第八章 水资源保护(1)
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第8章 水资源保护(1)
本章主要介绍水资源保护的概念；水环境质量 监测与评价；污染物在水环境中迁移转化的 基本理论；污染水源控制与修复的理论与技 术；水源污染防护带理论技术；水质保护与 管理法律法规体系、流域水资源统一管理体 系等。
8.1 水资源保护的概念、任务和内容 8.2 水环境质量监测与评价 8.3 水体污染的理论体系 8.5 水资源保护措施
消减断面是指废水和污水汇入河流后，经一 段距离与河水充分混合后，水中污染物经稀 释和自净而逐渐降低，其左、中、右三点浓 度差异较小的断面。通常设在城市或工业区 最后一个排污口下游1500 m以外的河段上。
河流采样断面上采样点的设置，应根据河流的宽度 和深度而定。
50 m 50 m—100 m 100 m—1000 m 1500 m
内梅罗指数计算方法如下：
2 （P ） Pi max P综 , 2 2
式中： P 是采样点的综合污染指数； P 为i采样点某类污染
综 i max
物单项污染指数中的最大值；
1 n P Pi n i 1
为单因子指数平均值。
根据以上计算，可以将水质分为三级：
（1）当P综>1，水质污染较重； （2）当0.5≤P综≤1，水质已受到污染； （3）当P综<0.5时，水质未受到污染。 （ P综=Pij）
(5) 侧向污染扩散，是地下水开采漏斗附近污染 源的一种扩散形式(包括海水入侵)．污染物在地下 水中扩散受开采漏斗的水动力条件和污染源的分布 位置的控制。
监测点应在环境水文地质条件变化最大的方向和平 行地下水流向上布置。在接近污染源分布的开采漏 斗的上游，应重点监测，在整个漏斗区可以适当布 置控制点。
在一条垂线上，
.3~0.5 .3~0.5 .3~0.5 .3~0. 5 1/2 1
1
1
对水库、湖泊的采样断面，考虑出入湖库的河流汇合处及 湖岸功能区的分布，再考虑面积、水源、鱼类洄游和产卵 区。采样点的位置同河流。如果存在温跃层*，考虑设置温 跃层采样点。
*湖水温跃层
湖水温跃层是指湖水温度在其垂直方向上发生急 剧变化而产生的不连续面。湖温在垂线方向上的变 化，有在上层和下层缓慢下降，而在中层发生急剧 变化的现象，此突变层称为温跃层。 由于风的作用，上层水发生混合和温度变化， 下层水始终保持稳定的状态，上下层之间便会产生 温度急变的跃层。温跃层的位置取决于表层湖水增 温程度、风力大小和湖盆形态。在其他条件相同时， 风力愈大，跃层的位置也愈深。
(4)块状污染扩散区，是缺乏卫生设施的居民 区地下水污染的主要特征，是大面积垂直污 染约—种扩散形式，污染的范围和程度随有 害物质的迁移能力、包气带土壤的性质和厚 度而定。污染污染物多为易溶的无机盐类和 有机洗涤剂等，如居民区大面积的硝酸盐污 染，应当采用平行和垂直地下水流向布置监 测断面。
流经城市或工业区的河段设置的监测断面（广 义），一般设置对照断面、监测断面（狭义） 和消减断面。
对照断面是为了弄清河流入境前的水质而设置的。 应在流入城市或工业区以前。避开各类废水流入或 回流处设置，一般对照断面只设一个。 监测断面是为了弄清特定污染源对水体的影响， 评价水质状况而设置的。监测断面的数目应根据城 市的工业布局和排污口分布情况而定。
（二）评价方法 有两大类，一类是以水质的物理化学 参数的实测值为依据的评价方法；另一类 是以水生物种群与水质的关系为依据的生 物学评价方法。
较多采用的是物理化学参数评价方法， 其中又分：①单项参数评价法。②多项参数 综合评价法。指数评价法用两种指数即参数 权重评分叠加型指数和参数相对质量叠加型 指数两种。
