CN111428183B - 一种分段管理跨区域河流水环境污染分担的测算方法 - Google Patents
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Abstract
一种分段管理跨区域河流水环境污染分担的测算方法,解决现有跨区域河流水环境污染程度及责任不能量化的技术不足,对于不存在跨分段区域交叉污染的河流步骤是:1.计算各区域超标污染负荷量,2.计算各区域超标污染负荷分担率,3.确定各区域污染负荷分担情况。对于存在跨分段区域交叉污染的河流步骤是:1.确定形成交叉污染的原始数值,2.计算各区域污染负荷量,3.计算各区域污染物排放核算浓度,4.判断各区域污染物核算浓度达标情况,5.计算各区域超标污染负荷量和超标污染负荷分担率。有益效果是:本发明能有效分清和量化跨区域河流中各行政区的水质不达标的污染责任,明确治理重点区域,有利于各方协同推进跨区域河流污染治理,实现河流水质达标。
Description
背景技术:
跨区域河流一般是指跨行政区域(或责任管理区域)的河流。跨行政区域河流的特点可以概括为,既有明确的分段性又具有高度的整体性,且受到这两点特征的影响,跨行政区域河流的污染呈现出污染原因的复杂性、交叉性。跨行政区域的河流由于其流经数个不同的行政区域,在特点上体现出多方面与行政区域内的河流不同,也正是由于跨行政区域河流具备的分段性又整体关联这种特性使得其在受到污染的前后表现出一定的特点,跨行政区域河流的污染依河流自身特征而体现出复杂性和广泛性的特点。
在面对跨区域河流污染的治理方面,由于其影响的范围广、空间的关联性强以及责任主体不明晰等问题而显得难度较大。要想综合治理好跨区域河流的污染单靠某一行政区域(或责任管理区域)地方主体的行动,其效果是微弱的,需要多个行政区域(或责任管理区域)地方政府基于协商共治的理念来合作完成污染治理。
然而,跨区域河流治理首先需要明确各行政区域的污染责任分担情况,这是推进区域协同治理的基础。特别对于具有交叉污染的复杂跨区域河流,要分清其污染责任是比较难的,需要建立一套较为科学的方法。
发明内容
为解决现有跨区域河流水环境污染程度及责任不能量化的技术不足,本发明提供了一种跨区域河流水环境污染责任分担的测算方法,借助此方法将能有效分清和量化跨区域河流中各行政区的水质不达标的污染责任,明确治理重点区域,有利于各方协同推进跨区域河流污染治理,实现河流水质达标。
本发明实现发明目的采用的方法是:
一种分段管理跨区域河流水环境污染分担的测算方法,该跨区域河流为分段管理界限监测断面污染情况清晰,分段管理界限监测断面能完全表征流经分段区域污染物污染负荷输入的,不存在跨分段区域交叉污染跨区域河流,该污染分担测算方法包括以下步骤:
步骤1.计算各区域超标污染负荷量
超标污染负荷量为排放污染负荷超过水质目标规定的数值,计算公式(1)如下:
M=(C-C0)×Q/100 (1)
公式中:
M为超标污染负荷量,单位吨/日;
C为污染物浓度,单位毫克/升;
C0为跨区域河流水质管理目标污染物浓度,单位毫克/升;
Q为跨区域河流水量,单位万立方米/日;
将分段管理跨区域河流从上游至下游流设为多个区域,分别为区域A、区域B、区域C、……、区域N,根据以上公式(1),分别计算各区域污染物的超标污染负荷量;
区域A污染物的超标污染负荷MA=(CA-C0)×QA/100
区域B污染物的超标污染负荷MB=(CB-C0)×QB/100-MA
区域C污染物的超标污染负荷MC=(CC-C0)×QC/100-MA-MB
……
区域N污染物的超标污染负荷MN=(CN-C0)×QN/100-MA-MB-…-MN-1
