长兴岛开发区海域排污口位置优选

1、长兴岛区域开发海域排污口位置优选及环境容量的研究大连市环境科学设计研究院1引言排污口位置选择及优化海洋环境容量及承载能力分析结语 21、引言 2005年大连市被国家环保总局列为全国首批规划环评试点城市。随后大连城市发展规划(2003-2020)、开发区和长兴岛的规划环评已经全面展开。长兴岛的规划环评与其他规划环评存在很大不同之处，长兴岛开发规划作为新开发建设区域的规划，对资源、环境等的约束条件考虑不足，长兴岛开发规划的编制审批部门，急切希望通过规划环评工作的开展，对环境方案加以优化，对环境等的约束条件予以明确。笔者通过参与长兴岛规划环评工作，结合长兴岛周边海域水动力学条件分析及制约条件分析，假

2、定3个陆源污染物排海排污口方案，通过对假定方案的海洋环境容量及承载能力的计算分析，对各排放口方案进行比选。给出推荐方案及对应的环境容量，为区域开发规划决策及环境保护规划提供依据。32、排污口位置选择及优化2.1排污口位置优化原则 （1）污水排放口设置的法规要求 中华人民共和国防治海岸工程建设项目污染损害海洋环境管理条例（1990年8月1日起施行）第十四条规定：“设置向海域排放废水设施的，应当合理利用海水自净能力，选择好排污口的位置，采用暗沟或者管道方式排放，出水管口位置应当在低潮线以下。”4 （2）充分利用海水的自净能力 利用海水的自净作用可适当降低排海污水的人工处置程度，节约大量的环保投资。

3、从经济意义上讲，海水的自净能力是一种可持续利用的宝贵的自然资源；从环境意义上讲，海水的自净能力又是制定污水排海标准和海洋环境目标管理决策的重要依据。一般来说，海域开敞、水深流强的海区都具有较强的自净能力，适合于排污口的设置。 从流场的分布态势可明显看出，在西部强流区，海水自净能力极强，污染物质会被快速稀释扩散。因此，在长兴岛的西部建设污水排海工程是比较适宜的。 葫芦山湾内的港口建成后，形成封闭水域，只有狭窄水道与外界相通，水体呆滞，污染物不易向外海扩散，港域内水质很容易变坏。因此，港区内不宜设置排污口。5 （3）尽量远离自然保护区等环境敏感目标 长兴岛邻近斑海豹自然保护区，其北侧是旅游度假区，

4、在这些环境敏感区域内不宜设置排污口。 （4）符合近岸海域环境功能区划的原则 根据大连市人民政府大政200622号关于呈批大连市近岸海域环境功能区划的请示及辽宁省环境保护局文件辽环函2006157号关于大连市近岸海域环境功能区划调整的复函，长兴岛马家咀子至高脑子角码头岸线向海延伸1000米，长兴岛葫芦山咀至五沟西咀码头岸线向海延伸1000米为4类海域，其它海域为2类海域。根据辽宁省沿海地区污水直接排入海域标准，2类海域禁止新建排污口，因此排污口应设置在4类海域。 6 （5）经济的原则 在满足环境保护目标的前提下，尽量节省工程费用和运营费用也是一条重要的原则。72.2排污口预选方案 长兴岛规划的主

5、要港口区和工业园区处在葫芦山湾沿岸，长兴岛北岸的西段为预留港口发展区。根据规划布局，结合陆域规划情况，在长兴岛选择适当地点设置排污口预选方案。 对于长兴岛来说，其北侧是海滨浴场、旅游度假区和斑海豹自然保护区的核心区，南侧是葫芦山湾港口区，都不宜设置排污口。长兴岛西侧面临开阔的辽东湾，水深流急，是难得的高能海域，是长兴岛设置排污口的最佳地段，但该海域只有2侧端为4类海域，中间为2类海域。因此，我们在长兴岛的西岸4类海域确定排污口设置方案。根据当地的水深条件，我们将排污口位置都设在离岸约300米处。为了进行比选，在长兴岛设三种排污口方案（方案1、2、3）。排污口预选方案示于图1。 后面将通过各排污

