益阳市水环境容量核定分析报告

1、益阳市水环境容量核定分析报告益阳市环境保护局二00四年七月第一章总论第二章污染源调查第三章水环境容量计算第四章水环境容量核定成果利用第一章总论一、水环境容量核定工作过程与情况1、工作背景改善水环境质量是我国环境保护的主要任务之一。实施水污 染物总量控制是改善水环境质量的重要措施。我国对水污染物排 放总量控制先后经过了浓度控制和目标总量控制，现已逐渐进入 容量排放总量控制阶段。浓度控制和目标总量控制没有建立水污 染物排放量和水体水质之间的对应关系，即按照水体水质保护目 标，水污染物排放总量需要控制的水平，也没有解决水污染物排 放量的分配问题。这两个问题的解决，必须在水环境容量核定的 前提下，进行

2、容量总量控制。2、工作目标本次水环境容量核定的工作目标为：通过污染源水陆对应关 系以及水污染物排放的分类调查，通过建立污染源与水环境质量 的输入响应关系，通过模型正向模拟，得到全河段符合不同区域 水质目标要求的水环境容量，校核、分析、确定水环境功能区、 河流、流域、行政区域不同层次的水环境容量，为管理提供科学 基础和技术平台，为总量分解和排污许可证发放奠定基础，为制 定水环境保护各专业规划提供依据。3、工作过程2003 年 11 月根据国家环保总局和省局的统一安排，我市从 在全市全面开展了水环境容量核定工作。3.1 成立市水环境容量核定工作领导小组，组成如下：组 长：罗 文副组长：余德涵成 员

3、：熊明民 邓智明 李桂更 粟剑斌3.2 2003 年 11 月 6 日至 7 日，市环保局选派 3 名技术人员 参加了省局组织的水环境容量核定工作培训，各区（县）市环保 局也各选派 1 名业务骨干参加了培训。通过培训，明确了水环境 容量核定工作思路和方法，为全面、准确完成该项工作任务奠定 了基础。3.3 各区（县）市环保局完成基本表格数据调查，摸清各类 污染源的排放去向和排放量，将基础数据上报市环保局。3.4 市环保局校验并最终确定各类源强系数和入河系数， 对 各区（县）市环保局上报基本表格进行校核后，进行汇总和计算， 将结果上报省局。3.5 根据省局确定的容量计算模式和参数， 市环保局完成全

4、 市容量计算和核定（其中洞庭湖水系容量由省局统一计算核定）， 并编写水环境容量分析报告。二、区域水资源和水环境现状背景1、水系概况 益阳市有大小溪河 293 条，流经市内最长的河流是资水，自 西南蜿蜒向东北经安化、桃江、益阳市区至甘溪港注入洞庭湖， 流长 239 公里，流域面积 6350 平方公里，水量丰富，水质良好， 历年最高洪水位为 42.13m,最枯水位为27.13m。沅江、南县及大 通湖区环临洞庭湖水域，洞庭湖居湖南省东北隅，湖泊形状近似“ U”形，相应岳阳站水位 33.50米时，面积2625km,平均水深 6.39 米，蓄水量 167 亿立方米，具有“高水湖相，低水河相；水 浸皆湖、

5、水落为洲”的特征。入湖径流由四口、四水及区间三部 分组成,多年平均入湖径流量为 3018 亿立方米,由于年内 4 月下 旬7月，洞庭湖的四水流域进入雨汛期，6月9月为长江流域的多雨季节,因此湖泊汛期长约 6 个月, 9 月进入平水期, 12 月 至次年 3 月为枯水期。2、地形地貌 益阳市地貌形态多样,山丘、岗、平原、湖俱全,以山地、平原为主体,西南部山高坡陡,中部丘岗起伏,东北部平坦宽阔。 整个地势自西南向东北递降,朝洞庭湖倾斜,相应形成中低山、 丘岗、平原三级阶梯。最高峰为安化县九龙池,海拔 1622米,陆 地最低点在沅江市,海拔 24 米。主要土壤有红壤、水稻土、山地黄壤、潮土、黄棕壤。

