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温州瓯江功能区划调整分析研究 张舒羽 程杭平 (浙江省水利河口研究院，浙江杭州310020) 摘要 瓯江水功能区划在温州经济日益蓬勃发展的今天已经不相适应，在分析大量实测 资料的基础上，本文通过一二维数学模型的交替使用，进行了瓯江多站位水文及污染物迁移的 验证，并据此分析不同规划建设期沿程污染物总量排放后上溯的影响。在严格保证水源地不 受影响的前提下，为水功能区划的适时调整提出科学论证。 关键词 水功能区划，污染，验证，调整，论证 1瓯江功能区划调整缘由 温州市地处东南沿海，是我国沿海重点开放港口城市之一，有着得天独厚的自然地理条 件。随着改革开放的进一步深化，温州市经济得到了迅猛地发展，城市人口也不断地增加，工 业废水和生活污水排放量也不断增加。但由于温州市污水处理厂的不配套和截污系统的不完 善，相当一部分污水基本上未经处理而直接在岸边排人内河和瓯江，以致内河水体严重污染， 瓯江水质也有恶化的趋势，这严重制约了温州市工农业的持续高速发展。特别是作为温州市 工业支柱产业的电镀行业和皮革加工行业未经处理废水的无序排放，其中一些有毒有害物质 及重金属将给瓯江水体带来巨大的隐患。另一方面，随着经济建设的发展需要，城市建设用地 越发紧缺，根据城市总体规划的调整，一些重点工程和梅岙以上两岸经济开发区将陆续投入建 设，其产生的污水也只能就近排人瓯江，这些新老污染源的叠加不仅对目前瓯江水质构成威 胁，而且打破了原梅岙一山根的二类水体功能区的设置，而地处梅岙上游约17kin的山根水源 地又是必须要重点保护的对象。本文通过二维有限元模型对流场和污染场进行模拟，在严格 保证山根水源地二类水质的前提下，调整其功能区的保护区范围，以适应温州市新经济形势的 发展。 2 模型建立 对于狭长江段，宜采用一维水流数学模型；而对于宽阔的海域和感潮河流，研究其水位、流 速、浓度分布等水文要素的平面分布变化，一般可以采用平面二维的非恒定流数学模型来加以 描述。结合本工程的计算水域的具体情况，采用了上述两类数学模型联合使用的办法。其中， 瓯江圩仁一口门江段(包括楠溪江石柱一清水埠江段)，采用了一维分汉河道的水流模型，主要为 平面二维数学模型提供各种设计条件下小旦和上塘的边界条件；小旦以下采用平面二维的非 恒定流数学模型，便于污染物的边界取值和分析污染物浓度的平面分布变化。 2．1一维非恒定流模型 一维非恒定流动的基本方程为 擎丢缨：0 atBaz 睾+掣+丛拿堕：0 (2) a￡。 az aY 式中：z为水位；Q为断面流量；B为总河宽；6为主槽河宽；F为主槽过水面积；g一9．8l m／s2为重力加速度；V为断面平均流速；C为谢才系数；z为坐标；t为时间。 上述方程(1)为水流连续方程，方程(2)为动量守恒方程。 一维计算的数值方法选用稳定性好、精度高的特征线偏心差分法。 瓯江圩仁站和楠溪江石柱站有系统的流量资料，计算的上边界用圩仁站及石柱站的流量 控制。 2．2平面二维水流水质模型 水流模式选用含有二阶涡动黏滞项的控制方程： 豢+掣+掣：0 (3) a￡。 az aY 寥+“爱h 孑z 瓦十“瓦十口dvdauv+孑azz__fvg 一百十弘。百一普+弘≮茅 =毫(￡，爱)+杀畸jayu) (4) 雾+“髦+铆雾+g筹+^一普+肘近磊笋瓦十“瓦十铆瓦十西十凡一百十肘■盯 =毫cb笔，+为c勺考， (5)