根据生物与环境条件相适应的原理建立 起来的生物学评价方法，通过观测水生物的 受害症状或种群组成，可以反映出水环境质 量的综合状况，因而既可对水环境质量作回 顾评价，又可对拟建工程的生态效应作影响 评价，是物理化学参数评价方法的补充。 缺点是难确定水污染物的性质和含量。
（1）单项水质指标比照法
即用某一参数的实测浓度代表值与 水质标准对比，判断水质的优劣或适用 程度。
（二）地下水质监测
地下水污染区监测点的布置方法应根据污染物在地下水 中的存在形式来确定。地下水污染物的扩散形式按污染途径 及动力条件，分为以下类型：
(1)渗坑、渗井的污染物随地下水流动而在其下游形成条带 状污染，这是有害物质在含水层渗透性能强，渗透速度快的 地区扩散的特点。监测点的布置，应沿地下水流向，平行和 垂直监测断面控制，其范围包括重污染区、轻污染区以及污 染物扩散边界。
8.2 水环境质量监测与评价
一、污染源调查
污染调查的目的：是为了判明水体污染现状、污染 危害程度、污染发生的过程、污染物进入水体的途 径及污染环境条件，并揭示水污染发展的趋势，确 定影响污染过程的可能的一半条件和影响因素。 调查的内容：污染现状、污染源、污染途径以及污 染环境条件等。
二、水环境质量监测
8.1 水资源保护的概念、任务和内容
一、水资源保护概念
水资源保护，从广义上应该涉及地表水和地下水水量与水质
的保护与管理两个方面。
也就是通过行政的、法律的、经济的手段，合理开发、管理
和利用水资源，保护水资源的质、量供应，防止水污染、水
源枯竭、水流阻塞和水土流失，以满足社会实现经济可持续 发展对淡水资源的需求。
（2）单项水质指标污染指数法 选取单项水质指标，以其实测值与相应的水质 评价标准的比值作为单项水质指标污染指数： I=Ci/C0
I 某项水质指标的污染指数 Ci 某项水质指标的实测值 C0 某项水质指标的评价标准
I 小于或等于1时，水质满足要求；I大于1时， 水质污染。该方法简便直观，但不能反映多种污 染物所形成的复杂水质状况。
水环境质量监测目的
（1）提供现状数据 （2）预测水体污染变化趋势 （3）水污染对生物及人体健康影响 （4）探明污染原因及污染机理
（一）地面水水质监测 1、水质监测站网 水质监测站网是在一定地区、按一定原则、 以适当数量的水质监测站构成的水质资料收 集系统 水质监测站网的建立与设置根据其目的及 所要完成的任务，可分为基本站、辅助站、 背景站。
当水体有多种用途时，
P=∑WjP综
Wj为不同用途权重，第一、二类用途权重定为0.4，第
三类定为0.2。
（4）综合污染指数法
即把选用的若干参数综合成一个概 括的指数来评价水质，又称指数评价法。 Iz=1/nΣ(Ci/C0i)
Iz综合污染指数；Ci某项水质指标的实测值；C0i 某单项 水质指标的评价标Hale Waihona Puke Baidu；n,水质指标总项数。
三、水环境质量评价
按照评价目标，选择相应的水质参数、水质 标准和评价方法，对水体的质量利用价值及 水的处理要求作出评定。 水质评价是合理开发利用和保护水资源的一 项基本工作，为水体污染综合防治和水资源 合理开发、利用、保护和管理提供科学依据。
（一）水质标准
根据不同的评价类型，采用相应的水质标准。 评价水环境质量，采用《地表水环境质量标准》； 评价养殖水体的质量，要采用渔业用水水质标准； 评价集中式生活饮用水取水点的水源水质,用地面水 卫生标准；评价农田灌溉用水，采用农田灌溉水质 标准等。 一般都以国家或地方政府颁布的各类水质标准 作为评价标准。在没有规定的水质标准情况下，可 采用水质基准或本水系的水质背景值作为评价标准。
