7第七章流域水环境规划

第七章流域水环境规划第一节流域水环境规划的内容和工作程序第二节水环境功能区划的基本原则和方法第三节水环境容量与水环境保护目标第四节流域水污染控制规划第五节邕江水环境综合整治规划第一节流域水环境规划的内容和工作程序一、流域水环境规划的内容二、流域水环境规划的工作程序一、流域水环境规划的内容1.依据国家有关法规和各种标准，提出水体功能区划和水质控制指标。一个水域往往需要满足多种用水需求。对每一种用途，国家都有相应的管理法规和水质标准。根据河段的位置、水质与水文状况、用水需求、输送与处理费用等，确定不同河段的功能，选择表征水质状况的水质指标，如地表水的水温、pH、溶解氧浓度、COD、BOD等。2.确定水质超标河段和主要污染物一、流域水环境规划的内容3.确定各河段主要污染物的环境容量根据河水水质监测结果，采用恰当的分析、评价方法，判断各河段水质是否能满足目标要求，确定超标的河段和主要污染物。4.确定各排污口的允许排污量根据污染源所在位置、排污种类、排污量、排污方式和污染物的扩散规律等信息，并考虑河段相关区域的发展规划，将确定的河段内可接纳的污染物总量，分配给每个排污口。5.预测污染治理费用，提出最佳规划方案二、流域水环境规划的工作程序第一，找出水环境的主要问题。一般情况，需要获得以下基础性资料：①地图。图上应标明拟做规划的流域范围和河流分段情况；②规划范围内水体的水文与水质现状数据，以及用水现状；③污染源清单。包括排入各段水体的污染源一览表（最好以重要性顺序排序）、各排污口位置、排放方式、污染物排放量、治理现状和规划，以及非点污染源的一般情况；④流域水资源规划、流域范围内的土地利用规划和经济发展规划等有关的规划资料；⑤可考虑采用的水污染控制方法及其技术经济和环境效益的资料。二、流域水环境规划的工作程序第二，确定规划目标。根据国民经济和社会发展要求，同时考虑客观条件，从水质和水量两个方面拟定水环境规划目标。规划目标是经济与水环境协调发展的综合体现，是水环境规划的出发点和归宿。第三，选定规划方法。在水环境规划中，通常可以采用两类规划方法：数学规划法和模拟比较法。采用何种规划方法，应视具体的水环境规划类型和资料的情况来确定。第四，拟定规划措施。在制定水环境规划的方案中，可供考虑的措施包括：调整经济结构和工业布局，实施清洁生产工艺，提高水资源利用率，充分利用水体的自净能力和增加污水处理设施等。二、流域水环境规划的工作程序第五，提出供选方案。将各种措施综合起来，提出可供选择的实施方案。为了检验和比较各种规划方案的可行性和可操作性，可通过费用—效益分析、方案可行性分析和水环境承载力分析对规划方案进行综合评价，从而为最佳规划方案的选择与决策提供科学依据。第六，规划实施。水环境规划的实施也是制定规划的一个重要内容。一个规划的成功与否，就是看最终的规划方案能否被采纳、执行并取得相应的效果。规划方案的实施，体现了规划自身的价值与作用。第二节水环境功能区划的基本原则和方法一、水环境功能分区原则与分区二、水环境功能区划分的方法与步骤一、水环境功能分区原则水环境功能分区应遵循以下原则：(1)集中式饮用水源地优先保护；(2)不得降低现状使用功能；(2)优质水优用及低质水低用；(4)统筹考虑专业用水标准要求；(5)上下游、区域间互相兼顾，适当考虑潜在功能要求；合理利用水体自净能力和环境容量；(6)与工业合理布局相结合；(7)实用可行，便于管理等。二、水环境功能区划分的方法与步骤（1）对环境保护目标进行全面分析，既考虑环境保护的需要，又考虑经济、技术的可行；（2）将环境目标具体化为环境质量标准中的数值；（3）对功能可达性进行分析，确定引起污染的主要人为污染源；二、水环境功能区划分的方法与步骤（4）建立污染源与水质目标之间的响应关系，将各种污染源排放的污染物输入各类水质模型，以评价污染源对水质目标的影响；（5）分析减少污染物排放的各种可能的途径和措施；（6）通过对多个可行方案的优化决策，确定技术、经济最优的方案组合；（7）通过政策协调和管理决策，最终确定环境保护目标和水环境功能区划分方案。