水泊渡水库的水环境容量计算

水泊渡水库的水环境容量计算

自20世纪中期以来，中国学术界开始研究环境容量。水环境容量可以控制流域内环境源的总量，提高流域水质的目标管理，改善河流、湖泊和流域资源的功能，优化流域资源的分配。这是一项侧重于宏观和有效管理的科学方法。水泊渡水库位于遵义市播州区,处于乌江一级支流偏岩河的支流乐民河流域范围内,于2005年建成蓄水,坝高68.8m,水位高程848m,库容5510m水泊渡水库的设计使用功能为播州区城区生活饮用水和遵义中心城区备用水源1水泊渡水库水质现状按照2017年水泊渡水库的水质监测数据,根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的水质标准,对水泊渡水库的21项指标进行评价,2017年,水泊渡水库能达到Ⅲ类水质要求;根据《2018年遵义市生态环境状况公报》,水泊渡水库的水质达标率为100%。2水泊渡水库富营养化过程中的模型水泊渡水库为湖库型水源地,以年为时间尺度来研究湖泊、水库的富营养化过程时,往往可以把水库看作一个完全混合反应器,故选取零维模型对水泊渡水库的COD、NH2.1级反应动力学方程,一级降解过程过程本文采用沃伦韦德(R.A.Vollenweider)模型计算水泊渡水库库区COD、NH式中,V:水库中水的体积(mQ:平衡时流入与流出水库的流量(m上式为零维的水质组分的基本方程。如果反应器中只有反应过程,则Sc=0,则公式变为:当所考虑的水质组分在反应器内的反应符合一级反应动力学,而且是衰减反应时,则:公式又变为以下形式:当C为水库功能区要求浓度标准Cs时,则上式变为:Q:平衡时流入与流出水库的流量(mK:是一级反应速率常数(1/d),根据水库各断面的实测水质浓度值,进行数值模拟,试算并调整降解系数达到总体最优时,即为所求的参数。在水库中,对于难氧化的污染物,K值一般在0.01～0.03/d,本文选取COD、氨氮降解系数分别为0.01/d、0.01/d。2.2水库水质指标本文对总氮、总磷水环境容量计算采用狄龙（Dillon）模型。式中,W为水库总氮或总磷的水环境容量,t/a;A为水库水面面积,mR为水库总氮或总磷滞留系数,无量纲;Cs为水库中污染物的水质标准,mg/L;q为水库出库水量,m2.3环境质量的计算通过收集水泊渡水库的水文资料,以地表水III类标准水质计算水泊渡水库的水环境容量。结算结果表明,水泊渡水库的COD、NH3污染源排放量预测2025年本文将以2017年水泊渡水库流域范围内的各种来源污染物排放量为基础,利用特定的计算方法,预测到2025年,流域范围内的工业源、生活源、畜禽养殖污染源及种植业污染物源的COD、NH3.1工业废水循环利用经调查,水泊渡水库流域范围内有6家工业企业,其中5家企业的工业废水经过处理后循环利用,1家企业未在流域范围内设排污口,6家企业均不在流域范围内排放工业废水。随着政府相关部门对集中式饮用水水源地监管的加强,预计到2025年,水泊渡水库流域范围内仍将杜绝工业废水污染物排放。3.2农村未来人口增长规模经统计,水泊渡水库流域范围内常住人口共244个村民组,13949户52953人。根据《遵义市国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》,“十三五”期间,人口自然增长率为7.6‰,“十四五”期间参照此增长率,以此为农村未来人口增长规模。采用排污系数法对农村生活污染排放负荷进行预测,按照《第一次全国污染源普查城镇生活源产排污系数手册》中排污系数,人均COD、NH3.3畜禽养殖量预测水泊渡水库流域范围内畜禽养殖主要以散养为主,包扩生猪、肉牛、蛋鸡和肉鸡。