扬州城市河流污染物总量估算及对策研究论文_叶素飞1,彭秀琴2,季亚辉3,胡一新4

1.江苏省水利重点工程扬州市指挥部 扬州 225009;

2.扬州市勘测设计研究院有限公司 扬州 225009;

3.湖北省水利水电科学研究院 武汉 430070;

4.庆元县农业综合开发办公室 浙江庆元 323700

摘要:城市河流是城市景观和生态的重要载体,城市河流污染物总量估算是河流污染物控制的重要基础指标。本文以扬州市为例,通过少量参数对城市河流污染物总量进行了估算,并提出了河流污染物控制措施。研究结果表明:基于少量参数对城市河流污染物总量进行估算合理可行;城市生活污水和面源污染是扬州市城市河流水体污染物主要来源。

关键词:城市河流;扬州;污染物重量;估算

Estimation and Countermeasure Research on pollution amount of Yangzhou urban river

Abstract: Urban River is an important carrier of urban landscape and ecology, the total estimation is one of the important basic indicators of urban river pollution control. In this paper, Take Yangzhou city as an example, it estimate urban river’s pollution amount by a few parameters, and put forwards prevention measures. The results show that: the city sewage and non-point source pollution is the major source of urban river water pollutants.

Keyword: urban river; Yangzhou; pollution amount; Countermeasure

城市河流是城市景观和生态环境的重要载体,研究者对其做出具体定义:指发源于城区或流经城市区域的河流或河流段,也包括一些历史上虽属人工开挖、但经多年演化已具有自然河流特点的运河、渠系[1]。城河流受人类活动干扰,是人类活动与自然过程共同作用最为强烈的地带之一[2]。恢复和维持健康的城市河流生态和景观系统已成为重要的生态管理目标[3]。准确分析估算城市河流污染物来源及总量是城市河流生态管理的重要基础工作,也是制定城市河流污染物控制指标确定的基础内容之一。

众多学者对此进行了大量研究,已有的河流水环境容量估算中,通常首先设定河流的目标水质和一定保证率下的设计流量,再建立一维或二维的水环境容量模型,并在模型参数的率定基础上进行估算[4-7]。已有的研究侧重于理论模型研究,所需参数较多,在日常的河道管理及规划、环境指标分解等工作的应用中还存在一定的难度。因此,本文以扬州市为例,基于易获取的资料,进行了城市河流污染物总量估算,并提出了河流污染物控制措施。

1、概况

扬州属亚热带湿润气候区,夏季多东南风,冬季多偏北风;四季分明,年平均气温14.8℃;雨量充沛,多年平均降雨量1027.8 mm,年最大降雨量1520.7 mm(1991),且时空分布不均,最大3日降雨量281.8 mm,暴雨性质主要为梅雨和台风雨。年平均水面蒸发量为906.3 mm,年水面蒸发量最大值为1086.4 mm(1994),最小值为775 mm(2003),水面蒸发的年内分配很不均匀,汛期(5~9月)的蒸发量占全年的59.5%。

本文研究区域为古运河以西,南到古运河,扬子江路以东,江平东路以南约22.44 km2的范围,区域总人口20多万人,其中常住人口16多万人,流动人口约4万人。

2、污染物计算方法分析

根据已有的研究成果,将研究区内污染物分为生活污染源、面源污染、内源头污染三类,分别进行分析。

2.1生活污染源入河量

生活污染源入河量可采用两种估算方法,方法1是按生活、公共分别估算,方法2是按污水处理量估算。

(1)按生活、公共分别估算

1)居民生活污源入河量

居民生活污水入河量采用污水总量和污染物浓度相乘,污水总量采用居民生活用水量间接估算,污染物浓度结合长期监测资料,选取具有代表性的污染物浓度作为典型值代入计算。

居住用地、公共设施、仓储用地、对外交通、市政设施和绿地。

2.3 内源污染物释放量估算

内源污染主要指进入水体中的营养物质通过各种物理、化学和生物作用,逐渐沉降至湖泊底质表层,在一定条件下向水体释放,形成水体污染负荷。城市河道内源污染计算主要考虑河道底泥污染物释放。污染严重的城区河流,由于长期的积累,沉积物中氮磷负荷很高,换水后,底泥中的污染物会释放进入水体,部分河流湖泊内源污染已成为河流湖泊的重要来源[8]。内源污染物释放量估算采用区域河流污染物释放率和河流底面积为基础参数。根据河道底泥监测资料分析,确定本区域河流污染物释放率;底面积根据河道的长度和宽度进行估算。