公式中,MA为区域A污染物的超标污染负荷,MB为区域B污染物的超标污染负荷,以此类推,MN为区域N污染物的超标污染负荷,单位吨/日;C0为该跨区域河流水质污染物目标浓度,CA为跨区域河流流出行政区域A时跨界监测断面污染物浓度,CB为跨区域河流流出行政区域B时跨界监测断面污染物浓度,以此类推,CN为跨区域河流流出行政区域N时跨界监测断面污染物浓度,单位毫克/升;QA为跨区域河流流出行政区域A时跨界监测断面流量,QB为跨区域河流流出行政区域B时跨界监测断面流量,以此类推,QN为跨区域河流流出行政区域N时跨界监测断面流量,单位万立方米/日。
步骤2:计算各区域超标污染负荷分担率
根据步骤1超标污染负荷量计算结果,计算各区域污染物的超标污染负荷分担率;
根据步骤1超标污染负荷量计算结果中某个区域M为负值,说明跨区域河流在流经该区域时污染物无新增加超标污染负荷,该区域无需承担污染责任,无需计算超标污染责任分担率;
根据步骤1超标污染负荷量计算结果是正值的,需计算各区域污染物超标污染负荷分担率,各区域污染物的超标污染负荷分担率计算方法如下:
区域A污染物的超标污染负荷分担率RA=MA×100%/(MA+MB+MC+…+MN)
区域B污染物的超标污染负荷分担率RB=MB×100%/(MA+MB+MC+…+MN)
区域C污染物的超标污染负荷分担率RC=MC×100%/(MA+MB+MC+…+MN)
……
区域N污染物的超标污染负荷分担率RN=MN×100%/(MA+MB+MC+…+MN)
式中,R为超标污染负荷分担率,单位%。
步骤3.确定各区域污染负荷分担率
根据步骤2中计算的各区域超标污染负荷分担率,评价跨区域河流中各区域的污染程度,确定各区域污染物的超标污染负荷分担率数值;
如跨区域河流某区域污染物的超标污染负荷量计算结果为负值,该跨区域河流在流经该区域时,没有新增加超标污染负荷,该区域污染负荷率为零。
本发明的有益效果是:借助此方法将能有效分清和量化跨区域河流中各行政区的水质不达标的污染责任,明确治理重点区域,有利于各方协同推进跨区域河流污染治理,实现河流水质达标。
下面结合实施例对本发明进行详细描述。
具体实施方式:
一种分段管理跨区域河流水环境污染分担的测算方法,该跨区域河流为分段管理界限监测断面污染情况清晰,分段管理界限监测断面能完全表征流经分段区域污染负荷输入的,不存在跨分段区域交叉污染跨区域河流,该测算方法包括以下步骤:
步骤1.计算各区域超标污染负荷量
超标污染负荷量为排放污染负荷超过水质目标规定的数值,计算公式(1)如下:
M=(C-C0)×Q/100 (1)
公式中:
M为超标污染负荷量,单位为:吨/日;
C为污染物浓度,单位为:毫克/升;
C0为跨区域河流水质管理目标污染物浓度,单位毫克/升;
Q为跨区域河流水量,单位万立方米/日;
将分段管理跨区域河流从上游至下游流设为多个区域,分别为区域A、区域B、区域C、……、区域N,根据以上公式(1),分别计算各区域的超标污染负荷量,多个区域的分区原则是,按行政区域和管理责任区进行划分。
区域A污染物的超标污染负荷MA=(CA-C0)×QA/100
区域B污染物的超标污染负荷MB=(CB-C0)×QB/100-MA
区域C污染物的超标污染负荷MC=(CC-C0)×QC/100-MA-MB
……
区域N污染物的超标污染负荷MN=(CN-C0)×QN/100-MA-MB-…-MN-1
公式中,MA为区域A污染物超标污染负荷,MB为区域B污染物超标污染负荷,以此类推,MN为区域N污染物超标污染负荷,单位吨/日;C0为该跨区域河流水质污染物目标浓度,CA为跨区域河流流出行政区域A时跨界监测断面污染物浓度,CB为跨区域河流流出行政区域B时跨界监测断面污染物浓度,以此类推,CN为跨区域河流流出行政区域N时跨界监测断面污染物浓度,单位毫克/升;QA为跨区域河流流出行政区域A时跨界监测断面流量,QB为跨区域河流流出行政区域B时跨界监测断面流量,以此类推,QN为跨区域河流流出行政区域N时跨界监测断面流量,单位万立方米/日。
