余香英,向 男, 蒋婧媛

(广东省环境科学研究院，广东 广州 510050)



韶关市芙蓉新区水环境容量研究

余香英,向 男, 蒋婧媛

(广东省环境科学研究院，广东 广州 510050)

以韶关市芙蓉新区为例，采用一维水质模型对区域内各镇2017、2020和2030年COD和氨氮的水环境容量进行了研究。结果表明：桂头等9镇仍有可利用容量，重阳镇2017、2020和2030年将出现氨氮水环境容量不足情况。

韶关市；芙蓉新区；水环境容量；模型

1　研究区域与方法

1.1研究区域

芙蓉新区位于广东省韶关市中部，地域范围包括武江区西联镇、西河镇、重阳镇、龙归镇，浈江区乐园镇、新韶镇、十里亭镇、犁市镇，曲江区马坝镇、白土镇、大塘镇以及乳源县桂头镇的部分区域，总面积490 km2。区域内城镇化水平达53.3%，人口规模27.8 万人，区内主要水系河段有武江七星敦村至塘湾村段、北江上游下乡村以上、西联镇沐溪村赤水河、重阳镇新街水、重阳镇重阳河、龙归镇龙归村龙归水、新韶镇莲花村大陂水和马坝镇梅花河及马坝水等(图1)。

图1　研究区域及水系示意

1.2研究方法

水环境容量是指在设定的水文条件、污染源排污状况下，在保证水域内水质满足水质目标的前提下，单位时间内该水域所能接受的最大排污量[1]，是环境容量的重要组成部分，是容量总量技术体系的核心内容之一[2]。水环境容量的影响因素主要包括水量、环境功能目标、污染排放方式等[3]。一般而言，水环境容量的计算过程包括水域概化、基础资料调查与评价、建立水质模型、选择控制点(或边界)、容量计算分析、环境容量确定等几个步骤[4]。

1.2.1水域概化

根据收集到的研究区域DEM数据获得地表径流源-汇关系，提取主要水系，划定各河流集雨区范围。综合考虑研究区域内已有常规监测断面、主要污染源位置等，共设置30个计算断面，主要分布在水厂及大型企业取水口上游、污水厂排污口上游、支流汇入口上游、地表水常规监测点，断面分布情况见图2。

图2　芙蓉新区水环境模型控制断面设置示意

1.2.2模型选择

计算水环境容量可用的模型包括零维、一维及二维水质模型，在计算河流水环境容量时，一般采用一维水质模型。对有重要保护意义的水环境功能区、断面水质横向变化显著的区域或有条件的地区，可以采用二维模型[5]。由于研究区域内浈江、武江、北江等河流河面较宽，污染物浓度在横向方向变化不大，且污染物在较短的时间内基本能混合均匀，因此水环境容量计算模型采用一维模型。

1.2.3参数选取

由于研究区域内无常规水文控制站，且土地利用差异较大，对于主要河流，采用径流系数法折算无水文数据河流的90%保证率最枯月流量。笔者根据1956～2000年韶关3个水文站监测数据获取武江下游、浈江下游、南水水库出口的90%保证率最枯月流量。其中对武江、浈江、韶关市区3个没有成型河流的散流区径流系数取0.6，其他山地、农田地区径流系数主要考虑地形和降雨强度、土壤蓄水能力等差异，径流系数取0.27。

污染物衰减系数选择方面，根据广东省地表水环境容量核定报告的调研成果，河流 COD 衰减系数取0.15/d，氨氮衰减系数为0.05/d。其他水力参数如曼宁系数、糙度，水质参数如扩散系数等根据国内的经验参数确定。

1.2.4目标约束条件

结合研究区域内主要河流水质现状、地表水环境区划及韶关市环境保护规划研究成果，将相邻功能类似的计算单元合并控制。武江段分为3段，马坝河分为2段，北江、浈江、南水河所有计算单元均统一确定水质控制目标(表1)。

2　研究结果

按照上述研究方法，计算芙蓉新区地表水系在既定水质目标、设计水文条件及现有排污口布设条件下的各计算单元的理想水环境容量，从理想环境容量中扣除非点源入河量即得到某个控制单元的可利用环境容量。

表1　芙蓉新区河段水质目标约束条件

本研究采用一维水质模型计算河流水环境容量时，采用段尾控制法分配环境容量，即只要保证控制断面水质达标即可，但以这种条件计算时两控制断面之间河流水质大部分处于超标状态，不符合河流水环境容量计算的初衷，因而在进行段尾控制计算时，一般会将计算得的水环境容量乘以不均匀系数，当河宽小于100 m时，不均匀系数在0.8～1.0内选择，本研究取中间值0.9(图3)。

图3　芙蓉新区水环境模型控制断面设置示意

表2　芙蓉新区各镇可利用水环境容量

3　讨论

韶关市芙蓉新区范围内主要饮用水源地和主要河流断面水质现状均达到其对应的水环境功能区划水质要求，但浈江的昌山变电站监测断面的水质由2011年的Ⅱ类水质下降为2012年Ⅲ类水质，水质有下降风险。虽然各主要河流监测断面的污染物监测指标年均浓度均达到相应的水环境功能区水质要求，但从月均值来看，马坝河和昌山变电站两个监测断面存在不同频次的化学需氧量、氨氮及总磷超标现象，但根据芙蓉新区主要水污染物排放负荷以及主要河流水环境容量计算和分析结果(表2)，除了重阳镇外，其余镇街仍有可利用环境容量，而重阳镇将出现氨氮水环境容量不足，因此韶关市芙蓉新区未来不仅需密切关注浈江水质下降与污染风险，而且需要重点关注重阳镇水环境可利用容量较小的现状和趋势，未来需采取更严格的水污染控制措施，加大经济结构优化调整力度，加快区域污水处理设施建设，提高污水的收集和处理能力，并加强农业面源污染控制，切实减少水污染物排放，防止超容量排放导致区域水质下降。

[1]张永良．水环境容量基本概念的发展[J]．环境科学研究，1992，5( 3) : 59～61．

[2]董飞，彭文启，刘晓波，等．河流流域水环境容量计算研究[J]．水利水电技术，2012，43(12) :9～14，31．

[3]于雷，吴舜泽，徐毅．我国水环境容量研究应用回顾及展望[J]．环境保护，2007(6) : 46～48，57．

[4]逄勇，陆桂华．水环境容量计算理论及应用[M]．北京: 科学出版社，2010: 8～12．

[5]刘兰芬，张祥伟，夏军．河流水环境容量预测方法研究[J]．水利学报，1998(7) : 17～21．

2016-05-17

余香英(1984—)，女，硕士，主要从事环境规划与管理方面的研究。

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1674-9944(2016)14-0088-02