数据分析辅助河道水环境治理工程决策

■ 刘旦宇 蔡 芸 王海玲

文章以昆明新运粮河为例，介绍了基于排水设施数据分析得出的入河污染源分布、入河污染物负荷总量、重要排放口污染物负荷贡献率等在河道水环境治理工程决策中的作用。

近年来，开展河道水体环境的治理已成为城市生态文明建设的重要组成部分，怎样准确了解河道流域范围内的排水现状，为城市河道环境治理的工程决策提供依据，已受到城市管理者的高度关注。

一、梳理排水管网基础数据，确定入河污染源的分布

“黑臭在水里，根源在岸上，关键在排口，核心在管网”，开展河道水体环境治理首先应从河道沿岸排放口及其关联的排水管网的数据梳理入手，通过对排放口上游管网进行追溯分析、判断上游连接管网的系统类型，可确定河道的流域范围、排放口的系统属性、合流制排水区域、合流制溢流口的分布。图1为新运粮河流域的数据分析结果，新运粮河流域的总面积为37.5km2，其中分流制区域面积为22.1km2，合流区域面积为15.4km2，流域范围内共包括11个合流制溢流口、5个污水处理厂补水点，根据数据分析结果可知，排放进入新运粮河的污染主要包括：分流制面源污染、合流制溢流污染、污水处理厂尾水污染3个部分。

图1 新运粮河流域污染源分布图

二、量化入河污染物负荷，明确河道水污染治理方向

利用排水管网基础数据的梳理成果，可建立河道流域排水系统水力模型，通过开展连续年降雨的模型分析，同时结合污水处理厂的运行报表可对入河污水总量及污染物负荷总量进行计算，本文以CODcr为例，对新运粮河流域污染物负荷总量进行了分析。

（一）分流制雨水总量及面源污染负荷

收集昆明市中心城区（2001～2015）15年的实测降雨数据，扣除2mm以下不产生径流的降雨后，年均降雨总量为893.6mm；利用昆明主城西片调蓄池工程（二环路外）对分流制雨水污染负荷浓度的采样分析结论，分流制雨水管排放进入河道的CODcr平均浓度为83.4mg/L，计算得出分流区年雨水排放总量为1246.1万m3，排入水体的年污染物总量为1039.2t CODcr/年。

表1 新运粮河流域分流制雨水排放污染计算表

（二）合流制溢流污水总量及污染负荷

新运粮河流域内有11个合流制溢流口，年溢流污水总量为445.9万m3，通过模型分析计算得到的溢流量-时间变化曲线与合流水CODcr浓度-时间变化曲线（如图2）的叠加分析，计算得到流域年溢流污染物负荷为730.6t CODcr/年。

图2 合流制溢流污水水质浓度变化曲线

（三）污水处理厂尾水总量及污染负荷

根据第九水质净化厂2016年运行报表，厂区年处理污水总量为2437.9万m3，出水CODcr平均浓度为10.6mg/L，计算得出，排放进入河道的污染物负荷总量为258.4t CODcr/年。

由以上分析可知，新运粮河流域年排放进入草海的污染物负荷总量为2028.2t CODcr，分流制雨水面源污染、合流制溢流污水污染、污水处理厂尾水污染分别占污染物总量的51.2%、36.0%、12.8%，分流制初期雨水的面源污染、合流制溢流污染的治理应成为新运粮河水环境治理的主要方向。

表2 新运粮河流域全年污染负荷表

三、计算重要排放口污染物负荷贡献率，有针对地开展治理工作

通过模型分析计算，新运粮河流域11个合流制溢流口排放污染物总量及污染物负荷贡献率如下表所示：

表3 新运粮河流域重要排污口污染物负荷贡献率

从表3可知，铁路边沟截污堰、张峰泵站溢流口、郑河路沟溢流口、小普吉截污堰溢流污染较大，需重点针对上述溢流口开展上游服务区域的雨污分流改造、或建立对应的雨水调蓄设施。

通过对排水设施数据的系统分析，能够清晰地了解河道流域范围内的排水现状，在河道水体环境治理工程项目中真正实现“用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数据创新”的治理机制。