基于水環(huán)境承載力的城市合流制排水系統(tǒng)污染控制規(guī)劃研究.pdf

1、本研究深入分析了城市合流制排水系統(tǒng)污染源特征，基于SWMM模型對(duì)截流式合流制管網(wǎng)的水量水質(zhì)進(jìn)行了模擬分析，建立了溢流污染受納水體水環(huán)境質(zhì)量模型并對(duì)其水動(dòng)力、水質(zhì)模擬分析，定量計(jì)算排水區(qū)域水系水環(huán)境容量及其削減負(fù)荷，構(gòu)建了排水區(qū)域水環(huán)境承載力指標(biāo)體系并運(yùn)用向量模法基于SD模型計(jì)算不同方案下水環(huán)境承載力，提出了排水系統(tǒng)污染控制綜合方案，滿足區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求。本文主要得出以下結(jié)論:
　　 (1)對(duì)地表徑流的測(cè)定分析發(fā)現(xiàn)，固

2、態(tài)污染物不僅會(huì)直接影響SS濃度，也會(huì)對(duì)CODCr濃度造成一定的影響，整體變化歷程與SS類似，但是CODCr變化歷程存在較大波動(dòng)，NH3-N和TP的變化趨勢(shì)比較相近，在降雨末期污染物濃度方面與SS相似，但NH3-N和TP變化更為劇烈，在降雨初期濃度較大，一定時(shí)間后便急劇減少;隨降雨歷時(shí)，溢流污水中SS和CODCr，皆會(huì)出現(xiàn)初期沖刷現(xiàn)象，CODCr的曲線波動(dòng)性小于SS，在降雨強(qiáng)度達(dá)到一定程度的條件下，隨降雨歷時(shí)，NH3-N與TP的濃度呈不斷

3、下降趨勢(shì)，主要是由于雨水的稀釋作用，兩次降雨事件中，SS與CODCr的線性相關(guān)系數(shù)分別為0.6292與0.6401，二者具有一定的線性相關(guān)性，NH3-N與TP的線性相關(guān)系數(shù)分別為0.9018與0.0068，在降雨強(qiáng)度較大的情況下，兩者有較好的相關(guān)性;降雨期間泵站收集污水污染物濃度雨期60min之前變化較大，后期污染物濃度變化不大，特別是SS在污水輸運(yùn)管道中隨管道流速降低，部分沉積于管道中，所以泵站后期來水中濃度降低，而COD與SS有一定

4、的相關(guān)性，其濃度相應(yīng)的部分降低。而像NH3-N和TP這類溶解性污染物雨期前部分有部分下降，而后期基本維持平穩(wěn)范圍內(nèi);對(duì)研究區(qū)域截流式排水系統(tǒng)所收集的污染物量進(jìn)行估算，其中生活污染源入合流制排水系統(tǒng)中COD的量約為6142.51噸/年，NHa-N量約為614.25噸/年，TP量約為61.42噸/年;面源污染源COD的量約為25268.36噸/年，NH3-N量約為1002.71噸/年，TP量約為354.96噸/年。
　　 (2)通過

5、采用SWMM構(gòu)建水力計(jì)算模型，對(duì)截流式合流制排水系統(tǒng)水質(zhì)水量進(jìn)行了模擬，結(jié)果表明:降雨初期管網(wǎng)末端排水口的流量較小，隨著降雨量的增加流量不斷增大，一般在雨峰后50-60min達(dá)到最大值，之后隨降雨強(qiáng)度減小又逐漸減小。相同降雨歷時(shí)，降雨量越大，排放口總排放流量的峰值就越大，污染物濃度峰值出現(xiàn)在降雨開始后40～60min。不同降雨條件下，不同降雨強(qiáng)度條件下，污染物濃度的峰值不同，TSS、COD、TN、TP的峰值濃度比較結(jié)果為降雨事件2＞降雨

