本發(fā)明屬于水環(huán)境保護(hù)和環(huán)境管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及流域排污許可證管理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

排污許可證是實(shí)施總量控制制度的重要手段，能夠?qū)⒖偭靠刂颇繕?biāo)和削減任務(wù)科學(xué)合理的分配到各排污單位，確?？偭靠刂浦贫日嬲涞綄?shí)處，見(jiàn)到實(shí)效。美國(guó)的國(guó)家污染物排放消除制度(National Pollutants Discharge Elimination System，NPDES)中規(guī)定，所有排放戶都必須執(zhí)行并達(dá)到基于污染控制技術(shù)的行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)，在受納水體仍然不能得到保護(hù)時(shí)，要對(duì)污染源制訂和執(zhí)行基于水質(zhì)的排放標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)提出實(shí)施排污許可證制度已經(jīng)有30多年，1984年頒布的《中華人民共和國(guó)水污染防治法》第14條規(guī)定“直接或間接向水體排放污染物的企業(yè)事業(yè)單位……排放污染物的種類(lèi)、數(shù)量和濃度，并提供防治水污染方面的有關(guān)技術(shù)資料”。這實(shí)際上就是排污許可證制度雛形。1989年召開(kāi)的第三次全國(guó)環(huán)境保護(hù)會(huì)議，正式把排污許可證制度確定為八項(xiàng)環(huán)境管理制度之一。1989年7月，經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，原國(guó)家環(huán)?？偩职l(fā)布的《中華人民共和國(guó)水污染防治法實(shí)施細(xì)則》第9條規(guī)定，對(duì)企事業(yè)單位向水體排放污染物的，實(shí)行排污許可證管理。至此，水污染物的排放許可證制度基本確立。1999年我國(guó)頒布的《海洋環(huán)境保護(hù)法》與2000年頒布的《大氣污染防治法》分別在水環(huán)境保護(hù)和大氣環(huán)境保護(hù)方面作出了排污許可證制度實(shí)施的相關(guān)規(guī)定。2008年1月以環(huán)辦函[2008]16號(hào)對(duì)《排污許可證管理?xiàng)l例》公開(kāi)征求意見(jiàn)。2013年11月十八屆三中全會(huì)《中共中央關(guān)于全面深化改革若干重大問(wèn)題的決定》中提出改革生態(tài)環(huán)境保護(hù)管理體制，建立和完善嚴(yán)格監(jiān)管所有污染物排放的環(huán)境保護(hù)管理制度，獨(dú)立進(jìn)行環(huán)境監(jiān)管和行政執(zhí)法。落實(shí)到具體工作中即要求完善污染物排放許可制，實(shí)行企事業(yè)單位污染物排放總量控制制度。2014年4月24日第十二屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第八次會(huì)議新修訂的《環(huán)境保護(hù)法》第六條規(guī)定，企業(yè)事業(yè)單位和其他生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者應(yīng)當(dāng)防止、減少環(huán)境污染和生態(tài)破壞，對(duì)所造成的損害依法承擔(dān)責(zé)任；第四十五條規(guī)定國(guó)家依照法律規(guī)定實(shí)行排污許可管理制度。實(shí)行排污許可管理的企業(yè)事業(yè)單位和其他生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者應(yīng)當(dāng)按照排污許可證的要求排放污染物；未取得排污許可證的，不得排放污染物。2014年，環(huán)境保護(hù)部制定《排污許可證管理暫行辦法》(簡(jiǎn)稱“辦法”)自2015年1月1日起施行。辦法規(guī)定：五類(lèi)重點(diǎn)排污單位，即國(guó)家、省級(jí)重點(diǎn)環(huán)境監(jiān)控企業(yè)，城鎮(zhèn)和工業(yè)污水集中處理單位，垃圾集中處理處置單位，危險(xiǎn)廢物處理處置單位和省級(jí)環(huán)境保護(hù)主管部門(mén)確定的其他排污單位，應(yīng)當(dāng)于本辦法施行之日起一年內(nèi)完成發(fā)放。