6、口的环境容量计算来研究各排污口的环境可行性。89 大连市近岸海域环境功能区区划图10图1 拟选排污口位置示意图 123113、海洋环境容量及承载能力分析 我们以前面作出的排污口拟选方案为基础，通过允许排放量的计算来研究各排放口的环境容量，同时对各排放口方案进行比选。 通过建立长兴岛海域污染扩散数值模型和海洋环境容量模型，研究入海污染物质在海区内的输移扩散过程和污染物影响浓度的空间分布规律，计算各排污口的允许排放量，为总量控制提供基本依据。123.1潮流场数值模型 长兴岛周边海域为近岸浅海，流速的垂向分布比较均匀，因此流场计算采用深度平均的二维浅水潮波方程。3.2污染物输移扩散模型 采用深度平均

7、的二维输移扩散方程 。133.3海域环境容量计算模型 在源强未知的情况下，可以首先直接研究响应系数场的分布特征，从而预测某些规划中的排放源的可能的环境影响。反之，通过设定满足水质控制目标条件下的某种污染物质的浓度值(亦即水质目标)，可以推出陆源污染物的允许排放量，即环境容量。143.4长兴岛陆源排污总量计算 长兴岛沿岸目前没有陆源排污口，因此不能进行有针对性的总量控制计算。这里我们运用前面叙述的环境容量研究的基本思路对长兴岛海区的陆源排污总量控制作一些试验研究。在前面的3个排放口拟选方案的基础上，计算各排污口方案的环境容量。 15（1）水质控制目标的确定 容量计算的污染指标物为：COD、无机氮

8、 长兴岛海域水质控制目标在近岸海域环境功能区划基础上确定。排污口选择要满足稀释扩散条件好且环境功能区划为4类海域的条件，同时要尽可能远离斑海豹自然保护区的核心区，据此条件选出的排污口方案临近环境功能区划的2类海域。根据这些情况，我们按类海水水质标准确定本海区的水质控制目标。即海区内，除了排污口附近划定的混合区之外，COD的总体浓度应小于3.0mg/l，无机氮的总体浓度应小于0.30mg/l。16（2）混合区计算与分析 从环境管理的角度讲，混合区系指排污口附近的一个局部的区域，在这个区域内，允许污染物的浓度超过规定的国家标准，而在这个区域的边缘线上和混合区以外，污染物的浓度应符合规定的标准要求。

9、 混合区范围确定参照污水海洋处置工程污染控制标准（GWKB4-2000）中的规定，根据长兴岛附近海域实际情况，确定混合区范围为0.48km2，假设允许混合区的形状为圆形，则可反算出每个允许混合区的等效半径为：R391m。 根据上面的分析结果，从环境安全的角度考虑，我们将3个拟选排污口的混合区半径都取为300米。17（3）允许浓度增量 根据混合区的定义，在混合区的边缘线上，污染物的总浓度值应满足水质控制目标。也就是说，在该处的本底浓度和排污影响浓度之和应等于或小于水质目标的规定值。因此，在确定了混合区的位置和范围之后，我们需要进一步查明，在混合区的边缘线上，污染因子的现状浓度如何。如果现状浓度小

10、于水质目标值，则表明本海区尚有剩余容量，允许排放一定数量的污染物，其浓度差额即为允许浓度增量，据此可反推允许排放量，即环境容量。如果现状浓度等于或大于水质控制目标值，则表明本海区没有剩余环境容量，不能进行排污活动，而且应采取相应的环保治理措施。 18 根据本海区的海洋环境监测资料，本海域的COD本底浓度值为0.83mg/l，无机氮的本底浓度值为0.24mg/l。 前面已确定本海区的COD水质目标值为3.0mg/l，无机氮为0.30mg/l。减去本底浓度之后，其差额分别为2.17mg/l、0.06mg/l。也就是说，在混合区的边缘线上，为确保满足水质目标的要求，排污所引起的COD浓度增量应不超过上述阈值。这个阈值称作允许浓度增量，它也是本海区环境容量的表征量。19（4）允许排放量的计算 响应系数也具有随潮变化的特点。从环境管理的角度讲，考虑最不利条件。为此，我们对每个空间点选取其周期内的最大值，然后绘制其包络线。在这个数量场中选取混合区边缘线上的数值参与计算。混合区边缘线上的数值存在空间变化的特征，我们仍然选其最大值。经计算求得各排污口的污染物允许排放量列于表1。20表1 污染物允许排放量（环境容量）计算结果排污口方案COD允许排放量（吨/年）无机氮允许排放量（吨/年）145622.1126