步骤2:计算各区域超标污染负荷分担率
根据步骤1超标污染负荷量计算结果,计算各区域超标污染负荷分担率;
根据步骤1超标污染负荷量计算结果中某个区域M为负值,说明跨区域河流在流经该区域时污染物无新增加超标污染负荷,该区域无需承担污染责任,无需计算超标污染责任分担率;
根据步骤1超标污染负荷量计算结果是正值的,需计算各区域污染物的超标污染负荷分担率,各区域污染物的超标污染负荷分担率计算方法如下:
区域A污染物的超标污染负荷分担率RA=MA×100%/(MA+MB+MC+…+MN)
区域B污染物的超标污染负荷分担率RB=MB×100%/(MA+MB+MC+…+MN)
区域C污染物的超标污染负荷分担率RC=MC×100%/(MA+MB+MC+…+MN)
……
区域N污染物的超标污染负荷分担率RN=MN×100%/(MA+MB+MC+…+MN)
式中,R为超标污染负荷分担率,单位%。
步骤3.确定各区域污染负荷分担率
根据步骤2中计算的各区域超标污染负荷分担率,评价跨区域河流中各区域的污染程度,确定各区域污染物的超标污染负荷分担率数值;
如跨区域河流某区域超标污染负荷量计算结果为负值,该跨区域河流在流经该区域时,没有新增加超标污染负荷,该区域污染负荷率为零。
假若跨区域河流某区域超标污染负荷量计算结果为负值,说明跨区域河流在流经该区域时没有新增加超标污染负荷,该区域的行政或管理责任者无需承担污染责任。
本发明方法1实施例中,步骤1中,将分段管理跨区域河流从上游至下游流设为多个区域,分别为区域A、区域B、区域C、……、区域N的分段方法为:按跨区域河流的污染目标管理行政责任区进行分段。
实施例方法2:
一种分段管理跨区域河流水环境污染分担的测算方法,该跨区域河流为分段管理界限监测断面内受两个及以上区域形成交叉污染,跨区监测断面已无法确定该区域污染的跨区域河流,该污染分担测算方法包括以下步骤:
步骤1.确定形成交叉污染的原始数值
根据资料收集或现场取样确定跨区域河流各区域的污染物浓度和跨区域河流的水量的原始数值。
步骤2.计算各区域污染负荷量
①污染负荷量为污染物浓度与含污染物的水量的乘积。计算公式(2)如下:
M=C×Q/100 (2)
公式(2)中,M为污染负荷量,单位吨/日;C为污染物浓度,单位毫克/升;Q为含该污染物对应的水量,单位万立方米/日;
②将分段管理跨区域河流从上游至下游设为多个区域,分别为区域A、区域B、区域C、……、区域N,根据以上公式(2),分别计算跨区域河流区域A、区域B、区域C、……、区域N中各区域污染负荷量MA、MB、MC……MN和确定各区域污染物的水量QA、QB、QC……QN;
其中,每个区域污染负荷量M为:该区域内排入河流干流的全部排污口的污染负荷量MⅠ和一级支流本区域内的染负荷量MⅡ的总和;
其中,每个区域含该污染物对应的水量Q为:该区域内全部排污口排放水量QⅠ和一级支流流入干流水量QⅡ的总和;
步骤3.计算各区域污染物排放核算浓度
根据步骤2跨区域河流在各区域范围内污染排放负荷量和排放水量,计算各区域污染物排放核算浓度,计算公式(3)如下:
C=100M/Q (3)
式中,C为污染物浓度,单位毫克/升;M为污染负荷量,单位吨/日;Q为含该污染物对应的水量,单位万立方米/日:
根据以上公式,计算跨区域河流中各行政区域的污染物排放核算浓度:
第一个区域A污染物的超标污染负荷CA=100×MA/QA
第二个区域B污染物的超标污染负荷CB=100×MB/QB
第三个区域C污染物的超标污染负荷CC=100×MC/QC
……
