【《辽河干流区域流域污染负荷核算分析案例》4600字】

辽河干流区域流域污染负荷核算分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u15174辽河干流区域流域污染负荷核算分析案例 1263321.1控制单元划分 1198651.2点源污染负荷核算 2210771.2.1工业企业直排 3309651.2.2污水处理厂尾水 419301.3非点源污染负荷核算 4126981.1.1农村生活污染 5231481.1.2农田径流污染 5127061.4污染负荷汇总与分析 7在对辽河干流区域进行控制单元划分的基础上，确定控制单元汇流区面积、农业人口、粮食作物耕种面积等属性，进而核算各控制单元内的工业企业直排污水、污水处理厂尾水、农村生活污水和农田径流COD和NH3-N排放量以及入河量，并分析其贡献率核算基准年为2018年。1.1控制单元划分控制单元是为了实现水环境质量改善而人为划定的水环境质量管控单元，是水环境容量计算以及水污染物容量总量控制的基本单元。控制单元划分一般考虑水陆两方面因素，水域部分包括水文水质监测断面和水环境功能区等，陆域部分包括行政区划、排污口位置以及流域边界等。辽河控制单元划分以水环境功能区划、行政区划为基础，综合考虑河流水文站、水质监测断面设置和支流汇入等因素，根据水质评价结果，选取福德店至盘锦兴安为研究研究河段，以三合屯、马虎山、红庙子和盘锦兴安为控制断面，将辽河干流划分为4个控制单元汇流区，实现与已有水功能区划和国控水质监测断面的衔接。控制单元汇流区划分结果见图1.1。根据流域内各市2018年国民经济和社会发展公报，统计行政区内农业人口数量以及粮食作物耕地面积，将其按行政区面积权重分配汇总至各控制单元。各控制单元属性见表1.1。表1.1控制单元属性表Tab.1.1Controlunitattributetable控制单元控制单元面积（km2）总人口（万人）乡村人口（万人）粮食作物播种面积（万公顷）主要涉及县市区三合屯5222.18107.6967.3520.42昌图县、康平县、法库县马虎山9991.71221.94134.4337.34开原市、西丰县、铁岭县、法库县、昌图县、清河区、调兵山市红庙子6762.66270.28199.0071.59法库县、康平县、新民市、沈北新区、辽中区盘锦兴安1051.2917.2611.531.49台安县图1.1辽河干流控制单元汇流区分布情况Fig.1.1ConfluenceareadistributionoftheLiaohemainstreamcontrolunit1.2点源污染负荷核算点源污染是流域内具有固定排放口的污染源，采用资料统计法对控制单元内点源污染负荷基本情况进行调查、核算，掌握流域内点源污染排放情况。根据规模化畜禽养殖的统计资料，畜禽养殖产生的固肥和液肥经农业利用或送至其它单位利用，故不进行规模化畜禽养殖的核算。根据中国统计年鉴，2018年辽宁省污水处理率为96.17%，大部分城镇生活污水及工业废水经污水处理厂处理后排放。因此辽河流域点源污染负荷主要核算2个方面：工业企业直排污水和污水处理厂尾水。工业企业和污水处理厂排水中的污染物通过明渠、暗管等途径到达受纳水体，同时在入河过程中污染物受温度和距离等因素的影响而衰减，实际进入河道的污染物小于污染物排放量。使用入河系数代表进入河道的污染物量占排放总量的比值，并根据影响因素确定修正系数，据此确定污染物的最终入河量。参考《全国水环境容量核定技术指南》ADDINNE.Ref.{B14CBA08-D6A0-41FD-B48B-CC00AB702598}[35]，点源污染物入河系数及其修正系数见表1.2。表1.2点源污染物入河系数及其修正系数Tab.1.2Coefficientofpointsourcepollutantsintotheriveranditscorrectioncoefficient系数类别影响因素系数取值入河系数距离L≤1km11＜L≤10km0.910＜L＜20km0.820＜L＜40km0.7L＞40km0.6修正系数渠道修正未衬砌明渠0.6~0.9衬砌暗管0.9~1.0温度修正T＜10℃0.95~1.010℃≤T≤30℃0.8~0.95T≥30℃0.7~0.8流域内污水大多通过直接或间接途径汇入排水干渠，然后汇入干流水体，故假定衬砌暗管为污染物入河途径，渠道修正系数取1.0。根据辽宁省统计年鉴，2018年辽宁省年平均气温在8.6~11.1℃之间，温度修正系数取1.0。故污染物入河量仅考虑点源排放口与入河排污口距离大小的影响，同时参考前人研究成果ADDINNE.Ref.{E66F7BBE-3DD6-4402-8DF3-38414BC8DC09}[36]，取点源污染平均入河系数为0.9。1.2.1工业企业直排流域内工业废水直排企业主要类型为食品加工、牲畜和禽类屠宰、煤炭采选等。其中食品加工、牲畜和禽类屠宰企业在各控制单元均有分布；煤炭采选企业主要分布在马虎山控制单元的调兵山市。研究区工业企业污染物直排情况见附录A。