锦江流域水环境容量估算与总量分配研究

摘要

近年来,随着经济的发展,水体污染问题日益严重,有的甚至严重影响到人们的生活质量。本文选择COD以及氨氮为主要控制因子,对锦江流域进行水环境容量计算(2008年),并采用基尼系数法对各计算单元进行总量分配与公平性评估,针对超出环境容量值的区域初步提出产业结构调整方案,论文主要得到以下研究成果:
　　 (1)在选用一维水质模型的基础上,根据国家“十一五”以及“十二五”规划,选择COD以及氨氮作为总量控制因子,对锦江流域进行了总量计算,其中,设计流量是选用传统的30Q10(近十年最枯月均流量)和在30Q10的基础上,在枯水季节无流量或是流量很小的情况下,选用最枯季节的平均流量为设计流量,流速选用设计流量对应的流速,降解系数选用类比法,COD以及NH3-N降解系数取值分别为:0.2d-1和0.1d-1。
　　 (2)在其他条件不变的前提下,选用最枯月与最枯季流量进行水环境容量的计算,采用不同的设计流量以及流速值进行流域的水环境容量计算,最枯月COD容量为102811t／a,氨氮为2294t／a,最枯季COD容量为101181t／a,最枯季氨氮容量为2640t／a。最枯月流量小于最枯季流量,两者之间存在着较大的差异,但最枯月的COD容量大于最枯季COD容量,根据水环境容量一维水质模型的计算公式可得,水文条件的设计是影响流域水环境容量的关键因素,说明流量和流速在COD容量的计算上有着重要的作用。
　　 (3)锦江流域的季节性流量较明显,因此,选用最枯季容量进行总量的分配,将人口、GDP、土地面积、污染物排放作为分配考量因素,选择分配模型对容量进行初始分配,其中,权重系数是在等比例分配的基础上适当提高人口、GDP权重进行分配。选用基尼系数法对分配结果进行了公平性评估,基尼系数值越小说明分配越趋公平。总体来说,在所有的分配方案中,方案b为最优分配方案,即在以人口和GDP占主要影响因素的前提下的分配愈趋公平。在点源贡献中,方案6各指标基尼系数值均小于0.10；在总污染贡献中,方案b各指标基尼系数均小于0.12。
　　 (4)点源贡献中各计算单元COD分配结果分别为:20171t／a,39036t／a,24149t／a,17825t／a,氨氮分配结果分别为:520t／a,1025t／a,626t／a,469t／a。总污染贡献中各计算单元COD分配结果分别为:21372t／a,36642t／a,24321t／a,18847t／a,氨氮分配结果分别为:569t／a,935t／a,621t／a,515t／a。
　　 (5)将流域环境容量与现状排放量进行比较,流域内各计算单元COD均有剩余容量,氨氮的容量利用率分别为96.0％,78.7％,103.5％,108.9％,水中的氨氮来源主要为生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物,某些工业废水,以及农田排水。不难看出,锦江流域的面源污染比较严重,应着重控制高安市以及新建县和丰城市的畜禽养殖和城镇生活所带来的非点源污染。锦江流域的产业结构类型是从“二、一、三”逐渐向“二、三、一”转换。应降低第一产业的比例,为了加快流域内经济的发展,可以适当增加第二产业的比例。