但是，目前排污許可證在我國(guó)各地實(shí)施情況相差甚遠(yuǎn)，有的地方取得了良好的效果，有的地方許可證制度事實(shí)上處于“名存實(shí)亡”的境地，一是發(fā)放許可證的數(shù)字與實(shí)際排污企業(yè)數(shù)差別太大；二是有的市縣根本就沒(méi)有真正落實(shí)過(guò)這項(xiàng)制度。究其原因在于排污許可限值的計(jì)算不夠科學(xué)，同時(shí)排污許可證的管理和排污監(jiān)控制度不夠完善。為了科學(xué)合理制定排污許可限值，支撐排污許可證管理制度，提出基于水質(zhì)的污染源排污許可限值的確定方法?，F(xiàn)有的文獻(xiàn)、規(guī)范和指南中尚未見(jiàn)對(duì)基于水質(zhì)的污染源排污許可限值的報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種考慮河流水質(zhì)要求，針對(duì)污染源的排污許可限值確定方法，以支撐排污許可證管理。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種基于水質(zhì)達(dá)標(biāo)的污染源排污許可限值確定方法，其特點(diǎn)在于，包括：

步驟1，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，至少包括收集流域的水文數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)和污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

步驟2，建立該流域的污染源與排污口的產(chǎn)排關(guān)系；

步驟3，建立該流域的排污口與水質(zhì)斷面的壓力響應(yīng)關(guān)系；

步驟4：綜合步驟2和步驟3建立的結(jié)果，建立該流域的污染源與水質(zhì)斷面之間的壓力響應(yīng)關(guān)系；

步驟5：計(jì)算基于水質(zhì)達(dá)標(biāo)的污染源總量分配方案，得到該流域的污染源在允許平均期內(nèi)的平均允許排放量；

步驟6：將所述平均允許排放量轉(zhuǎn)化為不同時(shí)間尺度的污染源排放限值以作為不同時(shí)間尺度的排污許可限值。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，步驟1中的污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)至少包括污染源排放量、排污口位置和排放過(guò)程的連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，且步驟1中包括：

進(jìn)行流域水文水力特征調(diào)查，對(duì)該流域的河流水體進(jìn)行概化，明確支流和干流的產(chǎn)匯關(guān)系，流量和水質(zhì)斷面的空間關(guān)系；

利用水文學(xué)方法和水力學(xué)方法計(jì)算不同河段、水質(zhì)斷面的水文學(xué)參數(shù)和水力學(xué)參數(shù)；

而步驟2是通過(guò)所述污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，確定該流域的污染源與排污口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，包括空間位置關(guān)系和排放關(guān)系，從而建立單個(gè)污染源排放與排污口的關(guān)系。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，步驟3是根據(jù)該流域的河流水系、污染源、及排污口的空間分布情況，進(jìn)行河流概化，建立流域水質(zhì)模型，并利用污染源排放量和水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，得到該流域的水體對(duì)排污口污染源排放的水質(zhì)響應(yīng)場(chǎng)，從而確定該流域的排污口與水質(zhì)斷面的壓力響應(yīng)關(guān)系。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，在步驟3中，在確定該流域的排污口與水質(zhì)斷面的壓力響應(yīng)關(guān)系時(shí)是考慮該流域的排污口和水質(zhì)斷面之間的動(dòng)態(tài)響應(yīng)關(guān)系，通過(guò)設(shè)置響應(yīng)時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)斷面動(dòng)態(tài)響應(yīng)排污口排放量；而步驟4是通過(guò)步驟2和步驟3實(shí)現(xiàn)該流域的污染源與水質(zhì)斷面之間的動(dòng)態(tài)響應(yīng)關(guān)系。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，在步驟2中，所建立的單個(gè)污染源排放與排污口的關(guān)系如下：

W_i,j,t＝f₁(i,j,t)·WS_j,t (1)

