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模型對截流式合流制管網(wǎng)的水量水質(zhì)進行了模擬分析，建立了溢流污染受納水體水環(huán)境質(zhì)量模型并對其水動力、水質(zhì)模擬分析，定量計算排水區(qū)域水系水環(huán)境容量及其削減負荷，構(gòu)建了排水區(qū)域水環(huán)境承載力指標體系并運用向量模法基于SD模型計算不同方案下水環(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)域社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的要求。本文主要得出以下結(jié)論:
　　 (1)對地表徑流的測定分析發(fā)現(xiàn)，固

2、態(tài)污染物不僅會直接影響SS濃度，也會對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，NH3-N和TP的變化趨勢比較相近，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，一定時間后便急劇減少;隨降雨歷時，溢流污水中SS和CODCr，皆會出現(xiàn)初期沖刷現(xiàn)象，CODCr的曲線波動性小于SS，在降雨強度達到一定程度的條件下，隨降雨歷時，NH3-N與TP的濃度呈不斷

3、下降趨勢，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);對研究區(qū)域截流式排水系統(tǒng)所收集的污染物量進行估算，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)建水力計算模型，對截流式合流制排水系統(tǒng)水質(zhì)水量進行了模擬，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達到最大值，之后隨降雨強度減小又逐漸減小。相同降雨歷時，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，降雨強度大，污染物TSS、COD、TN和TP濃度變化較快，出現(xiàn)非點源污染物濃度峰值后很快就降至低于降雨強度較小條件下的非點源污染物濃度。但是峰值過后降雨強度較大條件下，污染物濃度低于降雨強度較小條件的污染物濃度，主要是因為地面累計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算了溢流污染受納水體內(nèi)江的水動

7、力學(xué)過程，模擬結(jié)果表面，遠離主航道的區(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，焦南壩流出，這與測驗階段內(nèi)引航道水流未出現(xiàn)逆流現(xiàn)象吻合;采用污染物質(zhì)的對流一擴散方程對內(nèi)江水質(zhì)變化情況進行了數(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)對古運河和運糧河進行環(huán)境容量計算時，目前該兩條河流沒有環(huán)境容量，為了達到目標環(huán)境容量，現(xiàn)有污染物排放負荷需要削減，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)通過引航道引入長江水體，并把內(nèi)江簡化將水庫認為是均勻混合水體的情況，計算不同換水率下，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)動力學(xué)模型，并利用向量模法

10、計算水環(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，對保護城市水環(huán)境，以及促進城市社會、經(jīng)