第N个区域N污染物的超标污染负荷CN=100×MN/QN
公式中:
CA为跨区域河流在区域A污染物的污染物排放核算浓度;
CB为跨区域河流在区域B污染物的污染物排放核算浓度;
……
CN为跨区域河流在区域N污染物的污染物排放核算浓度;
污染物排放核算浓度的单位:毫克/升;
MA为区域A污染物超标污染负荷;
MB为区域B污染物超标污染负荷;
……
MN为区域N污染物超标污染负荷;
超标污染负荷的为:单位吨/日;
QA为跨区域河流在区域A的排放水量;
QB为跨区域河流在行政区域B的排放水量;
……
QN为跨区域河流在行政区域N的排放水量;
排放水量的单位为:万立方米/日;
步骤4.判断各区域污染物核算浓度达标情况
对照跨区域河流水质目标管理值进行比对,各区域污染物排放的核算浓度CA、CB、CC、……、CN小于或等于水质目标管理值为管理达标,核算浓度CA、CB、CC、……CN大于水质目标管理值为管理不达标;
步骤5.计算各区域超标污染负荷量和超标污染负荷分担率
超标污染负荷量为污染物排放污染负荷超过水质目标或目标规定的数据,具体核算公示(1)如下:
M=(C-C0)×Q/100 (1)
式中,M为超标污染负荷量,单位吨/日;C为超标污染物浓度,单位毫克/升;C0为该跨区域河流超标污染物浓度管理目标浓度,单位毫克/升;Q为含该污染物对应的水量,单位万立方米/日;
根据以上公式(4),计算各区域超标污染负荷量:
区域A污染物的超标污染负荷为:MA=(CA-C0)×QA/100
行政区域B污染物的超标污染负荷为:MB=(CB-C0)×QB/100-MA
行政区域C污染物的超标污染负荷为:MC=(CC-C0)×QC/100-MA-MB
……
第N个行政区域N污染物的超标污染负荷为:MN=(CN-C0)×QN/100-MA-MB-…-MN-1
根据各区域超标污染负荷量计算各区域超标污染负荷分担率,若以上各区域超标污染负荷M为负值,说明跨区域河流在流经该行政区域时没有新增加超标污染负荷,若为正值,需计算各区域污染物的超标污染负荷分担率,计算方法与权利要求1中的步骤2相同。
本方法2实施例中,步骤1中的②,将分段管理跨区域河流从上游至下游流设为多个区域,分别为区域A、区域B、区域C、……、区域N的分段方法为:按跨区域河流的污染目标管理行政责任区进行分段。
参看本发明深圳具体实施例
龙岗河发源于梧桐山北麓,是东江二级支流淡水河的上游段,流域总面积约408平方公里,其中深圳境内流域面积约302平方公里,惠州境内约106平方公里。西湖村断面是龙岗河的省考核断面,考核标准为地表水V类标准,目前氨氮、总磷常有超标。西湖村断面水质受惠州市、深圳市影响,其中丁山河、黄沙河、杶梓河三条河流上游在惠州市境内,下游在深圳市境内;张河沥、马蹄沥上游在深圳市境内,中下游在惠州市境内;干流吓陂断面至西湖村断面约10公里为深惠插花地,同时受深圳市、惠州市污染影响。
由以上可知,龙岗河水质受深圳市、惠州市影响,西湖村考核断面水质无法准确表征深圳市的污染情况,河流污染情况较为复杂,是复杂跨区域河流污染责任分担问题。以下应用本发明测算龙岗河西湖村断面以上区域氨氮、总磷污染分担情况。
步骤1.确定形成交叉污染的原始数值
通过资料查阅与现场调研,摸清龙岗河各区域污染来源情况。(1)龙岗河深圳片区污染来源包括:水质净化厂,流域内6座水质净化厂,处理规模91万吨/日;主要入干流支流梧桐山河、爱联河、丁山河、黄沙河、田坑水等已截入截污箱涵后进入污水处理厂处理,大康河、龙西河、南约河、田脚水直接排入干流;箱涵溢流:箱涵末端仍存在一定溢流,溢流污水包含惠州片区和深圳片区污水;张河沥、马蹄沥上游深圳坪山片区污染负荷输入;白石洞河上游深圳龙岗片区污染负荷输入。(2)龙岗河惠州片区污染来源包括:丁山河、黄沙河、杶梓河上游惠州片区污染负荷输入;张河沥、马蹄沥中下游惠州片区污染负荷输入;龙岗河干流插花地惠州片区白石洞河、牛江沥河、黄浦沥河、左五支流等支流污染负荷输入;惠阳区第二污水处理厂排水;龙岗河干流插花地排污口等。
