依据【2 6 】。 6 第一章绪论 1 3 主要内容及论文技术路线 1 3 1 主要内容 本论文拟从研究河网区水环境容量和水环境改善方案的角度出发，以淮安市 为例，在原型试验基础上，建立淮安市网区水量水质模型，并进行参数率定，计 算水环境容量，提出水质改善方案并计算改善效果，为该地区的水环境保护规划 提出技术支持。 论文主要研究内容包括以下四个方面： ( 1 ) 根据淮安市主要河流水量、水质实测数据，建立了淮安河网非稳态水量 水质数学模型，并根据同步实测资料对模型参数进行了率定，由于淮安市横跨沂 沐泗流域和里下河流域，在进行设计水文条件选取和参数率定时均按两个流域分 别考虑。 ( 2 ) 计算了淮安市各主要河道的水环境容量值和近海海域的水环境容量值。 ( 3 ) 通过调查水资源量、污染源、社会经济和人口发展，预测规划期内淮安 市各类污染物的入河量，并结合水环境容量计算结果，分析淮安市主要河流上排 污口布局对河流的影响，在入海水道盐城段达标和入海口达标两种情况下进行水 环境容量与污染物入河量平衡分析。 ( 4 ) 在综合分析的基础上，对现有的水功能区划提出调整意见，提出设立排 污混合带作为城市的排污通道，以减轻其他河流的排污压力，改善区域整体水环 境。 论文的研究思路：入海水道南泓作为淮安市主要排污河流，其水流经过盐城 境内后排入海洋。因此应先对淮安市区域内陆域水体的水环境容量和入海口处近 海海域水环境容量进行测算，以判断淮安市规划的水污染物排放量是否能满足陆 域水环境容量和近海海域水环境容量的要求。在水环境容量可行的前提下，用河 网水质模型测算淮安市区域内主要排污口对纳污水体的影响，得出排污混合带长 度，从而进行达标可行性分析，进而提出区域水功能区划调整的建议。 1 3 2 技术路线 参看国内外在水资源保护规划、水环境容量计算方面的研究成果，充分借鉴 和利用已有的成果和经验，研究平原感潮河网区水环境容量和水质改善方案。本 论文技术路线如图1 3 2 1 。 7 河海大学硕士论文 水环境容量与污染物 入河量平衡分析 改善淮安市水环境研究、功能区划调整建议 图1 3 2 1 论文研究技术路线图 8 第二章淮安市城市概况与环境现状 第二章淮安市城市概况与环境现状 2 1 自然环境概况 淮安市地处江苏省北部中心地域，黄淮平原东部，淮河流域下游，地理坐标 为东经11 8 0 1 2 至1 1 9 0 3 6 ，北纬3 2 0 4 37 至3 4 0 0 6 ，总面积为1 0 0 7 2 平方公里。东 与盐城、扬州接壤，西临宿迁，南靠安徽，北与连云港毗连，东西最大直线距离 1 3 2 公里，南北最大直线距离1 5 0 公里，是江苏南北交通交汇中心。 2 1 1 水系、水文 以废黄河为界，淮安市境内河流和湖泊分成两大水系，南为淮河水系，北为 沂沭泗水系，淮河水系主要水体有淮河干流、入江水道、入海水道、苏北灌溉总 渠、清安河、洪泽湖、京杭大运河、里运河等，沂沭泗水系主要水体有盐河、淮 沭新河等。由于自然因素及水利工程的原因，淮安市境内除淮河承上游来水下泄 洪泽湖外，其余各水体均由洪泽湖补给，但枯水月份也从长江调水补给。 淮河是我国七大河流之一，它发源于河南、湖北两省交界处的桐柏山，流经 河南、安徽、江苏入洪泽湖。流域面积1 6 万平方公里，总长1 0 7 8 公里，其中江 苏境内7 0 公里，多年平均径流量2 0 0 多亿立方米。淮河既是洪泽湖的主要补给 水源，也是洪泽湖主要污染物的主要来源。受上游下泄污水的影响，淮河突发性 污染事故对洪泽湖生态环境造成严重危害。 洪泽湖位于淮安市西南部，面积2 0 0 0 平方公里，正常水位( 1 2 5 米) 下湖 容为3 1 亿立方米，是我国五大淡水湖之一。