[发明专利]一种城市河道断面动态水质目标确定方法

说明书

一种城市河道断面动态水质目标确定方法确定属于水环境治理领域。本发明包括以下步骤：a.建立影响城市河道断面水质目标确定的指标框架体系；b.通过层次分析法对指标重要性进行判断，分析计算指标权重；c.对单项评价指标进行分级量化评价；d.采用加权平均法计算指标集综合得分，确定高、中、低的水质目标等级。本发明对常规的基于功能要求确定城市河道水质目标的方法进行优化，可供流域管理者根据河道水文水力条件、水质条件、功能需求等自身不同特点制定河道水质目标，使目标确定更具合理性和可行性，同时本方法也可供城市河道健康评价、生态评价、水环境承载力评价等其他评估借鉴，具有较好的通用性。

技术领域

本发明提出一种城市河道动态水质目标确定方法，可基于河道自身条件科学确定断面水质目标，优化按照水功能区标准“一刀切”的水质考核办法，使流域治理工程更加经济高效。河道水质目标确定是水环境治理领域的重要课题。

背景技术

目前城市河道普遍采用固定的断面水质评价考核方式，断面水质大多考虑水体水质功能需求，执行水环境功能区水质标准，且全年标准固定不变，使得断面不达标常见于汛期降雨、冬季低温的情况。以降雨情况来说，在上世纪70年代末发达国家就注意到，在那些点源污染控制相对良好，甚至达到零点源污染排放的城市和地区，面源污染才是流域水质恶化、污染久治无效的根源，而其中随着城市化的快速发展而出现的城市降雨径流面源污染所占的比例正在日益提高。由于国内海绵城市理念兴起时间不长，城市降雨径流面源污染控制普遍不足，需要经历长期的过程才能真正成为城市的自觉发展方式，因此城市面源污染，尤其是初期雨水污染问题必将长期存在。因此，汛期降雨后、尤其是暴雨后短期内按照水环境功能区标准考核水质，具有一定的不合理性。从冬季来说，北方河道冬季河水温度低至12℃以下，污染物自然降解速率迅速下降，公众的亲水需求基本也在全年中最低，这种情况下仍然以水环境功能区标准严格考核，为了达到较高的出水标准，不得不兴建规模化流域治理工程，其合理性和经济性也值得商榷。

根据美国经验，联邦政府层面只制定水质基准，从1986年称为“金皮书”的联邦水质基准发布以来，基准指标体系分为“水生生物基准”和“人体健康基准”2套，各地方政府则需要根据实际情况制定本地水质标准或修正水质基准，为确保各地水质标准的协调性，地方水质标准最终由国家环保署审核通过后实施。我国水质基准的研究则极为薄弱，具有普遍指导意义的水质标准仅有《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)，主要参考了美国《国家推荐水质基准》(National RecommendedWater Quality Criteria)而制定，且基本上没有考虑水生态毒理学因素，对生物多样性保护的考虑也不足。美国水质标准的制定是多样化的，是密切结合各地实际的，且考虑的影响因素较多，指标分类非常细致，以宾夕法尼亚州的水质标准为例，其针对冷水鱼类、温水鱼类、洄游鱼类、鳟鱼养殖生活的水体氨氮，制定了基于pH和温度的控制方法，其中最大氨氮浓度通过下式计算：

氨氮(mg/L)＝NH₃-N×(log^-1(pK_T-pH)+1) (1)

NH₃-N＝0.12×f(T)/f(pH) (2)

f(pH)＝1+10^{1.03(7.32-pH)} (4)

任意连续30天的平均氨氮浓度也通过式(1)计算，其中NH₃-N浓度、f(pH)则分别通过式(6)和式(7)计算：

NH₃-N＝0.025×f(T)/f(pH) (6)