图7-1水环境功能区划系统分析过程2选择相应的环境质量标准6负荷分配工程规划技术和经济综合分析7政策协调行政决策3现状功能可达性分析确定主要人为污染源5污染控制措施分析4建立排污量与水环境质量间的定量关系1提出水环境保护目标第三节水环境容量与水环境保护目标一、水环境容量二、水环境保护目标一、水环境容量（一）水环境容量的定义（二）水环境容量分类（三）水环境容量的设计条件（一）水环境容量的定义水环境容量是指水体在特定的环境目标下所能容纳污染物的量。在理论上，水环境容量是环境的自然规律参数与社会效益参数的多变量函数。它反映污染物在水体中的迁移、转化规律，也满足特定功能条件下，水环境对污染物的承受能力；在实践上，水环境容量是环境目标管理的基本依据，是水环境规划的主要环境约束条件，也是污染物总量控制的关键参数。（二）水环境容量分类1.按水环境目标分类（1）自然水环境容量以污染物在水体中的基准值为水质目标，则水体的允许纳污量称为自然环境容量。其模型为：式中：E——水环境容量；ρB基——污染物在水体中的基准值；ρB——污染物在水体中的背景浓度；V——水的体积；K自——水体自净系数。dVKEBB)(ρρ基自（二）水环境容量分类（2）管理（或规划）环境容量以污染物在水体中的标准值为水质目标，则水体的允许纳污量称为管理环境容量；当以水污染损害费用与治理费用之和最小为约束条件，规划允许排污量时，称为规划环境容量。其模型为：式中：K标——以技术经济指标为约束条件的社会效益参数，一般K标≥1；ρB标——污染物在水体中的标准值。dVKKdVKEBBBB)()(ρρρρ标标自标自（二）水环境容量分类2.按污染物性质分类（1）耗氧有机物的水环境容量；（2）有毒有机物的水环境容量。有毒有机物是指人工合成的毒性大、难降解有机物。这类有机物的同化容量极小，一般只考虑水体的稀释作用。有毒有机物应主要在污染源中消除，而不宜利用水体的环境容量；（二）水环境容量分类2.按污染物性质分类（3）重金属的水环境容量。重金属也可被水体稀释到阈值以下。重金属是保守性污染物，它只发生状态和空间位置的变化，而不能被分解，因此，重金属没有同化容量。且由于重金属易于在环境和生物体内积累，因此，要严格控制利用水体的环境容量。（三）水环境容量的设计条件设计条件的内容主要包括自然条件、排污条件、目标条件和约束条件等。时期、时段和保证率是建立这些条件必不可少的三要素。具体内容归纳如下：（1）设计自然条件主要包括设计水量、水温、流速和上游设计断面及其水质浓度、横向混合系数和纵向混合系数等。（三）水环境容量的设计条件（2）设计排污条件包括设计排污流量、浓度、排放地点、排放方式和排放强度等。（3）设计目标条件主要包括设计污染控制因子、控制区段与断面和水质标准及达标率等。（4）设计约束条件包括与确定总量控制指标及控制方案有关的约束性因素，如经济投资约束条件、工业布局及城市规划约束条件等。二、水环境保护目标环境保护目标是流域水环境规划的出发点与归宿。环境保护目标通过一系列环境保护指标来体现。水环境目标通常包括水环境质量目标和水污染物总量控制目标两类。环境质量目标是依据水体功能分区，执行相应的国家环境质量标准，在此基础上，结合规划的具体要求，确定各水域的主要水质指标。总量控制目标是以功能区环境容量为基础，确定水域内可接受的某种污染物的总量。总量控制目标是制定流域污染控制规划的基础，是水体水质目标得以实现的保证。第四节流域水污染控制规划一、水污染控制的技术措施二、水污染控制单元三、水污染控制系统规划数学模型四、规划方案的综合评价一、水污染控制的技术措施（一）减少污染物排放负荷（二）提高或充分利用水体纳污容量（一）减少污染物排放负荷1.清洁生产工艺清洁生产定义为对生产过程和产品实施综合防治战略，以减少对人类和环境的风险。