6、从土 壤养分含量看,有机质含量为1.457 4.7%,全氮含量为 0.09 0.21%,土地肥沃。3、气象 益阳市地处亚热带,雨量充沛,气候宜人,属中亚热带向北亚热带过渡的大陆性特色明显的东亚季风湿润气候区, 四季分明, 热量充足。年平均气温 16.5 C,历年最高气温 43.6 C,历年最低 气温13.2 C,年均降雨量 1465mm年最小降雨量 965.2mm,历 年平均相对湿度 81%。冬季盛行西北风， 夏季盛行东南风， 多年平 均风速为2.6m/s ,历年最大风速20m/s,全年主导风向频率为 13% （NNW）。4、水环境功能区评价我市共划定 136 个水环境功能区， 其中资江干流

7、31 个，资江 支流 57 个，洞庭湖水域 39 个，水库 9 个。资江干流设龙山港、 万家嘴、桃谷山和柘溪水库 4 个省控常规监测断面，洞庭湖流域 设南嘴、目平湖、小河嘴、万子湖 4 个省控常规监测断面，分别 作为相应水环境功能区的控制断面，对于暂时没有常规监测断面 的水环境功能区，采用各种一次性监测数据和各类研究分析报告 数据进行评价。水质评价基准年为 2002 年。水环境功能区评价结论如下： 资江干流水质良好，所有功能区水质达到或优于III类水质标准。 资江支流除新河、哑河外，其余支流均达相应水环境功能 区水质目标要求。 洞庭湖流域大通湖区域内5 个水环境功能区均未达标，沅江市区域内除蓼

8、叶湖、石矶湖外，其余水域达到相应水环境功能 区水质目标要求。 水库除鱼形山水库不达标外，其余均达标。 主要控制水期为枯水期。第二章污染源调查污染源调查是水环境管理的基础性工作，也是本次水环境容量核定和总量分解工作的基础。污染源调查的结果，直接作为水 环境容量计算时各功能区划河段的输入因子，同时污染源调查和 水质评价、容量计算一起，作为总量分配的基础。一、污染源调查技术路线1、污染源分类 工业污染源（包括规模化畜禽养殖污染源）； 城市生活源； 农村生活源； 农田径流污染源； 城市径流污染源； 矿山径流污染源。2、调查基准年： 2002 年（考虑新增污染源）3、调查表分类：分 3 套，分别为基本表

9、格、计算表格和汇总表格4、调查基本单元：各水环境功能区对应的陆域范围。分区、 县（市）进行污染源调查，所有调查数据对应到相应的基本单元。5、非点源按汇水面积分摊原则分解到各个水环境功能区， 进行面源的模型计算。6、调查方法：从分析水体上下游关系入手，按功能区划水域入河排污口陆地汇流区域三个层次，进行污染源、入河排污口、水域的对应关系调查，明确影响水域水质的主要入河排污口和主要污染源、生活污染源，面污染源等情况进行调查，分析污染达标状况。确定各水环境功能区的污染物排放量。二、污染源排放去向调查 本次水环境容量核定将县域作为污染源调查的基础单元，进 行污染源的调查、分析、确定各主要污染源的排放对应

10、的具体水 环境功能区。对污染源入河排污口功能区划水域的对应关系的调 查，按照如下方法进行：1、参考全市水环境功能区划的数据；2、借助地形、城市管网、河流等特征，经过经验和直观判断 确定；3、从污染源入手，按照重点污染源清单，逐一分析污染源的 排放去向，同时，也从入河排污口向陆上反推，按照每一个功能 区必须有入河排污口和主要污染源的原则，确定汇入入河排污口 的主要污染源，水陆结合，相互对接，具体确定相互关系。4、采用环境影响评价、环境监理、排污申报、环境统计等日 常管理中积累的污染源、入河排污口、功能区划水域等相关数据。三、污染源基础数据调查1、工业污染源调查 调查企业的基本情况和企业的排污情况

