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图们江地区条河流环境容量计算 可持续发展是全球发展的战略。实施可持续发展战略, 首先要把发展问题放在优先的位置加以考虑, 其次必须以保护环境为主要问题, 以实现资源、环境的承载能力与社会经济协调发展。图们江地区将是21世纪东北亚经济开发的热点区。本文通过图们江地区河流水环境容量和允许污水排放量的研究, 分析了水环境容量对区域开发的影响, 提出了污染防治对策。 1 图伦江地区河流环境质量评价与分析 1.1 污染物总量控制 地面水环境质量现状监测与评价结果表明1, 图们江干流、珲春河、嘎呀河、布尔哈通河和海兰河主要污染物是有机污染型指标和悬浮物, 大部分河段已不能满足指定的标准功能要求, 而且超标倍数较大, 尤其是图们江干流、嘎呀河、海兰河已不能满足地面水最低类别 (Ⅴ类) 要求, 水质级别劣于Ⅴ类, 水体污染较为严重。 “九五”期间, 国家决定对12种污染物进行总量控制, 其中废水污染物指标有COD、石油类、氰化物、砷、汞、铅、镉、六价铬8项。多年的水质监测结果表明, 图们江水系各河流中砷、汞、铅、镉、六价铬等第一类污染物和氰化物的浓度很低, 大部分河段未检出。因此, 只要控制这6种污染物在车间排出口符合排放标准要求, 即浓度达标, 就可确保河流满足指定标准。河流中悬浮物不仅来源于污水, 而且地表径流和水土流失的贡献也较大;此外, 地面水环境质量标准中未规定悬浮物的标准值。解决河流水质污染主要是要控制废水中的有机污染物, COD是衡量有机污染物污染程度的主要指标, 也是总量控制的主控污染物, 故选择COD作为控制指标, 计算其水环境容量。 1.2 控制河口和河口 图们江干流 (崇善至圈河) 全长288 km, 控制断面为南坪、三合、开山屯、图们、河东、甩弯子和圈河;珲春河 (珲春大桥至汇入图们江前的河口) 全长22 km, 控制断面为三家子和河口;嘎呀河 (石砚镇三道至汇入图们江前的河口) 全长16 km, 控制断面为下嘎桥和河口;布尔哈通河 (延吉至下嘎桥河口) 全长50 km, 控制断面为海兰河河口和下嘎桥河口;海兰河 (碧岩至河口) 全长40 km, 控制断面为汇入布尔哈通河之前的河口。 1.3 计算水环境的性质和参数的确定 1.3.1 通道水质/水量分布 采用一维稳态河流水质模型, 控制断面水质符合规定标准时, 河流中COD环境容量计算模式如下: 式中Wj为j河段水污染物环境容量, kg/d;Qpj为j河段的设计流量, m3/S;Cs为控制断面 (j河段下断面) 水质标准值, mg/L;K为COD自净系数, 1/d;xj为j河段间距, km;uj为j河段设计流量下的流速, km/d;Coj为j河段上断面污染物背景浓度, mg/L。 1.3.2 参数的确定 (1) 设计流量计算 设计流量采用90%保证率下的月平均流量,j河段的设计流量为该河段上、下断面设计流量平均值。根据各河流水文站多年的流量和流速的实测值, 建立相关关系式, 从而计算设计流量下的河流流速。河流水温取水文站的实测平均值。 (2) 水动力方面k3再悬浮系数k3 粗略地视COD的自净系数与BOD5的降解系数相等, 即COD的自净系数K为耗氧系数K1与BOD沉淀再悬浮系数K3之和。根据东北师范大学杨秉赓、李惠明的研究成果1, 图们江等河流的参数如下:非封冻期 (4～11月)K1=2.635×1.117(t-20),t为水温, ℃;K3=3.859-0.136·Qp-0.286。封冻期为 (12～3月)K1=0.065 1/d,K3=0.185 1/d。 (3) cod指数及内压盐指数 我国地面水环境质量常规监测中一般不监测COD。为此, 根据河流对照断面近几年BOD5和高锰酸盐指数的实测浓度, 确定各河流对照断面COD浓度, 图们江崇善断面和嘎呀河三道断面为12 mg/L, 珲春河珲春大桥断面为10 mg/L, 布尔哈通河延吉上断面为15 mg/L, 海兰河碧岩断面为18 mg/L。 (4) 入口及本工程管理 根据吉林省地方标准DB22/60-90《吉林省主要江河水域功能分类》中的规定, 图们江崇善至珲春河入口、嘎呀河石岘至河口、布尔哈通河海兰河入口至下嘎桥水质执行GB3838—88中Ⅳ类标准;图们江珲春河入口至圈河、珲春河珲春大桥至河口执行Ⅲ类标准;布尔哈通河延西桥至海兰河入口执行Ⅴ类标准。Ⅲ类、Ⅳ类和Ⅴ类水域的COD标准值依次为15 mg/L, 20 mg/L和25 mg/L。 1.4 丰水期59月河流水环境容量 90%保证率月平均设计流量下, 各河流COD逐月环境容量计算结果见表1, 图们江地区5条河流COD逐月环境容量柱状图见图1, 各月环境容量占全年总容量的百分比见图2。 由计算结果可以看出, 图们江等河流对进入水体的有机污染物具有较大的稀释和自净能