流域水质目标管理技术研究_控制单元的总量控制技术
控制单元水质目标管理技术及应用案例研究
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控制单元水质目标管理技术及应用案例研究雷坤;孟伟;乔飞;富国;苏保林【期刊名称】《中国工程科学》【年(卷),期】2013(000)003【摘要】在研究国内外流域水环境管理技术的基础上,提出了控制单元水质目标管理技术方法,剖析了其内涵、特征,并全面阐述了控制单元划分、控制单元水质目标核定、控制单元水环境问题诊断、控制单元水质响应特征分析、控制单元允许纳污量计算与总量分配、控制单元污染物减排方案制订、控制单元污染物总量监控与评估7项核心技术环节。
在此基础上,将控制单元水质目标管理技术方法在辽河流域南沙河控制单元进行技术示范,形成完整的技术方案,为流域水环境管理提供技术支撑。
【总页数】8页(P62-69)【作者】雷坤;孟伟;乔飞;富国;苏保林【作者单位】中国环境科学研究院环境保护河口与海岸带环境重点实验室,北京100012;中国环境科学研究院环境保护河口与海岸带环境重点实验室,北京100012;中国环境科学研究院环境保护河口与海岸带环境重点实验室,北京100012;中国环境科学研究院环境保护河口与海岸带环境重点实验室,北京100012;北京师范大学水科学研究院,水沙科学教育部重点实验室,北京 100875【正文语种】中文【中图分类】X-65【相关文献】1.流域水质目标管理技术研究(Ⅳ)——控制单元的水污染物排放限值与削减技术评估 [J], 孟伟;王海燕;王业耀2.流域水质目标管理技术研究(Ⅰ)——控制单元的总量控制技术 [J], 孟伟;张楠;张远;郑丙辉3.水质目标管理技术的研究--比弗河流域TMDL计划执行案例研究 [J], 王道涵;李晓旭;冯思静;孟晔;何宇姝;王永刚4.我国首次公布343个水质需改善控制单元信息实施水质改善清单式管理 [J],5.“十三五”水质需保持控制单元清单出炉断面水质需保持不下降 [J],因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
流域水环境污染物总量控制技术及运用分析
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流域水环境污染物总量控制技术及运用分析1. 引言1.1 研究背景流域水环境污染是当前环境领域面临的重要问题之一,随着工业化和城市化进程的加快,流域水环境污染物的排放量不断增加,对水资源的质量和生态环境造成了严重威胁。
为了有效控制流域水环境污染物的总量,提升水质,保护水资源,需要采用先进的技术手段和管理措施。
研究流域水环境污染物总量控制技术的背景在于如何有效减少污染物的排放量,实现水环境质量的保护和改善。
随着环境保护意识的提高和科技的进步,人们对于流域水环境污染问题的关注度也在逐渐增加。
各国政府和组织纷纷出台相关政策和标准,推动流域水环境的治理和保护工作。
流域水环境污染物总量控制技术的研究具有重要的理论和实践意义,可以为国家和地方政府提供有效的技术支持和决策依据,促进流域水环境的可持续发展。
深入研究流域水环境污染物总量控制技术,探索其运用方法和效果,对于改善水环境质量,推动生态文明建设具有重要意义。
1.2 研究意义水环境污染是当前全球面临的重要环境问题之一。
随着工业化和城市化的快速发展,流域水环境受到越来越严重的污染,给社会经济发展和人民生活带来了严重影响。
研究流域水环境污染物总量控制技术具有重要的现实意义和理论意义。
流域水环境污染物总量控制技术的研究可以帮助我们更好地了解污染物在流域水环境中的迁移规律和影响因素,为科学制定流域水环境保护政策和措施提供理论依据和技术支持。
通过应用污染物总量控制技术,可以有效减少污染物的排放量,改善水环境质量,保护水资源,维护生态平衡,促进生态文明建设。
流域水环境污染物总量控制技术的研究还能推动现代环境科学和工程技术的发展,促进研究成果的转化和应用,提高我国环境保护和水资源管理的技术水平和管理水平,为构建资源节约型、环境友好型社会做出贡献。
研究流域水环境污染物总量控制技术的意义在于保护人类生存环境,促进可持续发展,实现经济、社会和生态效益的协调统一。
这也是我们开展此项研究工作的根本目的和意义所在。
流域水质目标管理技术研究_控制单元的总量控制技术
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流域水质目标管理技术研究(Ñ))))控制单元的总量控制技术孟 伟1,张 楠1,2,张 远1,郑丙辉11.中国环境科学研究院河流与海岸带环境研究室,北京 1000122.北京师范大学水科学研究院,北京 100875摘要:对国内外水污染防治技术体系进行了归纳总结,系统地介绍了美国水质管理技术)))T MD L 计划的技术框架和特点,指出TMD L 对我国水质目标管理的借鉴意义.在/以人为本,保护水生态0以及/分类、分区、分级、分期0理念的指导下,构建了以保持水生态系统健康为目标的流域水质目标管理技术体系,阐述了该体系的内涵和特点,研究了面向控制单元的总量控制技术方法,对水环境生态分区、水质标准体系的建立、水污染控制单元的选取、实际和允许负荷量的计算、污染负荷分配等关键技术进行了探讨,最后就如何实现流域水质目标管理体系提出了建议.关键词:流域水质目标管理;水生态;控制单元;总量控制;TMD L中图分类号:X-651 文献标识码:A 文章编号:1001-6929(2007)04-0001-08The Study on Technique of Basin Water Quality Target Manage me nt Ñ:Pol luta nt Total Amount Control Technique in Control UnitM E NG Wei 1,Z HA NG Nan 1,2,Z HA NG Yuan 1,Z HE NG Bing 2hui11.Riv er and Costal Environ mental Research Center,China Research Academy of Environ mental Sciences,Beijing 100012,China2.College of Water Sciences,Beijing Normal Universi ty,Beijing 100875,ChinaAbstr act :The current domestic and foreign sy stems o f w ater pollution co ntrol techno lo gy w ere sum marized.Emphatically,the technical framewo rk and advan tages o f T MDL prog ram of USEPA,regarded as the very typical technique of w ater quali ty management in the wo rld,were sy stematically i ntroduced,which can o ffer good reference to basin water quality target management in China.Based on the principles of /human fundamen tal,emphasis o n ecolo gical health 0and /by ty pe,by region,by grade and by term 0,the technique sy stem o f basin water q uality target management w as constructed with the goal of keeping the heal th o f water eco 2system.The implicatio ns and traits o f this technique sy stem were explained.The methods o f co ntrol uni t 2based pollutant to tal amount control were analyzed,such as the ecological zo ning of water enviro nment,the construction o f water quality standard system,the choice o f water po llution control uni t,the calculatio n o f actual and permitted po llutant load,the allocation o f po llutant load and so on.Finally,four suggestions were brought forward for actualizing the basin water quality target management sy stem.Key wor ds :basin w ater quality target management;water ecolo gy;control unit;con taminan t gross control;T MDL收稿日期:2007-06-06基金项目:国家/十五0科技攻关计划项目(2003BA614A-04);国家重点基础研究发展计划(973)项目(2002C B412409)作者简介:孟伟(1956-),男,山东青岛人,研究员,博士,m engwei@.我国流域水质管理技术研究可以追溯到20世纪70年代.多年来我国相继开展了有关水环境容量、水功能区划、水质数学模型、流域水污染防治综合规划以及排污许可证管理制度等的研究,将总量控制技术与水污染防治规划相结合,逐步形成了以污染物目标总量控制技术为主,容量总量控制和行业总量控制为辅的水质管理技术体系,为我国水环境管理基本制度的建立奠定了基础.在/九五0和/十五0期间,污染物排放总量控制的理论及应用技术不断得到深化与拓展,确定了/九五0期间污染物排放总量控制指标[1],标志着我国污染控制由浓度控制进入总量控制阶段,基于该技术体系,我国分别制定了/三河三湖0、南水北调、三峡库区、渤海等区域的水污染防治规划.