富營養(yǎng)化水庫水環(huán)境容量研究

中國水利水電科學(xué)研究院第十屆青年學(xué)術(shù)交流會(huì)中國水利水電科學(xué)研究院第十屆青年學(xué)術(shù)交流會(huì)論文宣講富營養(yǎng)化水庫水環(huán)境容量研究目 錄長壽湖富營養(yǎng)狀況評(píng)價(jià)水環(huán)境容量計(jì)算模型長壽湖水環(huán)境容量結(jié)論研究背景目 錄長壽湖富營養(yǎng)狀況評(píng)價(jià)水環(huán)境容量計(jì)算模型長壽湖水環(huán)境容量結(jié)論研究背景研究背景——水庫富營養(yǎng)化富營養(yǎng)化散發(fā)腥味異臭降低水體透明度影響水體溶解氧向水體釋放有毒物質(zhì)生態(tài)癌危害生活和工業(yè)供水水產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)景觀娛樂航運(yùn)影響富營養(yǎng)化是水庫的主要環(huán)境問題。富營養(yǎng)化防治是水庫水質(zhì)管理的重要內(nèi)容。研究背景——水環(huán)境容量環(huán)境容量Assimilative

Capacity日本歐美歐美非英語國家/

GESAMP環(huán)境容量Carrying

CapacityEnvironmentalCapacity環(huán)境容量1960S日本社會(huì)科學(xué)家，物理學(xué)，電量環(huán)境容量1970S中國水環(huán)境容量中國“六五”“七五”“八五”研究背景——水環(huán)境容量滿足水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的最大允許污染負(fù)荷量，或納污能力。一定水體在規(guī)定環(huán)境目標(biāo)下所能容納污染物的量。水體環(huán)境在一定功能要求、設(shè)計(jì)水文條件和水環(huán)境目標(biāo)下，所允許容納的污染物量。水環(huán)境容量在一定環(huán)境目標(biāo)下，某一水域所能承擔(dān)的外加的某種污染物的最大允許負(fù)荷量。在不影響某一水體正常使用的前提下，滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和保持水生態(tài)系統(tǒng)健康的基礎(chǔ)上，參照人類環(huán)境目標(biāo)要求某一水域所能容納的某種污染物的最大負(fù)荷量或保持水體生態(tài)系統(tǒng)平衡的綜合能力。設(shè)計(jì)水文條件規(guī)劃水質(zhì)目標(biāo)水質(zhì)模型水環(huán)境容量污染負(fù)荷水污染防治規(guī)劃和管理目 錄研究背景長壽湖富營養(yǎng)狀況評(píng)價(jià)水環(huán)境容量計(jì)算模型長壽湖水環(huán)境容量結(jié)論長壽湖富營養(yǎng)狀況評(píng)價(jià)——長壽湖概況重慶東部獅子灘水電站工程多年調(diào)節(jié)水庫水域面積65km2，島嶼203個(gè)飲水、灌溉、旅游、養(yǎng)殖、發(fā)電長壽湖富營養(yǎng)狀況評(píng)價(jià)——指數(shù)評(píng)分定級(jí)法《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》（SL395-2007）水庫富營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)評(píng)分定級(jí)法長壽湖富營養(yǎng)狀況評(píng)價(jià)——綜合富營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法《湖泊（水庫）富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)技術(shù)規(guī)定》計(jì)算公式綜合富營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)長壽湖富營養(yǎng)狀況評(píng)價(jià)——評(píng)價(jià)結(jié)果長壽湖歷年水質(zhì)情況指數(shù)評(píng)分定級(jí)法長壽湖已處于輕度富營養(yǎng)化水平綜合富營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法目 錄研究背景長壽湖富營養(yǎng)狀況評(píng)價(jià)水環(huán)境容量計(jì)算模型長壽湖水環(huán)境容量結(jié)論水環(huán)境容量計(jì)算模型——模型分類均勻混合模型非均勻混合模型富營養(yǎng)化模型分層模型水庫特征污染物水環(huán)境容量計(jì)算水動(dòng)力學(xué)特征；水質(zhì)區(qū)域分異結(jié)構(gòu)特征營養(yǎng)鹽模型TNTP模型污染物耗氧有機(jī)物模型CODBOD水環(huán)境容量計(jì)算模型——TN、TP計(jì)算模型TN、TP計(jì)算模型狄龍（Dillon）模型符號(hào)含義水環(huán)境容量計(jì)算模型——CODCr計(jì)算模型CODCr計(jì)算模型COD數(shù)學(xué)模型符號(hào)含義目 錄研究背景長壽湖富營養(yǎng)狀況評(píng)價(jià)水環(huán)境容量計(jì)算模型長壽湖水環(huán)境容量結(jié)論長壽湖水環(huán)境容量水質(zhì)目標(biāo)現(xiàn)狀富營養(yǎng)化水平水體功能GB3838-Ⅱ類Ⅲ類2002Ⅳ類計(jì)算條件設(shè)計(jì)水文條件水質(zhì)控制濃度關(guān)鍵參數(shù)TN、TP滯留系數(shù)CODCr降解速率、底泥釋放速率總量控制分析污染物削減量長壽湖水環(huán)境容量——計(jì)算條件長壽湖TN水環(huán)境容量計(jì)算條件長壽湖TP水環(huán)境容量計(jì)算條件長壽湖CODCr水環(huán)境容量計(jì)算條件年均出庫水量（m3/a）設(shè)計(jì)條件相應(yīng)庫容（m3）

