[发明专利]一种小流域河流污染物最大负荷量超标快速应急计算方法

权利要求书

1.一种小流域河流污染物最大负荷量超标快速应急计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)以小流域河流出水口断面多年日均流量数据为基础，按从大到小的顺序排列，计算大于或等于某一流量所占比例，绘制流量和对应所占比例关系连线图，即为流量历时曲线：

P_Q＝n/N 式(1)

式1中，P_Q为超出对应日均流量Q的百分比，％；n为大于或等于日均流量Q的个数；N为多年日均流量总个数；

依据GB3838-2002《地表水环境质量标准》，将小流域入河污染物Ⅰ～Ⅴ类标准水质目标值乘以流量历时曲线，得到入河污染物最大日负荷，绘制污染物最大日负荷和日均流量Q条件下对应所占比例关系连线图，即为负荷历时曲线：

L＝KQC 式(2)

式2中，L为日均流量Q下最大日负荷，单位为t/d；K为单位换算系数，0.0864；Q为对应的日均流量值，单位为m³/s；C为指定地表水环境质量标准类别下入河污染物水质目标浓度值，单位为mg/L；

(2)结合小流域河流历史资料数据，排查流域范围内污水处理厂入河排污口位置，并收集梳理污水处理厂同步在线监测水文水质数据，累计汇总监测周期范围内入河污染物实际负荷量；

(3)给定任一指定日期日均流量Q数据，利用小流域出水口断面的流量历时曲线，得到超出对应日均流量Q的百分比，再利用负荷历时曲线，读出入河污染物最大负荷量；

(4)在给定小流域河流出水口断面任一指定日期日均流量Q数据条件下，对比入河污染物最大日负荷量和实际日负荷量数值大小，当入河污染物实际日负荷量小于等于最大日负荷量，污染企业维持原污染物排放入河现状；当入河污染物实际日负荷量大于最大日负荷量，计算需要的污染物削减量，依据各污染企业污染物实际入河量占比，对各污染企业污染物入河量进行等比例削减；在各污染企业污染物入河量不可削减的情况下，结合小流域实际调水闸分布情况，计算调水量，适时调水，防止小流域河流污染物最大负荷量超标；

所述的给定小流域河流出水口断面任一指定日期日均流量Q数据，以此数据计算小流域出水口断面不同水质目标条件下污染物最大日负荷量和实际日负荷量，进行对比分析，当实际日负荷量小于等于最大日负荷量，维持污染企业的正常排放；当实际日负荷量大于最大日负荷量，确定受污染河段，对污染企业污染物排放入河量进行等比例削减和调水；依据小流域范围内各污水处理厂污染物排放入河量占比，对污水处理厂污染物排放入河量进行等比例削减，即先依据各污水处理厂污染物排放浓度和排放标准，核实是否有污水处理厂超标排放，若有，则需要对污水处理厂加以严格控制，若无超标排放现象发生，则需要依据各污水处理厂排放入河量占比，等比例削减污水处理厂污染物排放入河量；然后，在实际污水处理厂污染物不可以削减时，需要考虑调水，使小流域污染物排放入河量在水体最大允许的范围之内；依据对应位置关系，建立小流域入河污染物物料平衡关系式：

式中，Q₀为小流域进水口断面流量值，单位为m³/s；Q₁为入河排污口1流量值，单位为m³/s；Q_A为入河排污口1所在位置处流量值，单位为m³/s；Q_调为调水口流量值，单位为m³/s；Q_B为调水口所在位置处流量值，单位为m³/s；Q为小流域出水口断面流量值，单位为m³/s；C₀为小流域进水口断面污染物浓度值，单位为mg/L；C₁为入河排污口1污染物浓度值，单位为mg/L；C_A为入河排污口1所在位置处污染物浓度值，单位为mg/L；C_调为调水口污染物浓度值，单位为mg/L；C_B为调水口所在位置处污染物浓度值，单位为mg/L；C为小流域出水口断面不同水质目标条件下污染物浓度值，单位为mg/L；x₁为小流域进水口断面至入河排污口1所在位置距离，单位为m；x₂为入河排污口1所在位置至调水口所在位置距离，单位为m；x₃为调水口所在位置至小流域出水口断面距离，单位为m；k为此河段污染物衰减系数，单位为d^-1；u为此河段平均流速，单位为m/s；

调水量为：

衰减系数k的确定依据经验系数法和利用无排污口和支流汇入河段污染物监测数据进行计算两种方法确定，流速数据在调研现场用流速测定仪测得；

利用无排污口河段污染物监测数据计算衰减系数，计算公式如下：

式中：C为无排污口和支流汇入河段末端断面污染物监测浓度，单位为mg/L；k为此河段污染物衰减系数，单位为d^-1；x为此河段长度，单位为m；u为此河段平均流速，单位为m/s；代入式(4)、式(5)，得小流域河流实际需要调水量计算公式：

式中，Q₀为小流域进水口断面流量值，单位为m³/s；Q₁为入河排污口1流量值，单位为m³/s；Q_调为调水口流量值，单位为m³/s；Q₂为入河排污口2流量值，单位为m³/s；Q₃为入河排污口3流量值，单位为m³/s；Q₄为入河排污口4流量值，单位为m³/s；Q₅为入河排污口5流量值，单位为m³/s；Q为小流域出水口断面流量值，单位为m³/s；C₀为小流域进水口断面污染物浓度值，单位为mg/L；C₁为入河排污口1污染物浓度值，单位为mg/L；C_调为调水口污染物浓度值，单位为mg/L；C₂为入河排污口2污染物浓度值，单位为mg/L；C₃为入河排污口3污染物浓度值，单位为mg/L；C₄为入河排污口4污染物浓度值，单位为mg/L；C₅为入河排污口5污染物浓度值，单位为mg/L；C为小流域出水口断面不同水质目标条件下污染物浓度值，单位为mg/L；x₁为小流域进水口断面至入河排污口1所在位置距离，单位为m；x₂为入河排污口1所在位置至调水口所在位置距离，单位为m；x₃为调水口所在位置至入河排污口2所在位置距离，单位为m；x₄为入河排污口2所在位置至入河排污口3所在位置距离，单位为m；x₅为入河排污口3所在位置至入河排污口4所在位置距离，单位为m；x₆为入河排污口4所在位置至入河排污口5所在位置距离，单位为m；x₇为入河排污口5所在位置至小流域出水口断面距离，单位为m；k为此河段污染物衰减系数，单位为d^-1；u为此河段平均流速，单位为m/s；

依据调水量的实际计算公式(6)，计算所需调水量，使此小流域污染物排放入河量在水体允许的污染负荷范围内。