其中：W_i,j,t為t時(shí)刻污染源j排入排污口i的排放量，其量綱為g/s；WS_j,t為t時(shí)刻污染源j的排放量，其量綱為g/s；f₁(i,j,t)為t時(shí)刻污染源j與排污口i之間的關(guān)系函數(shù)，無(wú)量綱，該關(guān)系函數(shù)是通過(guò)該流域的污染產(chǎn)排情況確定，且隨時(shí)間變化。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，在步驟3中所得到的該流域的水體對(duì)污染源排放的水質(zhì)響應(yīng)場(chǎng)如下：

$C_{k,i,j,t}=f_2(k,i,t)\·W_{i,j,t-t_0}/Q_{k,t}---\left(2\right)$

其中：C_k,i,j,t為t時(shí)刻由污染源j在t-t₀時(shí)刻排入排污口i的排放量在水質(zhì)斷面k處形成的濃度，其量綱為mg/l；t₀為污染源j經(jīng)過(guò)排污口i流到水質(zhì)斷面k的時(shí)間，其量綱為s；為t-t₀時(shí)刻污染源j排入排污口i的排放量，其量綱為g/s；f₂(k,i,t)為t時(shí)刻排污口i與水質(zhì)斷面k之間的關(guān)系函數(shù)，該關(guān)系函數(shù)是通過(guò)流域水質(zhì)模型確定，無(wú)量綱；Q_k,t為t時(shí)刻水質(zhì)斷面K的流量，其量綱為m³/s。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，在步驟4中，根據(jù)式(1)、式(2)，得到

$C_{k,i,j,t}=f_1(i,j,t-t_0)\·f_2(k,i,t)\·{\mathrm{WS}}_{j,t-t_0}/Q_{k,t}---\left(3\right)$

令a_k,i,j,t＝f₁(i,j,t-t₀)·f₂(k,i,t)/Q_k,t

則得到污染源與水質(zhì)斷面之間的壓力響應(yīng)關(guān)系：

$C_{k,i,j,t}=a_{k,i,j,t}\·{\mathrm{WS}}_{j,t-t_0}---\left(4\right)$

其中：C_k,i,j,t為t時(shí)刻由污染源j在t-t₀時(shí)刻排入排污口i的排放量在水質(zhì)斷面k處形成的濃度，其量綱為mg/l；a_k,i,j,t為t時(shí)刻污染源j通過(guò)排污口i入河與水質(zhì)斷面k之間的水質(zhì)壓力響應(yīng)系數(shù)，其量綱為1/(m³/s)；為t-t₀時(shí)刻污染源j的排放量，其量綱為g/s。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，在步驟5中，是基于水質(zhì)目標(biāo)要求，根據(jù)不同的水質(zhì)指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)控制要求，確定水質(zhì)指標(biāo)允許平均期和超標(biāo)概率，制定基于污染源的容量總量分配方案，得到污染源在允許平均期內(nèi)的平均允許排放量；

其中，以污染源排放量最大為目標(biāo)函數(shù)，以水質(zhì)目標(biāo)為約束方程，構(gòu)建優(yōu)化方程組，表達(dá)式為：

目標(biāo)函數(shù)：

約束方程：

式中：為t-t₀時(shí)刻污染源j的排放量，其量綱為g/s；n為污染源總數(shù)；m為水質(zhì)斷面?zhèn)€數(shù)；a_k,i,j,t為t時(shí)刻污染源j通過(guò)排污口i入河與水質(zhì)斷面k之間的水質(zhì)壓力響應(yīng)系數(shù)，其量綱為1/(m³/s)；S_k為水質(zhì)斷面k的水質(zhì)目標(biāo)，其量綱為mg/l；B_k為水質(zhì)斷面k的背景濃度，其量綱為mg/l；為t-t₀時(shí)刻污染源j最大排放量，其量綱為g/s；t₀為污染源j經(jīng)過(guò)排污口i流到水質(zhì)斷面k的時(shí)間，其量綱為s。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，在步驟6中，是考慮污染源排放非均勻排放特征，通過(guò)分析年、月、日平均排放量之間的關(guān)系，制定污染源日尺度、月尺度和年尺度的排放限值方案，從而得到不同時(shí)間尺度的污染源排放限值。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，在步驟6中：

