長興島開發(fā)區(qū)海域排污口位置優(yōu)選

1、長興島區(qū)域開發(fā)海域排污口位置優(yōu)選及環(huán)境容量的研究大連市環(huán)境科學(xué)設(shè)計(jì)研究院1引言排污口位置選擇及優(yōu)化海洋環(huán)境容量及承載能力分析結(jié)語 21、引言 2005年大連市被國家環(huán)保總局列為全國首批規(guī)劃環(huán)評試點(diǎn)城市。隨后大連城市發(fā)展規(guī)劃(2003-2020)、開發(fā)區(qū)和長興島的規(guī)劃環(huán)評已經(jīng)全面展開。長興島的規(guī)劃環(huán)評與其他規(guī)劃環(huán)評存在很大不同之處，長興島開發(fā)規(guī)劃作為新開發(fā)建設(shè)區(qū)域的規(guī)劃，對資源、環(huán)境等的約束條件考慮不足，長興島開發(fā)規(guī)劃的編制審批部門，急切希望通過規(guī)劃環(huán)評工作的開展，對環(huán)境方案加以優(yōu)化，對環(huán)境等的約束條件予以明確。筆者通過參與長興島規(guī)劃環(huán)評工作，結(jié)合長興島周邊海域水動(dòng)力學(xué)條件分析及制約條件分析，假

2、定3個(gè)陸源污染物排海排污口方案，通過對假定方案的海洋環(huán)境容量及承載能力的計(jì)算分析，對各排放口方案進(jìn)行比選。給出推薦方案及對應(yīng)的環(huán)境容量，為區(qū)域開發(fā)規(guī)劃決策及環(huán)境保護(hù)規(guī)劃提供依據(jù)。32、排污口位置選擇及優(yōu)化2.1排污口位置優(yōu)化原則 （1）污水排放口設(shè)置的法規(guī)要求 中華人民共和國防治海岸工程建設(shè)項(xiàng)目污染損害海洋環(huán)境管理?xiàng)l例（1990年8月1日起施行）第十四條規(guī)定：“設(shè)置向海域排放廢水設(shè)施的，應(yīng)當(dāng)合理利用海水自凈能力，選擇好排污口的位置，采用暗溝或者管道方式排放，出水管口位置應(yīng)當(dāng)在低潮線以下?！? （2）充分利用海水的自凈能力 利用海水的自凈作用可適當(dāng)降低排海污水的人工處置程度，節(jié)約大量的環(huán)保投資。

3、從經(jīng)濟(jì)意義上講，海水的自凈能力是一種可持續(xù)利用的寶貴的自然資源；從環(huán)境意義上講，海水的自凈能力又是制定污水排海標(biāo)準(zhǔn)和海洋環(huán)境目標(biāo)管理決策的重要依據(jù)。一般來說，海域開敞、水深流強(qiáng)的海區(qū)都具有較強(qiáng)的自凈能力，適合于排污口的設(shè)置。 從流場的分布態(tài)勢可明顯看出，在西部強(qiáng)流區(qū)，海水自凈能力極強(qiáng)，污染物質(zhì)會(huì)被快速稀釋擴(kuò)散。因此，在長興島的西部建設(shè)污水排海工程是比較適宜的。 葫蘆山灣內(nèi)的港口建成后，形成封閉水域，只有狹窄水道與外界相通，水體呆滯，污染物不易向外海擴(kuò)散，港域內(nèi)水質(zhì)很容易變壞。因此，港區(qū)內(nèi)不宜設(shè)置排污口。5 （3）盡量遠(yuǎn)離自然保護(hù)區(qū)等環(huán)境敏感目標(biāo) 長興島鄰近斑海豹自然保護(hù)區(qū)，其北側(cè)是旅游度假區(qū)，

