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广东省大燕河水质污染评价与防治对策研究

时间:2017-02-28 20:33来源:www.e-lunwen.com 作者:lgg 点击:
本文是水利工程论文,本文采用改进的模糊综合评价法,对大燕河水质进行研究评价,不仅为模糊综合评价方法提供更优化的模型,也能确定大燕河主要的污染物和综合污染程度。
第 1 章  前言
 
1.1 研究背景 
水资源是人类生存发展的重要的自然资源,也是保障人民健康生活和社会经济发展的重要支柱。然而水资源目前正面临着严重缺乏和污染日益严重的问题,这些问题也都逐渐阻碍着人类社会的发展。虽然地球表面面水体占 72%,但实际能够被人们利用的淡水资源量非常少,仅占到地球水资源总量的 0.26%[1]。近年来,全世界人口数量还在不断增长,各国城市化的趋势也在不断加重,这样就使得水资源变得更加紧缺。根据第四届世界水资源论坛报告,水资源缺乏的问题不仅发生在发展中国家,发达国家同样存在这种问题。欧洲有超过 4000 万人的饮用水量达不到人类标准,有超过 8000 万人缺乏一些基本的污水处理、排放设施[2]。 我国的水资源问题也很突出,水资源量平均每人占有量约两千立方米,仅为世界人均水平的四分之一。我国水资源在空间分布上的特点为南方多、北方少,空间分布极不平衡[3]。我国是世界上最大的发展中国家,在经济得到快速发展的同时,环境污染问题也日益凸显。根据图 1-1 可以看出,从 2006~2014 年,全国的污水排放量呈逐年上升趋势。2014  年的中国水资源公报显示,全国的降水总量、地表水总量与地下水资源总量都比上一年少。全国水资源总量只有 27266.9  亿立方米,但是供水量却为6095 亿立方米,达到了总量的 22.4%。 2014 年,国家对全国 21.6 万公里的河流进行了水质评价,从评价结果来看,劣于 III 类水质的河长占 27.2%,劣于 V 类水质的河长占 11.7%。其中最主要的污染因子为化学需氧量、高锰酸盐指数和五日生化学氧量。从全国水资源的各分区来看,西南区与西北区水质最好,为优类;珠江区、长江区与东南区水质次之,为良类;松花江区、黄河区、辽河区与淮河区水质为中,海河区水质最差,为劣类。 全国主要湖泊有 120 多个,在进行评价后发现,I~III 类、IV~V 类、劣 V类湖泊分别占评价湖泊总数的 32.2%、47.1%、20.7%。其中,处于富营养化状态的湖泊占所评价湖泊总数的 76.9%:太湖总体水质为 IV 类;滇池总体水质为 V类,主要污染物为有机物、总磷以及总氮;巢湖的西半湖污染程度重于东半湖,总体水质为 V 类,湖区总体处于中毒富营养状态。 世界性的水资源紧缺污染问题日益严重。通过水质评价研究,了解污染程度,找出主要污染成分,从而可以及时有效地进行水体污染治理[4]。 
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1.2 国内外水质研究进展 
国外的学者在 20 世纪 60 年代中期就已经对水质评价进行了研究,到了 70年代这方面的研究比较多,1965 年,R.K.Horton 首次提出了水质评价质量指数,随后 R.K.Brown 提出了水质质量指数法;在 1971 年,Prait 等人提出了污染指数法;1977 年,S.L.Ross 总结了前人的水质指数法,在此基础上对英国的克鲁德河进行了水质综合评价,并提出了一种比较简明的水质指数法。水质评价方法在90 年代之后得到了进一步的发展,美国的马里兰州发展了针对马里兰海湾水域的水环境质量指数。国内的水质评价相对国外起步较晚。2006 年,王晓玲、李松敏等对水质综合评价问题进行了研究,并提出了基于隶属度—遗传神经网络的水质综合评价模型[5]。2008 年,童英伟等对阜新市大凌河进行了水质评价,采用的是集对分析法[6]。2015 年,靳美娟和任一艳采用主成分分析法对渭河宝鸡段水质进行了综合评价[7]。
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第 2 章大燕河水质污染评价 
 
