河流环境影响水质预测的初步研究

孔桂萍

摘要基于《环境影响评价技术导则 地表水环境》（HJ2.3-2018），总结了环境影响评价中非感潮河流的水质预测一般工作程序及预测思路，并分析了污染源排放量核算断面设置应满足的要求，以及混合区和混合过程段的区别。

关键词环境影响水质预测工作程序 核算断面 混合区 混合过程段

0引言

2018年，时隔25年，生态环境部发布了《环境影响评价技术导则 地表水环境》（HJ2.3-2018）[1]（以下简称《地表水导则》），代替了1993年发布的《环境影响评价技术导则 地面水环境》（HJ2.3-1993）[2]。两者相比，新发布的《地表水导则》进行了多项条款内容的补充、修改和完善，特别是评价等级的判定，评价和调查范围的确定，核算断面和安全余量的确定以及水环境影响预测模型的使用等。本文主要总结《地表水导则》对于非感潮河流的水质预测评价一般工作程序以及导则使用过程中需要注意的问题。

1 水质预测评价工作程序

针对水污染影响型建设项目的地表水环境影响评价，直接受纳水体（非感潮河流）水质影响定量预测评价的一般工作程序如下：

1.1确定预测因子

根据评价因子，重点选择与建设项目排放关系密切的水污染因子作为预测因子。一般选择COD、氨氮、总磷，排放第一类污染物时还应考虑第一类污染物。

1.2确定预测时期

应选择水体自净能力最不利及水质状况相对较差的不利时期、水环境现状补充监测时期作为重点预测时期[1]，并满足不同评价等级对评价时期的要求。

一级评价一般至少包含丰水期和枯水期，二级评价一般至少包含枯水期，三级A评价至少包含枯水期[1]。

1.3确定预测情景

水污染影响型建设项目对地表水环境的影响主要在生产运行期，因此选择生产运行期阶段进行预测。

预测工况一般包括正常排放、非正常排放。如建设项目具有充足的调节容量，不会非正常排放废水，可只预测正常排放工况对水环境的影响[1]。

1.4确定预测源强

以城市生活污水处理厂为例，城市生活污水处理厂主要收集纳污范围内未被集中收集处理的居民生活污水。假设评价范围内无与该城市生活污水处理厂排放污染物同类的、同一受纳水体的其他在建、拟建直接排放污染源的，预测时需要设置以下三个预测源强：

（1）城市生活污水处理厂建设前的预测源强

该污水处理厂本身作为一个区域污染源削减项目，应该将现状纳污范围内未被集中收集处理的生活污水作为预测源强，预测该部分生活污水对预测断面的污染物浓度贡献值。排放的污染物浓度源强可参照污水处理厂设计进水浓度确定。

（2）城市生活污水处理厂建设后正常排放的预测源强

该城市生活污水处理厂建设后，纳污范围内的生活污水经收集处理达标后排入受纳水体。排水量源强为该城市生活污水处理厂的设计处理规模，排放的污染物浓度源强为污水处理厂设计出水浓度。

（3）城市生活污水处理厂建设后非正常排放的预测源强

考虑最不利条件下，污水处理厂非正常排放的预测源强可取生活污水被收集后未经处理直接排入受纳水体的情况。排水量源强为该城市生活污水处理厂的设计处理规模，排放的污染物浓度源强为污水处理厂设计进水浓度。

1.5确定预测断面

预测断面主要包括以下断面：

（1）控制断面

结合水环境功能区、水环境控制单元区划情况，控制断面可直接选取位于排放口下游评价范围内的国控断面、省控断面、市控断面。

（2）污染源排放量核算断面

非感潮河流的污染源排放量核算断面应设置在排污口下游，且与排污口的距离＜2km的河段内。

（3）其他关心断面

评价范围内，饮用水取水口等其他水环境保护目标、常规监测断面、补充监测断面、水质水量突变处，应结合（1）和（2）设置预测断面。

1.6确定预测水文条件

根据预测时期，选取相应时期的水文参数。

河流不利枯水条件宜采用90%保证率最枯月流量或近10年最枯月平均流量[1]。

1.7确定污染物综合衰减系数k

不同类型的河流，其综合衰减系数k不一样。综合衰减系数k的主要影响因素包括水体地形、微生物种类和数量、复氧能力、水力特征、水温、流量、流速和污染物浓度等[3]。

污染物综合衰减系数k的确定方法主要包括分析借用法、经验公式法和实测法[4]三种。

采用分析借用法确定污染物综合衰减系数k的，可结合受纳水体特征参考下表1的参考值[5]确定。

表1水质降解系数参考值

Table 1 reference value of water quality degradation coefficient

水质及水生态环境状况	水质降解系数/d-1
	COD		NH3-N
	一般河道	大江大河	一般河道	大江大河
优（相应水质Ⅱ～Ⅲ类）	0.18-0.25	0.20-0.30	0.15-0.20	0.20-0.25
中（相应水质Ⅲ～Ⅳ类）	0.10-0.18	0.10-0.20	0.10-0.15	0.10-0.20
劣（相应水质Ⅴ或劣Ⅴ类）	0.05-0.10	0.05-0.10	0.05-0.10	0.05-0.10