對(duì)于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)充分的企業(yè)，是依據(jù)污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析污染源排放規(guī)律，計(jì)算日最大瞬時(shí)排放量、最大日平均排放量、最大月平均排放量、及年平均排放量，并分析之間的比例關(guān)系，根據(jù)比例關(guān)系將步驟5中計(jì)算得到的平均允許排放量轉(zhuǎn)化為不同時(shí)間尺度的污染源排放限值；

對(duì)于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不充分的企業(yè)，是利用同行業(yè)中，工藝水平和生產(chǎn)規(guī)模類(lèi)似的企業(yè)的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，估算日最大瞬時(shí)排放量、最大日平均排放量、最大月平均排放量，及年平均排放量之間的比例關(guān)系，根據(jù)比例關(guān)系將步驟5中計(jì)算得到的平均允許排放量轉(zhuǎn)化為不同時(shí)間尺度的污染源排放限值；

對(duì)于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不充分的企業(yè)，在沒(méi)有在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的情況下，是使用美國(guó)國(guó)家污染源排放消除制度提供的方法計(jì)算不同時(shí)間尺度的平均期限值，以作為不同時(shí)間尺度的排污許可限值。

本發(fā)明針對(duì)環(huán)境管理的要求，基于水質(zhì)目標(biāo)，考慮污染源排放特點(diǎn)，提出排污許可限值核定方法。通過(guò)流域水環(huán)境模擬和污染源排放特征分析將流域環(huán)境管理的目標(biāo)落實(shí)和轉(zhuǎn)化為特定污染源的管理，為排污許可證制度的管理提供必要的技術(shù)支持。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的基于水質(zhì)達(dá)標(biāo)的污染源排污許可限值確定方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明的不同時(shí)間尺度限值比較的示意圖；

圖3是本發(fā)明的24小時(shí)出水濃度變化過(guò)程的日監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)示意圖；

圖4是本發(fā)明的365天污染排放過(guò)程的年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出一種基于水質(zhì)達(dá)標(biāo)的污染源排污許可限值確定方法，將河流水質(zhì)目標(biāo)要求與污染源排放規(guī)律相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)達(dá)標(biāo)，污染源可管的限值確定方法。

本發(fā)明涉及的理論包括水質(zhì)模擬理論、規(guī)劃優(yōu)化理論、概率統(tǒng)計(jì)理論等。本發(fā)明的方法是在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和數(shù)值模擬基礎(chǔ)上，采用水質(zhì)模擬理論確定水質(zhì)響應(yīng)場(chǎng)，采用優(yōu)化理論確定基于水質(zhì)的允許排放量，基于概率統(tǒng)計(jì)理論確定污染源日、月、年排放限值，不同時(shí)間尺度的排污許可限值能夠支撐排污許可管理的監(jiān)測(cè)和評(píng)估環(huán)節(jié)。

如圖1所示，本發(fā)明的基于水質(zhì)達(dá)標(biāo)的污染源排污許可限值確定方法具體實(shí)施需要以下工作步驟：

步驟1，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，至少包括收集流域的水文數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)和污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

其中，相關(guān)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作包括：進(jìn)行流域水文水力特征調(diào)查，對(duì)河流水體進(jìn)行概化，明確支流和干流的產(chǎn)匯關(guān)系，流量和水質(zhì)斷面的空間關(guān)系等。同時(shí)，利用水文學(xué)、水力學(xué)方法計(jì)算不同河段、斷面的水文學(xué)參數(shù)(流量、水位、匯流時(shí)間等)和水力學(xué)參數(shù)(流速、水深、糙率等)。

其中，相關(guān)污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)至少包括污染源排放量、排污口位置和排放過(guò)程的連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

步驟2，建立該流域的污染源與排污口的產(chǎn)排關(guān)系。主要是通過(guò)所述污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，確定該流域的污染源與排污口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，包括空間位置關(guān)系和排放關(guān)系，從而建立單個(gè)污染源排放與排污口的關(guān)系：

W_i,j,t＝f₁(i,j,t)·WS_j,t (1)