洪泽湖主要入湖河流有淮河、濉河、 新卞河等，多年平均入湖量为3 3 0 亿立方米，7 0 来自淮河。洪泽湖的主要出湖 河流有入江水道、苏北灌溉总渠、入海水道、二河( 淮沭新河) ，淮河流域上游 来水通过这些河流入江、入海。 入江水道西自洪泽县三河闸，流经洪泽、金湖等县入高邮湖后入长江，境内 全长5 6 公里，是洪泽湖主要泄洪河道，设计流量2 0 0 0 立方米秒。 入海水道是“十五”期间国家治淮重点水利工程，设计流量2 0 0 0 立方米秒， 于2 0 0 3 年6 月建成通水，全长1 6 3 5 公里，淮安境内6 2 8 公里。该项工程建成 后，对于提高洪泽湖防洪标准，确保下游地区安全具有十分重要的意义。入海水 道南偏泓为原入海水道，是淮安市主要的污水通道。 清安河西起淮安市区橡胶厂西侧，穿过清浦区后，在楚州区运东闸附近穿过 9 河海大学硕士论文 里运河汇入入海水道南偏泓，长约2 0 公里。清安河是市区和楚州区排涝、排污 的主要通道。 苏北灌溉总渠西起洪泽县高良涧闸，流经洪泽、楚州、阜宁、滨海等县区至 扁担巷入海，全长1 6 8 公里，其中淮安市境内长7 3 3 公里。苏北灌溉总渠是一 条排洪、灌溉、航运等综合利用河道，其设计流量8 0 0 立方米j 眇。 京杭大运河淮安段，从淮阴区杨庄至楚州区平桥，贯穿淮安市南北，横贯市 区，全长5 3 公里。京杭大运河不仅是淮安市南水北调的重要通道，也是工业生 产、农业灌溉的重要水源和交通大动脉。 里运河是古运河道，在淮安市区穿城而过，在淮阴船闸下游和楚州运东闸上 游与京杭大运河汇合，全长2 4 3 公里。里运河不仅是市区重要的工农业生产水 源，也是南水北调重要通道，同时具有重要的文化和旅游价值。 废黄河西起京杭大运河淮阴船闸上游，穿过淮阴、涟水等区县后从盐城市入 海，境内全长9 5 公里。废黄河是淮安市区和淮阴、涟水等下游地区的饮用水源。 盐河也起源于淮安船闸上游，穿过淮阴、涟水等区县后进入连云港境内，境 内全长8 0 公里。盐河是淮阴区、涟水县等区域的工农业用水水源和排涝河道， 也是该区域主要排污通道。 2 1 2 气候与气象 淮安市属北亚热带向暖温带过渡地带，兼有南北气候特征。受季风气候影响， 四季分明，雨量集中，雨热同季，冬冷夏热，春温多变，秋高气爽。光能充足， 热量富裕。年平均降雨量9 1 2 9 毫米，年平均日照时数2 0 9 7 2 小时，年平均气温 1 4 4 左右，无霜期2 1 1 2 天左右；平均风速为2 6 米秒，以偏东风为主。 2 1 3 自然保护区 淮安市现设立自然保护区7 个，其中市级自然保护区5 个，省级自然保护 区2 个。全市自然保护区总面积1 2 4 万公顷。 2 2 社会环境概况 2 2 1 淮安市历史沿革简况、行政区划、人口密度 淮安是一座古老的重镇，已有两千二百多年的历史，春秋时属吴，战国时属 楚，秦统一中国后( 公元前2 2 1 年) 初次设立淮阴县。1 9 4 5 年第一次解放，淮 安和淮阴合并成立两淮市，苏皖边区政府设于此。1 9 4 9 年5 月，成立淮阴专区。 1 9 8 3 年，淮阴专区改为淮阴市，下辖宿迁、沭阳、灌南、泗洪、泗阳、涟水、 l o 第二章淮安市城市概况与环境现状 淮阴、淮安、洪泽、盱眙、金湖等1 1 个县和清河、清浦两区，原辖县灌云划归 连云港市。1 9 8 7 年，淮安、宿迁改为县级市。1 9 9 6 年8 月，宿迁、泗洪、泗阳、 沭阳4 县( 市) 从淮阴市划出，成立地级市，原县级淮安市更名为楚州区，原淮 阴县更名为淮阴区。 