6、事件1。不同降雨強(qiáng)度條件下污染物濃度峰值出現(xiàn)后的濃度變化規(guī)律不同，降雨強(qiáng)度大，污染物TSS、COD、TN和TP濃度變化較快，出現(xiàn)非點(diǎn)源污染物濃度峰值后很快就降至低于降雨強(qiáng)度較小條件下的非點(diǎn)源污染物濃度。但是峰值過后降雨強(qiáng)度較大條件下，污染物濃度低于降雨強(qiáng)度較小條件的污染物濃度，主要是因?yàn)榈孛胬塾?jì)的污染物被前期雨水沖刷掉，后期沖刷效應(yīng)降低。
　　 (3)利用二維淺水方程，采用流量水位控制邊界條件模擬計(jì)算了溢流污染受納水體內(nèi)江的水動(dòng)

7、力學(xué)過程，模擬結(jié)果表面，遠(yuǎn)離主航道的區(qū)域流速較小，而主航道上面的流速較大。主航道的流速一般在0.2～0.4m/s，遠(yuǎn)離主航道的區(qū)域流速均小于0.2m/s。模擬結(jié)果顯示，內(nèi)江水流流向一直是由引航道流進(jìn)，焦南壩流出，這與測(cè)驗(yàn)階段內(nèi)引航道水流未出現(xiàn)逆流現(xiàn)象吻合;采用污染物質(zhì)的對(duì)流一擴(kuò)散方程對(duì)內(nèi)江水質(zhì)變化情況進(jìn)行了數(shù)值模擬，結(jié)果表明枯水期內(nèi)江各污染物濃度變化范圍BOD53.2～5.2mg/L,CODMn4.7～6.8mg/L,NH3-N0.46

8、～1.8mg/L,TP0.23～0.48mg/L,豐水期水質(zhì)各污染物濃度范圍BOD50.69～0.73mg/L，CODMn1.9～2.3mg/L,NH3-N0.25～0.38mg/L,TP0.14～0.17mg/L;
　　 (4)對(duì)古運(yùn)河和運(yùn)糧河進(jìn)行環(huán)境容量計(jì)算時(shí)，目前該兩條河流沒有環(huán)境容量，為了達(dá)到目標(biāo)環(huán)境容量，現(xiàn)有污染物排放負(fù)荷需要削減，其中COD削減量分別為:570.24Kg/d、1283.04Kg/d;氨氮削減量為363

9、.53Kg/d、313.76Kg/d;TP削減量為191.03Kg/d、165.63Kg/d。內(nèi)江目標(biāo)水體為地表水Ⅲ類，而現(xiàn)狀整體為Ⅳ～Ⅴ類水體，沒有環(huán)境容量，在假設(shè)通過引航道引入長(zhǎng)江水體，并把內(nèi)江簡(jiǎn)化將水庫認(rèn)為是均勻混合水體的情況，計(jì)算不同換水率下，內(nèi)江的COD、TP和氨氮的環(huán)境容量。
　　 (5)通過排水系統(tǒng)流域水資源、人口、經(jīng)濟(jì)和水污染等子系統(tǒng)內(nèi)部及各子系統(tǒng)間關(guān)系的分析，建立了流域水環(huán)境承載力系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，并利用向量模法

10、計(jì)算水環(huán)境承載力，現(xiàn)有條件水環(huán)境承載力水平較低，到2015和2020年WECC分別為0.0174和0.0193，通過提高水環(huán)境承載力不同方案模擬，提出集開源、節(jié)水及治污于一體的綜合方案是最佳調(diào)整方案，其水環(huán)境承載力遠(yuǎn)期提高最顯著，到2015和2020年WECC分別為0.0189和0.0227，能較好的滿足流域可持續(xù)發(fā)展要求。
　　 本研究基于水環(huán)境承載力研究城市排水系統(tǒng)污染控制規(guī)劃相關(guān)方法，對(duì)保護(hù)城市水環(huán)境，以及促進(jìn)城市社會(huì)、經(jīng)