其中：W_i,j,t為t時(shí)刻污染源j排入排污口i的排放量，其量綱為g/s；WS_j,t為t時(shí)刻污染源j的排放量，其量綱為g/s；f₁(i,j,t)為t時(shí)刻污染源j與排污口i之間的關(guān)系函數(shù)，無(wú)量綱，該關(guān)系函數(shù)是通過(guò)該流域的污染產(chǎn)排情況確定，且隨時(shí)間變化。

在步驟2中，可通過(guò)所述污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行流域污染源調(diào)查和分析，列出污染源清單，明確污染源的排放量、處理處置方式、排放位置和排放方式等。對(duì)于直排污染源，明確污染源與排污口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)處理、處置、排放方式建立污染源排放量與入河量之間的關(guān)系；對(duì)于間排污染源，利用污水處理廠出水情況建立污染源排放量與入河量之間的關(guān)系。

步驟3，建立該流域的排污口與水質(zhì)斷面的壓力響應(yīng)關(guān)系。主要是根據(jù)該流域的河流水系、污染源、及排污口的空間分布情況，進(jìn)行河流概化，建立流域水質(zhì)模型，并利用污染源排放量和水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，得到該流域的水體對(duì)污染源排放的水質(zhì)響應(yīng)場(chǎng)，從而確定該流域的排污口與水質(zhì)斷面的壓力響應(yīng)關(guān)系：

$C_{k,i,j,t}=f_2(k,i,t)\·W_{i,j,t-t_0}/Q_{k,t}---\left(2\right)$

其中：C_k,i,j,t為t時(shí)刻由污染源j在t-t₀時(shí)刻排入排污口i的排放量在水質(zhì)斷面k處形成的濃度，其量綱為mg/l；t₀為污染源j經(jīng)過(guò)排污口i流到水質(zhì)斷面k的時(shí)間，其量綱為s；為t-t₀時(shí)刻污染源j排入排污口i的排放量，其量綱為g/s；f₂(k,i,t)為t時(shí)刻排污口i與水質(zhì)斷面k之間的關(guān)系函數(shù)，該關(guān)系函數(shù)是通過(guò)流域水質(zhì)模型確定，無(wú)量綱；Q_k,t為t時(shí)刻水質(zhì)斷面k的流量，其量綱為m³/s。

在本發(fā)明中，在確定該流域的排污口與水質(zhì)斷面的壓力響應(yīng)關(guān)系時(shí)考慮了該流域的排污口和水質(zhì)斷面之間的動(dòng)態(tài)響應(yīng)關(guān)系，通過(guò)設(shè)置響應(yīng)時(shí)間(即t₀)來(lái)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)斷面動(dòng)態(tài)響應(yīng)排污口排放量，從而確保響應(yīng)關(guān)系更符合實(shí)際情況。

步驟4：綜合步驟2和步驟3建立的結(jié)果，建立該流域的污染源與水質(zhì)斷面之間的壓力響應(yīng)關(guān)系。

較佳地，在本發(fā)明中，步驟4是通過(guò)步驟2和步驟3實(shí)現(xiàn)該流域的污染源與水質(zhì)斷面之間的動(dòng)態(tài)響應(yīng)關(guān)系，將污染源排放與水質(zhì)響應(yīng)直接關(guān)聯(lián)，降低了方法的操作難度，提高了可操作性。

其中，根據(jù)式(1)、式(2)，得到

$C_{k,i,j,t}=f_1(i,j,t-t_0)\·f_2(k,i,t)\·{\mathrm{WS}}_{j,t-t_0}/Q_{k,t}---\left(3\right)$

令a_k,i,j,t＝f₁(i,j,t-t₀)·f₂(k,i,t)/Q_k,t

則得到污染源與水質(zhì)斷面之間的壓力響應(yīng)關(guān)系：

$C_{k,i,j,t}=a_{k,i,j,t}\·{\mathrm{WS}}_{j,t-t_0}---\left(4\right)$

其中：C_k,i,j,t為t時(shí)刻由污染源j在t-t₀時(shí)刻排入排污口i的排放量在水質(zhì)斷面k處形成的濃度，其量綱為mg/l；a_k,i,j,t為t時(shí)刻污染源j通過(guò)排污口i入河與水質(zhì)斷面k之間的水質(zhì)壓力響應(yīng)系數(shù)，其量綱為1/(m³/s)；為t-t₀時(shí)刻污染源j的排放量，其量綱為g/s。