实践证明,该项措施对于我国水污染物排放控制和缓解水质急剧恶化的趋势发挥了积极有效的作用.但是,由于实施的技术基础是一种基于目标总量控制的水质管理方法,没有在第20卷 第4期环 境 科 学 研 究Research o f Enviro nmental SciencesVol.20,No.4,2007真正意义上将水质目标与污染物控制紧密联系起来,因此难以满足我国未来水环境管理的需求.在过去几十年里,许多发达国家也针对本国水污染状况相继开展了水质管理技术的研究,如欧盟莱茵河总量控制管理[2],日本东京湾、伊势湾及赖户内海等流域的总量控制计划[3],以及美国TM D L计划[4]等.其中以美国T M D L计划最具代表性,该计划经过20多年的改进和发展,逐步形成了一套完整系统的总量控制策略和技术方法体系,成为美国确保地表水达到水质标准的关键手段.目前我国正在实施跨越式经济发展战略,建立有效的、基于水质目标的总量控制技术体系,将是决定我国未来发展成功与否的关键.与国外水质管理技术体系相比,我国的目标总量控制技术研究在一些方面仍然薄弱,且以行政区域为基本单位的水质管理体系无法解决日益严重的行政跨界污染纠纷问题,从而表现出与未来水质管理要求不相适应的缺点,严重制约着我国水环境管理工作的进一步发展.因此,急需在借鉴国外先进经验的基础上,开展符合我国国情的水质管理技术研究,实现从目标总量控制向基于流域控制单元水质目标的总量控制技术的转变[526].1国内外水质管理技术的内容与特点1.1美国T M D L的框架与技术特点1972年美国颁布实施了5清洁水法6,并着手实施基于技术和水质的点源污染物排放控制措施,削减了大量污染物.但是上述以排放标准为核心的污染控制并没有考虑到非点源以及多个点源在流域内累积效应作用,致使仍有大量水体无法满足相应水质标准,严峻的污染状况和沉重的环境治理压力催生了TM D L计划.根据美国1985年修订的5清洁水法6要求,如果各州的不达标水体在基于技术和水质的控制措施条件下,仍未能满足相应的水质标准,那么美国环境保护局(USEPA)就要求州政府对这类水体制定并实施T MD L计划.为了促进美国境内水体尽快全面达到水质标准,USEPA于1997年制定了T M D L计划实施的技术指南,其中对当前完善T MD L 计划所遇到的问题进行了分析.到目前为止,美国许多州已对各自行政区域内的水质受限水体实施了T M D L计划,仅在2005和2006年,被批准或实施的T M D L计划每年都超过4000个,而且其数量在1996)2006年已达22000多个.TM D L是指/在满足水质标准的条件下,水体能够接受的某种污染物的最大日负荷量,包括点源和非点源的污染负荷分配,同时要考虑安全临界值和季节性的变化,从而采取适当的污染控制措施来保证目标水体达到相应的水质标准0[8].其目标是识别具体污染控制单元及其土地利用状况,对单元内点源和非点源污染物的排放浓度和总量提出控制措施,从而引导整个流域执行最好的流域管理计划[9]. T MD L的实施步骤主要包括识别水质目标限制水体是否仍需要实施TM D L,对水质限制水体进行排序,确定T M D L,通过控制行动执行TM D L以及评价控制行动是否满足水质标准[10211].其主要包括3个要素:¹污染负荷核算.非点源部分是采用流域非点源数学模型进行模拟计算获得.º安全余量.考虑到可允许排放负荷的不确定性,要求预留一定比例的负荷作为安全余量.»排放分配.将排放负荷分配到各污染源.总体而言,T MD L技术包括5个方面的特点:¹T MD L计划的立足点是基于水体生态环境功能确定相应的污染物管理策略,即在综合考虑水环境功能、对生物活动的影响以及地域差异的基础上来确定水质标准值;ºTM D L计划从问题水体的识别、水质指标的确定,到污染控制措施的制定、实施与评估,对每一个技术环节都做了详细而具体的规定和解释,并将其纳入法律框架,使其在执行过程中有法可依;»T M DL计划是一个对流域水环境的全面分析过程,其中充分考虑了不同类型污染源的贡献,要求建立流域非点源排放负荷模拟体系,并且在确定安全余量的基础上进行点源与非点源负荷的分配,建立非点源控制的最佳管理技术研究;¼充分考虑了不同季节、不同用途水体的水质标准要求,不同季节是为了水体在满足水质标准下充分利用其自净能力,允许其在一年内不同季节的排污量有所变化,可根据水量、水温和pH等因素在各季节的差异来确定;½更加合理地分配日最大负荷,确定更加有效的污染控制方案.美国提出了20多种污染物公平分配方法,要求各州根据实际情况进行合理的分配.112欧盟水框架指令欧盟的水污染控制技术体系是通过5水框架指令6所体现的,该指令于2000年颁布实施,其核心思想是要求欧洲的所有水体在2015年都要达到良好的水生态状况或水生态潜力,要求为此采取和实施一系列的管理和技术措施.该指令在其水污染防治相关条款中,针对地表水体的污染特点,明确了点面源联合治理的方法,并且要求成员国最迟于2012年2环境科学研究第20卷按照最佳可行技术、相关排放限值、最佳环境实践等综合方式控制进入地表水体的污染物,执行新颁布的污染物排放控制标准,同时欧洲议会和理事会要采取措施,防止某种、某类污染物对水体的污染或危害,避免其对饮用水的威胁;并且要不断削减这些污染物,逐步停止或淘汰优先控制危险物质的排放[7].因此,欧盟水污染控制技术体系的实质是一种基于最佳技术的总量控制方法.113我国的总量控制技术我国的总量控制技术体系包括目标总量控制、容量总量控制以及行业总量控制3种类型.其中,目标总量控制是把允许排放污染物总量控制在管理目标所规定的污染负荷范围内,即目标总量控制的/总量0是基于源排放的污染不能超过管理上能达到的允许限额[1].该技术具有目标制定简单、便于操作和易分解落实的特点,能在短期内有效减少污染物排放量,是我国目前所采用的总量技术方法.容量总量控制是指把允许排放的污染物总量控制在受纳水体设定环境功能所确定的水质标准范围内,即容量总量控制的/总量0系指基于受纳水体中的污染物不超过水质标准所确定允许排放限额.该方法的主要特点是强调水体功能以及与之相对应的水质目标和管理目标的一致性,通过水环境容量计算方法直接确定水体纳污总量.行业总量控制是指从行业生产工艺着手,通过控制生产过程中的资源和能源的投入以及控制污染物的产生,使排放的污染物总量限制在管理目标所规定的限额之内,即行业总量控制的/总量0是基于资源、能源的使用水平以及/少废0、/无废0工艺的发展水平.在上述国内外水污染控制技术体系中,T MD L 计划经实践证明是一个先进的、有效的水环境管理技术,其充分体现了恢复和维持水体的物理、化学及生物完整性,注重对水生态系统健康保护的目标要求,是国际水环境管理技术的发展趋势.我国虽然也提出了容量总量控制技术方法,但是与美国T M D L计划相比仍然存在一定的缺陷,主要表现在:¹管理理念落后.我国总量控制是以满足水资源的使用功能为主要目标,更多地关注水污染物的削减,缺乏体现水生态系统保护目标,水质目标与水体保护功能关系并不明确.º技术手段仍然不够完善,尚未建立基于水生态系统分区体系以及体现水生态系统健康保障的水质基准与标准体系,不能对面向水生态安全的总量控制技术提供支持.为了适应未来流域水环境管理的发展要求,在我国推进目标总量控制向容量总量控制转变的过程中,要立足于彻底改变流域水污染现状,创新水环境管理理念,探索新的理论方法,构建基于水生态系统健康并符合我国国情的流域水质目标管理技术体系.其中美国T MD L计划的管理思想和技术精髓值得借鉴.2我国控制单元的总量控制技术研究211内涵与特点流域水质目标管理技术应是一种在原有总量技术体系上发展而来,强调以追求人体健康和水生态系统安全为水环境目标,在/分区、分级、分类、分期0水环境管理模式指导下,以先进的、规范的技术方法体系为支撑,所建立的一种以水质目标为基础的水环境管理技术体系.具有如下特点.a.更加强调以水生态安全和人体健康保护为最终目标,将流域污染负荷削减和流域水质与水生态安全有机结合,从而实现在流域尺度水生态系统结构与功能评价的基础上制定污染控制总体方案.其中,水生态分区以及基于分区的水质标准体系是该总量控制技术体系的基础,也是建立水体功能与保护目标的主要依据;而环境容量则是总量控制方案制定的出发点,通过确定区域污染物的限定排放量,制定出流域水污染物削减技术方案,完善排污许可证制度.b.遵循着/分类、分区、分级、分期0的水污染防治原则.分类是指明确流域的优先控制目标污染物,针对不同类型污染物分别制定污染控制方案;分区是指基于流域水环境生态系统的特征差异,有针对性地制定水环境保护方案;分级是指基于水体功能差异性以及与其相适应的水环境质量标准体系,实施水环境质量的不同目标管理;分期是指通过分析水污染防治与社会经济技术发展水平的相适应性,实施与社会经济发展同步的污染防治阶段控制策略.c.强调流域尺度的总量控制技术体系的建立.在流域尺度下,建立统一的污染物总量控制技术体系,不仅要求充分考虑点源的控制,而且还要考虑到非点源污染负荷的削减.但由于非点源污染负荷模型存在不确定性以及可移植性、参数难以确定等问题,使得非点源污染负荷模拟及其污染控制方案制定技术还不够成熟,这已成为我国流域尺度总量控制技术体系构建的制约因素之一.d.强调污染负荷分配的合理性和公平性.分3第4期孟伟等:流域水质目标管理技术研究(Ñ))))控制单元的总量控制技术配允许排放量实质上是确定各排污者利用环境资源的权利,确定各排污者削减污染物的义务,即利益的分配和矛盾的协调.应在科学、公平、效率、经济的原则下考虑采用新的分配方法,并经过严格合理性检验后进行污染负荷削减措施的制定,要充分考虑经济、资源、环境、管理方面存在的区域差异性以及总量控制系统中的不确定性,其中包括点、面源之间以及点源之间的污染负荷分配.基于上述研究,笔者提出了控制单元的总量控制技术体系(见图1),该技术体系包括流域水环境生态功能分区、流域水环境质量基准与标准体系建立、控制单元划分、水环境污染负荷计算与分配、水环境监管技术等.