4、在這些環(huán)境敏感區(qū)域內(nèi)不宜設(shè)置排污口。 （4）符合近岸海域環(huán)境功能區(qū)劃的原則 根據(jù)大連市人民政府大政200622號關(guān)于呈批大連市近岸海域環(huán)境功能區(qū)劃的請示及遼寧省環(huán)境保護(hù)局文件遼環(huán)函2006157號關(guān)于大連市近岸海域環(huán)境功能區(qū)劃調(diào)整的復(fù)函，長興島馬家咀子至高腦子角碼頭岸線向海延伸1000米，長興島葫蘆山咀至五溝西咀碼頭岸線向海延伸1000米為4類海域，其它海域?yàn)?類海域。根據(jù)遼寧省沿海地區(qū)污水直接排入海域標(biāo)準(zhǔn)，2類海域禁止新建排污口，因此排污口應(yīng)設(shè)置在4類海域。 6 （5）經(jīng)濟(jì)的原則 在滿足環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的前提下，盡量節(jié)省工程費(fèi)用和運(yùn)營費(fèi)用也是一條重要的原則。72.2排污口預(yù)選方案 長興島規(guī)劃的主

5、要港口區(qū)和工業(yè)園區(qū)處在葫蘆山灣沿岸，長興島北岸的西段為預(yù)留港口發(fā)展區(qū)。根據(jù)規(guī)劃布局，結(jié)合陸域規(guī)劃情況，在長興島選擇適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置排污口預(yù)選方案。 對于長興島來說，其北側(cè)是海濱浴場、旅游度假區(qū)和斑海豹自然保護(hù)區(qū)的核心區(qū)，南側(cè)是葫蘆山灣港口區(qū)，都不宜設(shè)置排污口。長興島西側(cè)面臨開闊的遼東灣，水深流急，是難得的高能海域，是長興島設(shè)置排污口的最佳地段，但該海域只有2側(cè)端為4類海域，中間為2類海域。因此，我們在長興島的西岸4類海域確定排污口設(shè)置方案。根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃顥l件，我們將排污口位置都設(shè)在離岸約300米處。為了進(jìn)行比選，在長興島設(shè)三種排污口方案（方案1、2、3）。排污口預(yù)選方案示于圖1。 后面將通過各排污

6、口的環(huán)境容量計(jì)算來研究各排污口的環(huán)境可行性。89 大連市近岸海域環(huán)境功能區(qū)區(qū)劃圖10圖1 擬選排污口位置示意圖 123113、海洋環(huán)境容量及承載能力分析 我們以前面作出的排污口擬選方案為基礎(chǔ)，通過允許排放量的計(jì)算來研究各排放口的環(huán)境容量，同時(shí)對各排放口方案進(jìn)行比選。 通過建立長興島海域污染擴(kuò)散數(shù)值模型和海洋環(huán)境容量模型，研究入海污染物質(zhì)在海區(qū)內(nèi)的輸移擴(kuò)散過程和污染物影響濃度的空間分布規(guī)律，計(jì)算各排污口的允許排放量，為總量控制提供基本依據(jù)。123.1潮流場數(shù)值模型 長興島周邊海域?yàn)榻稖\海，流速的垂向分布比較均勻，因此流場計(jì)算采用深度平均的二維淺水潮波方程。3.2污染物輸移擴(kuò)散模型 采用深度平均

7、的二維輸移擴(kuò)散方程 。133.3海域環(huán)境容量計(jì)算模型 在源強(qiáng)未知的情況下，可以首先直接研究響應(yīng)系數(shù)場的分布特征，從而預(yù)測某些規(guī)劃中的排放源的可能的環(huán)境影響。反之，通過設(shè)定滿足水質(zhì)控制目標(biāo)條件下的某種污染物質(zhì)的濃度值(亦即水質(zhì)目標(biāo))，可以推出陸源污染物的允許排放量，即環(huán)境容量。143.4長興島陸源排污總量計(jì)算 長興島沿岸目前沒有陸源排污口，因此不能進(jìn)行有針對性的總量控制計(jì)算。這里我們運(yùn)用前面敘述的環(huán)境容量研究的基本思路對長興島海區(qū)的陸源排污總量控制作一些試驗(yàn)研究。在前面的3個(gè)排放口擬選方案的基礎(chǔ)上，計(jì)算各排污口方案的環(huán)境容量。 15（1）水質(zhì)控制目標(biāo)的確定 容量計(jì)算的污染指標(biāo)物為：COD、無機(jī)氮

