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永定河水环境容量及总量控制研究

作者: 苏源
专业: 环境管理
导师: 刘花台
授予学位: 硕士
授予学位单位: 厦门大学
关键词: 河流污染;容量测定;总量控制;水质监测
摘要: 水不仅作为地球环境中的基本因子,也是维护人类生活和社会稳定的核心自然要素。近几十年来伴随我国改革开放带来的社会经济跨越式发展,水污染问题日益突出,水环境质量明显下降,严重地影响了人民的生产、生活及周边的生存环境。要解决水污染问题,首先应确定水环境容量,控制污染物排放总量。因此,对流域的水质、水环境容量进行全面、系统地分析并确定流域的水环境容量,是执行污染物总量控制的基本手段,也是有效保护和合理利用水资源的依据。开展流域水环境容量核算研究既可以制定合理的污染物排放总量控制目标,也能促其改善现阶段区域水环境管理事业中的不足,从而为流域水环境安全、流域地区经济社会可持续发展提供重要保障。
  本文在对龙岩市永定区永定河流域污染源调查的基础上,对永定河流域水环境质量进行了现状监测与评价,按照“十二五”确定的污染物总量控制指标和“十三五”可能增加的总氮(Total Nitrogen,TN)、总磷(Total Phosphorus,TP)指标,运用一维水质模型,采用段首控制法、段尾控制法、功能区控制法分别计算了化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)、氨氮(Ammonia Nitrogen,NH3-N)、TN、TP水环境容量,针对永定河存在的问题,制定了永定河流域“十三五”的水污染物减排目标,并为永定河污染物减排提出了科学合理的建议和措施。
  根据永定河流域污染源调查,永定河流域污染物主要来源是农业污染,其次是生活污染,工业污染占比较低。流域污染物COD排放量为7081.26t/a,NH3-N排放量为692.5t/a,TP排放量为322.64t/a;其中农业污染源排放COD、NH3-N、TP分别占总排放量的59.63%、48.32%、65.65%,生活污染源排放COD、NH3-N、TP分别占总排放量的37.89%、50.54%、34.35%,工业污染源排放COD、NH3-N仅占1%~2%。
  根据永定河流域水环境质量现状监测结果,整个永定河流域COD含量符合相应水质标准,但NH3-N、TN、TP含量在不同区段存在不同程度的超标现象。其中NH3-N、TN、TP含量在源头地区均为最低值;自虎岗乡进入高陂镇后三者含量显著提升,氨氮、TP含量超过了Ⅲ类水质标准但也达到了Ⅳ类水质标准,TN含量则超过了Ⅴ类标准;到达青溪段末时,永定河各类污染物指标应该达到Ⅲ类水质标准,但TN含量超过Ⅴ类标准,TP含量超标0.15倍;在下游执行Ⅱ类水质标准的饮用保护区段内,COD和NH3-N含量略微超标,TP含量超标1.2倍,TN含量则超标5.28倍;在永定河汇入汀江处,除COD含量外其他三指标含量均明显下降,仅TN含量超标,超标倍数也下降到1.47倍。综上所述,永定河流域主要污染物为TN和TP,其中TN全河段超标严重,超标倍数为1.34~5.28,TP部分河段超标,超标倍数为0.15~1.2。
  本文通过三种方法(功能区控制法、段首控制法、段尾控制法)计算水环境容量:多年平均流量条件下COD容量为29418.35t/a、22361.87t/a、22565.73t/a,NH3-N容量为909.75t/a、1024.01t/a、1036.94t/a,TN容量为-3320.56t/a、869.51t/a、885.45t/a,TP容量为104.68t/a、200.23t/a、204.37t/a;多年最枯月流量条件下COD容量为10389.84t/a、7617.88t/a、7742.77t/a,NH3-N容量为341.8t/a、339.24t/a、347.4t/a,TN容量为-1001.62t/a、268.66 t/a、278.89t/a,TP容量为46.25t/a、66.87t/a、69.62t/a。其中功能区控制断面法考虑污染物浓度,不能反映区段内水质变化超标情况,得到的环境容量值有正有负;段首、段尾控制法不考虑污染物排放浓度,仅考虑污水排放量,得到的水环境容量值除稀释容量外均为正,且远大于功能区控制法得到的结果。此外,段尾控制计算结果会稍大于段首控制结果,差值来自于自净容量。
  本次研究最终采纳功能区控制法计算得出的环境容量,结合污染物排放现状,多年平均径流量条件下永定河流域COD和NH3-N尚有水环境容量,但TP环境容量不足;多年最枯月流量条件下永定河流域COD尚有水环境容量,但NH3-N、TP容量不足,且容量不足区段主要为青溪段、东溪段和永定段。
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