其中,水环境生态功能分区、水环境质量基准与标准是总量控制的基础,为问题水体识别和水质目标确定提供依据;控制单元划分明确了水质目标管理的实施单元;水环境污染负荷计算与分配制定日最大排放负荷,并分配到各种类型污染源;污染负荷削减监管技术方案则是对水质目标管理的实施进行监管.2.2流域水环境生态功能分区流域水环境生态功能分区实质上是指反映水生态系统空间特征差异与环境相互关系的区域单元,是在流域水生态系统空间差异特征分析的基础上,利用气候、水文、土地利用、土壤、地形、植被、水质以及水生生物等要素,结合人类活动因子来划分的.水环境生态功能分区是水环境管理的重要单元,具图1控制单元的总量控制技术体系框架Fig.1The technical framew ork of the con trol2unit2based p ollutant total amount control4环境科学研究第20卷体表现:在大尺度上可以反映水生态系统的特征差异,为确定水环境质量基准参考条件提供依据;在小尺度上可以体现河流水体功能差异,为水质目标的确定与环境容量的计算提供空间单元.美国是世界上最早提出水生态分区概念的国家,认为水生态分区是具有相对同质的淡水生态系统或生物体及其与环境相关的土地单元.在20世纪80年代末美国提出了3级水生态区划方案,该区划主要是根据地貌、土壤、植被和土地利用等要素进行划分,目前该体系已发展到5级区划[12].美国水生态区划已经在水环境管理中特别是区域监测点的选择、营养物基准制定以及区域范围内受损水生态系统恢复标准的制定等方面得到广泛应用,为美国基于流域的TM D L的制定奠定了基础[13].我国虽已完成全国水环境功能区划的工作,但从生态管理的角度出发,水环境功能区划并不是基于区域水生态系统特征所建立的,缺乏对区域水生态功能的考虑,也难以在其基础上建立体现区域差异的水质标准体系,不能满足面向水生态系统保护的水质目标管理技术的要求.因此,应当结合我国流域自然环境、流域社会经济开发的特点与环境管理需求,在分析国外水生态分区方法在我国的适用性和可操作性的基础上,尽快建立适宜于我国的流域水环境生态分区理论与方法体系,制定我国的水生态分区方案.2.3基于区域差异的水环境质量评价指标与标准体系水质指标不仅是衡量目标水体水质是否健康的基本依据,也是制定污染物削减措施的立足点,目前采用指标主要包括营养物指标、水化学指标、有毒物质指标以及生物指标等.在选择上述水质指标时,要考虑到污染物对人类和生态系统健康的影响,以及水体在使用功能和区域特性上的差异,可以直接采用或调整修改各种水质基准,确定能够反映这些功能和区域差异的定量指标的目标值.美国T MD L计划水质目标的发展主要体现在水质基准的发展上.特别是针对长期以来严重的富营养化问题,美国根据水生态区划开展了湖库、河流、湿地的富营养化基准的制定工作[14215],其控制指标为总氮、总磷、叶绿素a和透明度.基准主要采用统计方法,充分注意地域的特殊性.USEPA在2001年发布了基于生态区的营养物基准,其中的总氮、总磷为定量的水质指标,可直接进入水质标准作为水环境容量计算的水质约束条件.水质指标目标值可以通过对比水质资料、参考现有分类系统以及专业人员判断等方法来确定.笔者认为,水质指标目标值的确定应当在充分考虑目标水体的生态结构及功能以及影响水质标准的各项因素的条件下,尽量以现时的监测、实验数据以及模型模拟的结果作为确定依据,排除主观干扰,力求客观、科学和规范.由于季节等自然因素的影响,河道流量以及水体纳污自净能力会发生规律性变化,如果不考虑这些动态变化过程,很容易导致局部水污染突发事件,因此水质指标目标值除应明确浓度大小外,还应明确在特定时间内可接受的超标次数(频率)以及持续时间,增强水质指标本身的可操作性,严格控制污染物的排放.2.4水体特征识别与控制单元的选取问题水体的特征识别和评价是水体污染控制的基础.评价过程要求制定者利用相关资料(包括水质、水体物理特性、流域下垫面等)对目标水体的使用功能、污染物对水体功能的影响、主要污染因素(如排放强度、排放时间及排放途径等)对水体水质的影响机理以及目标水体发生污染的不确定性进行分析和综合判定,然后,针对不同的目标水体功能以及需要削减的污染物种类,制定不同的削减措施.控制单元作为水污染控制的基本单位,其尺度差异会影响目标水体问题的识别.USEPA在制定针对营养物的T MD L计划草案中,探讨了选取不同尺度下控制单元的优缺点(见表1).美国T M DL技术导则建议,如果问题水体位于流域底部,如湖泊、水库等,应将整个目标水体视为一个T M DL控制单元;如果问题水体分布于整个流域,则需要将整个流域划分为更小的控制单元来进行研究,而不是将其视为一个集总的流域单元[16].因此,在实际案例研究中,需要以流域水环境生态区及其水质标准为依据,综合考虑流域下垫面状况、污染发生情况、监测数据完整状况以及计划制定成本等因素,对T M DL研究的空间单元进行具体划分.2.5污染源评估与污染排放负荷的计算污染源评估与污染排放负荷的计算,是控制单元总量控制技术体系的主要内容,其核心思想是利用数学模型,科学地认识污染物排放与水体用途的作用关系,制定出科学的水污染控制方案:¹通过现有数据、报告以及野外调查确认污染源类型、数量和空间位置,对污染源进行评估,为污染排放负荷5第4期孟伟等:流域水质目标管理技术研究(Ñ))))控制单元的总量控制技术表1不同尺度控制单元的优缺点Table1The advantages and disadvan tages of the control uni ts at different scales特点较大TMDL控制单元(>130km2)较小TMDL控制单元(<130km2)优点¹能够在较大尺度下揭示流域污染过程º容易反映确定的污染物累积效应»无须对支流进行单独研究¹易于揭示小尺度下的污染源与污染效应之间的作用关系以及必要的控制措施º能够使用更为精确的、对数据要求更高的方法来估算污染排放负荷和日最大负荷缺点¹参数过多使得污染物和纳污水体之间的响应关系不够明晰º对具有不同特性的水体制定量化目标更加困难»复杂的土地利用P覆被类型的空间分布加大对污染源的评价难度¼营养物从进入水体到产生河道效应的时间延长,因而很难合理评价污染源控制措施的有效性½可能会忽略小尺度下污染源与污染效应之间的关系¹容易忽略污染物的累积效应º容易造成一个流域内实施多个TMD L计划的计算提供依据;º根据资料的完整状况、可用性以及控制单元的大小,采用监测数据统计、流域模型等多种方式,估算不同污染源的污染物实际负荷量;»利用水质模型对日最大负荷总量进行估算.数学模型是制定水质目标管理方案的必要条件.一般而言,数学模型的选取要考虑环境管理目标、研究区特征以及是否有足够的数据来支撑等3个方面的因素[17].详细数学模型的建立和使用费用高,运行时间长,且不能保证减少不确定性,实际上却把预测的不确定性结合起来.因此,数学模型要与科学理论相一致,应该能够说明其预测的不确定性,要适合于问题的复杂程度,并与可得到的数据量相适应,具有足够的可信度和灵活性,允许更新和改进.大尺度流域一般具有复杂的土地空间异质性以及社会活动,因此在制定水质目标管理措施时,必须采用适合下垫面条件的流域非点源模型来计算非点源污染负荷.美国的SW AT模型是目前较为流行的非点源模拟工具,已在多个国家进行了广泛的验证,也有研究者利用它来进行T M D L计划的实际研究工作[18219].随着模型开发技术的发展,又出现了以水质为中心的流域管理模型,如B ASINS[20]和W ARM F[21]等.这些模型的最大特点是将流域分析、评价、总量控制、污染治理与费用效益分析综合于一体,实现数据与分析工具的集成,为流域水质管理提供便利[22].但是无论什么模型,在其开发过程中都是依据特定的研究区域,其适应性和可移植性会随流域下垫面的变化而降低.因此,作为水质目标管理最重要的内容之一,水质模型特别是大尺度流域水质模型的开发工作应受到更大的关注.2.6污染负荷的分配按分配的受体不同,污染负荷总量分配可分为流域分配和控制单元内分配2个层次.流域层次的污染负荷分配是将污染物排放总量分配到独立的行政区或水系等,主要是用于区域污染控制目标的制定,具有明确的管理意义,但没有具体的实施意义;而控制单元内总量分配则需要分配到各种具体污染源,其具有明确的实施意义.控制单元内总量分配又包含非点源和点源之间的负荷分配以及点源之间的负荷分配.在美国T M DL计划中,针对一个水污染物控制单元,污染负荷的分配通过下式来计算.TM D L=W L A+L A+BL+M OS(1)式中,TM DL为污染负荷容量;W L A为允许的现存和未来的点源污染负荷;L A为允许的现存和未来的非点源污染负荷;B L为水体自然背景值;M O S为安全余量.该分配公式的关键因子是安全余量(M O S).它通过一个保守假设分析得到,以此抵消污染负荷削减过程中由污染负荷与受纳水体水质关系产生的不确定性.总体而言,TM D L的分配方法简单清晰,特别是安全余量的设置,保证了T M DL计划最终能达到所要求的水质目标.但是,受实际经验和数据等条件所限,在确定安全余量值时,有可能会由于过高估计导致最终要实现的水质目标脱离实际而无法实现,过小估计则可能使水质无法达标[23225].另外, T MD L计划使用的分配方法在实际操作过程中缺乏有效的验证,仅仅依据贡献率来分配点源个体之间的污染负荷也缺乏公平合理性.因此,在建立我国水质目标管理技术体系时,一方面要比较准确地估算非点源污染实际负荷量,另一方面要在此基础上6环境科学研究第20卷。
博导
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[8] 流域水质目标管理技术研究(III)——水环境流域监控技术研究,孟伟、秦延文等,2008, Vol.21, No.1. [9] 流域水质目标管理技术研究 (IV) ——控制单元的水污染物排放限值与削减技术评估, 孟伟、 王海燕等,环境科学研究,2008,Vol.21, No.2. [10] 突发环境污染事件对湖泊浮游动物的影响,孟伟、杨荣金等,环境科学研究,2007,Vol.20, No.4. [11] 渤海主要河口污染特征研究,孟伟等,环境科学研究,2004,Vol.17, No.6. [12] 我国主要河口水体污染毒理学现状研究,孟伟等,2005,毒理学杂志,Vol.19, No.3. [13] GIS 技术在环境资源工作中的应用与发展,孟伟等,地理信息世界,2004,Vol.2, No.5. [14]中国流域水污染现状与控制策略的探讨, 孟伟等, 2004, 中国水利水电科学院学报, Vol.2, No.4.