汇总各控制单元污染物排放量，根据污染物入河系数，计算工业企业直排污染物入河量，结果见表1.3。表1.3工业企业直排污染物排放量及入河量Tab.1.3Dischargeofpollutantsfromindustrialenterprisesanddischargeintorivers控制单元废水排放量（万t）COD排放量（t）NH3-N排放量（t）COD入河量（t）NH3-N入河量（t）三合屯7.955.050.374.540.33马虎山357.90132.407.05119.166.34红庙子67.4161.164.1656.851.74盘锦兴安1.464.412.441.972.19合计436.73205.0214.01184.5212.611.2.2污水处理厂尾水流域内污水处理厂主要分布在马虎山控制单元的铁岭市各县市城区，其中城镇污水处理厂主要处理城镇居民生活污水，并处理部分工业废水。研究区污水处理厂尾水排放情况见附表B。污水处理厂尾水污染物排放量及入河量见表1.4。表1.4污水处理厂污染物排放量及入河量Tab.1.4Pollutantdischargefromsewagetreatmentplantanddischargeintoriver控制单元尾水排放量（万t）COD排放量（t）NH3-N排放量（t）COD入河量（t）NH3-N入河量（t）三合屯407.6866.372.8559.732.57马虎山13339.963215.05181.372891.54161.24红庙子2121.91526.8218.85474.1416.96盘锦兴安0.000.000.000.000.00合计15869.553808.24201.083427.41182.771.3非点源污染负荷核算辽河中上游流域农村乡镇等较为分散，而且是辽宁省重要的玉米、水稻等粮食生产基地，因此非点源污染调查范围为农村生活污染物和农田径流污染物。由于非点源污染物分布范围广泛，其污染物排放量核算采用输出系数法，计算公式为： （1.1）其中，i为污染物来源类型，农村生活污染或农田径流污染；Li为对应污染物来源COD或NH3-N的排放量，单位为kg/a；Ei为农田径流污染或人口、畜禽的污染物输出系数（源强系数），单位为kg/（亩·年）或kg/（人·年）；Ai为农田种植面积或人口、畜禽的数量，单位为亩或个。污染物入河量由下式计算： （1.2）其中，Li入为污染物入河量；λi为污染物入河系数；Li为污染物的排放量。1.1.1农村生活污染农村生活污染包括农村居民生活污水和散养畜禽粪便产污两方面。农村地区一般无污水处理设施，居民生活中产生的污水以及散养畜禽产生的粪便等直接排放入环境中，随地势汇入低洼处。在降雨期间，残留在土壤中的污染物被地表径流带入河流水体造成水质污染。农村散养畜禽由于分布广泛且无统一管理，其饲养数量缺少统计资料，此时其饲养量可按人均0.6头猪当量的全国平均水平折算ADDINNE.Ref.{ED900138-271B-4A70-982A-66579F9DD2BE}[37]。参考《全国水环境容量核算技术指南》ADDINNE.Ref.{F0CF8718-4292-4364-96BF-82F9A35991D6}[35]，农村居民生活污染物排放系数为COD为40g/（人·天），NH3-N为4g/（人·天），散养猪COD排放系数为50g/（头·天），NH3-N为10g/（头·天）。农村生活污染物从产生到进入水体距离远，且受降雨影响较大，污染物入河系数需根据具体流域情况进行确定。参考邻近浑太河流域的研究成果ADDINNE.Ref.{42692C1B-01E3-4F29-9FCC-01270AD88C00}[38]，农村生活污染物入河系数取0.03。各控制单元农村生活污染物排放量与入河量计算结果见表1.5。表1.5农村生活污染物排放量与入河量Tab.1.5Ruralhouseholdpollutantdischargeandriverdischarge控制单元农业人口（万人）散养猪当量（万头）COD排放量（t）NH3-N排放量（t）COD入河量（t）NH3-N入河量（t）三合屯67.3540.4117207.232458.18516.2271.75马虎山134.4380.6634346.334906.621030.39147.20红庙子99.5059.7025421.993631.71762.66108.95盘锦兴安11.538.123457.41491.92101.7214.82合计314.81188.8880432.9611490.422412.99344.711.1.2农田径流污染在农作物种植过程中，由于施用了大量的化肥，未被作物吸收的部分残留在农田土壤中。在汛期或灌溉期，残留在土壤中的化肥溶解在水体中，随地表径流进入河流，增大了河流水体中污染物浓度。农田径流污染物的源强系数与农田的属性有关，影响因素主要有土壤类型、坡度、年降雨量等。根据研究区所处的位置，依据不同的影响因素以标准农田为基准对源强系数进行修正，修正系数见表1.6。