T/CSES 135-2023 流域污染物负荷分配技术导则

ICS13.020.10

CCSZ00/09

团体标准

T/CSES135—2023

流域污染物负荷分配技术导则

Technicalguidelineforpollutantloadallocationsinriverbasin

2023-12-20发布2023-12-20实施

中国环境科学学会发布

T/CSES135—2023

目次

前言....................................................................................................................................................................Ⅱ

引言...................................................................................................................................................................Ⅲ

1范围..............................................................................................................................................................1

2规范性引用文件..........................................................................................................................................1

3术语和定义..................................................................................................................................................1

4负荷分配的基本原则..................................................................................................................................2

5负荷分配的技术路线..................................................................................................................................2

6环境问题分析..............................................................................................................................................4

7负荷分配计算条件设置..............................................................................................................................4

8流域水质模拟..............................................................................................................................................5

9负荷分配计算方法......................................................................................................................................5

附录A（资料性）流域水动力和水质模型................................................................................................7

附录B（资料性）常用流域污染物负荷分配模型..................................................................................10

附录C（资料性）负荷分配指数..............................................................................................................13

附录D（资料性）本底、背景浓度确定方法..........................................................................................15

附录E（资料性）功能区水质目标选择...................................................................................................16

附录F（资料性）总量控制指标筛选方法...............................................................................................17

附录G（资料性）污染物负荷分配安全余量的确定..............................................................................19

附录H（资料性）负荷分配浮动负荷计算..............................................................................................20

参考文献..........................................................................................................................................................21

I

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国环境科学研究院提出。

本文件由中国环境科学学会归口。

本文件起草单位：中国环境科学研究院。

本文件主要起草人：邓义祥、郝晨林、赵健、乔飞、周刚、孙宁、刘庆庆、刘海霞、富国。

II

T/CSES135—2023

引言

为贯彻《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国水污染防治法》等法律法规，保护和改善

水环境质量，科学、规范开展流域污染物总量分配，制定本文件。

III

T/CSES135—2023

流域污染物负荷分配技术导则

1范围

本文件规定了流域污染物负荷分配的基本原则和技术流程。

本文件适用于在流域内规定的水质目标条件下计算污染源可排放污染物负荷量。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB3838地表水环境质量标准