2005.8~今,中国环境科学研究院,水环境研究所所长,河流与海岸带环境创新基地,首席 专家,研究员 2007.8~今,中国环境科学研究院,副总工程师 水所所长,河流与海岸带环境创新基地, 首席专家,研究员 2009.6~今,中国环境科学研究院,副院长
研究领域: 生态水文过程,日径流随机模拟 面源污染模型,流域环境系统分析 流域水环境质量评估与预警 流域水环境管理决策支持系统,水环境风险与不确定性分析
生产政策的研究。 (2)2002 年至 2005 年,担任国家环保总局"造纸及纸制品等 30 项清洁生产审计技术规范 及评价标准"课题组长,此项目为中国第一批清洁生产技术标准,奠定了中国清洁生产标准的方 法体系和结构框架,国家环保总局将实施这些标准。 (3)2002 年至 2004 年,担任联合国环境署"清洁生产能源效率审核"项目课题组长。 (4)2004 年至 2005 年,担任开远、武威、乌海等四个城市循环经济或生态工业园区规划 的课题组长。 (5)2004 年至 2005 年 12 月 31 日,担任济南钢铁集团总公司"济钢生态钢铁工业规划与环 境友好发展战略"课题组长,此项目围绕铁、能、水三大物质和铁、碳、硫、氮四大元素,对中 国十大钢铁公司之一的济钢进行全面深入的物质代谢分析。 重要著作论文 (1) 《上升式多峰论与循环经济》,世界有色金属(核心刊物)2004 年第 10 期 pp6-8, 第一作者; (2 ) 《上升式多峰论与循环经济 (续) 》 , 世界有色金属 (核心刊物) 2004 年第 11 期 pp9-13, 第一作者; (3) 《我国制糖(甘蔗)生态工业模式及典型案例分析》,环境科学研究(核心刊物)2004 年第 4 期 pp29-32,第一作者; (4) 《城市物质代谢及其调控》,环境科学研究(核心刊物)2004 年第 5 期 pp75-77,唯 一作者; (5)《信息产业发展对能源消耗的影响研究初探》,科学学及科学技术管理(核心刊物) 2004 年第 7 期 pp97-100,第二作者; (6) 《工业化进程中的中国环境管理新思考》 , 管理现代化 (核心刊物) 2004 年第 6 期 pp4-7, 第二作者; (7) 《"脱钩"评价模式及其对循环经济的影响》,中国人口·资源与环境(核心刊物)2004 年第 6 期,第二作者; (8)《物质代谢与循环经济》,中国环境科学(EI 刊源)(已录用,近期刊发),唯一作 者。
江苏省流域水环境综合管理监控预警体系构建
![江苏省流域水环境综合管理监控预警体系构建](https://img.taocdn.com/s3/m/9eb889204b73f242336c5fcb.png)
第3 卷
第 3期
环 境 监 控 与 预
警
Vo . No 3 1 3, .
21 0 1年 6月
En io me t 1 o i rn n o e r i g v r n n a n t g a d F r wa n n M o
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流域水环境污染物总量控制技术及运用分析
![流域水环境污染物总量控制技术及运用分析](https://img.taocdn.com/s3/m/df7714be951ea76e58fafab069dc5022aaea4685.png)
流域水环境污染物总量控制技术及运用分析随着社会经济的快速发展,水资源环境污染问题日益突出,尤其是流域水环境污染对生态环境和人类健康的影响越来越严重。
为了保护水资源环境,控制流域水污染物总量已成为当前水环境管理的重要任务。
本文将从流域水环境污染物总量控制技术及运用进行分析和探讨。
1. 污染源控制技术随着工业和农业活动的不断发展,排放到水体中的各种有机物、重金属、营养物质等污染物逐渐增多,污染源控制技术成为流域水环境保护的首要任务。
对于工业废水排放,可以采用化学沉淀、吸附、生物处理等技术进行处理,减少污染物的排放。
对于农业面源污染则可以通过合理施肥、耕地保护等措施来减少农业活动对水环境的影响。
2. 环境修复技术对于已经受到污染的水体,环境修复技术是重要的手段之一。
采用植物修复技术可以通过种植特定的植物来吸收水体中的污染物,达到净化水体的目的。
利用生物修复技术也可以通过微生物的作用来分解有机物、重金属等污染物,实现水体的净化和修复。
3. 智能监测技术智能监测技术在流域水环境污染物总量控制中发挥着至关重要的作用。
通过大数据、互联网等技术手段,建立起对流域水环境的实时监测系统,可以及时发现水环境的变化和污染源,为污染控制和治理提供数据支持。
1. 污染物总量控制实施情况在我国,针对不同流域的水环境污染情况,各级政府和相关部门都在积极开展水环境污染物总量控制工作。
长江经济带等重点流域已经出台一系列的措施和政策,明确了控制污染物总量的目标和任务,促进了水环境的整治和保护。
2. 技术运用效果分析在实际的流域水环境污染物总量控制中,各种技术手段的运用效果有目共睹。
在一些重点流域,通过对工业废水排放进行严格监管和治理,已经取得了明显的成效,水环境得到了改善。
智能监测技术的应用也为污染物总量控制提供了更为科学的数据支持,提高了污染源的监管和治理效率。
3. 面临的问题和挑战虽然流域水环境污染物总量控制技术已经取得了一定的成绩,但在实际应用中还面临着一些问题和挑战。
基于总量控制的流域水资源智能调控方法——落实最严格水资源管理制度的关键技术
![基于总量控制的流域水资源智能调控方法——落实最严格水资源管理制度的关键技术](https://img.taocdn.com/s3/m/e833dad8240c844769eaee67.png)
基于总量控制的流域水资源智能调控方法 ——落实最严格水资源管理制度的
关键技术
王宗志1胡四一1,2王银堂张玲玲3
1.南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,
江苏南京210029
2.水利部,北京100053
3.河海大学公共管理学院水管理研究所,江苏南京210098
摘 要:实行最严格水资源管理制度是破解当前我国水问题的崭新思路和有效途径,基于总量控制的流域水资源智能调控是落实最严格水资源管理制度的核心内容和技术支撑。
本文在提出基于水量与水质的“二维水权”概念、剖析其内涵的基础上,论述了基于总量控制的流域水资源智能调控方法的核心内容和实现途径,详细阐述了各组成部分的结构功能,关键技术及其之间的工作关系。
关键词:水资源管理;总量控制;水量水质联合调控;最严格水资源管理制度
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基于总量控制的流域水资源智能调控方法——落实最严格水资源管理
制度的关键技术
作者:王宗志, 胡四一, 王银堂, 张玲玲
作者单位:王宗志,王银堂(南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210029), 胡四一(南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210029;水利部,北京
100053), 张玲玲(河海大学公共管理学院水管理研究所,江苏南京210098)
本文链接:/Conference_7808085.aspx。
流域水环境污染物总量控制技术及运用分析
![流域水环境污染物总量控制技术及运用分析](https://img.taocdn.com/s3/m/8e43794849d7c1c708a1284ac850ad02de800707.png)
流域水环境污染物总量控制技术及运用分析随着工业化和城市化的发展,流域水环境污染问题得到越来越多的关注。
如何有效地控制污染物排放,保护水资源和生态环境,成为解决这一问题的重要途径。
流域水环境污染物总量控制技术就是一种有效的控制污染物排放的方式。
流域水环境污染物总量控制技术是指针对流域污染物排放总量进行控制的技术。
其目标是通过对流域内的污染源进行污染物总量控制,以保护流域水资源和生态环境。
流域水环境污染物总量控制技术是一种以流域为单位的综合性治理方法,其实施需要充分考虑流域内不同污染源的污染物排放特征、排放数量和时空分布等因素,同时需要考虑流域内不同地理环境、水文条件和生态系统的状态,综合考虑各方面因素,实现对流域污染物总量的控制。
流域水环境污染物总量控制技术的应用需要从以下几个方面进行考虑:1. 确定流域内污染物排放总量首先,需要对流域内的污染源进行调查和排放量统计,包括工业排污、农业污染、城市化污染以及其他污染源。
在统计污染物排放总量时,应充分考虑时空变化和不同流域环境的特点,为总量控制制定合理的目标和措施提供依据。
2. 制定总量控制目标和措施根据流域污染状况、水资源和生态环境需求等因素,制定合理的总量控制目标和措施。
总量控制目标应具有可操作性、可实现性和科学性,同时应考虑各污染源的排放特点和限制因素。
总量控制措施应包括技术、行政、经济等多种手段,以在不影响经济、社会发展的前提下,实现污染物排放总量的控制。
3. 推广环保技术流域水环境污染物总量控制技术的实施需要依靠环保技术的支撑。
可以采用新技术、新材料和新方法来替代传统污染物排放方式,实现污染物减排和治理。
推广环保技术也是实施总量控制的必要手段之一。
4. 开展监测评估要实现流域污染物排放总量的控制,需要实施监测评估工作。
通过对污染源的监测和流域内水体、土壤的质量监测,以及对污染物排放总量的核算,了解总量控制效果,及时调整措施。
总之,随着流域水环境污染问题的日益严重,流域水环境污染物总量控制技术正在逐步被广泛应用。
流域控制单元水质目标管理技术规范
![流域控制单元水质目标管理技术规范](https://img.taocdn.com/s3/m/9dd3c0356ad97f192279168884868762cbaebb58.png)
流域控制单元水质目标管理技术规范1 范围本标准规定了流域控制单元水质目标管理技术的工作流程、控制单元划定、水质目标确定、调查分析与评估、污染负荷核算、水环境问题识别、污染排放与水质响应关系建立、水环境容量计算、允许排放量分配与削减、水环境保护方案制定、水质目标可达性分析和绩效评估。
本标准适用于流域控制单元水质目标管理和技术工作。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注明日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB 3838 地表水环境质量标准GB 18596 畜禽养殖业污染物排放标准GB/T 25173 水域纳污能力计算规程GB 50014 室外排水设计规范HJ 2.3—2018 环境影响评价技术导则地表水环境HJ/T 91 地表水和污水监测技术规范HJ/T 355 水污染源在线监测系统运行与考核技术规范(试行)HJ/T 356 水污染源在线监测系统数据有效性判别技术规范HJ/T 373 固定污染源监测质量保障与质量控制技术规范(试行)HJ 630 环境监测质量管理技术导则SL 26—2012 水利水电工程技术术语DB41/T 385 工业与城镇生活用水定额DB41/ 1820 农村生活污水处理设施水污染物排放标准《地表水环境质量评价办法》环境保护部2011年《水体达标方案编制技术指南(试行)》环境保护部2016年3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1流域地表水及地下水的分水线所包围的集水或汇水区域。
注:因地下水分水线不易确定,习惯指地表径流分水线所包围的集水区域。
3.2控制单元综合考虑水体、汇水范围、控制断面和行政区划而划定的水环境空间管控单元。
注:因水质目标管理需要考虑行政边界,增加控制单元考虑行政区划的要求。
3.3水质目标河流或控制断面水质预期要达到的水质标准。
3.4水质目标管理根据水体的自然条件和自净能力,将污染负荷控制在最大允许排放量范围之内的水环境管理技术方法。
流域水环境污染物总量控制技术及运用分析
![流域水环境污染物总量控制技术及运用分析](https://img.taocdn.com/s3/m/f91f12b60066f5335b812164.png)
流域水环境污染物总量控制技术及运用分析作者:默宣来源:《环境与发展》2020年第01期摘要:本文首先阐述了TMDL在污染物总量控制中的应用,然后结合特点和存在的不足之处,对我国总量控制技术的实施现状进行了剖析,最后明确提出了水环境污染物总量控制技术实施体系的构建措施,旨在将流域水环境的污染物排放控制在合理范围内,确保良好的控制效果,最大程度地满足环境质量标准。
所以现对流域水环境污染物总量控制技术及运用进行详细论述,希望为相关行业人士提供些许帮助。
