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流域水污染控制分区方法与应用(2)

时间:2021-05-06 17:28 点击:
首先,国家层面需依据自然汇水特征初步确定流域范围,参考水资源一级区,并以行政区边界调整流域范围;其次,应以省级行政区为主要依据,与水资源三级区对接,初步构建各流域控制区;再次,在控制区层面下,需结合水

  首先,国家层面需依据自然汇水特征初步确定流域范围,参考水资源一级区,并以行政区边界调整流域范围;其次,应以省级行政区为主要依据,与水资源三级区对接,初步构建各流域控制区;再次,在控制区层面下,需结合水系、县级行政区中心、水质断面位置、土地利用、排污特征等诸多因素,以县级行政区为最小单位划分控制单元。

  2.2.1流域及控制区划分

  流域界定:参照水利部水资源分区方法对全国自然水系进行分割,结合水环境管理需求及县级行政区界对流域边界进行修正,可将全国流域划分为松花江、淮河、海河、辽河、黄河中上游、太湖、巢湖、滇池、三峡库区及其上游、丹江口库区及上游、长江中下游等11个流域。

  控制区划分:控制区为流域的进一步细化,其划分目的是对不同区域分别提出有针对性的治理措施,并有效落实地方政府治污责任和任务。划分过程中应分析省级行政区内水系及汇水特征,在省级行政区边界的基础上,叠加该省水系水域和陆域的空间边界,以水系的水域及陆域界限作为控制区的边界。控制区要求不跨省级行政区,巢湖等省内流域以地市级行政区作为控制区,个别以湖库为主的流域(如滇池)也可按水系特征构建控制区。

  2.2.2控制单元划分

  控制单元是控制区的进一步分解细化,其划分目的是建立水体—行政区—断面的对应关系,通过削减排污达到有效改善水质的目的,其划分过程包括水系概化、控制断面选取、筛选主导排污去向和控制单元命名与编码。

  (1)水系概化是控制单元划分的一个重要准备工作,应用ArcGisArcHydro水文模块,通过DEM数据提取流域河网,河网数据赋存的信息包括河流流向、河流干支流、河流连接状况、河流等级等,水系概化确定了水系汇水去向,为后续区县排污去向确定及控制单元划分提供了重要的支撑和依据。

  (2)控制断面选取是控制单元划分的核心,一般从国控、省控或者市控等常规监测断面中选取,筛选和优化的依据包括干流水体、支流水体、跨界水体、重要功能水体和污染排放监测五大要素:确保处于城市下游的干流监测断面,用于作为反映城市排污的主要控制断面;确保支流汇入干流前的监测断面,用于代表汇入干流前的支流水体水质;确保各条干流或者支流的跨省或市级行政区界水体的监测断面,用于反映跨界水体水质;确保每个重要功能水体包含一个监测断面,用于代表该水体水质;确保每个排放区域排放口下游包含一个监测断面,用于反映污染物排放对水体水质的影响。一般情况下,每个控制断面代表的河长原则上不小于100km。

  (3)控制单元的划分与确定。区县排污去向是划分控制单元的重点。对于辖单一水体的区县,水体汇水去向即为区县排污去向,县级行政区即为控制单元;对于辖两条及两条以上河流的区县,以断面为节点,统筹考虑汇水特征、城镇布局、工业布局以及农业布局等因素,本文构建了层次分析模型综合评价各因素的权重,对造成各河段污染的区县排污去向进行比较,最终筛选区县的主导排污去向,作为将其划入某一或某几个控制单元的依据。

  (4)控制单元命名与编码。控制单元由水、陆两部分组成,因此命名时采用主要河流或河段+地市的形式,即×河×市控制单元。若控制单元涉及多个地市,可采用“×河×市-×市控制单元”的命名形式;对于湖体控制单元,可以不将陆域纳入命名体系。控制单元编码包含流域、省(区)信息,以松花江为例,控制单元编号方法为“松蒙-01-01”,其中,“松”指松花江流域,“蒙”为内蒙古自治区,第1个“01”为控制区序号,第2个“01”为01控制区中的控制单元序号。