经系统分析,要准确计算龙岗河西湖村断面以上区域深圳市、惠州市污染物污染分担情况,需设定9个点位进行水质、水量同步监测,监测点位分别为西湖村断面、吓陂下游断面、田脚水河口、张河沥深惠交界、马蹄沥深惠交界、白石洞深惠交界、丁山河深惠交界、黄沙河深惠交界、杶梓河深惠交界,监测指标为氨氮、总磷和水量。
步骤2.计算各区域污染负荷量
龙岗河深圳片区污染负荷为吓陂下游断面污染负荷扣除丁山河、黄沙河、杶梓河上游惠州污染负荷输入,并加上田脚水、白石洞河、张河沥、马蹄沥深圳污染负荷输入。
M深圳片区=M吓陂下游断面-M丁山河、黄沙河、杶梓河惠州片区+M田脚水河口+M白石洞河深惠交界+M张河沥深惠交界+M马蹄沥深惠交界。
式中,M表示污染负荷量,单位为吨/日。
根据步骤1获得的监测数据及以上计算公式进行计算,结果为:龙岗河深圳片区氨氮负荷量为4.398吨/日,总磷负荷量为0.268吨/日。
深圳片区污染负荷核算过程表
惠州片区污染负荷为丁山河、黄沙河、杶梓河上游惠州污染负荷加上惠州片区支流、惠州污水处理厂、张河沥和马蹄沥惠州段污染负荷以及干流排污口污染负荷等。惠州片区污染负荷计算公式如下:
M惠州片区污染=M丁山河惠州部分+M杶梓河惠州部分+M黄沙河惠州部分+M张河沥惠州部分+M马蹄沥惠州部分+M白石洞河惠州部分+M牛江沥河+M黄浦沥河+M左五支流+M干流排污口。
式中,M表示污染负荷量,单位为吨/日。
惠州片区污染负荷亦可通过西湖村断面负荷减龙岗河深圳片区负荷进行计算。根据测算结果,惠州片区氨氮负荷量为6.231吨/日,总磷负荷量为1.115吨/日。
惠州片区污染负荷核算过程表
步骤3.计算各区域污染物排放核算浓度
根据龙岗河深圳片区和惠州片区排放水量及氨氮、总磷污染负荷量反推核算各自氨氮和总磷的浓度。深圳片区氨氮和总磷核算浓度分别为3.11毫克/升和0.19毫克/升,氨氮劣于地表水V类标准,总磷优于地表水V类标准;惠州片区氨氮和总磷核算浓度分别为10.55毫克/升和1.89毫克/升,氨氮、总磷均劣于地表水V类标准。
基于污染负荷核算平均浓度
步骤4.判断各区域污染物核算浓度达标情况
根据河流水质目标要求,判断各区域污染物排放的核算浓度是否达标。龙岗河西湖村考核断面水质目标为地表水V类标准。
深圳片区的氨氮核算浓度为3.11毫克/升,劣于地表水V类标准,说明深圳交给惠州的水体氨氮劣于地表水V类标准,西湖村考核断面氨氮超标深圳片区需承担责任,仍需推进污染治理;深圳片区总磷核算浓度为0.19毫克/升,优于地表水V类标准,说明深圳交给惠州的水体总磷已优于地表水V类标准,西湖村考核断面总磷超标深圳片区不需要承担责任。惠州片区的氨氮、总磷核算浓度分别为10.55毫克/升、1.89毫克/升,均劣于地表水V类标准,说明惠州片区的排水氨氮、总磷核算浓度均没有达到地表水V类标准,西湖村考核断面氨氮、总磷超标惠州片区需承担责任,仍需推进污染治理。
因此,该监测数据代表的时间内,龙岗河西湖村省考核断面氨氮不达标的责任需深圳、惠州共同承担,具体分担情况见第五步的超标污染负荷分担率;龙岗河西湖村省考核断面总磷不达标的责任由惠州承担。
步骤5.计算各区域超标污染负荷量和超标污染负荷分担率
深圳片区氨氮超标污染负荷量为1.568吨/日,总磷达标,无超标负荷量;惠州片区氨氮、总磷超标污染负荷量分别为5.049吨/日、0.879吨/日。根据超标污染负荷量计算两地污染负荷分担率,结果为:氨氮深圳分担率23.7%,惠州76.3%;总磷深圳核实浓度达标,超标责任在惠州。