表1.6农田径流污染物源强系数修正Tab.1.6Modificationofpollutantsourceintensitycoefficientinfarmlandrunoff影响因素修正条件修正系数坡度25°以下1.0-1.225°以上1.2-1.5土壤类型壤土1.0砂土0.8-1.0粘土0.6-0.8化肥施用量（每亩）25公斤以下0.8-1.025~35公斤1.0-1.235公斤以上1.2-1.5年降水量400ml以下0.6-1.0400~800ml1.0-1.2800ml以上1.2-1.5农作物类型-根据主要作物种类，确定修正系数根据2006年辽宁省第二次全国农业普查结果，省内9成以上的耕地坡度小于15°，坡度修正系数取1.0；省内土壤类别以棕壤和褐土为主ADDINNE.Ref.{F81BAB8E-6395-45E4-9E4E-BBA5C75648EF}[39]，土壤类型修正系数取1.0；根据2018年辽宁省水资源公报，省内平均降水量为586.1mm，降水量修正系数取1.0；查阅2018年辽宁省统计年鉴，全省耕地总面积为420.71万公顷，化肥总施用量为145万吨，由此计算得化肥每亩施用量为22.98公斤，化肥施用量修正系数取1.0。故研究区域农田径流污染物源强综合修正系数取1.0，COD源强系数为10kg/（亩·年），NH3-N源强系数为2kg/（亩·年）。通过查阅文献，参考前人在辽河的研究成果ADDINNE.Ref.{BEDACE4E-8AA2-49BE-A87A-F0265357E7C1}[40]，确定农田径流污染物的入河系数为0.1。污染物排放量与入河量计算结果见表1.7。表1.7农田径流污染物排放量与入河量Tab.1.7Farmlandrunoffpollutantdischargeandriverdischarge控制单元粮食作物播种面积（万亩）COD排放量（t）NH3-N排放量（t）COD入河量（t）NH3-N入河量（t）三合屯306.3130631.436126.293061.14612.63马虎山560.1256012.0111202.405601.201120.24红庙子536.9053690.1710738.035369.021071.80盘锦兴安52.425242.151048.43524.22104.84合计1455.76145575.7629115.1514557.582911.521.4污染负荷汇总与分析汇总各控制单元的工业企业直排、污水处理厂尾水、农田径流和农村生活污水来源的污染负荷，得到污染物入河量以及点源、非点源污染物的入河量和贡献率，见表1.8和表1.9。表1.8各控制单元污染物入河量Tab.1.8Theamountofpollutantsineachcontrolunitintotheriver控制单元COD入河量（t）NH3-N入河量（t）三合屯3701.37691.84马虎山12537.831600.26红庙子7136.801220.42盘锦兴安631.90121.85合计24009.913634.37表1.9点源和非点源污染物入河量及贡献率Tab.1.9Theamountandcontributionrateofpointsourceandnon-pointsourcepollutantsintotheriver控制单元点源非点源CODNH3-NCODNH3-N入河量（t）贡献率入河量（t）贡献率入河量（t）贡献率入河量（t）贡献率三合屯124.011.35%5.470.79%3579.3696.65%686.3799.21%马虎山5906.2447.11%332.8220.80%6631.5952.89%1267.4479.20%红庙子1005.1214.08%37.671.09%6131.6885.92%1182.7596.91%盘锦兴安1.970.63%2.191.80%627.9499.37%119.6698.20%由表1.8可知，在污染物入河量方面，入河量从大到小为马虎山>红庙子>三合屯>盘锦兴安。马虎山、红庙子、三合屯和盘锦兴安COD入河量分别为12537.83t、7136.80t、691.84t和631.90t，分别占辽河COD总入河量的52%、30%、15%和3%；NH3-N入河量分别为1600.26t、1220.42t、691.84t和121.85t，分别占辽河NH3-N总入河量的44%、34%、19%和3%。马虎山控制单元COD和NH3-N入河量分别占辽河总入河量的52%和44%，是辽河污染物的主要输出区间。从辽河污染物非点源污染源入河量及贡献率来看，其在各控制单元污染物贡献率均在50%以上，COD和NH3-N主要来源于非点源污染，点源污染占比较小。对点源和非点源污染物来源进一步细化分类，分析各污染来源（农田径流、农村生活污水、污水厂尾水和工业直排的COD和NH3-N在各个控制单元的贡献率，见图1.2和图1.3。图1.2各控制单元污染源COD贡献率Fig.1.2CODcontributionrateofpollutionsourceineachcontrolunit图1.3各控制单元污染源NH3-N贡献率Fig.1.3NH3-Ncontributionrateofpollut