  需要强调的是,整个分区过程由国家、地方协作完成。国家负责界定流域范围、构建控制区、划分国家级控制单元;地方负责向下细化省级控制单元,按照省级控制单元、国家级控制单元、控制区、流域自下而上的次序依次调整各级分区范围,整个过程需要包括流域管理机构以及地方政府在内的多方协商完成,最终形成国家“十二五”流域水污染控制分区结果。

  3、松花江流域水污染控制分区实证研究

  根据上述流域水污染控制分区原则和方法,本文以松花江流域为例,探讨分区方法的具体应用。

  3.1松花江流域概况

  松花江流域地处东北地区的北部,位于119°52'E~132°31'E、41°42'N~51°38'N之间,东西宽920km,南北长1070km。流域西部以大兴安岭为界,东北部以小兴安岭为界,东部与东南部以完达山脉、老爷岭、张广才岭等为界,西南部的丘陵地带是松花江和辽河两流域的分水岭。

  松花江流域面积约55.7万km2,共26个市(州、盟)170个县(市、区、旗)。与水资源一级区相比,该范围不包括黑龙江、乌苏里江、额尔古纳河、图们江等界河流域。松花江流域涉及内蒙古自治区、吉林省和黑龙江省的全部或部分地区,3个省级行政区内水系完整,划定为3个控制区,即内蒙古控制区、吉林控制区和黑龙江控制区。

  3.2松花江流域控制单元划分

  (1)水系概化松花江有嫩江和第二松花江两个源头,两江在松原市扶余县的三岔河口汇流后形成松花江干流,向东北流入中俄界河黑龙江。主要支流有牡丹江、拉林河、阿什河、呼兰河、甘河、绰尔河、辉发河、伊通河和饮马河等。重点城市包括长春市、哈尔滨市、齐齐哈尔市、大庆市、牡丹江市、佳木斯市等。

  (2)控制断面选取松花江流域共布设34个国控断面(点位),其中,河流断面26个,湖泊点位8个。河流断面中,内蒙古自治区3个,吉林省9个,黑龙江省14个。根据控制断面选取原则,选取成吉思汗、白旗、阿什河口内等国控断面为控制断面,镇江口、巴彦等省控断面为控制断面。

  (3)控制单元划分与确定以控制断面为节点,依照汇水去向及结合层次分析法综合评价,筛选各区县的主导排污去向。本文构建的层次分析模型包括1个目标层A,4个准则层B和9个方案层C。

  根据专家对不同方案重要性评判结果,采用1~9标度法构建了该模型的4个判断矩阵A-B、B2-C2-3、B3-C4-6、B4-C7-9。经过矩阵计算、检验得到A-B、B-C的单层次权重值及A-C总权重值,并根据判断矩阵一致性检验结果调整该矩阵,直至达到检验要求(一致性比例C.R.<0.10)停止。

  各因素对目标A的权重如表2所示,相应的判断矩阵一致性检验结果如表3所示。设置各因素分数区间,通过权重与分数的乘积,即可得到区县某一个排污去向的综合得分,比较各排污去向得分,若差异较大,则拟定分数最高的排污去向为区县的主导排污去向;若差异不大,则将区县按照汇水范围拆分到两个不同控制单元。

  区县排污去向唯一,将单个或多个区县划分在同一控制单元内,具体包括加格达奇、扎兰屯市、阿荣旗等在内的160个区县为这一类型。以黑龙江讷河市和五大连池市两个县级市为例,这两个县级市的排污去向均为讷谟尔河,因而将它们都划分到同一控制单元内。

  区县排污去向不唯一,收集各汇水区数据,经过层次分析模型计算比较,按最终分值高低将其划分到一个控制单元或拆分到多个控制单元内,具体包括莫力达瓦达斡尔族自治旗、鄂伦春自治旗、伊通县等在内的10个区县为这一类型。以内蒙古莫力达瓦达斡尔族自治旗为例,自治旗内排水分别流向甘河、嫩江和诺敏河,经过对汇水区数据层次分析综合评分,得到如表4的结果,各汇水区评分分值较为接近,因而将莫力达瓦达斡尔族自治旗拆分为3个控制单元。

  4、结论


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