关键词:流域水环境;污染物;总量控制技术;运用中图分类号:X522 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2020)01-0-02Abstract:This paper firstly expounds the application of TMDL in the control of total pollutants.Then,combining the characteristics and existing deficiencies,it analyzes theimpl ementation status of China’s total control technology,and finally puts forward the total amountof water environmental pollutants.The construction technology of the control technology implementation system aims to control the pollutant discharge in the water environment of the river basin within a reasonable range, ensure good control effects, and meet the environmental quality standards to the greatest extent.Therefore,the technology and application of the total amount of pollutants in the water environment of the river basin are discussed in detail, and it is hoped that some help will be provided to the relevant industry.Key words:Watershed water environment;Pollutants;Total amount controltechnology;Application1 TMDL在污染物总量控制中的应用概述对于TMDL,主要是指结合水质标准的条件,水体可以承受的污染物的最大日负荷量,其中,分析的因素主要包括安全临界值和季节性变化等,而且还要将污染负荷核算、安全余量等考虑进去。
《铁岭控制单元水质目标管理技术研究》
![《铁岭控制单元水质目标管理技术研究》](https://img.taocdn.com/s3/m/a279318fb9f67c1cfad6195f312b3169a451eaa8.png)
《铁岭控制单元水质目标管理技术研究》一、引言随着工业化和城市化的快速发展,水环境问题日益突出,水质管理成为了环境保护领域的重要课题。
铁岭作为我国重要的水资源区域,其水质管理尤为重要。
本文旨在探讨铁岭控制单元水质目标管理技术的相关研究,以期为铁岭乃至全国的水质管理工作提供理论支撑和实践指导。
二、铁岭控制单元水质现状分析铁岭地区的水质状况受多种因素影响,包括工业排放、农业面源污染、城市生活污水等。
目前,铁岭地区部分河流湖泊的水质存在一定程度的污染,主要表现在化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)等指标超标。
这些污染物的存在严重影响了水体的生态环境和人类健康。
三、水质目标管理技术概述水质目标管理技术是一种以水质改善为目标的管理方法,通过设定水质目标、制定管理措施、实施监测与评估等环节,实现对水质的全面管理和持续改善。
该技术包括水质目标设定、污染源控制、水生态修复等多个方面。
四、铁岭控制单元水质目标管理技术实施策略(一)设定水质目标根据铁岭地区的水质现状和环境保护要求,设定合理的水质目标。
这些目标应包括COD、NH3-N等关键指标的达标要求,以及水体生态环境的改善目标。
(二)污染源控制针对工业排放、农业面源污染、城市生活污水等主要污染源,采取有效的控制措施。
例如,加强工业废水处理设施的建设和运行管理,推广农业清洁生产技术,实施城市污水处理厂建设和提标改造等。
(三)水生态修复通过生态工程措施,如湿地建设、植被恢复、生物净化等,促进水体生态系统的恢复和改善。
同时,加强水生生物的保护和增殖,提高水体的自净能力。
(四)监测与评估建立完善的水质监测体系,对水质目标和管理措施的实施效果进行实时监测和评估。
根据监测结果,及时调整管理措施,确保水质目标的实现。
五、实施效果与展望通过实施水质目标管理技术,铁岭地区的水质状况得到了明显改善。
主要污染物的排放量得到有效控制,水体生态环境得到恢复和改善。
然而,水质管理仍面临诸多挑战,如污染源的复杂性和不确定性、环境管理的难度等。
流域控制单元水质目标管理技术规范 DB41_T 1949-2020 河南
![流域控制单元水质目标管理技术规范 DB41_T 1949-2020 河南](https://img.taocdn.com/s3/m/369d7397f18583d048645935.png)
结合控制断面和汇水区内汇水特征,将行政区与水文单元融合,建立控制断面-控制河段-对应陆域 的水陆响应关系。对于树状河流的单个河段,根据地形图、汇水区、入河(湖)支流等因素,基于行政 边界划分控制单元的陆域范围。对于河网区域,根据等高线、河网水系汊点等因素,基于行政边界划分 控制单元的陆域范围,与河网水域连成一个封闭的控制单元。
5.2 划分方法
5.2.1 数据处理
收集能够覆盖流域范围的各级行政边界、水系分布等矢量数据,统一地理坐标系,必要时可采用人 工数字化等手段将村庄、社区边界进行矢量化处理。
5.2.2 汇水区识别
汇水区识别方法按照《水体达标方案编制技术指南(试行)》参3的规定执行。
5.2.3 控制断面选取
宜优先选取跨行政区交界的国家及省考核的监测断面作为控制断面,其次选用市、县考核监测断面、 水功能区监测断面等作为控制断面。
ICS 13.020.10 Z 05
DB41
河南省地方标准
DB41/T 1949—2020
流域控制单元水质目标管理技术规范
2020-01-21 发布
2020-04-21 实施 河南省生态环境厅 河 南 省 市 场 监 督 管 理 局 发布
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
DB41/T 1949—2020
流域控制单元水质目标管理技术规范
7 调查分析与评估
7.1 一般要求
7.1.1 调查分析内容包括社会经济、土地利用、水文水资源、污染源排放、水质、水环境管理状况。
3
DB41/T 1949—2020
7.1.2 调查分析方法包括资料收集、现场调查、现状监测。宜收集近 5~10 年的相关资料,水文水资 源应收集近 10 年或更长系列的相关资料。
流域水环境污染物总量控制技术及运用分析
![流域水环境污染物总量控制技术及运用分析](https://img.taocdn.com/s3/m/f934c6400640be1e650e52ea551810a6f524c829.png)
流域水环境污染物总量控制技术及运用分析流域水环境污染一直是人们关注的问题,随着社会经济的发展和城市化进程的加速,流域水环境污染问题日益突出。
在解决流域水环境污染问题的过程中,控制污染物总量是一种重要的技术手段。
本文将就流域水环境污染物总量控制技术及其运用进行分析和探讨。
流域水环境污染物总量控制技术是指通过对流域范围内所有污染源进行统一管理,控制和削减污染物排放总量,从而达到对流域水环境保护和改善的技术手段。
该技术主要包括以下几个方面:1. 污染物排放总量控制的制度建设。
通过建立完善的排放许可制度和流域环境容量分配制度,明确各种污染物的排放总量限额,并对各企业和单位进行排放许可管理,确保实现对污染物排放总量的有效控制。
2. 污染物总量控制的监测和评估技术。
通过建立完善的流域水环境质量监测网络,对流域水环境进行定期监测和评估,掌握各种污染物的排放情况和污染物对水环境的影响,为制定污染物总量控制措施提供科学依据。
3. 污染物排放总量控制的技术手段。
通过对各类污染源进行技术改造和提升,采用先进的污染防治技术和设备,降低排放浓度,减少污染物的排放总量,实现对流域水环境污染的有效控制。
1. 技术适用范围分析流域水环境污染物总量控制技术适用于多种类型的污染源,包括工业废水、生活污水、农业面源污染等。
通过对各类污染源的排放总量进行统一管理和控制,可以有效降低流域水环境的污染程度,改善水质状况,保护水资源健康。
3. 技术存在问题分析在实际应用过程中,流域水环境污染物总量控制技术也存在一些问题和难点。
流域范围内各类污染源分布不均,治理难度较大;污染物排放总量的监测和评估技术还不够成熟,存在一定的技术难度和成本压力;各污染源管理单位对污染物排放总量控制的重视程度和执行力度不一,管理难度较大。
三、流域水环境污染物总量控制技术的发展趋势为了进一步推动流域水环境污染物总量控制技术的发展和应用,可以从以下几个方面加以完善和推进:3. 推动技术创新和应用。
《流域水环境规划混合区设置技术导则》团体标准编制说明
![《流域水环境规划混合区设置技术导则》团体标准编制说明](https://img.taocdn.com/s3/m/a27982c5cfc789eb162dc86d.png)
2.3 经济技术的可达性 ........................................................................................................................ 3
4.1 美国混合区理论研究进展 ............................................................................................................ 7
4.2 欧盟混合区理论研究进展 .......................................................................................................... 11
5.3.1 混合区 MIXING ZONE ................................................................................................................. 16
5.3.2 初始稀释区 ZONE OF IMMEDIATE DELUSION ................................................................................. 16
流域水环境污染物总量控制技术及运用分析
![流域水环境污染物总量控制技术及运用分析](https://img.taocdn.com/s3/m/a632182ff08583d049649b6648d7c1c708a10b15.png)
流域水环境污染物总量控制技术及运用分析流域水环境污染物总量控制技术是指通过对流域范围内排放的水污染物进行控制,以保护流域水环境质量的一种技术手段。
它的核心思想是通过控制污染物的总排放量,使其不超过流域水环境的承载能力,从而实现流域水环境的可持续发展。
1. 排放源控制:通过对流域内各类污染源的严格管理和控制,限制其排放的污染物总量。
这包括对工业废水、农业面源污染、城市生活污水等进行治理,采取各种措施降低污染物的排放。
2. 污水处理技术:对于排放到水体中的污水,可以通过各种先进的污水处理技术进行净化处理,使污染物达到国家或地方的相应排放标准。
常见的污水处理技术包括生物处理、物理化学处理、高级氧化技术等。
3. 农业面源污染控制:流域内农业活动是引起水体污染的重要原因之一,特别是农药和化肥的使用。
通过推广合理农业生产技术和管理措施,如精准施肥、农药减量使用等,可以降低农业面源污染物的总量。
4. 生态修复与湿地建设:针对流域内已经受到损害的水体,可以通过生态修复手段进行恢复,如河道整治、湿地建设等。
这些措施可以提高流域水环境的自净能力,减少污染物的累积和传递。
5. 综合管理与监控:流域水环境污染物总量控制需要进行全流域的综合管理和监控。
通过建立相关的监测网络,了解流域的水环境状况和污染源分布情况,制定相应的管控措施,并进行监测评估,确保控制效果的实现。
流域水环境污染物总量控制技术的运用可以有效地改善流域水环境质量,保护水资源,促进可持续发展。
在实际应用中,需要充分考虑流域的地域特点、污染源分布情况、经济社会发展水平等因素,制定相应的控制策略。
还需要加强各部门之间的协调合作,形成合力,推动污染物总量控制工作的顺利进行。
还需广泛开展宣传教育工作,提高公众对流域水环境保护的认识和参与度,形成全社会共同参与的良好氛围。
基于控制单元的流域水环境容量总量分配研究——以锦江流域COD分配为例
![基于控制单元的流域水环境容量总量分配研究——以锦江流域COD分配为例](https://img.taocdn.com/s3/m/0f93408d83d049649b66588e.png)
20 11年 12月
人 民 长 江
Ya g z Ri e n te vr
Vo _ l42. . 3 No 2
De .. e 2 O11
文 章 编 号 :0 1— 1 9 2 1 ) 3— 0 9— 4 10 4 7 (0 1 2 0 3 0
基 于 控 制 单 元 的 流 域 水 环 境 容 量 总 量 分 配 研究
— —
以锦 江 流 域 C D 分 配 为 例 O
王 涛 张 萌 , 柱 , 宏 文 , 张 陈
( . 西 省 环 境 保 护科 学研 究 院 , 西 南 昌 3 0 2 ; 2 南 昌大 学 环 境 与 化 学 . 程 学 院 , 西 南 昌 3 0 3 ) 1江 江 3 0 9 . T - 江 30 1
2 1 分 配模 型 .