根据水质综合指数的大小可将水体分为合格、基本合格、污染和重污染 四类。不同类型水体相对应的综合指数和水质现状阐述如下： 合格：Iz≤0.8，各项水质指标基本上能达到相应的功能标准，即使 有个别指标超标，但超标倍数较小（1倍以内），水体功能可以得到充 分发挥，没有明显的制约因素。 基本合格：0.8<Iz≤1.0，有少数指标超过相应类别的标准，但这些 指标不直接影响到水体功能效应，水体功能没有受到明显损害，但在一 定程度上受到某些因素（水质指标）的制约。 污染：1.0<Iz≤2.0，由于综合指数已明显超过1.0的标准限值，多项 指标值已超过相应的标准值，其水体功能明显受到制约，要充分发挥水 体的原有功能需采取一定的工程性或非工程性措施，水质对应于其功能 已受到污染。 重污染：Iz>2.0，各项水体指标的总体均值已超过标准1倍以上，部 分指标可能超过标准数倍，水体功能已受到严重危害，如不采取必要的 措施，直接利用其水体功能可能是危险的。对这类水体必须采取必要的 措施，或改变其功能，或付诸行动开展污染整治。
小结 根据水质综合污染指数来判别污染程度是相 对的，即对应于水体功能要求评判其污染程 度。 污染程度是对应于相应类别的水质要求的。 污染程度的分级是为了定性反映水质的现状， 水体污染说明该水域原定的功能不能安全、 全面地发挥效应，其功能得不到保证。 不同功能水体即使达到相同的污染程度，其 危害和影响也是各不相同的。
(2)点状污染扩散，是渗坑、渗井在含水层渗透性能很弱的
地区污染扩散特点。由于地下水径流条件差，污染物迁移以 离子扩散为主，运动缓慢，污染范围小，监测点应在渗坑、 渗井附近布置。
(3)带状污染扩散，是污染物沿河渠渗漏污染 扩散的形式。监测点应根据河渠状况、垃质 结构，设在不同的水文地质单元的河渠段上， 并垂直于河渠设监测断面。
3．采样时间和频率
采集的水样必须有代表性，要能反映出水质在时间和空 间上的变化。 常规水质监测采样频率及时间的要求为： (1)饮用水源及重要水源保护区，全年来样8次一12次， (2)重要水系干流及一级支流，全年采样12次； (3)一般中小河流，全年采样6次，丰、平、枯水期各2次； (4)面积大于1000 km2的湖泊和库容大于1亿m3的水库， 每月应采样分析1年不少于12次； (5)其他湖库，全年采样2次，丰、枯水期各1次。
2、监测断面的设置 断面设置原则：
(1)没在大量废水排入河流的主要居民区、工业区的上游和 下游； (2)设在湖泊、水库、河口的主要出口和入口； (3)设在河流主流、河口、湖泊和水库的代表性位置；
(4)设在主要用水地区，如公用给水的取水口、商业性捕鱼 水域和娱乐水域等
(5)设在主要文流汇入主流、河口或入海水域的汇合口。
二、水资源保护的任务和内容
(1) 改革水资源管理体制并加强其能力建设，切实落实与实 施水资源的统一管理，有效合理分配； (2) 提高水污染控制和污水资源化的水平，保护与水资源有 关的生态系统；建立安全供水的保障体系； (3) 强化气候变化对水资源的影响及其相关的战略性研究； (4)研究与开发与水资源污染控制与修复有关的现代理论、技 术体系； (5) 强化水环境监测，完善水资源管理体制与法律法规，加 大执法力度，实现依法治水和管水。
(3) 内梅罗指数
美国学者内梅罗在《河流污染科学分析》一书中提出 了该污染指数，综合污染指数的一种。 内梅罗指数是一种兼顾极值或称突出最大值的计权型 多因子环境质量指数。它将水的用途划发为三类 （j）：
a 人类直接接触使用(j=1)：包括饮用、游泳、制造饮料等； b 间接接触使用(j=2)：包括养鱼、工业食品制造、农业用 等； c 不接触使用(j=3)：包括工业冷却水、公共娱乐及航运。
河流采样断面，一般设置背景断面与监测断面：
背景断面：所渭水环境背景直是指未受或少受人 类活功影响的区域内的天然水体的物质组成与基本 含量。在清洁河段个设置水环境背景采样断面或采 样点，可得到一个水系或河流的水环境背景值。 监测断面：为了弄清排污对水体的影响，评价水 质污染状况所设的采样断面(也称控制断面)。