由此可知,该监测数据代表的时间内,深圳片区氨氮浓度未达到地表水V类标准,总磷达地表水V类标准,惠州片区排水氨氮、总磷浓度均未达到地表水V类标准。因此,龙岗河西湖村省考核断面氨氮不达标的责任需深圳、惠州共同承担,且惠州的责任相对较大;而总磷不达标主要责任在惠州。
龙岗河深圳、惠州氨氮、总磷超标负荷量
Claims (2)
1.一种分段管理跨区域河流水环境污染分担的测算方法,该跨区域河流为不存在跨分段区域交叉污染的跨区域河流,其特征在于:该测算方法包括以下步骤:
步骤1.计算各区域超标污染负荷量
超标污染负荷量为排放污染负荷超过水质目标规定的数值,计算公式(1)如下:
M=(C-C0)×Q/100 (1)
公式中:
M为超标污染负荷量,单位吨/日;
C为污染物浓度,单位毫克/升;
C0为跨区域河流水质管理目标污染物浓度,单位毫克/升;
Q为跨区域河流水量,单位万立方米/日;
将分段管理跨区域河流从上游至下游流设为多个区域,分别为区域A、区域B、区域C、……、区域N,根据以上公式(1),分别计算各区域污染物的超标污染负荷量;
区域A污染物的超标污染负荷MA=(CA-C0)×QA/100
区域B污染物的超标污染负荷MB=(CB-C0)×QB/100-MA
区域C污染物的超标污染负荷MC=(CC-C0)×QC/100-MA-MB
……
区域N污染物的超标污染负荷MN=(CN-C0)×QN/100-MA-MB-…-MN-1
公式中,MA为区域A污染物的超标污染负荷,MB为区域B污染物的超标污染负荷,以此类推,MN为区域N污染物的超标污染负荷,单位吨/日;C0为该跨区域河流水质污染物目标浓度,CA为跨区域河流流出行政区域A时跨界监测断面污染物浓度,CB为跨区域河流流出行政区域B时跨界监测断面污染物浓度,以此类推,CN为跨区域河流流出行政区域N时跨界监测断面污染物浓度,单位毫克/升;QA为跨区域河流流出行政区域A时跨界监测断面流量,QB为跨区域河流流出行政区域B时跨界监测断面流量,以此类推,QN为跨区域河流流出行政区域N时跨界监测断面流量,单位万立方米/日;
步骤2:计算各区域超标污染负荷分担率
根据步骤1超标污染负荷量计算结果,计算各区域的超标污染负荷分担率;
根据步骤1超标污染负荷量计算结果中某个区域M为负值,说明跨区域河流在流经该区域时污染物无新增加超标污染负荷,该区域无需承担污染责任,无需计算超标污染责任分担率;
根据步骤1超标污染负荷量计算结果是正值的,需计算各区域污染物的超标污染负荷分担率,各区域污染物的超标污染负荷分担率计算方法如下:
区域A污染物的超标污染负荷分担率RA=MA×100%/(MA+MB+MC+…+MN)
区域B污染物的超标污染负荷分担率RB=MB×100%/(MA+MB+MC+…+MN)
区域C污染物的超标污染负荷分担率RC=MC×100%/(MA+MB+MC+…+MN)
……
区域N污染物的超标污染负荷分担率RN=MN×100%/(MA+MB+MC+…+MN)
式中,R为超标污染负荷分担率,单位%;
步骤3.确定各区域污染负荷分担率
根据步骤2中计算的各区域超标污染负荷分担率,评价跨区域河流中各区域的污染程度,确定各区域污染物的超标污染负荷分担率数值;
如跨区域河流某区域污染物的超标污染负荷量计算结果为负值,该跨区域河流在流经该区域时,没有新增加超标污染负荷,该区域污染负荷率为零。
2.根据权利要求1所述的一种分段管理跨区域河流水环境污染分担的测算方法,其特征在于:步骤1中,将分段管理跨区域河流从上游至下游流设为多个区域,分别为区域A、区域B、区域C、……、区域N的分段方法为:按跨区域河流的污染目标管理行政责任区进行分段。
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