吉林省松花江干流环境容量优化配置研究

【摘要】水环境容量是指在规定环境目标下一定水体所能承担外加的某种污染物的最大负荷量。水环境容量反映特定功能条件下水体对污染物的承受能力，是环境管理中污染物总量控制的关键参数。水环境容量的确定是实施水体污染物总量控制的依据，也是保障流域水环境安全、促进流域地区经济社会可持续发展的重要举措。化学需氧量（COD）和氨氮是我国“十二五”期间实施水体污染物总量控制的两个重要指标。本文对吉林省松花江干流水质污染现状及污染源进行分析；并以COD和氨氮为控制因子，采用河流一维稳态水质模型，分水期、分区段对吉林省松花江干流环境容量进行核算；采用基尼系数法对初始环境容量核算结果进行公平性评估，根据评估结果进行分配方案调整，确定最终分配方案。水质污染现状评价结果表明，吉林省松花江干流水质状况逐渐好转，达标率不断提高，但支流污染仍然严重。污染源分析结果表明，非点源是COD污染的主要污染源，而造成氨氮污染的主要污染源是点源。从城市段来看，沿江三个城市段中，长春市段COD和氨氮污染入河量均最大、吉林市段次之，松原市段最小。使用两种方法对非点源负荷估算结果表明，输出系数法估算结果偏小，而实测资料反推法的估算结果较为合理。环境容量核算结果表明，吉林省丰满断面下游的松花江干流COD水环境容量为62.96×104t/a，氨氮水环境容量为2.64×104t/a，河流水环境容量较大。其中，丰水期COD水环境容量占全年的比重为60.2%，平水期占24.1%，枯水期占15.8%；丰水期氨氮水环境容量占全年的比重为61.5%，平水期占24.3%，枯水期占14.3%，二者均具有丰水期>平水期>枯水期的特点。吉林市段、长春市段和松原市段的COD水环境容量占全河段的比重分别为34.6%、47.1%和18.3%，具有长春市段>吉林市段>松原市段的特点；各区段氨氮环境容量所占全河段的比重分别为44.6%、40.5%和14.9%，具有吉林市段>长春市段>松原市段的特点。各区段剩余环境容量均较小，其中长春市段丰水期氨氮剩余环境容量为负值，需削减该段的氨氮入河量。以人口、GDP、行政区面积和水资源量为评价因子，采用基尼系数法对初始环境容量计算结果进行公平性评估，计算结果表明，行政区面积的COD环境容量的基尼系数超过合理范围，四项指标的氨氮环境容量的基尼系数平均值较高。因此，本研究在保持总环境容量不变的前提下，对研究河段的环境容量进行重新分配。通过调整各评价因子的分配系数权重，计算基尼系数，确定环境容量最优分配方案。COD环境容量分配结果为吉林市段21.34×104t/a、长春市段25.99×104t/a和松原市段15.62×104t/a；氨氮环境容量分配结果为吉林市段0.89×104t/a、长春市段1.09×104t/a和松原市段0.66×104t/a。吉林市段COD环境容量减少0.45×104t/a，氨氮减少0.29×104t/a；长春市段COD环境容量减少3.67×104t/a，氨氮增加0.02×104t/a；松原市段COD环境容量增加4.12×104t/a，氨氮增加0.27×104t/a。该优化配置方案预测结果表明，各断面COD和氨氮浓度均满足相应的水环境功能标准，三个控制断面的优化浓度变化幅度均低于其水环境功能标准限值的20%，优化配置方案可行。该环境容量优化配置方案为促进流域内社会经济发展更加公平提供科学依据。
【作者】朱晓娟；
【导师】沈万斌；
【作者基本信息】吉林大学，环境科学，2014，硕士
【关键词】环境容量；基尼系数；优化配置方案；吉林省松花江干流；

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