黄河呼和浩特段动态性水环境容量研究及风险评价

发布时间：2020-04-14 09:27

【摘要】：流域水环境安全直接关系到国家经济安全和社会稳定,随着社会经济的不断发展,需水量和排水量不断增加,而在水资源短缺的同时,污水排放量却没有与水环境容量相协调进行,从而使流域水环境日益恶化。因此,基于动态性水环境容量研究,为排污企业提供排污导向,为行政管理部门污染物总量控制及保护对策的制定提供依据,是流域水环境健康发展的基石。本研究以黄河呼和浩特段为研究区域,通过分析流域内主要污染源分布、污染物贡献量和超标污染物,采用单因子指数法,结合水质实际情况和污染物特性,确定了动态性水环境容量目标污染物；按照黄河呼和浩特段干流功能区划和排污口位置,划分了7个控制段,并选取了重点控制段；基于黄河呼和浩特段9个断面的水文、水质和区域气象等数据建立了一维、三维水动力与水质耦合模型,对黄河呼和浩特段进行了一维动态性水环境容量分析,对“引黄入呼”取水口进行了三维动态性水环境容量解析；以动态性水环境容量为基础,计算了各污染物的动态性水环境容量风险值,对其风险级别进行了初步评价,并提出了水质保护对策,主要结论如下：(1)基于MIKE中的ECOLab模块,为一维水动力模型定制了总水位、液态水位和冰盖厚度关系间的冰盖模板。经过对模型率定,冰盖、风力是黄河呼和浩特段的主要特征因素,粗糙值是水动力主要率定参数,水质主要率定参数包括降解系数、温度系数等30项。率定后的水位和流量模拟结果与实测值相对误差σ≤15%、纳什系数E≥0.9,水质模拟结果与实测值相对误差σ≤20%、纳什系数E≥0.8。水位误差区间≤0.19m,流量误差区间27m3/s,所有率定断面DO、COD、BOD、NH3-N、TP、NO3-、FC误差区间分别0.09mg/l、0.28mg/l、0.10mg/l、0.11mg/l、0.076mg/l、0.13mg/l、203个/l。可满足动态性水环境容量计算精度要求。(2)黄河呼和浩特段DO、COD、BOD、NH3-N、TP、N03-、FC动态性水环境容量变化范围分别为：839.94～2506.38t/d、-167.03～3482.44t/d、324.36～1330.44t/d、-74.00～370.84t/d、14.11～64.14t/d、1026.98～4032.54t/d、747.11×106～4112.12×106个/d。除COD和NH3-N外,其它各污染物非冰封期动态性水环境容量大于冰封期,非冰封期内各污染物动态性水环境容量8～10月份最大,3月份、4月份和11月份居中,5～7月份最小。(3)“引黄入呼”取水口各污染物垂向动态性水环境容量相差较小,第一层至第四层DO、COD、BOD、NH3-N、TP、NO3-、FC动态性水环境容量变化范围分别为：39.91～231.55t/d、-50.56～389.51t/d、4.35～107.14t/d、4.87～57.46t/d、1.63～7.50t/d、139.59～558.20t/d、80.45×106～568.42×106个/d。除COD和NH3-N外,其它各污染物非冰封期动态性水环境容量大于冰封期,非冰封期内各污染物动态性水环境容量8～10月份最大。(4)流量对各污染物的动态性水环境容量影响大于水质过程中的综合降解影响,各污染物动态性水环境容量在月份变化处具有明显的波动,最大波动出现在7月份,但在月份段中整体变化较为平稳。控制河段1～7和“引黄入呼”取水口一至四层各污染物动态性水环境容量变化趋势相同。黄河呼和浩特段沿线自上游至下游各污染物动态性水环境容量逐步减小。现有取水断面上的取水点为最佳取水点,可按照取水口处河道特性和季节特征,选择在垂向simga第二层(1～2m间)、第三层(2～3m间)取水。(5)黄河呼和浩特段DO、COD、BOD、NH3-N、TP、NO3-、FC动态性水环境容量风险值变化范围分别为：1.18～1.50、1.33～2.19、1.03～1.61、0.04～2.53、0.87～1.60、0.40～0.79、0.24～1.34。“引黄入呼”取水口1m以上、1～2m间、2～3m间、3m以下DO、COD、BOD、NH3-N、TP、NO3-、FC动态性水环境容量风险值变化范围分别为：0.69～1.51、1.21～1.89、1.13～1.59、0.45～1.76、0.90～1.30、0.42～0.82、0.24～1.31。COD和NH3-N动态性水环境容量风险处于低级和较低级别,DO、BOD、NO3-、TP、FC处于低风险级别以下。(6)黄河呼和浩特段削减污染物为COD和NH3-N。COD削减日期为4月16日～5月17日,总计削减量4570.19t/a,最大削减量57.52t/d。NH3-N削减日期为5月26日～6月7日,总计削减量3410.45t/a,最大削减量16.12t/d。主要削减河段为控制段1(“引黄入呼”取水口)。黄河呼和浩特段DO、COD、BOD、NH3-N、TP、NO3-、FC动态性水环境容量可观,均处于较低风险级以下,COD、NH3-N出现了短暂的负动态性水环境容量。在总量控制和水质保护对策下可使黄河呼和浩特段健康和持续的发展,不会对“引黄入呼”取水口造成持久性影响。
【图文】：

家寨（ｉｎ°１０＇Ｅ，３９°１５Ｗ），逡逑上游与包头市衔接，，下游至准格尔旗NB家寨，主要支流有大黑河、哈拉沁沟、水磨逡逑沟和什拉乌素河（见图２）。黄河呼和浩特段流量和水体自净能力时空分布差异大、逡逑河宽变化明显、流速差别显著，进而影响了年内水环境容量的稳定性。沿线分布有逡逑规模不同的化学原料制造业、电力热力生产供应业、生物制药业及农业养殖业等，逡逑对黄河呼和浩特段的年内水环境容量造成很大威胁。逡逑嫇

本文编号：2627150