道2 0 0 5 年末，全市总人口5 1 8 万人，其中市区( 清河区、清浦区) 城镇总 人口5 0 万人。 2 2 2 经济结构 “十五”期间，我市的经济社会发展迈上了新的台阶。工业生产快速增长，农 业经济平稳发展，产品结构不断优化，社会事业蓬勃发展，基础设施建设加速推 进，城乡面貌显著变化。2 0 0 5 年实现地区生产总值5 6 1 8 1 亿元，年递增1 1 7 ； 全社会固定资产投资累计完成1 1 7 1 亿元，是“九五”末的3 0 3 ：4 0 ：2 9 7 变为2 1 ： 4 5 5 ：3 3 5 ，实现了由“二一三”到“二三二”的转变。 2 3 污染源评价 2 3 1 资料来源 ( 1 ) 工业 工业污染源排污资料主要为水利部门2 0 0 6 年开展的入河排污口调查监测资 料。 ( 2 ) 生活 2 0 0 6 淮安市统计年鉴中2 0 0 6 年人口资料( 见表2 3 1 ) 。生活污染源排污数 据根据江苏省统计年鉴中的2 0 0 6 年人口资料，参考国家环保局环境规划院提出 的排污系数范围，按排污系数法计算得到。 ( 3 ) 农业面源 农业面源排污数据根据淮安市2 0 0 6 年统计年鉴中的2 0 0 6 年的耕地面积( 见 表2 3 1 ) ，参考国家环保局环境规划院提出的排污系数范围，按排污系数法计算 得到。 ( 4 ) 养殖 畜禽养殖排污数据根据淮安市2 0 0 6 年统计年鉴中的2 0 0 6 年的畜牧业生产 ( 见表2 3 1 ) ，参考国家环保局环境规划院提出的排污系数范围，按排污系数法 计算得到。 河海大学硕士论文 表2 3 12 0 0 6 年淮安人口、耕地及养殖资料 总人口城市人口农村人口 耕地面积 养殖 ( 万人)( 万人)( 万人) ( 千公顷) 猪家禽淡水养殖 ( 万头) ( 万只) ( 万亩) 市区 6 6 2 24 9 8 41 6 3 81 7 9 11 3 7 11 1 4 6 41 3 0 淮阴区 8 9 1 52 9 9 35 9 2 26 4 7 25 9 1 01 1 5 2 6 25 6 6 楚州区 1 2 1 1 14 0 2 18 0 9 08 8 4 25 7 1 15 5 6 0 61 3 6 8 盱眙县 7 4 8 77 9 06 6 9 77 3 1 92 9 8 78 2 4 0 12 2 4 4 金湖县 3 6 2 94 7 53 1 5 43 4 4 71 3 3 63 3 8 4 31 6 2 1 洪泽县 3 8 7 11 1 4 62 7 2 52 9 7 81 5 9 35 2 2 6 31 2 1 6 涟水县 1 0 6 4 02 8 7 07 7 7 08 4 9 25 6 0 31 1 2 7 1 07 8 8 合计 5 3 2 7 51 7 2 7 93 5 9 9 63 9 3 4 02 4 5 1 l4 6 3 5 4 97 9 3 3 2 3 2 计算方法 污染物入河量的计算方法如下： 其中调查得到的各类污染源入河系数及排污系数分别见表2 3 2 及表2 3 3 。 ( 1 ) 工业污染物入河量 = ( p q ) 届 ( 2 3 一1 ) 为工业污染物入河量；为工业污染物排放量；属为工业污染物入河 系数，( 取值为0 8 1 0 ) ；岛为被污水处理厂处理掉的量。 ( 2 ) 农村生活污染物入河量 睨l = l p 屐 ( 2 3 - 2 ) 。为农村生活污染物入河量；。p 为农村生活污染物排放量；反为农村 生活入河系数，( 取值为0 1 o 2 ) 。 ，= 农 ( 2 3 3 ) n 农为农村人口数；喁为农村生活排污系数。 ( 3 ) 城市生活污染物入河量 = ( 2 p 一岛) 层 ( 2 3 _ 4 ) ：为城市生活污染物入河量；：，为城市生活污染物排放量；尼为城市 生活入河系数，( 取值为0 6 0 9 ) ；岛为被污水处理厂处理掉的量。 w 生2 p = 域 ( 2 3 5 ) 1 2 第二章淮安市城市概况与环境现状 nt 为城市人口数；为城市生活排污系数。 ( 4 ) 农田污染物入河量 w 农= p 屈乃 ( 2 3 - 6 ) w 农为农田污染物入河量；，为农田污染物排放量；屈为农田入河系数，( 取 值为0 1 o 3 ) ；乃为修正系数，取1 2 1 5 。 w 农p = m ( 2 3 7 ) m 为耕地面积；为农田排污系数。 ( 5 ) 畜禽入河量 w 畜禽= 却尾 ( 2 3 8 ) w 曹禽为畜禽养殖污染物入河量；却为畜禽养殖污染物排放量；层为畜禽 入河系数，( 取值为0 5 - 0 8 ) 。 却= 畜禽 ( 2 3 - 9 ) n - 膏为折换成猪后的养殖头数；为畜禽排污系数。 表2 3 2各类污染源入河系数表 工业总城市生活农村生活农田总入畜禽养殖 入河系数总入河系数总入河系数河系数总入河系数 c o d n h 3 - n c o d n h 3 - n c o d n h 3 n c o d n h 3 - n c o d n h 3 - n o 8 1o 8 1o 6 - 0 9o 5 0 90 30 30 30 1 8o 5 o 8o 5 - o 8 表2 3 3各类污染源排污系数表 城市生活排污系数 农村生活排污系数 农田排污系数 畜禽( 折算成猪) 养殖排污系数 ( 队日)( 队日)( k g 庙年) ( g ，头天) c o d n 】h 3 n c o d n h 3 - 1 q c o d n h 3 _ n c o d n h 3 - n 6 0 1 0 04 85 051 021 7 93 6 ( 注：畜禽量按照如下关系换算：3 0 只蛋鸡= 1 头猪，6 0 只肉鸡= l 头猪，3 只羊= l 头猪，5 头猪= l 头牛， 5 0 只鸭= 1 头猪，4 0 只鹅= 1 头猪，6 0 只鸽= l 头猪，均换算成猪的量。猪：c o d 5 0 头天，氨氨l o g 头- 天 对畜禽废渣以回收等方式进行处理的污染源，按产生量的1 2 计算污染物流失量。即可算得各市的c o d 排放量及n h 3 - n 排放量农田化肥亩施用量在2 5 公斤以下，修正系数取o 8 1 o ；在2 5 - 3 5 之间，修正系 数取1 0 1 2 ；在3 5 公斤以上，修正系数取1 2 1 5 年降雨量在4 0 0 l t 瑚以下的地区取流失系数为0 矗1 o ； 年降雨量在4 0 0 8 0 0 i l l m 之间的地区取流失系数为1 o - 1 2 ；年降雨量在8 0 0 m m 以上的地区取流失系数为 1 2 一1 5 ) 。 2 3 3 计算结果及分析 ( 1 ) 淮安市工业污染源调查及分析 河海大学硕士论文 根据2 0 0 6 年环境统计资料，得2 0 0 6 年淮安市工业企业的工业c o d 排放量 为2 6 1 2 9 3 5 吨，氨氮排放量3 9 4 5 7 5 吨。 根据公式可分别计算出淮安市2 0 0 6 年工业污染物入河量。淮安市工业污染 源排污量由2 0 0 6 年环境统计资料得到。淮安市工业污染源调查及计算结果见表 2 3 - 4 。由表可见，2 0 0 6 年淮安市城市工业c o d 和氨氮的入河量分别为2 4 8 2 2 9 吨和3 7 4 8 4 4 吨。 