研 究 区水 环 境容量 总量 计算 的 目标 函数 采用 简单
的线性 目标 函数
M = ma x Xj
污 染物 的容 量 总量 控 制 , 能更 有效 地 利 用 水 环 境 容 并
量 资源 。 由于 流域 水质 目标 管 理是 “ 家 一流 域 一区 国 域 一控 制单 元 一污 染源 ” 多层 次 体 系 , 的 因此 , 从 需
=
公 性 平 指标 c1 量利 与 源 献比 l 2容 用 水资 贡 例 —
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( 一 . 口 R P2 ) 式中P为人 例
( 一 . 十£为 面 例 £ 式 农Ⅲ 积 )
总量分 配合 理性指 数 T R 计 算公 式为 CI
环境规划与管理中污染物总量控制的应用
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环境规划与管理中污染物总量控制的应用摘要:国家“十一五”规划纲要明确提出节能减排这项约束性指标,地方政府把节能减排工作摆在了重要位置,相继成立了节能减排工作领导小组,建立了节能减排工作联席会议制度,确保完成上级政府下发的“十一五”主要污染物总量目标和减排任务,其中环保部门主要负责污染减排工作。
关键词:流域水环境;污染总量;控制技术总量控制即为水环境污染总量控制的简称,主要是按照一个区域或者地区的自净能力和自然环境,根据环境质量控制标准,对污染物排放总量进行控制。
近年来,随着世界各国对环境保护意识的增加,对于方面流域水环境污染总量控制技术也有了新的认识。
1、当前中国流域水环境污染总量控制技术的特征及缺陷1.1、技术特征第一,先将水质目标以及水质确定出来;第二,人体健康与水生态系统安全,确保在流域水功能评价与尺度水生态结构的前提下,把污染总控制方案制定出来。
第三,遵循分区、分期、分类、分级防治水污染的原则;第四,构建流域尺度总体控制系统;第五,分析量化污染情况;第六,区别对待不同水体问题;第七,分配污染负荷的公平性与合理性。
1.2、技术缺陷分析同美国的TMDL技术相比,我国所提出的容量总量技术在应用时还有一些不足支持需要完善,主要表现在以下几个方面:①、当前,我国主要在水环境的点源污染基础上建立的总量控制体系,但是,存在的缺陷是没有科学的考虑非点源污染对水质所产生的影响。
②、没有对诱发水体磷实施总量、水体富氧化氮的科学控制。
③、当前中国所施行的是总体目标量控制制度,很难将科学、有效的管理作用和功能发挥出来。
④、因为中国的水质管理体系通常以行政区域为单位,这样一来,对于逐渐严重的行政跨界污染的纠纷问题是很难予以解决的。
所以,我们还需要向流域控制单元水质目标总量控制方向转变,逐渐取代传统的目标总量控制技术。
2、科学构建水环境污染物总量控制技术体系现阶段,流域总量控制、区域总量控制和海域总量控制是我国总量控制的三个重要组成部分。
基于控制单元的襄河流域容量总量控制及水质达标对策
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基于控制单元的襄河流域容量总量控制及水质达标对策
包琳琳;吴楠
【期刊名称】《安徽农业大学学报》
【年(卷),期】2017(44)6
【摘要】采用乡镇行政区划与流域管理相结合的方式,对襄河流域控制单元进行了划分,调查了单元内各污染源污染指标的排放入河情况。
根据控制断面的水质目标,
计算了各控制区近10年最枯月平均流量下的水环境容量,进而确定各控制单元污染物的削减任务量和具体减排措施。
结果表明,流域主要污染源为城镇生活、畜禽养
殖和种植业,首要污染物为氨氮、总磷(Total phosphorus,TP)和化学需氧量(Chemical oxygen demand,CODcr)。
基于襄河流域3个控制区,9个控制单元的划分方案,各控制单元排污入河量均较大幅度的超过了其水环境容量。
近期削减任
务量较高为下游C段控制区的襄河镇、六镇镇和十字镇等3个控制单元,为保证襄
河入滁河控制断面水质达标,其CODcr、氨氮和总磷的削减比例要分别达到54.6%、82.9%和85.7%。
【总页数】9页(P1084-1092)
【作者】包琳琳;吴楠
【作者单位】安徽省环境科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】X522
【相关文献】
1.基于控制单元的流域水环境容量总量分配研究——以锦江流域COD分配为例
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流域水质目标管理技术研究(Ñ))))控制单元的总量控制技术孟 伟1,张 楠1,2,张 远1,郑丙辉11.中国环境科学研究院河流与海岸带环境研究室,北京 1000122.北京师范大学水科学研究院,北京 100875摘要:对国内外水污染防治技术体系进行了归纳总结,系统地介绍了美国水质管理技术)))T MD L 计划的技术框架和特点,指出TMD L 对我国水质目标管理的借鉴意义.在/以人为本,保护水生态0以及/分类、分区、分级、分期0理念的指导下,构建了以保持水生态系统健康为目标的流域水质目标管理技术体系,阐述了该体系的内涵和特点,研究了面向控制单元的总量控制技术方法,对水环境生态分区、水质标准体系的建立、水污染控制单元的选取、实际和允许负荷量的计算、污染负荷分配等关键技术进行了探讨,最后就如何实现流域水质目标管理体系提出了建议.关键词:流域水质目标管理;水生态;控制单元;总量控制;TMD L中图分类号:X-651 文献标识码:A 文章编号:1001-6929(2007)04-0001-08The Study on Technique of Basin Water Quality Target Manage me nt Ñ:Pol luta nt Total Amount Control Technique in Control UnitM E NG Wei 1,Z HA NG Nan 1,2,Z HA NG Yuan 1,Z HE NG Bing 2hui11.Riv er and Costal Environ mental Research Center,China Research Academy of Environ mental Sciences,Beijing 100012,China2.College of Water Sciences,Beijing Normal Universi ty,Beijing 100875,ChinaAbstr act :The current domestic and foreign sy stems o f w ater pollution co ntrol techno lo gy w ere sum marized.Emphatically,the technical framewo rk and advan tages o f T MDL prog ram of USEPA,regarded as the very typical technique of w ater quali ty management in the wo rld,were sy stematically i ntroduced,which can o ffer good reference to basin water quality target management in China.Based on the principles of /human fundamen tal,emphasis o n ecolo gical health 0and /by ty pe,by region,by grade and by term 0,the technique sy stem o f basin water q uality target management w as constructed with the goal of keeping the heal th o f water eco 2system.The implicatio ns and traits o f this technique sy stem were explained.The methods o f co ntrol uni t 2based pollutant to tal amount control were analyzed,such as the ecological zo ning of water enviro nment,the construction o f water quality standard system,the choice o f water po llution control uni t,the calculatio n o f actual and permitted po llutant load,the allocation o f po llutant load and so on.Finally,four suggestions were brought forward for actualizing the basin water quality target management sy stem.Key wor ds :basin w ater quality target management;water ecolo gy;control unit;con taminan t gross control;T MDL收稿日期:2007-06-06基金项目:国家/十五0科技攻关计划项目(2003BA614A-04);国家重点基础研究发展计划(973)项目(2002C B412409)作者简介:孟伟(1956-),男,山东青岛人,研究员,博士,m engwei@.我国流域水质管理技术研究可以追溯到20世纪70年代.