2005年2月SHUILIXUEBAO第2期:0559-9350(200502-0203-05西安市污水土地处理系统水力负荷的模拟分析程慧艳,罗纨,贾忠华,刘建刚(西安理工大学水利水电学院,陕西西安710048摘要:本研究以西安地区长期的气象资料和土壤资料为基础,利用美国农业部自然资源保护局所推荐的田间水管理模型DRAINMOD,对不同灌溉制度和田间排水条件下,污水处理系统的水力负荷进行了模拟;并对模型输入参数的敏感性进行了分析。结果表明,地面排水情况对系统的处理能力影响不大,采取少灌、勤灌的灌溉制度,能够增加系统的污水处理量。与目前污灌情况相比较,西安地区所推荐的污水灌溉量大致与在不考虑田间排水情况下,模型计算的年处理量持平。关键词:污水土地处理系统;水力负荷;DRAINMOD模型:TV21文献标识码:A随着我国经济的高速发展,水环境恶化的状况十分严重。1999年全国污水年排放量已达606亿m3[1],而城市污水处理率仅为7%。大量污水未经处理就直接排入水体,这在很大程度上是由于污水处理设施的基建与运行费用较高造成的。污水土地处理系统的原理是利用土壤植物系统,通过生物、化学和物理等固定与降解作用,对污水中的污染物进行消化分解。这种处理方法具有设备简单、投资少、操作管理方便、能耗低、净化效果好等优点,特别适用于小城镇生活污水以及一些加工业污水的处理。污水土地处理系统一般是通过污水灌溉来实现的,但污水土地处理系统与农业污水灌溉有一定区别。污灌是以给农作物提供所需水肥为目的,灌溉水量要根据作物生长需求来确定。以前我国的污灌研究主要集中在污灌对作物水肥的补给以及污染物对农作物的危害上。在西安地区,王堪甲[2]等通过作物生长水、肥平衡计算,得出年污灌量为36cm的结论。与农业污灌不同的是,一个专用的污水土地处---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---理系统的设计目标不是把对作物产量的影响作为主要考虑因素,而是寻求在不造成对周围水域污染的前提下,充分利用系统对污染物的降解能力,最大量地处理污水,以减少土地及运行费用。在施用的污水充分进入土壤,同时能够避免较大降雨淋洗的条件下,COD、BOD、N和P等可降解污染物均可得到有效的处理。因此,在污水土地处理系统的设计及运行过程中,一个关键问题就是保证施用的污水能够充分入渗,使污染物在土壤中得到足够的降解时间,也就是要确定系统的水力负荷问题。由于土壤、植被、气候等多方面的因素都会影响系统的水力情况,实地试验,特别是短时间的观测,往往不能得到具有代表性和移植性的规律。鉴于计算机仿真模型具有迅速、灵活、便于修改的特点,运用模型来模拟分析土壤、植被、气候等因素对一个污水土地处理系统处理能力的综合影响,则可弥补田间试验研究的不足。本研究的目的是针对西安地区的土壤与气候条件,采用计算机模型,探讨在不同水文、土壤以及灌溉制度情况下,污水土地处理系统的水力负荷问题。1研究方法收稿日期:2003-09-23基金项目:陕西省水资源与环境重点实验室基金资助项目(220253作者简介:程慧艳(1978-,女,四川都江堰人,硕士生,主要从事水文学及水资源保护研究。2005年2月SHUILIXUEBAO第2期本研究以计算机仿真模型为工具,通过分析论证,从田间排水条件和灌溉制度两个方面来讨论在西安地区的水文气候条件下土壤的污水处理能力。所用模型是美国农业部自然资源保护局(原水土保持局所推荐的田间水管理模型DRAINMOD[3、4]。下面对DRAINMOD以及模拟区情况进行简要介绍。1.1DRAINMOD模型DRAINMOD是由美国北卡罗来纳州立大学生物及农业工程系R.Skaggs博士于20世纪---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---70代末开发的一个田间水平衡模型[5、6],目前模型已经发展到5.1版本。它包括水文、湿地、污灌、氮素和盐分运移预测等多项功能,已经在许多国家和地区进行了测试和应用,被公认为具有简单、迅速和准确的优点[7~11]。模型现有的界面用VisualBasic语言写成,使用十分方便。DRAINMOD通过输入长期的气象资料,以及土壤和田间排水资料,计算出每日田间水文变化情况,包括地表、地下排水量、田间入渗和腾发量以及地下水位埋深等。图1所示的是DRAINMOD模型所依据的...