太子河闸坝河段水环境容量研究 - 中国水利水电科学研究院学报.pdf

第9卷 第1期 中国水利水电科学研究院学报 Vol.9 No.1 2011年3月 JournalofChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch March，2011 文章编号：1672-3031（2011）01-0029-06 太子河闸坝河段水环境容量研究 诸葛亦斯，彭文启，杜 强，谭红武 （中国水利水电科学研究院 水环境研究所，北京 100038） 摘要：优化配置入河污染物即是将水环境容量作为一种自然资源进行分配，是缓解和解决河流水污染问题的有效 方法之一。河流修建大量闸坝致使河道水流状况发生显著变化，传统的方法无法计算闸坝河流的水环境容量。以 辽宁太子河为例，根据当地的自然地理条件及水利工程状况，模拟水体自净能力和污染物迁移转化规律，结合现 状排放量以污染物排放总削减量最小为目标，优化配置各河段水体的污染物排放量及污染物削减量，计算闸坝河 段的水环境容量。经过优化配置后各排污口COD 排放量总和较现状排放量有所减少，并保证各个水质控制断面 Cr 水质达标。 关键词：水环境容量；污染排放量优化配置；闸坝河流；太子河 中图分类号：X522 文献标识码：A 1 研究背景 闸坝的修建和调度是为满足人类对河流的多目标利用，对河流径流过程进行调控的有效途径。 由于闸坝河流水文状况特殊，对闸坝的水流水质作用规律研究不足，闸坝河流的水环境容量计算方 ［1］ 法一直存在争论 。有学者认为，出于合理性考虑，应分别对开闸期和关闸期的河流采用不同方法计 ［2］ ［3］ 算其容量并加和 ；也有学者认为 ，应考虑河道水体体积变化和污染物浓度沿程变化，采用改进的 单箱水质模型计算其容量；目前实际操作中往往采用简单的零维或一维模型计算。为了充分发挥闸 坝调度的优势以利用水环境容量这种特殊的资源，根据各河段调控后水文特征核定各河段水体的环 境容量，逐步实现由指令型总量向容量型总量转变，闸坝调控水体的水环境容量优化配置研究亟待 ［4］ 深入 。 2 太子河是辽河水系主要河流，流贯本溪境内，全河长464km，流域面积1.39万km ，年平均径流 26.86亿m 。作为我国重要的工业基地，流域多行业多重污染的特点显著，水污染问题突出；流域内3 水库总库容大于地表水资源量，大中型水库工程与其它拦河坝、翻板闸联合使用，基本上控制了整 个河流系统，流域水资源具有很大的可调控性，进而在一定程度上可调节河流水环境容量的大小。 本文将结合当地的社会经济、自然地理条件、水利工程、排污口设置和水功能区情况，模拟太 子河水流条件和其中污染物迁移转化状况，在此基础上利用优化分配模型确定各个排污口的污染物 的允许排放量，进而计算太子河闸坝河段的水环境容量。 2 太子河水量水质模型建立 ［5-6］ 有文献建议 ，计算水环境容量时水面平均宽度超过300m的河流应采用二维模型计算，平均河 宽小于此值的河流，应采用一维或者零维模型计算。如本应采用二维模型计算容量的水体，却误用 ［7］ 一维或者零维模型计算，容量值被严重高估，结果不利于水环境管理 。太子河研究河段实际应用 收稿日期：2011-01-12 基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项—流域水生态承载力与总量控制技术研究课题（2008ZX07526-004）；国家水 体污染控制与治理科技重大专项—辽河流域水质水量优化调配技术及示范研究（2008ZX07208-010） 作者简介：诸葛亦斯（1981-），男，浙江温州人，博士后，主要从事水库生态环境调度研究。E-mail：zhuge_spike@