多年来我国相继开展了有关水环境容量、水功能区划、水质数学模型、流域水污染防治综合规划以及排污许可证管理制度等的研究,将总量控制技术与水污染防治规划相结合,逐步形成了以污染物目标总量控制技术为主,容量总量控制和行业总量控制为辅的水质管理技术体系,为我国水环境管理基本制度的建立奠定了基础.在/九五0和/十五0期间,污染物排放总量控制的理论及应用技术不断得到深化与拓展,确定了/九五0期间污染物排放总量控制指标[1],标志着我国污染控制由浓度控制进入总量控制阶段,基于该技术体系,我国分别制定了/三河三湖0、南水北调、三峡库区、渤海等区域的水污染防治规划.实践证明,该项措施对于我国水污染物排放控制和缓解水质急剧恶化的趋势发挥了积极有效的作用.但是,由于实施的技术基础是一种基于目标总量控制的水质管理方法,没有在第20卷 第4期环 境 科 学 研 究Research o f Enviro nmental SciencesVol.20,No.4,2007真正意义上将水质目标与污染物控制紧密联系起来,因此难以满足我国未来水环境管理的需求.在过去几十年里,许多发达国家也针对本国水污染状况相继开展了水质管理技术的研究,如欧盟莱茵河总量控制管理[2],日本东京湾、伊势湾及赖户内海等流域的总量控制计划[3],以及美国TM D L计划[4]等.其中以美国T M D L计划最具代表性,该计划经过20多年的改进和发展,逐步形成了一套完整系统的总量控制策略和技术方法体系,成为美国确保地表水达到水质标准的关键手段.目前我国正在实施跨越式经济发展战略,建立有效的、基于水质目标的总量控制技术体系,将是决定我国未来发展成功与否的关键.与国外水质管理技术体系相比,我国的目标总量控制技术研究在一些方面仍然薄弱,且以行政区域为基本单位的水质管理体系无法解决日益严重的行政跨界污染纠纷问题,从而表现出与未来水质管理要求不相适应的缺点,严重制约着我国水环境管理工作的进一步发展.因此,急需在借鉴国外先进经验的基础上,开展符合我国国情的水质管理技术研究,实现从目标总量控制向基于流域控制单元水质目标的总量控制技术的转变[526].1国内外水质管理技术的内容与特点1.1美国T M D L的框架与技术特点1972年美国颁布实施了5清洁水法6,并着手实施基于技术和水质的点源污染物排放控制措施,削减了大量污染物.但是上述以排放标准为核心的污染控制并没有考虑到非点源以及多个点源在流域内累积效应作用,致使仍有大量水体无法满足相应水质标准,严峻的污染状况和沉重的环境治理压力催生了TM D L计划.根据美国1985年修订的5清洁水法6要求,如果各州的不达标水体在基于技术和水质的控制措施条件下,仍未能满足相应的水质标准,那么美国环境保护局(USEPA)就要求州政府对这类水体制定并实施T MD L计划.为了促进美国境内水体尽快全面达到水质标准,USEPA于1997年制定了T M D L计划实施的技术指南,其中对当前完善T MD L 计划所遇到的问题进行了分析.到目前为止,美国许多州已对各自行政区域内的水质受限水体实施了T M D L计划,仅在2005和2006年,被批准或实施的T M D L计划每年都超过4000个,而且其数量在1996)2006年已达22000多个.TM D L是指/在满足水质标准的条件下,水体能够接受的某种污染物的最大日负荷量,包括点源和非点源的污染负荷分配,同时要考虑安全临界值和季节性的变化,从而采取适当的污染控制措施来保证目标水体达到相应的水质标准0[8].其目标是识别具体污染控制单元及其土地利用状况,对单元内点源和非点源污染物的排放浓度和总量提出控制措施,从而引导整个流域执行最好的流域管理计划[9]. T MD L的实施步骤主要包括识别水质目标限制水体是否仍需要实施TM D L,对水质限制水体进行排序,确定T M D L,通过控制行动执行TM D L以及评价控制行动是否满足水质标准[10211].其主要包括3个要素:¹污染负荷核算.非点源部分是采用流域非点源数学模型进行模拟计算获得.º安全余量.考虑到可允许排放负荷的不确定性,要求预留一定比例的负荷作为安全余量.»排放分配.将排放负荷分配到各污染源.总体而言,T MD L技术包括5个方面的特点:¹T MD L计划的立足点是基于水体生态环境功能确定相应的污染物管理策略,即在综合考虑水环境功能、对生物活动的影响以及地域差异的基础上来确定水质标准值;ºTM D L计划从问题水体的识别、水质指标的确定,到污染控制措施的制定、实施与评估,对每一个技术环节都做了详细而具体的规定和解释,并将其纳入法律框架,使其在执行过程中有法可依;»T M DL计划是一个对流域水环境的全面分析过程,其中充分考虑了不同类型污染源的贡献,要求建立流域非点源排放负荷模拟体系,并且在确定安全余量的基础上进行点源与非点源负荷的分配,建立非点源控制的最佳管理技术研究;¼充分考虑了不同季节、不同用途水体的水质标准要求,不同季节是为了水体在满足水质标准下充分利用其自净能力,允许其在一年内不同季节的排污量有所变化,可根据水量、水温和pH等因素在各季节的差异来确定;½更加合理地分配日最大负荷,确定更加有效的污染控制方案.美国提出了20多种污染物公平分配方法,要求各州根据实际情况进行合理的分配.112欧盟水框架指令欧盟的水污染控制技术体系是通过5水框架指令6所体现的,该指令于2000年颁布实施,其核心思想是要求欧洲的所有水体在2015年都要达到良好的水生态状况或水生态潜力,要求为此采取和实施一系列的管理和技术措施.该指令在其水污染防治相关条款中,针对地表水体的污染特点,明确了点面源联合治理的方法,并且要求成员国最迟于2012年2环境科学研究第20卷按照最佳可行技术、相关排放限值、最佳环境实践等综合方式控制进入地表水体的污染物,执行新颁布的污染物排放控制标准,同时欧洲议会和理事会要采取措施,防止某种、某类污染物对水体的污染或危害,避免其对饮用水的威胁;并且要不断削减这些污染物,逐步停止或淘汰优先控制危险物质的排放[7].因此,欧盟水污染控制技术体系的实质是一种基于最佳技术的总量控制方法.113我国的总量控制技术我国的总量控制技术体系包括目标总量控制、容量总量控制以及行业总量控制3种类型.其中,目标总量控制是把允许排放污染物总量控制在管理目标所规定的污染负荷范围内,即目标总量控制的/总量0是基于源排放的污染不能超过管理上能达到的允许限额[1].该技术具有目标制定简单、便于操作和易分解落实的特点,能在短期内有效减少污染物排放量,是我国目前所采用的总量技术方法.容量总量控制是指把允许排放的污染物总量控制在受纳水体设定环境功能所确定的水质标准范围内,即容量总量控制的/总量0系指基于受纳水体中的污染物不超过水质标准所确定允许排放限额.该方法的主要特点是强调水体功能以及与之相对应的水质目标和管理目标的一致性,通过水环境容量计算方法直接确定水体纳污总量.行业总量控制是指从行业生产工艺着手,通过控制生产过程中的资源和能源的投入以及控制污染物的产生,使排放的污染物总量限制在管理目标所规定的限额之内,即行业总量控制的/总量0是基于资源、能源的使用水平以及/少废0、/无废0工艺的发展水平.在上述国内外水污染控制技术体系中,T MD L 计划经实践证明是一个先进的、有效的水环境管理技术,其充分体现了恢复和维持水体的物理、化学及生物完整性,注重对水生态系统健康保护的目标要求,是国际水环境管理技术的发展趋势.我国虽然也提出了容量总量控制技术方法,但是与美国T M D L计划相比仍然存在一定的缺陷,主要表现在:¹管理理念落后.我国总量控制是以满足水资源的使用功能为主要目标,更多地关注水污染物的削减,缺乏体现水生态系统保护目标,水质目标与水体保护功能关系并不明确.º技术手段仍然不够完善,尚未建立基于水生态系统分区体系以及体现水生态系统健康保障的水质基准与标准体系,不能对面向水生态安全的总量控制技术提供支持.为了适应未来流域水环境管理的发展要求,在我国推进目标总量控制向容量总量控制转变的过程中,要立足于彻底改变流域水污染现状,创新水环境管理理念,探索新的理论方法,构建基于水生态系统健康并符合我国国情的流域水质目标管理技术体系.其中美国T MD L计划的管理思想和技术精髓值得借鉴.2我国控制单元的总量控制技术研究211内涵与特点流域水质目标管理技术应是一种在原有总量技术体系上发展而来,强调以追求人体健康和水生态系统安全为水环境目标,在/分区、分级、分类、分期0水环境管理模式指导下,以先进的、规范的技术方法体系为支撑,所建立的一种以水质目标为基础的水环境管理技术体系.具有如下特点.a.更加强调以水生态安全和人体健康保护为最终目标,将流域污染负荷削减和流域水质与水生态安全有机结合,从而实现在流域尺度水生态系统结构与功能评价的基础上制定污染控制总体方案.其中,水生态分区以及基于分区的水质标准体系是该总量控制技术体系的基础,也是建立水体功能与保护目标的主要依据;而环境容量则是总量控制方案制定的出发点,通过确定区域污染物的限定排放量,制定出流域水污染物削减技术方案,完善排污许可证制度.b.遵循着/分类、分区、分级、分期0的水污染防治原则.分类是指明确流域的优先控制目标污染物,针对不同类型污染物分别制定污染控制方案;分区是指基于流域水环境生态系统的特征差异,有针对性地制定水环境保护方案;分级是指基于水体功能差异性以及与其相适应的水环境质量标准体系,实施水环境质量的不同目标管理;分期是指通过分析水污染防治与社会经济技术发展水平的相适应性,实施与社会经济发展同步的污染防治阶段控制策略.c.强调流域尺度的总量控制技术体系的建立.在流域尺度下,建立统一的污染物总量控制技术体系,不仅要求充分考虑点源的控制,而且还要考虑到非点源污染负荷的削减.但由于非点源污染负荷模型存在不确定性以及可移植性、参数难以确定等问题,使得非点源污染负荷模拟及其污染控制方案制定技术还不够成熟,这已成为我国流域尺度总量控制技术体系构建的制约因素之一.d.强调污染负荷分配的合理性和公平性.分3第4期孟伟等:流域水质目标管理技术研究(Ñ))))控制单元的总量控制技术配允许排放量实质上是确定各排污者利用环境资源的权利,确定各排污者削减污染物的义务,即利益的分配和矛盾的协调.