速率（1/a）

速率（1/a）

（mg/L）CODCr降解底泥釋放CODCrⅡ類控制濃度CODCrⅢ類控制濃度（mg/L）CODCrⅣ類控制濃度（mg/L）11.61×1082.465×108

22.27

18.25

152030設(shè)計(jì)條件相應(yīng)庫容（m3）年均出庫水量（m3/a）平均水深（m）水面面積（m2）TNⅡ類控制濃度（mg/L）TNⅢ類控制濃度（mg/L）TNⅣ類控濃度（mg/L）2.465×10811.61×1088.6228.6×1060.51.01.5設(shè)計(jì)條件相應(yīng)庫容（m3）年均出庫水量（m3/a）平均水深（m）水面面積（m2）TPⅡ類控制濃度（mg/L）TPⅢ類控制濃度（mg/L）TPⅣ類控制濃度（mg/L）2.465×10811.61×1088.6228.6×1060.0250.050.1長壽湖水環(huán)境容量——關(guān)鍵參數(shù)確定TN、TP年入庫量TN滯留系數(shù)=0.579TN、TP濃度值狄龍模型TP滯留系數(shù)水文參數(shù)=0.412底泥檢測結(jié)果CODCr降解速率=22.27/a水文水質(zhì)特征CODCr底泥釋放速率=18.25/a長壽湖水環(huán)境容量——計(jì)算結(jié)果TLI(∑)=水質(zhì)模型計(jì)算條件水質(zhì)目標(biāo)關(guān)鍵參數(shù)長壽湖不同規(guī)劃水質(zhì)目標(biāo)下主要污染物水環(huán)境容量規(guī)劃水質(zhì)目標(biāo)水環(huán)境容量（t/a）TNTPCODCrⅡ類1380.6151.6232272.85Ⅲ類2761.21103.2443030.47Ⅳ類4141.82206.4753788.09長壽湖水環(huán)境容量—總量控制分析當(dāng)入庫污染物總量大于某一水質(zhì)目標(biāo)下的湖泊主要污染物環(huán)境容量時(shí)，水庫水體就不能實(shí)現(xiàn)水質(zhì)目標(biāo)，因此要保證水質(zhì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，超出環(huán)境容量的部分就應(yīng)該削減，這部分即所謂的削減量。ΔQi

Qi

Q0i

ΔQi

/

Qi削減量和削減率：現(xiàn)狀削減量計(jì)算現(xiàn)狀污染物入湖量（t/a）污染物削減量（t/a）規(guī)劃水質(zhì)現(xiàn)狀污染源入湖量（t/a）COD34846.27TN5352.15目標(biāo)Ⅱ類TP286.59TN

TP

CODCr3971.5 234.97 2573.42590.9

183.35

--Ⅲ類Ⅳ類

1210.3

80.12

--Ⅱ類水質(zhì)目標(biāo)下，主要污染物入湖量均大于水環(huán)境容量，需削減；

Ⅲ類、Ⅳ類水質(zhì)目標(biāo)下，TN、TP均需削減。目 錄研究背景長壽湖富營養(yǎng)狀況評(píng)價(jià)水環(huán)境容量計(jì)算模型長壽湖水環(huán)境容量結(jié)論研究背景——水環(huán)境容量選擇適宜長壽湖富營養(yǎng)化水環(huán)境現(xiàn)狀的狄龍模型和CODCr計(jì)算模型，計(jì)算得到了長壽湖在不同水質(zhì)控制目標(biāo)下TN、TP和CODCr的水環(huán)境容量。依據(jù)長壽湖的現(xiàn)狀污染物入湖量，進(jìn)行了主要污染物的總量控制分析：除Ⅲ類和Ⅳ類水質(zhì)目標(biāo)下CODCr的水環(huán)境容量