8、 長興島海域水質(zhì)控制目標(biāo)在近岸海域環(huán)境功能區(qū)劃基礎(chǔ)上確定。排污口選擇要滿足稀釋擴(kuò)散條件好且環(huán)境功能區(qū)劃為4類海域的條件，同時(shí)要盡可能遠(yuǎn)離斑海豹自然保護(hù)區(qū)的核心區(qū)，據(jù)此條件選出的排污口方案臨近環(huán)境功能區(qū)劃的2類海域。根據(jù)這些情況，我們按類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)確定本海區(qū)的水質(zhì)控制目標(biāo)。即海區(qū)內(nèi)，除了排污口附近劃定的混合區(qū)之外，COD的總體濃度應(yīng)小于3.0mg/l，無機(jī)氮的總體濃度應(yīng)小于0.30mg/l。16（2）混合區(qū)計(jì)算與分析 從環(huán)境管理的角度講，混合區(qū)系指排污口附近的一個(gè)局部的區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，允許污染物的濃度超過規(guī)定的國家標(biāo)準(zhǔn)，而在這個(gè)區(qū)域的邊緣線上和混合區(qū)以外，污染物的濃度應(yīng)符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求。

9、 混合區(qū)范圍確定參照污水海洋處置工程污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GWKB4-2000）中的規(guī)定，根據(jù)長興島附近海域?qū)嶋H情況，確定混合區(qū)范圍為0.48km2，假設(shè)允許混合區(qū)的形狀為圓形，則可反算出每個(gè)允許混合區(qū)的等效半徑為：R391m。 根據(jù)上面的分析結(jié)果，從環(huán)境安全的角度考慮，我們將3個(gè)擬選排污口的混合區(qū)半徑都取為300米。17（3）允許濃度增量 根據(jù)混合區(qū)的定義，在混合區(qū)的邊緣線上，污染物的總濃度值應(yīng)滿足水質(zhì)控制目標(biāo)。也就是說，在該處的本底濃度和排污影響濃度之和應(yīng)等于或小于水質(zhì)目標(biāo)的規(guī)定值。因此，在確定了混合區(qū)的位置和范圍之后，我們需要進(jìn)一步查明，在混合區(qū)的邊緣線上，污染因子的現(xiàn)狀濃度如何。如果現(xiàn)狀濃度小

10、于水質(zhì)目標(biāo)值，則表明本海區(qū)尚有剩余容量，允許排放一定數(shù)量的污染物，其濃度差額即為允許濃度增量，據(jù)此可反推允許排放量，即環(huán)境容量。如果現(xiàn)狀濃度等于或大于水質(zhì)控制目標(biāo)值，則表明本海區(qū)沒有剩余環(huán)境容量，不能進(jìn)行排污活動(dòng)，而且應(yīng)采取相應(yīng)的環(huán)保治理措施。 18 根據(jù)本海區(qū)的海洋環(huán)境監(jiān)測資料，本海域的COD本底濃度值為0.83mg/l，無機(jī)氮的本底濃度值為0.24mg/l。 前面已確定本海區(qū)的COD水質(zhì)目標(biāo)值為3.0mg/l，無機(jī)氮為0.30mg/l。減去本底濃度之后，其差額分別為2.17mg/l、0.06mg/l。也就是說，在混合區(qū)的邊緣線上，為確保滿足水質(zhì)目標(biāo)的要求，排污所引起的COD濃度增量應(yīng)不超過上述閾值。這個(gè)閾值稱作允許濃度增量，它也是本海區(qū)環(huán)境容量的表征量。19（4）允許排放量的計(jì)算 響應(yīng)系數(shù)也具有隨潮變化的特點(diǎn)。從環(huán)境管理的角度講，考慮最不利條件。為此，我們對每個(gè)空間點(diǎn)選取其周期內(nèi)的最大值，然后繪制其包絡(luò)線。在這個(gè)數(shù)量場中選取混合區(qū)邊緣線上的數(shù)值參與計(jì)算。混合區(qū)邊緣線上的數(shù)值存在空間變化的特征，我們?nèi)匀贿x其最大值。經(jīng)計(jì)算求得各排污口的污染物允許排放量列于表1。20表1 污染物允許排放量（環(huán)境容量）計(jì)算結(jié)果排污口方案COD允許排放量（噸/年）無機(jī)氮允許排放量（噸/年）145622.1126