3、污染物入河量估算与讨论

3.1 生活污染源入河量估算

(1)按居民、公共分别估算法

1)居民生活污水入河量

用水定额取210 L/(人·d),区域用水量1533 万m3/a,排水系数取0.80,则排水量1226.4万m3/a,污水收集率85%,则有184万m3/a入河,根据相近地区取样研究,取COD浓度300 mg/L,BOD5浓度180 mg/L,氨氮浓度30 mg/L,则污染物排放量COD为552.0 t/a,BOD5为331.2 t/a,氨氮为55.2 t/a。

2)公共建筑污水入河量

2010年扬州市城镇公共用水主要集中在医院、学校、住宿和餐饮业及沐浴业等单位与行业,其中公共沐浴排水占废水排放量36.5%,学校、医院、科研单位排水占33.2%,住宿和餐饮业排水占23.4%,其他公共排水占6.9%。城市污水处理率85%,有15%城市公共企业就近排放水体。研究区域污水总量约为173.6万m3,排放量为26.04万m3,根据相近地区取样研究,取COD浓度240 mg/L,BOD5浓度160 mg/L,氨氮浓度15 mg/L,则污染物排放量COD为62.50 t/a,BOD5为41.66 t/a,氨氮为3.90 t/a。

3)居民、公共生活污染源入河量

径流雨水入河污染物量COD为799.68 t/a, BOD5 为317.95为t/a,氨氮为8.08 t/a。

3.3 内源污染物释放量估算

内源污染主要包括水产养殖污染和河道底泥污染物释放等项目。首先计算水产养殖污染,据调查,本研究区域养殖面积几乎没有,因此,这部分污染源项可不计。内源污染计算主要考虑河道底泥污染物释放。污染严重的城区河流,由于长期的积累,沉积物中氮磷负荷很高,换水后,底泥中的污染物会释放进入水体,根据河道底泥监测资料分析,确定本区域河流污染物释放率。

3.4 污染物入河量汇总

各类污染源入河废水量及污染物量汇总成果见表3-8。扬州市河流污染负荷较大,COD,BOD和氨氮的排放量较多,其中城市生活污水和面源污染是扬州城市河流水体污染物主要来源。由于扬州城市河流水体流动性较差,水环境的稀释容量和自净容量较小,水质目标不变时,水环境容量较小。因此本河段可通过削减污染物入河量、提高水体流动性以提高水体环境容量,改善区域河流水质。鉴于扬州城市河流水体流动性受城市涵闸系统的限制,水体流动性受到一定限制,因此,削减城市生活污水和面源污染才是提高扬州城市河流水体水质的根本措施和途径。

4、结论与讨论

综上,得出结论如下:

(1)本文基于易获取的资料,进行了扬州市城市河流污染物总量估算,所需参数较少,且易于获取,可满足日常的城市河道管理、规划和指标分解等工作的应用要求。

(2)城市生活污水和面源污染是城市河流水体污染物主要来源,内源污染源则相对较少。提高水体流动性和削减污染物入河量均可不同程度改善河流水质,但受限于扬州城市河流水体流动性现状,削减城市生活污水和面源污染才是提高扬州城市河流水体水质的根本措施和途径。

参考文献:

[1] 宋庆辉, 杨志峰. 对我国城市河流综合管理的思考[J]. 水科学进展, 2002(03).

2002(03).(in Chinese with English abstract)

[2] 赵彦伟, 杨志峰. 城市河流生态系统健康评价初探[J]. 水科学进展, 2005(03).

2005(03).(in Chinese with English abstract)

[3] 杨馥, 曾光明, 刘鸿亮, 等. 城市河流健康评价指标体系的不确定性研究[J]. 湖南大学学报(自然科学版), 2008(05).

2008(05).(in Chinese with English abstract)

[4] 胡国华, 赵沛伦, 王任翔. 黄河孟津—花园口河段水环境容量研究[J]. 水资源保护, 2002(01).

2002(01).(in Chinese with English abstract)

[5] 李永军, 陈余道, 孙涛. 地理信息模型方法初探河流环境容量——以漓江桂林市区段为例[J]. 水科学进展, 2005(02).

2005(02).(in Chinese with English abstract)

[6] 陈丁江, 吕军, 金树权, 等. 河流水环境容量的估算和分配研究[J]. 水土保持学报, 2007(03).

2007(03).(in Chinese with English abstract)

[7] 陈丁江, 孙嗣旸, 贾颖娜, 等. 区域点源和非点源磷入河量计算的二元统计模型[J]. 环境科学, 2013(01).

2013(01).(in Chinese with English abstract)

[8] 朱广伟. 太湖富营养化现状及原因分析[J]. 湖泊科学, 2008(01):21-26.

2008(01):21-26.(in Chinese with English abstract)

论文作者:叶素飞1,彭秀琴2,季亚辉3,胡一新4

论文发表刊物:《基层建设》2015年17期供稿

论文发表时间:2015/12/3

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扬州城市河流污染物总量估算及对策研究论文_叶素飞1,彭秀琴2,季亚辉3,胡一新4
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