富营养化水库水环境容量研究

中国水利水电科学研究院第十届青年学术交流会中国水利水电科学研究院第十届青年学术交流会论文宣讲富营养化水库水环境容量研究目 录长寿湖富营养状况评价水环境容量计算模型长寿湖水环境容量结论研究背景目 录长寿湖富营养状况评价水环境容量计算模型长寿湖水环境容量结论研究背景研究背景——水库富营养化富营养化散发腥味异臭降低水体透明度影响水体溶解氧向水体释放有毒物质生态癌危害生活和工业供水水产业农业和畜牧业景观娱乐航运影响富营养化是水库的主要环境问题。富营养化防治是水库水质管理的重要内容。研究背景——水环境容量環境容量Assimilative

Capacity日本欧美欧美非英语国家/

GESAMP环境容量Carrying

CapacityEnvironmentalCapacity環境容量1960S日本社会科学家，物理学，电量环境容量1970S中国水环境容量中国“六五”“七五”“八五”研究背景——水环境容量满足水环境质量标准要求的最大允许污染负荷量，或纳污能力。一定水体在规定环境目标下所能容纳污染物的量。水体环境在一定功能要求、设计水文条件和水环境目标下，所允许容纳的污染物量。水环境容量在一定环境目标下，某一水域所能承担的外加的某种污染物的最大允许负荷量。在不影响某一水体正常使用的前提下，满足社会经济可持续发展和保持水生态系统健康的基础上，参照人类环境目标要求某一水域所能容纳的某种污染物的最大负荷量或保持水体生态系统平衡的综合能力。设计水文条件规划水质目标水质模型水环境容量污染负荷水污染防治规划和管理目 录研究背景长寿湖富营养状况评价水环境容量计算模型长寿湖水环境容量结论长寿湖富营养状况评价——长寿湖概况重庆东部狮子滩水电站工程多年调节水库水域面积65km2，岛屿203个饮水、灌溉、旅游、养殖、发电长寿湖富营养状况评价——指数评分定级法《地表水资源质量评价技术规程》（SL395-2007）水库富营养状态评价标准指数评分定级法长寿湖富营养状况评价——综合富营养状态指数法《湖泊（水库）富营养化评价方法及分级技术规定》计算公式综合富营养状态指数法评价标准长寿湖富营养状况评价——评价结果长寿湖历年水质情况指数评分定级法长寿湖已处于轻度富营养化水平综合富营养状态指数法目 录研究背景长寿湖富营养状况评价水环境容量计算模型长寿湖水环境容量结论水环境容量计算模型——模型分类均匀混合模型非均匀混合模型富营养化模型分层模型水库特征污染物水环境容量计算水动力学特征；水质区域分异结构特征营养盐模型TNTP模型污染物耗氧有机物模型CODBOD水环境容量计算模型——TN、TP计算模型TN、TP计算模型狄龙（Dillon）模型符号含义水环境容量计算模型——CODCr计算模型CODCr计算模型COD数学模型符号含义目 录研究背景长寿湖富营养状况评价水环境容量计算模型长寿湖水环境容量结论长寿湖水环境容量水质目标现状富营养化水平水体功能GB3838-Ⅱ类Ⅲ类2002Ⅳ类计算条件设计水文条件水质控制浓度关键参数TN、TP滞留系数CODCr降解速率、底泥释放速率总量控制分析污染物削减量长寿湖水环境容量——计算条件长寿湖TN水环境容量计算条件长寿湖TP水环境容量计算条件长寿湖CODCr水环境容量计算条件年均出库水量（m3/a）设计条件相应库容（m3）

速率（1/a）

速率（1/a）

（mg/L）CODCr降解底泥释放CODCrⅡ类控制浓度CODCrⅢ类控制浓度（mg/L）CODCrⅣ类控制浓度（mg/L）11.61×1082.465×108

22.27

18.25

152030设计条件相应库容（m3）年均出库水量（m3/a）平均水深（m）水面面积（m2）TNⅡ类控制浓度（mg/L）TNⅢ类控制浓度（mg/L）TNⅣ类控浓度（mg/L）2.465×10811.61×1088.6228.6×1060.51.01.5设计条件相应库容（m3）年均出库水量（m3/a）平均水深（m）水面面积（m2）TPⅡ类控制浓度（mg/L）TPⅢ类控制浓度（mg/L）TPⅣ类控制浓度（mg/L）2.465×10811.61×1088.6228.6×1060.0250.050.1长寿湖水环境容量——关键参数确定TN、TP年入库量TN滞留系数=0.579TN、TP浓度值狄龙模型TP滞留系数水文参数=0.412底泥检测结果CODCr降解速率=22.27/a水文水质特征CODCr底泥释放速率=18.25/a长寿湖水环境容量——计算结果TLI(∑)=水质模型计算条件水质目标关键参数长寿湖不同规划水质目标下主要污染物水环境容量规划水质目标水环境容量（t/a）TNTPCODCrⅡ类1380.6151.6232272.85Ⅲ类2761.21103.2443030.47Ⅳ类4141.82206.4753788.09长寿湖水环境容量—总量控制分析当入库污染物总量大于某一水质目标下的湖泊主要污染物环境容量时，水库水体就不能实现水质目标，因此要保证水质目标的实现，超出环境容量的部分就应该削减，这部分即所谓的削减量。ΔQi

Qi

Q0i

ΔQi

/

Qi削减量和削减率：现状削减量计算现状污染物入湖量（t/a）污染物削减量（t/a）规划水质现状污染源入湖量（t/a）COD34846.27TN5352.15目标Ⅱ类TP286.59TN

TP

CODCr3971.5 234.97 2573.42590.9

183.35

--Ⅲ类Ⅳ类

1210.3

80.12

--Ⅱ类水质目标下，主要污染物入湖量均大于水环境容量，需削减；

Ⅲ类、Ⅳ类水质目标下，TN、TP均需削减。目 录研究背景长寿湖富营养状况评价水环境容量计算模型长寿湖水环境容量结论研究背景——水环境容量选择适宜长寿湖富营养化水环境现状的狄龙模型和CODCr计算模型，计算得到了长寿湖在不同水质控制目标下TN、TP和CODCr的水环境容量。依据长寿湖的现状污染物入湖量，进行了主要污染物的总量控制分析：除Ⅲ类和Ⅳ类水质目标下CODCr的水环境容量