本章主要介绍水资源保护的概念；水环境质量 监测与评价；污染物在水环境中迁移转化的 基本理论；污染水源控制与修复的理论与技 术；水源污染防护带理论技术；水质保护与 管理法律法规体系、流域水资源统一管理体 系等。
8.1 水资源保护的概念、任务和内容 8.2 水环境质量监测与评价 8.3 水体污染的理论体系 8.5 水资源保护措施
消减断面是指废水和污水汇入河流后，经一 段距离与河水充分混合后，水中污染物经稀 释和自净而逐渐降低，其左、中、右三点浓 度差异较小的断面。通常设在城市或工业区 最后一个排污口下游1500 m以外的河段上。
河流采样断面上采样点的设置，应根据河流的宽度 和深度而定。
50 m 50 m—100 m 100 m—1000 m 1500 m
内梅罗指数计算方法如下：
2 （P ） Pi max P综 , 2 2
式中： P 是采样点的综合污染指数； P 为i采样点某类污染
综 i max
物单项污染指数中的最大值；
1 n P Pi n i 1
为单因子指数平均值。
根据以上计算，可以将水质分为三级：
（1）当P综>1，水质污染较重； （2）当0.5≤P综≤1，水质已受到污染； （3）当P综<0.5时，水质未受到污染。 （ P综=Pij）
(5) 侧向污染扩散，是地下水开采漏斗附近污染 源的一种扩散形式(包括海水入侵)．污染物在地下 水中扩散受开采漏斗的水动力条件和污染源的分布 位置的控制。
监测点应在环境水文地质条件变化最大的方向和平 行地下水流向上布置。在接近污染源分布的开采漏 斗的上游，应重点监测，在整个漏斗区可以适当布 置控制点。
在一条垂线上，
.3~0.5 .3~0.5 .3~0.5 .3~0. 5 1/2 1
1
1
对水库、湖泊的采样断面，考虑出入湖库的河流汇合处及 湖岸功能区的分布，再考虑面积、水源、鱼类洄游和产卵 区。采样点的位置同河流。如果存在温跃层*，考虑设置温 跃层采样点。
*湖水温跃层
湖水温跃层是指湖水温度在其垂直方向上发生急 剧变化而产生的不连续面。湖温在垂线方向上的变 化，有在上层和下层缓慢下降，而在中层发生急剧 变化的现象，此突变层称为温跃层。 由于风的作用，上层水发生混合和温度变化， 下层水始终保持稳定的状态，上下层之间便会产生 温度急变的跃层。温跃层的位置取决于表层湖水增 温程度、风力大小和湖盆形态。在其他条件相同时， 风力愈大，跃层的位置也愈深。
(4)块状污染扩散区，是缺乏卫生设施的居民 区地下水污染的主要特征，是大面积垂直污 染约—种扩散形式，污染的范围和程度随有 害物质的迁移能力、包气带土壤的性质和厚 度而定。污染污染物多为易溶的无机盐类和 有机洗涤剂等，如居民区大面积的硝酸盐污 染，应当采用平行和垂直地下水流向布置监 测断面。
流经城市或工业区的河段设置的监测断面（广 义），一般设置对照断面、监测断面（狭义） 和消减断面。
对照断面是为了弄清河流入境前的水质而设置的。 应在流入城市或工业区以前。避开各类废水流入或 回流处设置，一般对照断面只设一个。 监测断面是为了弄清特定污染源对水体的影响， 评价水质状况而设置的。监测断面的数目应根据城 市的工业布局和排污口分布情况而定。
（二）评价方法 有两大类，一类是以水质的物理化学 参数的实测值为依据的评价方法；另一类 是以水生物种群与水质的关系为依据的生 物学评价方法。
较多采用的是物理化学参数评价方法， 其中又分：①单项参数评价法。②多项参数 综合评价法。指数评价法用两种指数即参数 权重评分叠加型指数和参数相对质量叠加型 指数两种。