11、，包括企业名称、行 业性质、主要污染物的平均排放浓度、月平均排水量、年排放量、 有无处理设施，年处理量、污水排放去向等，并按国家污染物排 放标准，确定各企业达标情况。2、规模化畜禽养殖污染源调查 调查规模化畜禽养殖企业的养殖种类和数量、年用水量及排 水量、排污方式及处理工艺。规模化养殖定义为：猪大于 100 头，或蛋鸡大于 3000 只，或 肉鸡大于 6000 只，或奶牛大于 20头，或肉牛大于 40 头。不足以 上数量则定为畜禽散养型。3、城市生活污染源调查 调查城市非农业人口数量、人均社会综合用水量（包括社会 各企业事业单位用水量）和排水量、生活污水排放浓度和排放去 向等内容。4、农村生活

12、污染源调查 调查农村社会综合用水量和排水量、农业人口数量、人均综 合用水量和废水排放量、散养型畜禽养殖数量。5、农田径流污染源调查 调查各水环境功能区的农田面积，土地坡度、农作物类型、 土壤类型、化肥施用量、年降雨量等。6、城市径流污染源调查 调查城市地形特征、植被特征、降雨量、非农业人口数、建 成区面积、单位面积公路里程、下水管网覆盖率等。7、矿山径流（固体废物）污染源调查 主要调查煤矿、各种金属、非金属矿的位置、尾矿堆积面积、 成分、坡度、当地年降雨量等指标。8、污水处理控制能力调查 调查城市供水管网、排水管网、雨水管网建设情况，城市集 中与分散或生活污水处理设施，运行状况和收费情况。9、

13、入河排污口调查 入河排污口是连接水上功能区和陆上污染源的纽带，是输入 响应的中心环节。主要调查确定主要污染源位置和排污量等属性 数据。四、各类源强系数、计算系数本次水环境容量核定各类源强系数、计算系数由省局统一确 定，详见下表。调查类别源强系数/计算系数规模化畜禽养殖调查折合每头猪：COD排放量：17.9g/头天；NH N排放量：3.6g/头天城市生活污染调查人均城市综合废水排放系数取0.8 ;城市人均产污系数为：COD6100g/人日；NH N: 48g/人日农村生活污染调查农村人均综合用水量为0.1吨/天人；农村污水排放系数为0.6 :COD产生量 40g/天，NH N4g/天;猪 COD

14、产生量 50g/ 天，NH N10g/天农田径流污染调查COD1.5kg/t年，NH N 0.3kg/ 亩年城市径流污染调查标准城市COD 50T/年、NH N: 5T/年1、 地形修正系数：平原：1;山区：3.8 :丘陵：2.5 ；2、人口修正系数0.33、面积修正系数0.54、降雨修正系数1.45、雨水收集管网修正系数0.6 , 0.8 , 1, 1.2入河排污口调查1、以企业排放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。参考值如下：LW 1km入河系 数取1.0 ； 1knK L 10km 入河系数取 0.9 ；10v L 40km 入河系数取0.6 ；

15、入河系数修正： 渠道修正系数：通过未衬砌的明渠入河，入河系数取0.7 ；通过衬砌的暗管入河，入河系数取 0.9。 非点源入河系数取0.05 ；五、数据汇总分析 经汇总统计，全市工业污染源 COD年排放量为121650.54吨，NH N年排放量为829.05吨，城市生活污染源 COD年排放量为17689.7吨；NH N年排放量为 3277.76吨；非点源 COD年排放量为275939.15吨，NH N年排放量为 46183.81吨。经入河系数 修正计算后，全市工业污染源COD年入河量为108031.96吨，NHN年入河量为 590.68吨；城市生活污染源COD年入河量为15510.24吨，NH

