基于水质模型的武进港流域容许负荷量计算与负荷削减方案评估研究

发布时间：2020-07-19 19:17

【摘要】：随着社会经济的发展,我国水环境污染问题日益突出,亟需开展科学有效的水污染总量控制与负荷削减研究工作。以水环境容量为基础的污染物总量控制是当今水污染控制的发展趋势,流域是进行水污染控制的最有效单元。因此,研究流域的污染物容许负荷量与负荷削减,具有重要的理论与实践意义。本文以江苏省武进港流域为研究对象,通过污染源估算和水质评价确定了武进港流域的主要污染源和水质超标因子,应用QUAL2K模型构建了武进港水质模型,并对模型进行校准与验证,运用模型试错法模拟计算了武进港流域的容许负荷量,提出了武进港流域水污染物排放总量控制的主要对策与措施,模拟评价了五种类型的流域负荷削减方案,最后提出了优选河流水质改善方案的方法。论文主要研究内容及成果包括如下几个方面： (1)对武进港水质采用单因子指数法进行评价,确定要模拟的水质因子对武进港主要水质监测断面2010年的水质监测数据采用单因子指数法进行水质评价。主要水质因子COD、NH3-N、TN和TP均超标,因此选择这四个水质因子进行水质模拟和容许负荷量计算。 (2)应用QUAL2K水质模型,对武进港进行河段划分、确定模型数据输入方式,通过模型校验建立了武进港干流水质模型武进港干流模拟河段共35km,划分为8个河段。采用2010年枯水期、平水期、丰水期以及年平均的武进港水质监测数据分别进行模型参数的校准,分别得到武进港在丰、平、枯三个水期以及年平均的COD降解速率、氨氮硝化速率、有机氮水解速率、硝氮反硝化速率、有机磷水解速率和无机磷水解速率选用武进港2011年年均水质监测数据进行模型参数验证发现,武进港水质模型的模拟值与实测值吻合较好,说明模型具有较好的模拟精度,可以很好的定量描述武进港水质在时间和空间上的变化。 (3)采用模型试错法模拟计算出武进港流域的容许负荷量结合流域内污染源的实际位置,采用模型试错法对武进港流域的容许负荷量进行模拟计算,得到各河段COD、氨氮、总氮和总磷的容许负荷量,得到武进港的容许负荷量上游最大,中下游较小。 (4)提出武进港流域污染物排放总量控制的相关措施根据武进港流域污染负荷现状排放量,对比容许负荷量(水环境容量)的模拟结果,得到各河段污染负荷削减量,发现上游水环境容量严重不足。针对流域的实际情况,提出了武进港流域水污染总量控制主要对策与措施,包括各河段污染负荷的削减比例、水污染源头控制的各种对策以及总量控制的经济与管理措施,重点提出了河道污染控制技术。 (5)模拟评价了五种类型的流域负荷削减方案模拟了以下五种类型的负荷削减方案：①只控制点源；②只控制面源；③只治理河道；④控制点源、面源；⑤既控制点源、面源,也治理河道,得到各方案末端水质达标所需的负荷削减率。通过综合评价得知,既对污染源进行控制,也对污染河道进行治理,具备可操作性和实用性。 (6)优选了河流水质改善方案以武进港流域的红旗河为例,采用QUAL2K模拟了垂向移动式生态床、生物接触氧化、生态浮床三种技术构成的六种方案,通过综合评价,依次设计生物接触氧化、生态浮床、垂向移动式生态床为最优方案。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X52

【参考文献】