河网型控制单元水质目标管理技术_管理技术_水专项_技术

应用领域：平原河网

技术应用形成：; 药剂; 菌剂; 材料; 仪器; 装备; 服务; 其他;

技术成熟度：示范工程; 示范工程; 中试; 推广应用; 产业化; 市场化;

知识产权形式：自主研发/优化集成

技术简介/摘要

一、技术原理

基于分类输出系数法核算平原河网区非点源污染负荷，分析污染物产生、排放、入河量；基于EFDC模型构建河网和湖体水动力水质模型，得到水质响应特征曲线；基于5级分配技术得到总量控制方案。

二、技术内容或工艺路线

1. 基于分类输出系数法进行污染源核算

河网地区水系密布、水流复杂、污染物去向不清晰，难以通过建立大尺度模型直接核算流域污染负荷，这对控制单元非点源核算带来很大的难度。针对这种情况，常采用输出系数法进行污染负荷或者入河负荷核算。河网区非点源主要包括农村生活、畜禽养殖、农业种植3类污染，在实际核算中应根据各类污染的产生、排放和入河过程，建立分类输出系数模型，分区核算。

2.应用动态模型进行污染源-水质压力响应关系分析

河网地区河流水质响应规律不明显，难以采用经验性、稳态的水质模型获得清晰、明确的压力响应关系。必须采用动态水质模型进行水质模拟，在进行模型敏感性分析和不确定分析的基础上，获得相对稳定的水质压力响应特征曲线。

3.应用分级污染分配体系进行总量分配

太湖地区湖泊、河网互相连通，长江、太湖通过河网相互补给，流域内污染物通过支流进入河网，而后进入湖泊。对于控制单元而言，污染主要来源于上游输入、本区支流排放、本区直排。在污染控制中应进行污染源结构分析，明确主控污染源，遵循“分区核算、分类控制”的原则，划分上游污染、本地排放的比例关系，重点控制本地污染，分点、面源进行总量分配。

三、关键技术方法

1．建立水质响应特征曲线——基于EFDC模型分别建立太滆运河河网水动力模型和滆湖三维水动力，基于wasp模型建立水质模型，结合设计水文条件和污染源情况，进行水质模拟，得到水质响应特征曲线。

2．控制单元分级污染分配——按照湖体直接污染源（大气沉降、湖体内源、河流输入等）、直接入湖河流污染负荷、河流上游和本地污染负荷、本地点面源污染负荷等5个级别进行污染源分配，得到控制单元污染分配方案。

四、技术创新点

1综合考虑水环境功能目标、常规污染物含量限制、有毒物质限制、水华限制等多要素，确定控制单元水质控制目标。

2自下而上将污染来源逐层划分为5级，分级进行控制单元总量分配。

推广应用案例

应用单位：中国环境科学研究院

在“分区、分类、分级、分期”的水环境管理理念的指导下，在“流域－区域－控制单元－污染源”水环境管理层次体系中，以水质目标管理为最终目标，直接面向污染源，开展太湖竺山湾-太隔运河控制单元的水质目标管理研究。主要结论如下：

（1）识别了竺山湾-太隔运河控制单元的水环境问题，揭示了控制单元常规污染物含量高，长期大面积处于超标状态。含氮污染物（TN）是首要超标污染物；含磷污染物（TP）其次；有机污染物含量也较大，存在较大的超标风险；水体处于富营养状态，水华现象频发。

（2）确定了控制单元营养物、有机污染物、毒性污染物、浮游植物等水质控制目标。

（3）进行了控制单元点污染源和非点污染源负荷的核定，识别了控制单元的污染源负荷比例和类型。

（4）建立了太滆运河—竺山湾控制单元的多维动态水质模型，计算得出竺山湾允许纳污量。分别选用EFDC和WASP建立了太滆运河河网和竺山湾的水动力模型和水质模型，对主要参数进行了率定和误差分析，实现了对其水动力和水质过程的准确模拟。

（5）采用动态算法，即基于多维动态水质模型建立太滆运河-竺山湾控制单元的负荷-水质响应关系，针对竺山湾的主要水环境问题和污染物现状排放过程，计算出其允许纳污量。其中TN为2058.5 t·a-1；TP为92.1 t·a-1；NH3-N基于现状排放过程为1193.5 t·a-1，其春夏秋冬四季的浓度限值分别为0.90 mg·L-1、0.94 mg·L-1、0.87 mg·L-1、0.85 mg·L-1；CODMn为5102.2 t·a-1。

（6）识别了竺山湾主要污染负荷来源，利用基于污染物源汇关系的污染负荷层次分配法形成污染负荷分配方案。首先对平原湖湾型控制单元的污染物主要来源进行了识别，并对大气沉降、内源释放、岸带面源、河渠径流四大源的污染物输运原理、负荷及其影响因素进行了分析，核定了主要污染源的排污符合。在污染源识别和负荷核定的基础上，厘清太滆运河—竺山湾控制单元的污染源汇关系，建立其污染负荷层次分配体系，将计算得出的允许纳污量以负荷形式分配到污染源。负荷分配方案能使竺山湾水质达到预设目标。

（7）给出了控制单元污染减排方案，确定了污染物削减目标和包括源头削减、过程削减、末端削减的方案。

联系单位：清华大学

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工艺流程图：