16、N年入河量为 3005.96吨；非点源 COD年入河 量为12225.2吨，NH年入河量为 2160.52吨。六、污染源调查数据与统计数据差异及分析说明 本次水环境容量核定污染源调查数据与统计数据（ 2002 年） 比较，资江流域调查数据基本相符，但洞庭湖流域调查数据差异 较大，分析原因如下：1 、位于大通湖区的金北顺造纸厂于 2003 年投入生产，其生产规模目前为3万吨/年。根据该项目环评报告书结论，其COD年排放量为 19405.3 吨/ 年。考虑该厂污染负荷较大，我市将其纳入 本次水环境容量核定污染源调查范围， 而该厂未纳入 2002 年环境 统计。2 、洞庭湖区域造纸企业较多， 本次污

17、染源调查中大多采用实际监测数据，而统计中按经验系数填报，二者比较差异较大第三章水环境容量计算一、水环境容量核定模型应用1、水环境容量定义在给定水域范围和水文条件，规定排污方式和水质目标的前 提下，单位时间内该水域最大允许纳污量，称作水环境容量。水 环境容量的确定是水污染物实施总量控制的依据，是水环境管理 的基础。2、容量计算模型 容量计算为浓度的逆运算，当控制点的浓度为给定的目标浓 度时，污染物的排放量即为水环境容量。 一维河流水环境容量模型 污染物进入河流后，假定在排污口断面瞬间完成均匀混合， 按一维问题概化计算条件，建立水质模型。一维模型水环境容量计算公式为：Wi=31.54* ( c*e

18、kx/86.4*u - Ci) x( Qi+Qj)式中：Wi第1个排污口允许排放量，t/a ;Ci 河段第 I 个节点处的水质本底浓度，mg/L；C沿程浓度，mg/L;Qi 河道节点后流量，m3/s;Qj 第 i 节点处废水入河量，m3/s;u第i个河段的设计流速，m/s;X 计算点到第i节点的距离，m。以下界处作为功能区考核的断面，按照上述方法沿程计算整 个功能区的沿程污染物浓度变化规律，通过削减每一个排污口的 排污量来计算，直到计算结果满足水质标准要求为止。这时各个 排污口的排污量之和即为此环境功能区的一个水环境容量值。每个水环境功能区可以调整设计条件得出多个水环境容量计 算结果，分析各个

19、排污口污染负荷削减的技术经济可行性，利用 线性规划模型，从一组水环境容量中确定合理的水环境容量。 二维水环境容量模型计算公式为：y 2u X 2XiW=86.4exp( xp(k Coexp( k)4EyX286.4u86.4u/ h n EyX2u/1000式中：86.4为单位换算系数W 水环境容量，kg/d;Cs控制点水质标准，mg/L;Co上断面来水污染物设计浓度，mg/L;K污染物综合降解系数；h设计流量下污染带起始断面平均水深，mx X2概化排污口至上下游控制断面距离，km丫控制点距排污口岸边的横向距离，mD设计流量下污染带内的纵向平均流速，m/s;Ey横向扩散系数m/s。 水库容量

20、模型计算公式为：Wc=31.54 X （QCs+kCsv/86400）其中：Wc为水环境容量，t/a ;V 湖泊水库中水的体积； m3q 平衡时流入与流出湖泊的流量（m/s）;C E流入湖泊的水量中水质组分浓度（mg/L）Cs湖泊或水库中水质标准浓度（mg/L）;K是一级反应速率常数（1/d ）。3、水环境容量计算系数的确定 计算单元以水环境功能区为基本单位，以水环境功能区上、下界面或 常规监测断面作为节点，对源头水、国家级自然保护区、饮用水 水源一级保护区等不容许排污的高功能水域不进行水环境容量的 计算。对饮用水源二级保护区，当计算得到水环境容量大于现有 排污总量时，则以现有排污总量为水环境

21、容量；小于则以计算结 果为准。 排污口概化本次水环境容量计算核定的前提条件是保持目前排污口的格 局不变。对现状没有设置排污口的河流或功能区划水域，按照最 大水环境容量计算。排污口污水排放量较大的现状排污口，作为独立的排污口处 理，其他排污口，可以概化合并处理。 水文参数由市水文局提供最近十年最枯月平均流量（最小值）作为设 计流量，河流的设计流速为对应设计流量条件下的流速。 扩散系数省局统一确定污染物综合衰减系数KCOD=0.23 1/d ；KNH3N=0.081/d 。横向混合系数取 0.050.2 （流速大于0.5，取0.2 ;流速小于 0.1 ，取 0.05 ）4、容量计算模型适用范围本次