根据生物与环境条件相适应的原理建立 起来的生物学评价方法，通过观测水生物的 受害症状或种群组成，可以反映出水环境质 量的综合状况，因而既可对水环境质量作回 顾评价，又可对拟建工程的生态效应作影响 评价，是物理化学参数评价方法的补充。 缺点是难确定水污染物的性质和含量。
（1）单项水质指标比照法
即用某一参数的实测浓度代表值与 水质标准对比，判断水质的优劣或适用 程度。
（二）地下水质监测
地下水污染区监测点的布置方法应根据污染物在地下水 中的存在形式来确定。地下水污染物的扩散形式按污染途径 及动力条件，分为以下类型：
(1)渗坑、渗井的污染物随地下水流动而在其下游形成条带 状污染，这是有害物质在含水层渗透性能强，渗透速度快的 地区扩散的特点。监测点的布置，应沿地下水流向，平行和 垂直监测断面控制，其范围包括重污染区、轻污染区以及污 染物扩散边界。
8.2 水环境质量监测与评价
一、污染源调查
污染调查的目的：是为了判明水体污染现状、污染 危害程度、污染发生的过程、污染物进入水体的途 径及污染环境条件，并揭示水污染发展的趋势，确 定影响污染过程的可能的一半条件和影响因素。 调查的内容：污染现状、污染源、污染途径以及污 染环境条件等。
二、水环境质量监测
8.1 水资源保护的概念、任务和内容
一、水资源保护概念
水资源保护，从广义上应该涉及地表水和地下水水量与水质
的保护与管理两个方面。
也就是通过行政的、法律的、经济的手段，合理开发、管理
和利用水资源，保护水资源的质、量供应，防止水污染、水
源枯竭、水流阻塞和水土流失，以满足社会实现经济可持续 发展对淡水资源的需求。
（2）单项水质指标污染指数法 选取单项水质指标，以其实测值与相应的水质 评价标准的比值作为单项水质指标污染指数： I=Ci/C0
I 某项水质指标的污染指数 Ci 某项水质指标的实测值 C0 某项水质指标的评价标准
I 小于或等于1时，水质满足要求；I大于1时， 水质污染。该方法简便直观，但不能反映多种污 染物所形成的复杂水质状况。
水环境质量监测目的
（1）提供现状数据 （2）预测水体污染变化趋势 （3）水污染对生物及人体健康影响 （4）探明污染原因及污染机理
（一）地面水水质监测 1、水质监测站网 水质监测站网是在一定地区、按一定原则、 以适当数量的水质监测站构成的水质资料收 集系统 水质监测站网的建立与设置根据其目的及 所要完成的任务，可分为基本站、辅助站、 背景站。
当水体有多种用途时，
P=∑WjP综
Wj为不同用途权重，第一、二类用途权重定为0.4，第
三类定为0.2。
（4）综合污染指数法
即把选用的若干参数综合成一个概 括的指数来评价水质，又称指数评价法。 Iz=1/nΣ(Ci/C0i)
Iz综合污染指数；Ci某项水质指标的实测值；C0i 某单项 水质指标的评价标Hale Waihona Puke Baidu；n,水质指标总项数。
三、水环境质量评价
按照评价目标，选择相应的水质参数、水质 标准和评价方法，对水体的质量利用价值及 水的处理要求作出评定。 水质评价是合理开发利用和保护水资源的一 项基本工作，为水体污染综合防治和水资源 合理开发、利用、保护和管理提供科学依据。
（一）水质标准
根据不同的评价类型，采用相应的水质标准。 评价水环境质量，采用《地表水环境质量标准》； 评价养殖水体的质量，要采用渔业用水水质标准； 评价集中式生活饮用水取水点的水源水质,用地面水 卫生标准；评价农田灌溉用水，采用农田灌溉水质 标准等。 一般都以国家或地方政府颁布的各类水质标准 作为评价标准。在没有规定的水质标准情况下，可 采用水质基准或本水系的水质背景值作为评价标准。