步驟5：計(jì)算基于水質(zhì)達(dá)標(biāo)的污染源總量分配方案，得到該流域的污染源在允許平均期內(nèi)的平均允許排放量。

在步驟5中，其是基于水質(zhì)目標(biāo)要求，根據(jù)不同的水質(zhì)指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)控制要求，確定水質(zhì)指標(biāo)允許平均期和超標(biāo)概率，制定基于污染源的容量總量分配方案，得到污染源在允許平均期內(nèi)的平均允許排放量(如：4日平均值、30天平均值等)。

例如，以污染源排放量最大為目標(biāo)函數(shù)，以水質(zhì)目標(biāo)為約束方程，構(gòu)建優(yōu)化方程組，表達(dá)式為：

目標(biāo)函數(shù)：

約束方程：

式中：為t-t₀時(shí)刻污染源j的排放量，其量綱為g/s；n為污染源總數(shù)；m為水質(zhì)斷面?zhèn)€數(shù)；a_k,i,j,t為t時(shí)刻污染源j通過(guò)排污口i入河與水質(zhì)斷面k之間的水質(zhì)壓力響應(yīng)系數(shù)，其量綱為1/(m³/s)；S_k為水質(zhì)斷面k的水質(zhì)目標(biāo)，其量綱為mg/l；B_k為水質(zhì)斷面k的背景濃度，其量綱為mg/l；為t-t₀時(shí)刻污染源j最大排放量，其量綱為g/s；t₀為污染源j經(jīng)過(guò)排污口i流到水質(zhì)斷面k的時(shí)間，其量綱為s。

由此，本發(fā)明在步驟4中建立了基于污染源的響應(yīng)關(guān)系矩陣，并在此基礎(chǔ)上，在步驟5中，利用規(guī)劃、優(yōu)化方法，構(gòu)建優(yōu)化模型，可得到污染源不同時(shí)間尺度的平均允許排放量。

步驟6：將所述平均允許排放量轉(zhuǎn)化為不同時(shí)間尺度的污染源排放限值以作為不同時(shí)間尺度的排污許可限值。

由于步驟5中基于水質(zhì)達(dá)標(biāo)計(jì)算得到的平均允許排放量?jī)H為允許平均期內(nèi)的平均排放量，而在排污許可證需要得到更多時(shí)間尺度的排放限值(如：最大日限值、最大月限值、年限值等)，因此，需要考慮污染源排放非均勻排放特征，通過(guò)分析年、月、日平均排放量之間的關(guān)系，制定污染源在日尺度、月尺度和年尺度的排放限值方案，如圖1所示。

對(duì)于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)充分的企業(yè)，即監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)比較多且有較完整的日監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(如圖3所示)和年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(如圖4所示)，可依據(jù)污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)污染源排放量的波動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析，研究污染源排放的時(shí)間波動(dòng)規(guī)律，例如，分析污染源排放規(guī)律(逐時(shí)變化、逐日變化過(guò)程)，計(jì)算日最大瞬時(shí)排放量、最大日平均排放量、最大月平均排放量，及年平均排放量，并分析之間的比例關(guān)系，根據(jù)比例關(guān)系將步驟5計(jì)算得到的平均允許排放量轉(zhuǎn)化為不同時(shí)間尺度的排放限值。

其中，在污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠支撐的情況下，利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可得到污染源年平均排放量與污染源日均排放量最大值之間的比值a：

此處，a可作為日排放限值與年平均排放限值之間的比例，從而根據(jù)上述基于排放標(biāo)準(zhǔn)確定的日排放限值，得到年平均排放限值，進(jìn)一步乘企業(yè)生產(chǎn)天數(shù)，即可得到年污染源排放許可量。