22、水环境容量计算采用国家环保总局发布的“河流分析系 统六月模型”计算。资江干流流域城市江段容量用二维模型 计算。出城市段的农村江段当排污口少功能区长度较长时，采用 一维模型计算。当一个功能区左右岸同时有排污口的，在二维模 型中分别计算再累加。二、水环境容量计算结果1、按河流统计资江干流水环境 COD容量为195967吨/年，NH3-N容量3323 吨/年；资江支流 COD容量为10722吨/年，NH3-N容量179.6 吨/ 年。洞庭湖流域容量由省局计算确认。2、按行政区划统计安化县域内水环境功能区 COD容量为83512吨/年，NH3-N容 量1405.94吨/年；桃江县 COD容量为7350

23、8吨/年，NH3-N 容量 1249.2吨/年；市区（含资阳区、赫山区）COD容量为49669吨/年，NH3-N容量847.46吨/年；沅江、南县及大通湖区容量由省局 核定。3、按水环境功能区统计 详见下列附表。流域水体名称控制单元水环境容量计算COD(t/a)氨氮(t/a)容量面源比例容量面源比例长江资江ZJ02900长江资江ZJ03032036548长江资江ZJ031396968长江资江ZJ03200长江资江ZJ033192333长江资江ZJ03400长江资江ZJ0357395119长江资江ZJ03600长江资江ZJ0377915132长江资江ZJ03800长江资江ZJ0392147435

24、8长江资江ZJ04000长江资江ZJ041310953长江资江ZJ042259144长江资江ZJ04300长江资江ZJ04439464675长江资江ZJ04500长江资江ZJ0468969153长江资江ZJ047179431长江资江ZJ04800长江资江ZJ04916245271长江资江ZJ0507148119长江资江ZJ05100长江资江ZJ05219788338长江资江ZJ053313754长江资江ZJ05400长江资江ZJ055313754长江资江ZJ056125521长江资江ZJ0570长江资江ZJ058156929长江资江ZJ05913049223长江资江润溪ZJ094100.17长

25、江资江泥滩溪ZJ095100.17长江资江渠江ZJ096310052长江资江探溪ZJ097721.23长江资江烟溪ZJ0981803长江资江烟溪ZJ09900长江资江毗溪ZJ1001803.07长江资江洋溪ZJ10182014长江资江洋掏溪ZJ102200.34长江资江潺溪ZJ10350.08长江资江潺溪ZJ1043606长江资江唐家溪ZJ10560.1长江对口溪ZJ106530.9长江柘溪ZJ107801.36长江辰溪ZJ1081202.05长江柳溪ZJ109961.64长江大酉溪ZJ1101101.88长江搓溪ZJ111741.26长江珠溪ZJ112500.85长江思贤溪ZJ113500.

26、85长江麻溪ZJ1144006.84长江白沙溪ZJ115200.34长江-+/.勺刃老安溪ZJ116410.7长江合草村溪ZJ11700长江渭溪ZJ118280.47长江马家溪ZJ119110.18长江河曲溪ZJ120911.55长江思模溪ZJ121570.97长江柘木溪ZJ122150.25长江伊溪ZJ123170.29长江伊溪ZJ124130.22长江伊溪ZJ125110018长江沂溪ZJ126110.18长江沂溪ZJ127160027长江桃花江ZJ1285008长江泥潭溪ZJ129350.59长江善溪ZJ1302714.63长江敷溪ZJ131170.29长江碧螺港ZJ132791.35长江颜溪ZJ133220.37长江发财港ZJ13460.1长江天太桥溪ZJ135100.17长江挖石溪ZJ13650.08长江三光桥水ZJ13