对生产过程，包括节约原材料和能源，革除有毒材料，减少所有排放物的排污量和毒性；对产品来说，则要减少从原材料到最终处理产品的整个生命周期对人类健康和环境的影响。实施清洁生产是深化我国工业污染防治工作，实现可持续发展战略的根本途径，也是水环境规划中的重要措施。（一）减少污染物排放负荷2.浓度控制浓度控制是对人为污染源排入环境的污染物浓度所作的限量规定，以达到控制污染源排放量之目的。目前，许多发展中国家仍依据排入水体或城市下水道的污染物浓度征收排污费。经若干年的实践发现，实施浓度控制之后，水体质量改善的程度远未达到预期的目的。究其原因，是因为浓度控制法有下述缺陷：（一）减少污染物排放负荷①当排放源采用稀释排放法时，可以在浓度不超标条件下无限制地排放任何污染物；②浓度控制未考虑区域环境的现状负荷，如在排放源密集的地区，即使各个污染源都符合排放标准，但整个区域的环境质量也可能超过标准；③浓度控制法未考虑区域的自然环境条件。（一）减少污染物排放负荷3.总量控制总量控制就是依据某一区域的环境容量确定该区域污染物容许排放总量，再按照一定原则分配给区域内的各个污染源，同时制定出一系列政策和措施，以保证区域内污染物排放总量不超过容许排放总量。总量控制可划分为三种类型：（一）减少污染物排放负荷（1）容量总量控制。从受纳水体容许纳污量出发，制定排放口总量控制指标。（2）目标总量控制。从控制区域容许排污量控制目标出发，制定排放口总量控制指标。（3）行业总量控制。在行业中以能源、资源合理利用为控制基点，从最佳生产工艺和实用处理技术两方面进行总量控制负荷分配。（一）减少污染物排放负荷4.污水处理建立污水处理厂是水环境规划方案中应考虑采用的重要措施。准确估算污水处理费用是评价污水处理措施的关键环节。（二）提高或充分利用水体纳污容量1.人工复氧人工复氧是改善河流水质的重要措施之一，它是借助于安装增氧器来提高河水中的溶解氧浓度。在溶解氧浓度很低的河段使用这项措施尤为有效。人工复氧的费用可表示为增氧机功率的函数。2.污水调节在河流水量低的时期，用蓄污池把污水暂时蓄存起来，待河流水量高时释放，可以更合理地利用河流的自净能力来提高河流的水质。污水调节费用主要是建池费用。缺点是占地面积大、有可能污染地下水等。国外蓄存的污水大都是经过处理的水，避免或减轻了恶臭现象的发生。（二）提高或充分利用水体纳污容量3.河流流量调控国外对流量调控以及从外流域引水冲污的研究较早，并已应用于河流的污染控制。世界上很多河流的径流量时间上分配不均，在枯水期水质恶化，而在高流量期，河流的自净能力得不到充分利用。因此，提高河流的枯水流量成为水质控制的一个重要措施。实行流量调控可利用现有的水利设施，也可新建水利工程。二、水污染控制单元（一）水污染控制单元的划分（二）水污染控制单元解析归类（一）水污染控制单元的划分水污染控制单元的划分，是根据水域使用功能的要求，同时考虑行政区划、水域特征和污染源分布特点等。划分的原则为：（1）每个单元有单独进行评价、实施不同控制路线的可能；（一）水污染控制单元的划分（2）针对不同的污染物、不同的保护目标，同一地区可以有多种控制单元划分方案，以适应解决不同环境问题的需要，即对于不同的控制目标，能够有不同的控制单元与之对应；（3）在每个控制单元内，污染物排放清单应齐全，水域水质控制断面应有常规监测资料；（4）各控制单元之间的相互影响，应能通过污染物的输入、输出来定量表达，做到水量平衡、物质量平衡。（二）水污染控制单元解析归类水污染控制单元解析归类包括以下内容：①划分水污染控制单元；②对各单元的主要功能进行说明；③水质现状与控制断面分析；④污染物排放情况与主要污染源分析；⑤排污量与水质预测；⑥主要水环境问题诊断；⑦确定控制路线；⑧确定容许排放量。三、水污染控制系统规划数学模型1.排污口最优规划模型排污口最优规划是以各小区的污水处理厂为基础，以总处理费用最低为目标，在水体水质条件的约束下，寻求各处理厂处理效率的最佳组