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厦门市河流纳污能力核算与排污控制措施探讨 　　【摘要】加强厦门市主要河流水资源保护和生态相关的科学研究。主要包括河流水环境与生态保护对策研究、非点源污染物量化与控制技术研究、水体污染控制与生态修复技术研究、水资源保护监督管理对策措施研究，为流域水资源和水环境保护提供技术支撑。为了确保厦门市主要河流恢复良好的水质状况，必须在按照水功能区纳污能力进行流域水污染控制的同时，加大流域水污染治理的力度，使河流水质达到水质目标的要求。 　　【关键词】厦门；河流；QUAL2E模型；纳污；排污 　　1、前言 　　厦门地区属南亚热带海洋性季风气候，温湿多雨，年平均气温20.3℃，日最高气温38.5℃，极端最低气温-1℃，多年平均相对湿度为78%。全市多年平均降雨量1388mm，80%左右的降雨量集中在3～9月份，其中6月降水量多，占全年降水量的20%，全年大于等于25mm的降水日数平均为13.6天。全市多年平均年径流深等值线600～1100mm，多年平均水面蒸发量等值线1100～1500mm，陆面蒸发量等值线650～700mm。 　　厦门市主要河流为同安区的东西溪和官浔溪、集美区的后溪、翔安区的九溪等四条流域。纳污能力的研究方法有很多，笔者利用厦门市主要河流特征以及水文、水质资料，选择QUAL2E模型计算水体纳污能力。QUAL2E模型可以同时考虑点源和非点源污水入流对河流造成的影响，也可研究单一河道和枝状河系及沿程流量变化情况，模型参数易确定，计算精度较高。 　　2、QUAL2E模型 　　QUAL2E是一个完整具弹性的一维、稳态河流水质模型。QUAL2E的基本理论为一维传流、扩散质量传输等式，其中包括了传流、延散、溶解、物质反应和相互作用、其他来源及消失项。 　　在QUAL2E模型中，河段划分为若干个计算单元，计算单元长度随流程距离而变化，对中小型河流而言，流程越短，计算单元的长度越小，则每单元与实际情况愈接近，模拟愈精确。 　　3、模型参数分析 　　3.1 设计流量 　　有水文资料的河段，选取1966-2006年的水文资料系列，计算出各站历年1—12月各月平均流量，对每个月的流量进行P一Ⅲ型频率适线，可求得不同保证率的月设计流量。无水文资料的河段，距水文站较近的则借用邻近水文站的设计流量；不能借用的河段采用水文比拟法求得。 　　3.2 设计水文参数 　　设计水文参数是指与设计流量相应的设计平均流速、设计平均水深、设计断面面积、设计水面宽等，这些水文参数设计值可通过将设计流量代入两者之间的经验关系式获取。 　　3.3 背景浓度 　　（1）源头水水质。计算单元为源头段时，根据实测资料分析，其背景浓度COD为5mg/L，氨氮为0.1mg/L；计算单元上接源头水保护区时，其背景浓度COD为10mg/L，氨氮为0.5mg/L。 　　（2）非源头水水质。对于非源头段计算单元，其背景浓度采用上一个功能区的水质目标。对于个别河流，由于上下游之间或不同行政区1间水资源开发利用程度不同，水体功能的差别导致水质控制目标相差较大，因此应在其功能区水质目标允许变化范围内，结合实际情况作适当调整。 　　3.4 下游断面浓度 　　计算单元的下断面浓度一般采用该计算单元的水质目标。排污控制区下接除过渡区外的其他二级功能区，则其下断面浓度即为下一个功能区的水质目标。 　　3.5 污染源概化 　　考虑到排污口分布所带来的纳污能力计算的复杂性，将排污口的分布概化为计算单元的中间排污，即概化入河排污口距计算单元的上、下断面的距离相等。同时，为使功能区内最大限度地满足其水质控制目标的要求，而不仅仅是在出口断面满足其水质控制目标，规定在纳污能力计算时除排污控制区外，其他功能区自排污口开始，至下游5km处必须达到该功能区的水质目标。排污控制区在出口断面处水质要满足下游功能区要求。 　　4、纳污能力核算 　　按照《水域纳污能力计算规程》，东西溪、后溪、九溪和官浔溪四条河流主要采用河流二维水质模型，采用解析解法进行核实。 　　适用于污染物非均匀混合的大型河段。对于顺直河段，忽略横向流速及纵向离散作用，且污染物排放不随时间变化时，二维对流扩散方程为 　　式中：Ey——污染物的横向扩散系数，m2/s； 　　x——沿河段的纵向距离，m； 　　y——计算点到岸边的横向距离，m。 　　C——流经x距离后的污染物浓度，mg/L； 　　u——设计流量下河道断面的平均流速，m/s； 　　K——污染物综合衰减系数，1/s。 　　假定河道断面为矩形，基本方程（1）可用解析法求解，其解析解为： 　　以岸边污染物浓度作为下游控制断面的控制浓度时，即y=0，岸边污染物浓度按式（2）计算。 　　式中：——纵向距离为x的断面岸边（y=0）污染物浓度，