GB/T50594水功能区划分标准

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

污染源pollutantsource

工业污染源、生活污染源、农业污染源、大气沉降污染源等直接或间接向流域排放污染物的排污主

体。

3.2

污染物负荷分配pollutantloadallocations

以满足给定流域范围所有地表水水质目标为前提，在给定的水质目标、背景浓度、风险保证率、排

污口位置和排放方式等条件下，综合各种因素，依据设定的污染物负荷分配原则（明示或暗含的污染源

分配比例关系）确定该流域所能容纳的某种污染物的负荷总量。依据不同的污染物负荷分配原则，各污

染源的负荷分配总量会有一定的差别。

3.3

水质目标waterqualitygoals

根据地表水（环境）功能区以及其他生态环境保护目标、水质现状、排污状况以及技术经济条件制

定的流域水体的水质浓度阈值要求。

3.4

混合区mixingzone

1

污染源出水与地表水体初始混合稀释的区域，混合区内允许污染物浓度高于水质目标，混合区以外

污染物浓度必须达到水质目标的要求。

3.5

安全余量safetymargin

由于污染源、水文、水质等因素的不确定性，模型计算误差，以及考虑未来发展在污染物负荷分配

中所预留的安全边际。

3.6

水质模型waterqualitymodel

描述污染物在水体中迁移、转化规律的数学表达式。

3.7

负荷分配模型pollutantloadallocationmodel

在给定的分配原则和方法条件下，以水质达标为目标，以水质模型为基础，计算各污染物负荷分配

量的数学模型。

4负荷分配的基本原则

4.1公平性原则

污染物负荷分配应确保每个污染源都享有公平的治污义务和排放权利。各污染源首先应满足达标

排放的要求，在此基础上再公平地削减污染物排放量，以实现流域水质达标的目标。

4.2经济性原则

污染物总量分配需尽可能地利用环境自净能力，在满足水质、水生态目标及其他水环境管理要求的

前提下，减少污染治理成本。

4.3可行性原则

污染物负荷分配需考虑社会经济的发展阶段和污染治理技术的现状，以确保污染物负荷分配方案

可以得到实施。考虑到污染治理任务的长期性、艰巨性和复杂性，可将污染治理目标分阶段实施。

5负荷分配的技术路线

流域污染物负荷分配主要包括环境问题分析、负荷分配计算条件设置、流域水文、水动力和水质模

拟、污染物负荷分配计算、负荷分配方案评估决策几个步骤（见图1）。负荷分配方案的制定是一个循

环往复的过程，如果发现负荷分配方案不可行，或者负荷分配相关各方不能达成一致意见，则需要对负

荷分配方案进行调整，重新计算或制定负荷分配方案，直到得到各方都能接受的决策方案为止。

2

T/CSES135—2023

明确总量分配的范围

环

境

问流域水质分析

题流域污染结构分析

分

析

确定污染物总量控制因子

污染源概化

水质目标核定

总量分配约束设置总量分配计算条件设置

设计水文条件确定

混合区设置

模型选择

背景场设置

模型参数识别流域水动力和水质模拟

响应场计算

模型验证

优确定总量分配优化目标情景构建

化情

计景

水质目标可达性分析分

算析

方线性优化非线性优化法

法计算计算情景方案比较

确定总量分配安全余量

重新制定方案

总量分配削减方案可达性分析

重新制定方案

利益相关方和公众参与

总量分配决策方案

图1流域污染物负荷分配的技术路线

3

6环境问题分析

6.1明确污染物总量控制所涉及的范围

根据流域环境特征和污染状况，以及流域汇水特征，确定污染物总量控制所涉及的空间范围。考虑

到流域污染物负荷分配的空间复杂性，可按流域、控制单元的层次进行分区，逐级细化，最终将污染物

负荷分配至具体的污染源。

6.2污染负荷结构分析

采用资料数据收集、实测、流域模型和文献资料调研等方法，调查流域污染物产生量和排放方式。

采用污染指数法、等标污染负荷法等方法，研究流域主要的污染物和污染源。进行压力因子排序，掌握

地表水环境的压力来源，为确定流域总量控制因子提供基础数据。

6.3流域水质分析

对流域水体的物理、化学、生物特征进行调查和分析，按照GB3838，定量分析流域水质类别和功

能区达标情况，研究主要的污染物超标指标及超标范围，确定流域水体的受损类别和受损程度，进行超

标因子排序，明确水环境管理的重点。

6.4确定污染物总量控制因子

根据污染负荷压力因子排序及流域水质超标因子排序，研究流域全局性和局部性污染空间特征，进

行水环境问题诊断。根据危害强度、时间紧迫性、空间敏感性选择需要进行总量控制的区域及污染物。

7负荷分配计算条件设置

7.1流域污染源概化

根据流域污染源排放位置和排放特征，参考流域水质模型的网格划分，对污染源进行适当的归并，

从而将流域内大量的污染源简化为一定数量的概化污染源，减少污染物负荷分配的复杂性，提高污染物

负荷分配的效率。

7.2流域水质目标空间尺度核定

根据流域的空间位置和服务功能，利用地表水（环境）功能区划确定的GB3838水质类别，以及其

他人类活动和生态保护对流域水质的特殊要求，确定流域功能区约束点（主要是功能区交界断面）水质

浓度限值、污染物浓度边界和排污混合区限制要求。未划定地表水（环境）功能区的水域，可按GB/T

50594确定水域功能区类别。

7.3流域水质目标时间尺度核定

根据污染物种类确定允许平均期及允许重现期。考虑水文及气象条件（水位过程、径流量、降雨量

等）以及河流污染物输入特征，确定符合设计风险要求的边界过程条件，用于水质模拟计算。

7.4污染源分配约束设置

根据污染源的现状排放量或预期排放量，以及污染源的排放标准、河流的地表水（环境）功能区划

等，兼顾污染物负荷分配的公平性和可行性等原则，设置污染源的分配约束条件，例如确定的污染物最

大分配量和最小分配量，或根据管理需求直接指定某些污染源的负荷分配总量。

7.5允许超标混合区设置

根据污染源的位置、污染物的特征以及污水排放量，确定各污染源的允许超标混合区。在允许超标

混合区内，流域水环境质量可以不达到功能区水质要求，允许超标混合区以外则须达到功能区水质要求。

4

T/CSES135—2023

除对各单个污染源允许超标混合区的面积进行约束以外，还应对计算流域内所有污染源允许超标混合

区的总面积占水域面积的比例进行限制，以确保水体总体上能达到环境质量目标的需求。污染源允许超

标混合区的划分需满足国家水环境混合区划分的要求。

8流域水质模拟

8.1模型选择

根据流域污染物类型、水动力条件、污染源排放规律等因素，选择适当的水文、水动力和水质模型，

模拟计算流域水质变化，分析流域污染物迁移转化规律，研究污染源负荷排放与水质的压力-响应关系。

8.2模型参数识别

根据实验数据、现场观测数据等，对比实测数据和模型模拟计算数据，确定模型参数的取值。

8.3模型率定与验证

采用独立于模型参数识别的实验数据、现场观测数据等，与模型的模拟计算数据进行比较，对模型

的误差进行评估，模型误差应能满足污染物总量分配的要求。

8.4背景场的设置

在不考虑参与分配的污染源的情况下，由其他污染源，比如大气沉降、底泥释放等所形成的污染源

浓度场。背景场可采用大气沉降负荷、底泥释放负荷等进行计算；没有上述污染源数据时，也可对比相

似的受污染干扰较轻断面的水环境质量，确定污染物背景浓度场。

8.5污染源响应场计算

采用流域水动力和水质模型，分别计算各污染源独立排放污染物时的流域水质浓度，即为该污染源

对应污染物的水质响应场。当污染物响应关系为线性或近似线性时，响应场线性叠加方法可提高水质浓

度场的计算速度，实现流域污染物负荷分配的优化计算。

9负荷分配计算方法

9.1负荷分配计算方法的分类

常用的负荷分配计算方法有优化计算方法、情景分析计算方法。优化计算方法又包括线性优化和非

线性优化计算方法。线性优化适用于污染负荷和水质响应关系为线性响应且目标函数为线性函数的规

划问题，一般可找到约束条件下的全局最优解。非线性优化适用于污染负荷和水质响应关系为非线性响

应或目标函数为非线性函数的规划问题，一般只能找到局部最优解。情景分析方法适用于当污染物负荷

分配构建的非线性优化问题复杂度较高（例如计算时间过长或者优化变量过多）时的优化分配计算。

9.2优化计算方法

9.2.1确定负荷分配优化目标

根据污染物负荷分配的原则和方法，确定优化目标函数，例如可采用污染源排放量之和、污染物负

荷分配指数、环境价值