根据水质综合指数的大小可将水体分为合格、基本合格、污染和重污染 四类。不同类型水体相对应的综合指数和水质现状阐述如下： 合格：Iz≤0.8，各项水质指标基本上能达到相应的功能标准，即使 有个别指标超标，但超标倍数较小（1倍以内），水体功能可以得到充 分发挥，没有明显的制约因素。 基本合格：0.8<Iz≤1.0，有少数指标超过相应类别的标准，但这些 指标不直接影响到水体功能效应，水体功能没有受到明显损害，但在一 定程度上受到某些因素（水质指标）的制约。 污染：1.0<Iz≤2.0，由于综合指数已明显超过1.0的标准限值，多项 指标值已超过相应的标准值，其水体功能明显受到制约，要充分发挥水 体的原有功能需采取一定的工程性或非工程性措施，水质对应于其功能 已受到污染。 重污染：Iz>2.0，各项水体指标的总体均值已超过标准1倍以上，部 分指标可能超过标准数倍，水体功能已受到严重危害，如不采取必要的 措施，直接利用其水体功能可能是危险的。对这类水体必须采取必要的 措施，或改变其功能，或付诸行动开展污染整治。
小结 根据水质综合污染指数来判别污染程度是相 对的，即对应于水体功能要求评判其污染程 度。 污染程度是对应于相应类别的水质要求的。 污染程度的分级是为了定性反映水质的现状， 水体污染说明该水域原定的功能不能安全、 全面地发挥效应，其功能得不到保证。 不同功能水体即使达到相同的污染程度，其 危害和影响也是各不相同的。
(2)点状污染扩散，是渗坑、渗井在含水层渗透性能很弱的
地区污染扩散特点。由于地下水径流条件差，污染物迁移以 离子扩散为主，运动缓慢，污染范围小，监测点应在渗坑、 渗井附近布置。
(3)带状污染扩散，是污染物沿河渠渗漏污染 扩散的形式。监测点应根据河渠状况、垃质 结构，设在不同的水文地质单元的河渠段上， 并垂直于河渠设监测断面。
3．采样时间和频率
采集的水样必须有代表性，要能反映出水质在时间和空 间上的变化。 常规水质监测采样频率及时间的要求为： (1)饮用水源及重要水源保护区，全年来样8次一12次， (2)重要水系干流及一级支流，全年采样12次； (3)一般中小河流，全年采样6次，丰、平、枯水期各2次； (4)面积大于1000 km2的湖泊和库容大于1亿m3的水库， 每月应采样分析1年不少于12次； (5)其他湖库，全年采样2次，丰、枯水期各1次。
2、监测断面的设置 断面设置原则：
(1)没在大量废水排入河流的主要居民区、工业区的上游和 下游； (2)设在湖泊、水库、河口的主要出口和入口； (3)设在河流主流、河口、湖泊和水库的代表性位置；
(4)设在主要用水地区，如公用给水的取水口、商业性捕鱼 水域和娱乐水域等
(5)设在主要文流汇入主流、河口或入海水域的汇合口。
二、水资源保护的任务和内容
(1) 改革水资源管理体制并加强其能力建设，切实落实与实 施水资源的统一管理，有效合理分配； (2) 提高水污染控制和污水资源化的水平，保护与水资源有 关的生态系统；建立安全供水的保障体系； (3) 强化气候变化对水资源的影响及其相关的战略性研究； (4)研究与开发与水资源污染控制与修复有关的现代理论、技 术体系； (5) 强化水环境监测，完善水资源管理体制与法律法规，加 大执法力度，实现依法治水和管水。
(3) 内梅罗指数
美国学者内梅罗在《河流污染科学分析》一书中提出 了该污染指数，综合污染指数的一种。 内梅罗指数是一种兼顾极值或称突出最大值的计权型 多因子环境质量指数。它将水的用途划发为三类 （j）：
a 人类直接接触使用(j=1)：包括饮用、游泳、制造饮料等； b 间接接触使用(j=2)：包括养鱼、工业食品制造、农业用 等； c 不接触使用(j=3)：包括工业冷却水、公共娱乐及航运。
河流采样断面，一般设置背景断面与监测断面：
背景断面：所渭水环境背景直是指未受或少受人 类活功影响的区域内的天然水体的物质组成与基本 含量。在清洁河段个设置水环境背景采样断面或采 样点，可得到一个水系或河流的水环境背景值。 监测断面：为了弄清排污对水体的影响，评价水 质污染状况所设的采样断面(也称控制断面)。