表2 3 - 42 0 0 6 年淮安市工业污染源调查表 工业排放量( 吨，年) 工业入河量( 吨年) 地区 污水量 c o d 氨氮污水量 c o d 氨氮 ( 万妇) ( t ，a ) ( t a )( 万t ，a ) ( 忱)( t ，a ) 市区 2 6 7 9 76 9 6 9 97 7 0 12 5 4 5 76 6 2 1 47 3 1 6 淮阴区3 1 9 1 5 7 6 9 52 7 8 83 0 3 15 4 8 12 6 4 9 楚州区 9 9 7 99 1 3 5 91 4 4 2 39 4 88 6 7 9 11 3 7 0 2 盱眙县1 8 4 7 7 3 1 0 4 82 1 9 51 7 5 5 32 9 4 9 62 0 8 5 金湖县 1 6 1 7 22 4 6 22 7 4 41 5 3 6 32 3 3 8 92 6 0 7 洪泽县 4 2 8 0 52 7 4 4 52 6 7 7 54 0 6 6 52 6 0 7 32 5 4 3 6 l 涟水县 5 7 9 91 1 3 5 37 9 15 5 0 9 1 0 7 8 57 5 1 5 合计 1 2 3 2 22 6 1 2 9 3 53 9 4 5 7 51 1 7 0 5 82 4 8 2 2 93 7 4 8 4 4 ( 2 ) 淮安市排污量汇总 生活污染源分为城市生活污染源和农村生活污染源。根据统计年鉴中的2 0 0 6 年城镇人口及农村人口数以及各自的人均排污系数，根据公式( 2 3 2 ) ( 2 3 - 5 ) 分 别计算出城镇生活污水和农村生活污水的排放量及主要污染物排放量。根据公式 ( 2 3 - 6 ) ( 2 3 9 ) ，可分别计算出2 0 0 6 年农田及畜禽入河量。 根据以上数据可汇总出2 0 0 6 年淮安市各类污染源排放总量，见表2 3 5 ，由 表可见： 2 0 0 6 全市c o d 和氨氮排放量分别为6 1 4 2 3 2 8 3 t 和7 4 0 0 4 4 3 t ，入河量分别 为2 2 2 9 4 8 1 t 和2 3 3 4 0 3 1 t 。 1 4 一 叫 卜on。 n ooo- 一 ol n n i ro 寸 叫n旷 寸 小旷卜onn口 r ：knrr寸，七 n 岔n寸_ c 如 on v 、 寸 口o 优卜仓 n寸 o寸 nrn 卜卜 一 卜 o i n 寸寸 卜 l nr “口 寸 “寸 nr寸 h nnr _ 一 - 一 l n一卜 一 卜 “ 短 o nn 小d一 卜 n卜c n 吧 _ 均n扩 n 短 岔nu - _ i ，1 _旷 妇 西 na口 卜o寸 o 捆 _ n 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nnnn nnnn nnn _nn- 一，- _ _ 一 h_h一 一 _- - _ o q o o n u 廿 n_ n nnn_ 口 卜 n卜 价卜 卜 卜 o- _ 卜心卜卜卜- 一_寸nn n o 一一- 一 - _ 一_ _ _ _ - _ 一一 n_nn - _ 一 一 - _ _ - 一 n 凶 o q 目 旨目血 督 哲 导 蟛 u 长离 n簿 智l 钗 龌 球 蟮 心心 n 心心抓 钾 脚 臼鲻繁露 留 *洳野 心 辱心 窟 露陶 c 叠 塔毖求 窖辫 磨 樊司 赵 濮犀o h 监 熟 嫠霹 螂楔 键 ：堕稍 恒校 锓 镫 镀 心 小o一nn寸n口 卜小o 叫 n、中v 、 址 一n nnnnnnn nnnn n、n nn 棰 捌 器 婢 庭 长特 螺 钼 日豢 疟一 h 造n 群蝼 甾籁 龋瓣 心 姬钼 j |