应在科学、公平、效率、经济的原则下考虑采用新的分配方法,并经过严格合理性检验后进行污染负荷削减措施的制定,要充分考虑经济、资源、环境、管理方面存在的区域差异性以及总量控制系统中的不确定性,其中包括点、面源之间以及点源之间的污染负荷分配.基于上述研究,笔者提出了控制单元的总量控制技术体系(见图1),该技术体系包括流域水环境生态功能分区、流域水环境质量基准与标准体系建立、控制单元划分、水环境污染负荷计算与分配、水环境监管技术等.其中,水环境生态功能分区、水环境质量基准与标准是总量控制的基础,为问题水体识别和水质目标确定提供依据;控制单元划分明确了水质目标管理的实施单元;水环境污染负荷计算与分配制定日最大排放负荷,并分配到各种类型污染源;污染负荷削减监管技术方案则是对水质目标管理的实施进行监管.2.2流域水环境生态功能分区流域水环境生态功能分区实质上是指反映水生态系统空间特征差异与环境相互关系的区域单元,是在流域水生态系统空间差异特征分析的基础上,利用气候、水文、土地利用、土壤、地形、植被、水质以及水生生物等要素,结合人类活动因子来划分的.水环境生态功能分区是水环境管理的重要单元,具图1控制单元的总量控制技术体系框架Fig.1The technical framew ork of the con trol2unit2based p ollutant total amount control4环境科学研究第20卷体表现:在大尺度上可以反映水生态系统的特征差异,为确定水环境质量基准参考条件提供依据;在小尺度上可以体现河流水体功能差异,为水质目标的确定与环境容量的计算提供空间单元.美国是世界上最早提出水生态分区概念的国家,认为水生态分区是具有相对同质的淡水生态系统或生物体及其与环境相关的土地单元.在20世纪80年代末美国提出了3级水生态区划方案,该区划主要是根据地貌、土壤、植被和土地利用等要素进行划分,目前该体系已发展到5级区划[12].美国水生态区划已经在水环境管理中特别是区域监测点的选择、营养物基准制定以及区域范围内受损水生态系统恢复标准的制定等方面得到广泛应用,为美国基于流域的TM D L的制定奠定了基础[13].我国虽已完成全国水环境功能区划的工作,但从生态管理的角度出发,水环境功能区划并不是基于区域水生态系统特征所建立的,缺乏对区域水生态功能的考虑,也难以在其基础上建立体现区域差异的水质标准体系,不能满足面向水生态系统保护的水质目标管理技术的要求.因此,应当结合我国流域自然环境、流域社会经济开发的特点与环境管理需求,在分析国外水生态分区方法在我国的适用性和可操作性的基础上,尽快建立适宜于我国的流域水环境生态分区理论与方法体系,制定我国的水生态分区方案.2.3基于区域差异的水环境质量评价指标与标准体系水质指标不仅是衡量目标水体水质是否健康的基本依据,也是制定污染物削减措施的立足点,目前采用指标主要包括营养物指标、水化学指标、有毒物质指标以及生物指标等.在选择上述水质指标时,要考虑到污染物对人类和生态系统健康的影响,以及水体在使用功能和区域特性上的差异,可以直接采用或调整修改各种水质基准,确定能够反映这些功能和区域差异的定量指标的目标值.美国T MD L计划水质目标的发展主要体现在水质基准的发展上.特别是针对长期以来严重的富营养化问题,美国根据水生态区划开展了湖库、河流、湿地的富营养化基准的制定工作[14215],其控制指标为总氮、总磷、叶绿素a和透明度.基准主要采用统计方法,充分注意地域的特殊性.USEPA在2001年发布了基于生态区的营养物基准,其中的总氮、总磷为定量的水质指标,可直接进入水质标准作为水环境容量计算的水质约束条件.水质指标目标值可以通过对比水质资料、参考现有分类系统以及专业人员判断等方法来确定.笔者认为,水质指标目标值的确定应当在充分考虑目标水体的生态结构及功能以及影响水质标准的各项因素的条件下,尽量以现时的监测、实验数据以及模型模拟的结果作为确定依据,排除主观干扰,力求客观、科学和规范.由于季节等自然因素的影响,河道流量以及水体纳污自净能力会发生规律性变化,如果不考虑这些动态变化过程,很容易导致局部水污染突发事件,因此水质指标目标值除应明确浓度大小外,还应明确在特定时间内可接受的超标次数(频率)以及持续时间,增强水质指标本身的可操作性,严格控制污染物的排放.2.4水体特征识别与控制单元的选取问题水体的特征识别和评价是水体污染控制的基础.评价过程要求制定者利用相关资料(包括水质、水体物理特性、流域下垫面等)对目标水体的使用功能、污染物对水体功能的影响、主要污染因素(如排放强度、排放时间及排放途径等)对水体水质的影响机理以及目标水体发生污染的不确定性进行分析和综合判定,然后,针对不同的目标水体功能以及需要削减的污染物种类,制定不同的削减措施.控制单元作为水污染控制的基本单位,其尺度差异会影响目标水体问题的识别.USEPA在制定针对营养物的T MD L计划草案中,探讨了选取不同尺度下控制单元的优缺点(见表1).美国T M DL技术导则建议,如果问题水体位于流域底部,如湖泊、水库等,应将整个目标水体视为一个T M DL控制单元;如果问题水体分布于整个流域,则需要将整个流域划分为更小的控制单元来进行研究,而不是将其视为一个集总的流域单元[16].因此,在实际案例研究中,需要以流域水环境生态区及其水质标准为依据,综合考虑流域下垫面状况、污染发生情况、监测数据完整状况以及计划制定成本等因素,对T M DL研究的空间单元进行具体划分.2.5污染源评估与污染排放负荷的计算污染源评估与污染排放负荷的计算,是控制单元总量控制技术体系的主要内容,其核心思想是利用数学模型,科学地认识污染物排放与水体用途的作用关系,制定出科学的水污染控制方案:¹通过现有数据、报告以及野外调查确认污染源类型、数量和空间位置,对污染源进行评估,为污染排放负荷5第4期孟伟等:流域水质目标管理技术研究(Ñ))))控制单元的总量控制技术表1不同尺度控制单元的优缺点Table1The advantages and disadvan tages of the control uni ts at different scales特点较大TMDL控制单元(>130km2)较小TMDL控制单元(<130km2)优点¹能够在较大尺度下揭示流域污染过程º容易反映确定的污染物累积效应»无须对支流进行单独研究¹易于揭示小尺度下的污染源与污染效应之间的作用关系以及必要的控制措施º能够使用更为精确的、对数据要求更高的方法来估算污染排放负荷和日最大负荷缺点¹参数过多使得污染物和纳污水体之间的响应关系不够明晰º对具有不同特性的水体制定量化目标更加困难»复杂的土地利用P覆被类型的空间分布加大对污染源的评价难度¼营养物从进入水体到产生河道效应的时间延长,因而很难合理评价污染源控制措施的有效性½可能会忽略小尺度下污染源与污染效应之间的关系¹容易忽略污染物的累积效应º容易造成一个流域内实施多个TMD L计划的计算提供依据;º根据资料的完整状况、可用性以及控制单元的大小,采用监测数据统计、流域模型等多种方式,估算不同污染源的污染物实际负荷量;»利用水质模型对日最大负荷总量进行估算.数学模型是制定水质目标管理方案的必要条件.一般而言,数学模型的选取要考虑环境管理目标、研究区特征以及是否有足够的数据来支撑等3个方面的因素[17].详细数学模型的建立和使用费用高,运行时间长,且不能保证减少不确定性,实际上却把预测的不确定性结合起来.因此,数学模型要与科学理论相一致,应该能够说明其预测的不确定性,要适合于问题的复杂程度,并与可得到的数据量相适应,具有足够的可信度和灵活性,允许更新和改进.大尺度流域一般具有复杂的土地空间异质性以及社会活动,因此在制定水质目标管理措施时,必须采用适合下垫面条件的流域非点源模型来计算非点源污染负荷.美国的SW AT模型是目前较为流行的非点源模拟工具,已在多个国家进行了广泛的验证,也有研究者利用它来进行T M D L计划的实际研究工作[18219].随着模型开发技术的发展,又出现了以水质为中心的流域管理模型,如B ASINS[20]和W ARM F[21]等.这些模型的最大特点是将流域分析、评价、总量控制、污染治理与费用效益分析综合于一体,实现数据与分析工具的集成,为流域水质管理提供便利[22].但是无论什么模型,在其开发过程中都是依据特定的研究区域,其适应性和可移植性会随流域下垫面的变化而降低.因此,作为水质目标管理最重要的内容之一,水质模型特别是大尺度流域水质模型的开发工作应受到更大的关注.2.6污染负荷的分配按分配的受体不同,污染负荷总量分配可分为流域分配和控制单元内分配2个层次.流域层次的污染负荷分配是将污染物排放总量分配到独立的行政区或水系等,主要是用于区域污染控制目标的制定,具有明确的管理意义,但没有具体的实施意义;而控制单元内总量分配则需要分配到各种具体污染源,其具有明确的实施意义.控制单元内总量分配又包含非点源和点源之间的负荷分配以及点源之间的负荷分配.在美国T M DL计划中,针对一个水污染物控制单元,污染负荷的分配通过下式来计算.TM D L=W L A+L A+BL+M OS(1)式中,TM DL为污染负荷容量;W L A为允许的现存和未来的点源污染负荷;L A为允许的现存和未来的非点源污染负荷;B L为水体自然背景值;M O S为安全余量.该分配公式的关键因子是安全余量(M O S).它通过一个保守假设分析得到,以此抵消污染负荷削减过程中由污染负荷与受纳水体水质关系产生的不确定性.总体而言,TM D L的分配方法简单清晰,特别是安全余量的设置,保证了T M DL计划最终能达到所要求的水质目标.但是,受实际经验和数据等条件所限,在确定安全余量值时,有可能会由于过高估计导致最终要实现的水质目标脱离实际而无法实现,过小估计则可能使水质无法达标[23225].另外, T MD L计划使用的分配方法在实际操作过程中缺乏有效的验证,仅仅依据贡献率来分配点源个体之间的污染负荷也缺乏公平合理性.因此,在建立我国水质目标管理技术体系时,一方面要比较准确地估算非点源污染实际负荷量,另一方面要在此基础上6环境科学研究第20卷。