文档介绍：基于控制单元的流域水环境容量总量分配研究
——以锦江流域COD分配为例
王涛张萌张柱陈宏文
· 2012-08-14 09:41:38 来源:《人民长江》(武汉)2011年23期
【内容提要】以赣江一级支流锦江流域为例,建立了控制单元内水环境容量总量分配方案模型,遵循“流域-区域、流域-子流域(支流)、流域-排污口(直排口)”的分配思路,根据流域具体情况,确定了水环境容量总量分配原则,对各控制单元的COD水环境容量总量进行分配,并采用合理性指数对不同分配方案进行评估,得出各个控制单元COD容量总量分配的推荐方案和备选方案。研究成果为该流域COD容量总量控制规划的制定提供了科学依据。
【关键词】水污染控制总量控制总量分配控制单元污染控制方案锦江流域
经过多年的研究,我国的流域水环境管理逐步形成了以污染物目标总量控制为主,容量总量控制和行业总量控制为辅的水质管理技术体系[1]。总量分配是在控制总量的基础上,对可利用的环境承载能力及允许排放量进行分配[2],按分配的受体不同,可将容量分配分为流域总量分配和污染源总量分配两种类型[3]。流域总量分配是将污染物排放总量分配到独立的行政区,或分配到水系、支流、子流域、排污口的过程;污染源总量分配是将污染物排放总量分配到各污染源的过程,在实际操作中常作为流域总量分配的后续步骤[3]。流域水环境容量总量分配是用水环境容量计算方法推算受纳水体的纳污总量,并按一定原则将其分配到各污染控制区及污染源,以实现对流域水污染物的容量总量控制,并能更有效地利用水环境容量资源。由于流域水质目标管理是
“国家-流域-区域-控制单元-污染源”的多层次体系[4],因此,需从不同层次上对流域的水污染总量控制技术进行研究。
1  研究区概况
锦江系赣江一级支流,发源于江西、湖南两省交界的幕阜山脉东麓的坪子岭,自西向东流经慈化、株潭、万载、徐家渡、凌江口、上高、灰埠、高安、松湖、新建等地,于南昌市新建县瑞河口汇入赣江,,,%o[5]。
根据控制单元划分的一般原则,结合锦江流域的自然地理与社会经济特征、污染状况以及水质现状等,将锦江流域划分为4个控制单元,从上游至下游依次为万载控制单元、上宜控制单元、高安控制单元和新丰控制单元(图1)。
2  研究方法
研究区水环境容量总量计算的目标函数采用简单的线性目标函数[2]
总量分配的合理性可采用基尼系数法和合理性指数法评估[3,7],本研究采用合理性指数(TCRI)对各分配方案的合理性进行评估,指数的分项指标如表1所示,控制单元内各排污口的容量总量分配暂不考虑公平性指标(枯水期不考虑非点源贡献),因此权重系数
(2)下限约束条件。本研究在对各排污口进行容量总量分配时,将排污口现状排放量的10%作为该排污口的排放下限约束条件。
为排除不确定性因素对流域水环境管理带来的潜在风险,在进行总量分配时需预留出一定的量作为安全余量不参与分配,一般取5%~10%[8-9],本研究取10%。总量分配遵循
“流域-区域、流域-子流域(支流)、流域-排污口(直排口)”的分配思路[3],按照一定的分配原则,基于控制单元对锦江流域COD的水环境容量总量进行分配,全部计算在Excel2003中利用“工具\规划求解”内嵌的规划求解工具完成。
总量分配的方法很多,根据分析的角度和侧重面不同,总量分配的一般原则有等比例分配原则、费用最小分配原则、按贡献率削减污染排放量分配原则、按污染范围和程度(包括污染长度、面积的大小)分配原则、按污染物毒性大小承担污染责任分担率原则、按企业污染治理的先进性考虑污染责任分担率和削减率的分配原则[10]。本研究主要考虑了以下几方面原则。
(1)按贡献率削减排放量分配原则。即按控制单元内各污染源对污染物排放总量的贡献率,对水环境容量总量进行分配。
(2)合理性指标最大分配原则。该分配原则考虑环境容量利用率和现状负荷率,使容量总量分配的合理性指标最大,直接规划求解,得出分配方案。
(3)在合理性指数最大条件下,对排放量进行约束。该分配原则充分考虑排污口的排放情况,对排污口的污染带长度进行约束,同时保障排污口的排污权利,本研究中赋予排污口不低于10%的现状排放量。
(4)企业治污的难易程度。在合理性指数最大,对排放量约束的同时,考虑企业治理污染的难易程度,对有削减难度的排污口不进行削减,规划求解,得出分配方案。
3  结果与分析