根据遵义市统计局发布的《2017年全市畜牧业发展情况报告》,2017年全市生猪出栏量增长率为3.8%,肉牛出栏量增长率为7.7%,蛋鸡、肉鸡的存(出)栏量增长率为6.7%。以此预测到2025年流域范围内畜禽养殖量。根据《第一次全国污染源普查畜禽养殖产排污系数手册》中产污系数确定的公式,得出各类畜禽污染物的产污系数,详见表1。经计算,预计到2025年,水泊渡水库流域范围内的畜禽养殖污染源COD、NH3.4农田源强系数根据《全国地表水环境容量核定和总量分配工作方案》附录将所有农田折算成标准农田,计算出农田的径流污染物排放量。标准农田源强系数为COD10kg/(亩·a)、NH经统计,水泊渡水库流域范围内耕地面积共174628.5亩。由于耕地面积在短期内不会有明显的变化,故以此面积作为2025年的基础数据,计算种植业污染物排放量。经计算,预计到2025年,水泊渡水库流域范围内的种植业污染源COD、NH3.5污染源入河系数的确定污染源排放的污染物进入水体的数量有众多影响因素,情况十分复杂,区域差异很大。根据《全国水环境容量核算指南》中提供的技术参数,结合水源保护区的实际情况,确定各污染源入河系数。经计算,预计到2025年,水泊渡水库流域范围内COD、NH4水库的水环境容量预测结果分析根据2025年水泊渡水库流域范围内污染物入河量预测结果,结合水库的水环境容量,对其水环境容量的利用情况进行分析。预计到2025年,水泊渡水库的COD及NH5污染防治措施5.1护区内统一管理成立长期性的饮用水水源地生态环境保护领导机构,对保护区内保护工作统一管理,统一协调,统一规划。各相关单位和工作组明确目标,落实责任,全面落实各项措施,推动水泊渡水库集中式饮用水水源地生态保护工作深入开展。5.2加强产业引导根据生态环境目标,设置严格的产业准入门槛。为减少农业生产面源对水质的影响,加强产业引导,发展有机农业和旅游业,努力引导当地农村居民改种适合当地情况山地作物,减少农业生产面源对库区水质的影响。对饮用水水源地流域涵养区及周边在林业生态建设和林业产业发展上给予政策、项目、资金的倾斜,支持林区进行产业结构调整。5.3申请国家和省级农村环境综合整治项目资金应结合播州区新农村建设、生态创建、乡村振兴、四在农家、美丽乡村等工作部署,积极申请中央、省级农村环境综合整治项目资金,对水泊渡水库流域范围内村寨所有生活污水、生活垃圾进行收集、处理和管理。5.4保护区标志标准化建设由于水泊渡水库的饮用水水源地保护区重新划定,应按照省政府的批复文件重新开展饮用水水源地保护区标志标准化建设。按照《饮用水源地保护区标志技术要求》(HJ/T433-2008)技术要求设立界标、道路警示牌和宣传牌。按照《集中式饮用水水源地规范化建设环境保护技术要求》(HJ773-2015)技术要求对一级保护区周边人类活动频繁区域设置隔离防护设施。5.5水质安全监控系统为了建立有效预警监控体系,保障饮用水水质安全,在水泊渡水库主要入库支流的二级保护区与准保护区交界点上设置自动水质预警监控断面,并实时与生态环境部门联网。5.6养成文明意识,养成生活方式,是出现文化习深入开展饮用水水源地环境保护宣传教育。引导居民和游客自觉保护环境,养成文明的生产、消费及生活方式。全面提高全社会对水泊渡水库生态环境保护与治理全局观念,加强水源地管理执法力度,对破坏水源地生态环境的行为给予必要的处罚。6污染物排放量预测本文以黔北地区的水泊渡水库为例,对其水环境容量进行计算,并预测到2025年水库流域范围内的污染物入河量,分析该水源地能否达到水质相关要求。预测结果显示,到2025年,水泊渡水库接纳的TN和TP已经超过了水环境容量,建议在现有排放量的基础上,采取措施削减TN和TP的排放量,