前言Foreword
“千里黄河富宁夏”,黄河干流的过境水资源对于宁夏全区社会经济发展的重要性不言自明。伴随《水污染防治行动计划》(“水十条”)的发布,宁夏回族自治区走在水环境管理研究的前列,适时开展对黄河干流宁夏段水环境承载力的研究工作。然而,水环境容量的核算则是开展水环境承载力研究的重中之重。水环境容量的估算是开展水污染物容量总量控制的核心。
本研究所涉及的水环境承载力趋近于“狭义水环境承载(能)力”,即黄河干流宁夏段其水环境质量满足水功能区要求并被持续利用的条件下,通过自身调节净化并仍能够保持良好的生态环境的条件下所能容纳污水及污染物的最大量,即为黄河干流宁夏段水环境容量。
通篇来看,本次研究的主要成果立足于如下几个方面。
首先,全面分析宁夏地区水资源状况。主要涵盖三个方面:①详细介绍宁夏全区水资源条件状况和分布情况;②按照地表水和地下水、过境水和本地水、可利用水量分别归纳全区水资源量;③分析黄河干流宁夏段沿程水资源变化情况,结合近年来干流出入境水量情况,并考虑到青铜峡水利枢纽对上下游水量的人为影响,分别分析下河沿至青铜峡段水资源与青铜峡至石嘴山段水资源变化过程,以及引黄灌区排水水质水量分析。
其次,与水资源相呼应,对黄河干流宁夏段水环境进行现状调查与评价。包括两大方面:①厘清沿黄各地市水域与陆域对应关系,按照水功能区—排放去向—污染源三者的一一对应关系,以“直接入黄”和“间接入黄”为排放去向按生活源、工业源、农业面源为主导分别调查其排放情况;②按照黄河干流、一级支流、主要入黄排水沟监测数据分析水质达标情况及主要因子贡献水平。
再次,建立符合宁夏水资源和水环境实际状况的水动力及水质数学模型。①通过对黄河干流宁夏段地形特征、“干污流量比”、水动力学条件等诸要素分析,研究选用一维数学模型来模拟河道内水流运动规律及入河污染物的迁移扩散特征,同样考虑到青铜峡水利枢纽的实际影响,研究分别构建“卫宁段水动力学模型”和“青石段水动力学模型”;②基于已构建的黄河干流宁夏段“卫宁段”和“青石段”水动力学数学模型,增加水流传质微分方程,分别建立黄河干流下河沿至青铜峡坝址区间河段和青铜峡坝址至石嘴山区间河段的一维水质数学模型,用以模拟分析黄河干流宁夏段各河段沿程的水质状况,并为黄河干流宁夏段水环境容量核算提供可靠的技术手段。
然后,通过上述模型估算黄河干流宁夏段水环境容量,并得出如下成果:①按照“满足水环境功能区划”的水质目标以及“最枯月”和“灌溉与非灌溉季节”的设计水文条件为约束条件分别计算黄河干流宁夏段断面区间内、沿黄各地市、各控制单元高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)水环境容量。综合最枯月和分季节水情下的分地区水环境容量分配比例可知,按水环境容量大小排序为:银川市>吴忠市>石嘴山市>中卫市。②鉴于水质目标、水文参数、水质参数是设计值,故而水环境容量亦为设计值。然而,只有转换为陆上污染物削减量和水质浓度控制值时,水环境容量才被赋予了实际意义。为此,研究按不同控制单元分别提出污染物削减量及水质浓度控制值。③为进一步研究污水排放标准对受纳水体水环境质量的影响,研究辅以一条典型入黄排水沟(吴忠市清水沟)为例,通过预设情景模拟沿岸点源输入与水体水质输出响应关系。
最后,针对各地市水环境质量现状评价结果和水环境容量计算结果分别按全区和各地市提出水环境管理对策建议,并结合沿黄4市入黄水环境现存问题,进一步提出产业结构优化布局建议。
通过本次研究我们体会到,当前,随着水污染物排放总量控制制度在理论和实践中的发展,由目标总量控制过渡到容量总量控制已成为大势所趋。全面引入容量总量控制思想,通过对黄河干流宁夏段、各控制单元的水环境容量的科学计算,已成为后续制订水污染削减方案、调整产业布局、推行排污许可证制度和排污权交易制度的基础,也对“水十条”实施背景下推进水环境管理和水污染治理工作具有重大的现实意义。
在本次研究过程中,得到了有关领导、专家、同事的关心与帮助,宁夏回族自治区环境监测中心站、全区五地市环境监测站提供了大量污染源调查与水质监测等资料,宁夏水文与水资源局对灌区情况、灌溉引排水情况、水文资料提供了必要协助。在此表示最衷心的感谢!