1.8水质预测

假设受纳水体河流顺直、水流均匀且排污稳定，可以采用解析解模型进行预测。水质预测的一般工作程序如下：

（1）混合区计算

采用《地表水导则》附录E的E.6.2.1的公式计算污染物混合区纵向最大长度Ls，污染物混合区横向最大宽度bs，确定污染物混合区范围。

（2）混合过程段长度计算

采用《地表水导则》附录E的公式E.1计算水污染物排入受纳水体后的混合过程段长度。

公式E.1中的污染物横向扩散系数Ey可采用泰勒法求得。

（3）进行水质预测

假设预测断面均位于污染物混合区范围外。

当预测断面位于混合过程段范围的，选用二维或者三维的水质预测模型进行预测；当预测断面位于混合过程段范围外，即在河流均匀混合段的，选用零维或一维的水质预测模型进行预测（其中，污染物综合衰减系数k=0时用零维，污染物综合衰减系数k≠0时用一维）。

一维模型计算中的污染物纵向扩散系数Ex可采用爱尔德法求得。

1.9水质预测结果

以上述1.4预测源强为例，假设1.4中源强（1）在核算断面的预测贡献值为A（A为污水厂建成后的削减值）；源强（2）在核算断面的预测贡献值为B；则城市生活污水处理厂建成后正常排放时，核算断面的预测值C=核算断面现状值+B-A。其他预测断面的预测值同理可以计算得到。

城市生活污水处理厂建成后非正常排放时各预测断面的预测值同理可以计算得到。

1.10水质影响评价

排放口所在水域形成的污染物混合区不得与已有排放口形成的混合区叠加[1]。

各预测断面的预测值应满足相应的水环境功能区水质目标要求；其中污染源排放量核算断面的主要污染物（COD、氨氮、总磷）还应预留必要的安全余量，同时满足预留了安全余量下水质标准要求。

2 需要注意问题

2.1污染源排放量核算断面的设置

实际工作中，不受回水影响的河段，应严格按照排放口下游2km范围内进行设置；受回水影响的河段，应严格在距离排放口上游、下游1km范围内各设置一个。

核算断面除了满足上述要求外，还应不得设置在混合区范围内。不受回水影响的河段，如果混合区范围超过2km，应削减污染源排放源强，使核算断面位于混合区范围外且位于排放口下游2km范围内。受回水影响的河段，如果混合区范围超过1km，应削减污染源排放源强，使核算断面位于混合区范围外且位于排放口上游、下游1km范围内。

设置的核算断面应有水质现状监测数据。

2.2混合区和混合过程段的区别

混合区是指污染物排入评价水域后，在稀释混合、迁移转化过程中，环境管理批准允许排污口一定区域内可不满足相应功能区水质标准的限定水域[6]。

《地表水导则》按全断面最小与最大浓度之比的相对误差绝对值等于5%定义全断面均匀混合[7]。

混合过程段是指排放口下游全断面达到均匀混合以前的河段[2]。

混合区位于混合过程段范围内。

3 结语

根据《地表水导则》，非感潮河流的水质预测评价的一般工作程序主要包括：确定预测因子、预测时期、预测情景、预测源强、预测断面、预测水文条件、污染物综合衰减系数k、水质预测、水质预测结果计算、水质影响评价等10方面。针对预测源强和水质预测结果计算，以城市生活污水处理厂的尾水排放为例，说明了预测源强的设置以及如何根据预测源强贡献值计算得到预测结果。另外，还分析了污染源排放量核算断面设置需要满足的要求，以及混合区和混合过程段的区别与联系。

希望本文的总结和分析，能为在河流环境影响水质预测实际工作中，更好地理解和应用《地表水导则》提供一定的参考意义。

参考文献

[1] 《环境影响评价技术导则 地表水环境》（HJ2.3-2018）[S].北京：中国环境出版集团，2019.

[2] 《环境影响评价技术导则 地面水环境》（HJ/T2.3-1993）[S].北京：中国环境出版社，1993.

[3] 李慧珑，诸晓华，包宝华，韩伯成.河流水质模型综合衰减系数确定的探讨[OL].环境污染与防治，2008（6）.

[4] 水利部水政水资源司，水资源保护管理基础[M].北京，中国水利水电出版社，1996.

[5] 中国环境规划院，全国地表水水环境容量核定技术复核要点（征求意见稿01）[R].2004.

[6] 环境保护部办公厅，《环境影响评价技术导则 地表水环境（征求意见稿）》（HJ2.3-201 ）[R].2017.

[7] 王庆改，张贝贝，曹晓红，黄茹，王亚娥，郭森，吴佳鹏，徐成龙. 环境影响评价技术导则 地表水环境 适用性测算[J].环境影响评价，2019(41):16-22.

作者简介孔桂萍，女，硕士研究生，从事环境保护相关工作。