對(duì)于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不充分的企業(yè)，即缺少詳細(xì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，需要分情況討論：

(1)利用同行業(yè)中，工藝水平類(lèi)似、生產(chǎn)規(guī)模類(lèi)似的企業(yè)的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，估算日最大瞬時(shí)排放量、最大日平均排放量、最大月平均排放量，及年平均排放量之間的關(guān)系，然后計(jì)算得到的平均允許排放量轉(zhuǎn)化為不同時(shí)間尺度的排放限值。

(2)在沒(méi)有在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的情況下，可使用美國(guó)NPDES提供的方法計(jì)算不同時(shí)間平均期限值。

其中，年平均排放量(LTA)是計(jì)算其他時(shí)間平均期限值的基礎(chǔ)，體現(xiàn)了污染源的平均控制水平，其計(jì)算方法如下：

$LTA=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{X}_i}{n}---\left(7\right)$

式中：X_i為COD每日監(jiān)測(cè)值，其量綱為mg/L；n為監(jiān)測(cè)值的個(gè)數(shù)。

污染源排放的標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)的計(jì)算方法為：

$S={\[\frac{1}{n-1}{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{(X_i-LTA)}^2\]}^{0.5}---\left(8\right)$

$CV=\frac{S}{LTA}---\left(9\right)$

式中，S為樣本的標(biāo)準(zhǔn)偏差；CV為變異系數(shù)，可衡量樣本的變化程度，即CV反應(yīng)了出水濃度的波動(dòng)劇烈程度，CV越大，說(shuō)明出水濃度波動(dòng)越大。

在正態(tài)分布的假設(shè)條件下，最大日排放量(MDL)、最大月排放量(AML)可以通過(guò)年平均排放量(LTA)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行估算：

$MDL=LTA\×Exp({\mathrm{z\σ}}_1-0.5{\mathrm{\σ}}_1^2)---\left(10\right)$

$AML=LTA\×Exp({\mathrm{z\σ}}_{30}-0.5{\mathrm{\σ}}_{30}^2)---\left(11\right)$

${\mathrm{\σ}}_c={\[\ln \left(\frac{{\mathrm{CV}}^2}{c}+1\right)\]}^{0.5}---\left(12\right)$

式中：σ_c用來(lái)估計(jì)樣本的變化差異狀況；z為不同的保證概率下的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)的分位數(shù)，該研究取95％保證率下的z值，為1.646；c為不同時(shí)限的天數(shù)。

式(10)～(12)體現(xiàn)了LTA與其他周期平均限值的關(guān)系，不同周期平均限值與LTA的轉(zhuǎn)化系數(shù)的計(jì)算方法為：

${\mathrm{\β}}_{MDL}=\frac{MDL}{LTA}=Exp(1.646{\mathrm{\σ}}_1-0.5{\mathrm{\σ}}_1^2)---\left(13\right)$

${\mathrm{\β}}_{AML}=\frac{AML}{LTA}=Exp(1.646{\mathrm{\σ}}_{30}-0.5{\mathrm{\σ}}_{30}^2)---\left(14\right)$

從而，可將計(jì)算得到的平均允許排放量轉(zhuǎn)化為不同時(shí)間尺度的排放限值。

本發(fā)明針對(duì)環(huán)境管理的要求，基于水質(zhì)目標(biāo)，考慮污染源排放特點(diǎn)，提出排污許可限值核定方法。通過(guò)流域水環(huán)境模擬和污染源排放特征分析將流域環(huán)境管理的目標(biāo)落實(shí)和轉(zhuǎn)化為特定污染源的管理，為排污許可證制度的管理提供必要的技術(shù)支持。

本發(fā)明將水質(zhì)管理與污染源管理有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，比現(xiàn)有流域管理更加精細(xì)化，更具有操作性，有效解決了現(xiàn)有流域管理中“點(diǎn)”與“面”管理的困難。

當(dāng)然，本發(fā)明在細(xì)節(jié)處理方面還有很大的選擇余地，或者有不同的處理方式，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。