上游地区黄山市和绩溪县作为新安江流域共建区在水源涵养与生态保护工作中的直接投入成本DC 与间接投入成本IC 共同构成了水源涵养与生态保护的总成本C,以此作为水源涵养与生态保护补偿计算的依据。因此,引入水质修正系数KE,对下游利用上游水量所分担的投入进行修正,最终得到下游生态共享区对上游地区生态建设总投入的补偿标准,按照式计算,该式即为水资源补偿计算模型的基本公式。......
2023-11-21
水环境容量计算及自净系数确定-生态补偿与流域生态共享
【摘要】：水环境容量的计算为确定上下游地区的生态补偿提供参考。表9-2水环境容量计算结果9.3.3.3自净系数在计算过程中,为了计算水质修正系数,根据模型的输入参数,需要求得新安江流域的自净系数K。本章计算的水环境容量以及自净系数,为新安江流域上游地区经济发展总量预测以及生态补偿模型中水质修正系数的计算作准备。
9.3.3.1 水环境容量计算过程
在使用河流水环境模型进行计算的过程中,为了研究新安江流域上游地区排污与街口断面水质标准的影响,对新安江流域进行概化:源头从黄口算起,终点设定在街口,干流河段长度77.1km,将屯溪和渔梁两个断面以上河流概化为两条支流进行参数输入和计算。由于街口的水质标准是关键,因此选用街口作为监测点。为了求得水环境容量临界值,选取2002年的排污量数据作为基础数据,将各排污口的污染物COD 和氨氮浓度值等比增大,直至达到街口监测断面的水质控制目标 (Ⅱ类、Ⅲ类或Ⅳ类标准),通过不断调整排污口的污染物浓度,最终求得1990～2004年15年的不同水质标准下的COD 和氨氮的最大水环境容量数据。
计算过程中数据处理说明:
(1)由于缺少支流的流速参数,1990～2004年15年的流速取为0.1m/s。
(2)排污口参数仅有2002一年的数据,因为在计算过程以该年为基本参数计算出来的COD、氨氮水环境容量的值基本不变。
(3)分别控制检测口水质为Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类水质,计算得到各类水质目标下新安江流域的最大水环境容量。
(4)计算COD 和氨氮最大水环境容量时排污口参数是基于2002 年数据进行等比增加。
9.3.3.2 水环境容量计算结果分析
整理计算所得的系列资料见表9-2,将计算成果拟合成图9-1 和图9-2,发现COD、氨氮的环境容量与干流的流量成良好的线性关系。从Ⅱ到Ⅳ类,随着水质目标的下降,水环境容量与流量的线性关系的斜率逐步增大。在以后的发展过程中根据实际的流量,就可以推算出最大的可能排污量。Ⅱ类情况下的最大COD 和氨氮水环境容量分别为214826t/年和8239t/年;Ⅲ类情况下的最大COD 和氨氮水环境容量分别为232651t/年和19367t/年;Ⅳ类情况下的最大COD 和氨氮水环境容量分别为362349t/年和30935t/年。平均流量(242.7m3/s)下,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类水的COD 和氨氮水环境容量分别是139343t/年和5287t/年、157462t/年和13076t/年、245022t/年和20019t/年。水环境容量的计算为确定上下游地区的生态补偿提供参考。
目前新安江流域上游地区水质良好,全年以Ⅰ、Ⅱ类居多,出现Ⅲ类水的情况并不多见。当前,1990～2004年15年间的COD 的最大排放量为17411t/年,远低于正常情况下的COD 水环境容量值,说明新安江流域上游地区未来发展工业、提高居民生活水平还有很大的发展空间和增长潜力,对保持新安江流域的生态平衡和保证下游地区的可持续发展意义重大。
表9-2 水环境容量计算结果
(www.chuimin.cn)
9.3.3.3 自净系数
在计算过程中,为了计算水质修正系数,根据模型的输入参数,需要求得新安江流域的自净系数K。一般说来,河流的自净系数在0.05～0.30之间。如果流出断面污染物浓度为需要达到规定的水质标准,K 值的确定是演算的关键。影响K 值的主要因素是河流水量大小、河段划分的长短和污染物的种类等。采用下式进行计算
图9-1 COD 水环境容量与流量关系图
图9-2 氨氮水环境容量与流量关系图
式中:Δt为流经上、下断面的时间;C0,C 分别为上、下断面COD 浓度,mg/L。
经计算,代入上下断面COD 浓度值(目前1990～2004年15年间的上断面浓度平均值为2.26mg/L,下断面浓度平均值为1.92mg/L),求得自净系数为0.163。
由于河流水环境容量模型只涉及COD 和氨氮的计算,对于其他污染物成分没有考虑,而且即使对COD 和氨氮进行了计算,也只是对点源污染所进行的,无法对其进行准确计算,只是一个估算值,在实际应用中,只能用作参考值,不能当作一个标准来实施。
本章计算的水环境容量以及自净系数,为新安江流域上游地区经济发展总量预测以及生态补偿模型中水质修正系数的计算作准备。需要说明的是,对于上游地区经济发展总量的预测,考虑水环境容量的约束条件,其主要目的是估计当出口断面水质达到规定标准时上游地区最大的经济发展水平。目前新安江流域上游地区水质良好,1990～2004年15年间的COD 的最大排放量远低于正常情况下的COD 水环境容量值,发展空间很大。但这只是COD 污染物的计算,综合其他污染物后,水环境容量值会减少。在上游地区经济发展预测部分中,仍然采用发展指标进行预测,水环境容量值仅作为参考。
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