2.1 大燕河水质评价断面和评价指标的选取
研究主要以大燕河干流 4 个断面与支流龙塘河 2 个断面为研究对象,断面位置图见图 2-1:水质评价断面分别为:断面 1、大排坑;断面 2、水车头;断面 3、大燕河与龙塘河交汇口下游 200 米;断面 4、大燕河与龙塘河交汇口上游 200 米;断面5、龙塘河园区污水厂排放口下游 200 米;断面 6、工业园区污水厂排放口上游200 米。 本研究主要选取能够反映水质特征的 22 项水质指标,分别为溶解氧、高锰酸钾指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、总磷、总氮、铜、锌、氟化物、硒、砷、汞、镉、六价铬、铅、氰化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物、粪大肠菌群。 
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2.2 评价标准 
研究中地表水评价标准采用《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)[77]。根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)地表水水域环境和保护目标,按功能高低划分为五类,地表水环境质量标准基本项目标准值见表 2-1:
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第 3 章  大燕河水质评价结果分析 ........... 30 
3.1 各断面评价指标污染权重分析 .... 30 
3.2 各断面综合评价结果分析 ............ 35 
3.3 大燕河水质变化趋势 ........... 39 
第 4 章  研究区域水体污染来源调查与分析 .... 41 
4.1  点源污染源调查评价 .......... 41
4.1.1  工业污染源调查评价 ............ 41 
4.1.2  生活污染源调查评价 ............ 41 
4.2  非点源调查评价 ......... 43
4.2.1  畜禽和水产养殖污染源调查评价 .......... 43 
4.2.2  地表径流污染源调查评价 .... 45 
4.3  水污染源综合评价及结果分析 ............ 46 
4.4  大燕河流域各断面通量计算与分析 .... 49 
4.5 研究区域水体污染综合防治措施 ......... 54
第 5 章  结论 ........... 57 
 
第 4 章研究区域水体污染来源调查与分析
 
4.1 点源污染源调查评价 
大燕河流域包括清远市清城区的龙塘镇、源潭镇、横河街道、高新区、国营银盏林场。工业企业资料来自清远市环统工业数据,城市人口与农村人口只统计到清城区,因此按照大燕河流域面积与清城区面积比例来计算大燕河流域的城市人口与农村人口。污水厂资料由环统数据提供。工业污染源的调查是以镇为单位对大燕河流域 2014 年和 2015 年工业企业污染物进行详细调查,调查内容主要包括大燕河流域的龙塘镇、源潭镇、横河街道、高新区、国营银盏林场的工业企业的数量、分布、废水处理情况、排污去向、废水排放量等。 经调查,大燕河流域工业企业行业主要有建筑陶瓷制品制造、金属制品业、计算机、通信和其他电子设备制造业、化学原料化学制造品制造业、皮革及其制品业、橡胶和塑料制品业、非金属矿物制品业等。2015 年工业废水排放总量为760.06 万吨/年,主要排放物为 COD1797.59 吨/年,NH3-N156.53 吨/年,按照《水环境容量计算理论及应用》[78],工业污染物入河系数一般为0.8~1.0,本文取0.9,各镇工业企业数量与污染物排放量与入河量见表 4-1: 
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结论 
 
本研究选择大燕河流域为研究区,利用新建立的基于层次分析法与熵权法的组合赋权法模糊综合评价模型对大燕河流域进行水质综合评价;并收集研究区域污染源资料及相关数据,对研究区域的点、面源污染源进行调查、核算,并使用等标污染负荷和等标污染负荷比比较各污染源的污染贡献大小;通过对补充监测数据的分析,比较大燕河各干流与支流的入河通量,得出结论如下: 
(1)建立新的模糊综合评价模型—组合赋权模糊综合评价,该模型选用层次分析法与熵权法相结合的组合赋权法得出各评价因子的权重系数,主观因素结合客观因素,提高了评价结果的准确性,在对评价结果进行分析时,采用加权平均原则方法代替最大隶属度原则方法。从评价结果可以看出,2011 年~2015 年大燕河流域下游污染严重,并且有进一步恶化趋势,六个断面相比,龙塘河支流的两个断面与大排坑断面受工业园区排污影响最大,污染最为严重。 
(2)通过对大燕河流域 2014 年与 2015 年工业、居民生活、畜禽水产养殖、农田径流、城市径流污染负荷分析,2015 年总的污染负荷相比 2014 年有所降低,这是因为 2015 年生活污水处理量有了明显的增加,但是其他污染负荷相比 2014年都有所增加。生活污染与畜禽污染依然是两年中贡献率最大的污染源,其次,工业污染、农田径流污染、城市径流污染贡献率也较大。 
(3)通过流量水质补充监测,计算大燕河干支流污染物入河通量,分析其通量规律。从计算结果来看,大燕河干流流量从上游到下游逐渐增加,溶解氧入河通量从上游到下游也逐渐增加,而总氮、总磷、粪大肠菌群、铁、锰的入河通量受到支流污染物浓度的影响未呈逐渐增加趋势。COD 的入河通量主要影响因素为流量,氨氮的入河通量主要影响因素为浓度。
(4)通过对大燕河水质污染与污染负荷的分析,根据大燕河的实际情况提出相应的污染防治措施。  
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参考文献(略)
(责任编辑:gufeng)
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