第5章_水环境规划

原则
二、水环境功能区划分的方法与步骤
1．系统分析-确定水质目标 • 水环境保护功能区划分的目的，就是提出明确的
水质保护目标并最终加以实现。 • 确定该水质目标的过程是一个系统分析过程，见
图5-3.
Ⅰ
功能分区 提出保护
目标
Ⅶ 政策协调 行政决策
Ⅱ
选择相应 的环境质 量标准
Ⅲ
现状功能可达性 分析，确定主要
3．专业水资源规划：是以流域或地区某项专业任务为对象的水 资源规划。
- 例如，流域或地区的防洪规划、水力发电规划、灌溉规划、航运规划以 及综合利用枢纽或单项工程的规划等。
第二节 水环境功能区划的基本原则和方法
水体功能区:是指水体使用功能所占有的范围。
水环境功能区划:是根据水体不同区段的自然条 件、区域内的用水需求，按照国家和地方的有 关法规和标准，对水体不同区段按其功能加以 划分，并确定其相应的环境质量目标。
(6)应明确水环境保护的方针和政策。
❖ 总之，水环境规划过程是一个反复协调决策的过程，以寻求 一个最佳的统筹兼顾方案。因此，在规划中，要特别处理好 近期与远期、需要与可能、经济与环境等的相互关系，以确
保规划方案的可操作性。
三 、水环境规划的类型及层次
❖根据水环境规划研究的对象，可将其大体分为两大类型： ❖水污染控制系统规划（或称水质控制规划）是以实现水体 功能要求为目标，是水环境规划的基础； ❖水资源系统规划（或称水资源利用规划）强调水资源的合 理开发利用和水环境保护，它以满足国民经济和社会发展的 需要为宗旨，是水环境规划的落脚点。
图5-2
自然水 环境容量
耗养 有机物 水环境 容量
稀释 容量
可更新 容量
按水 环境
目标 分类
按污染 物
分类
有毒有 机物水 环境 容量
按降解 机制
分类
按可再 生性
分类
管理水 环境 容量
重金属 水环境 容量
自净 容量
不可更新 容量
二、水环境保护目标
水环境目标
水环境质量目标 水污染物总量控制目标
• 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。环境质量目标是水域功能的保证。
• 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。总量控制目标通常以水质模型为基 础，结合不同流域内的水文、水质条件、以及污染源的位置、 排放方式等，计算出达到预定水质目标条件下，河段内可接 纳的污染物量。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，拟定规划措施
清洁生产工艺，增加污水处理设施…
• 第五，提出供选方案
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
体现了规划自身的价值与作用。
❖ 数学规划法是一种最优化方法包括线性规划法、非线性规划 法和动态规划法，它是在满足水环境目标，并在与水环境系 统有关要素约束和技术约束的条件下，寻求水环境最优的规 划方案。
❖ 采用何种规划方法，应视具体的水环境规划类型来确定。
在进行水环境规划时，特别要注意以下几个问题： (1)根据目前和将来水体的用途，严格划分保护区，首先要保 证饮用水源的水量和水质； (2)要充分注意流域的用地与人口的增长对水量、水质的改变， 以及对水环境污染的影响； (3)应把流域及其水环境作为一个复合生态系统来考虑； (4)要特别注意减免洪水灾害的问题 (5)在治理上不能采取污染搬家的作法，要妥善处理干支流、 上下游、左右岸及各种水环境的相互关系；
2、浓度控制
3 总量控制
•
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
（一）水污染控制系统规划
❖ 水污染控制系统定义：由污染物的产生、排出、输送、处理到 水体中迁移转化等各种过程和影响因素所组成的系统。
（1）从广义上讲，它可以涉及到人类的资源开发、人口规划、经 济发展与水环境保护之间的协调问题。
（2）从地域上来看，其可在一条河流的整个流域上进行水资源的 开发、利用和水污染的综合整治规划，也可在一个小区域（或 城市、或工业区）内进行水质与污水处理系统，乃至一个具体 的污水处理设施的规划、设计和运行。
人工污染源
Ⅳ
建立排污量与环境 质量标准间的定量 关系污染源影响评 价
Ⅵ
负责分配、工程规划、环境 、技术和经济综合优化
Ⅴ
分析实现目标可供选 择的方法，规划不同 总量的控制途径，进 行指定功能，可达性 分析
图5-3 水环境功能区划系统分析过程
2．划分步骤
• 水环境功能区可分为4个阶段，即技术准备、定性判断、定量 决策和综合评价。
机物的同化容量极小，一般只考虑水体的稀释作用。 • 但是，有毒有机物主要应消除在污染源，而不易开发利用水
体的环境容量。
(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。如从这个意义上讲， 重金属有环境容量。
• 但是，重金属是保守性污染物，它只发生赋存状态和空间 位置的变化，而不能被分解。因此，重金属没有同化容量。 对于重金属污染物更要严格控制在污染源。
• ②提出功能区划分的初选方案或多种供选方案。
(3)定量计算阶段
• ①确定设计条件： –设计条件必须在定量计算前进行，其主要包括设计流量、 设计水温、设计流速、设计排污量、设计达标率与标准 和设计分期目标。
• ②选择水质模型及计算 。 • ③计算混合区范围：
–在削减排污量方案费用较高、技术不可行时，为了保证 功能区水质符合要求，可考虑改变排污去向至低功能水 域，或减少混合区范围以及利用大水体稀释扩散能力。
• 第一，综合分析，找出主要问题。
所需 资料
① 地图 ② 水文与水质现状数据，以及用水现状
③ 污染源清单
流域水资源规划、流域范围内的土地利用规划 ④ 和经济发展规划等有关的规划资料
⑤ 水污染控制方法及其技术经济和环境效益资料
• 第二，确定规划目标
水量、水质两方面下手。
• 第三，选定规划方法
数学规划法、模拟比较法。
❖ 根据规划的不同范围，可分为以下三个层次： 1．流域水资源规划 ：是以整个江河流域为对象的水资源规划
。 2．地区水资源规划：是以行政区或经济区为对象的水资源规划
。 - 依据地区范围的大小、特点、经济发展方向以及对水资源开发治理的
要求，或以防洪灌溉排水为重点，或以工业和城市供水、改善地区水患 、航运或环境为重点，或以水力发电为重点，或兼而有之。
指在给定水域的本底污染 物浓度低于水质目标时， 依靠稀释作用达到水质目 标所能承纳的污染物量
(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：
E K自 B基 B dV
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
• 在给定水域和水文、水力学条件，排污口位置的条件下， 满足水域某一水质标准的排污口最大排放量，叫做该水域 在上述条件下的所能容纳的污染物质总量，通称水域允许 纳污量或水环境容量。——《排放水污染总量控制技术规 范》
决定因素？
水环境容量
自净容量
+
稀释容量
指由于沉降、生化、吸附 等物理、化学和生物作用， 给定水域达到水质目标所 能自净的污染物量。
❖ 模拟比较法是一种多方案模拟比较的方法，如系统动力学、 层次分析法和组合方案比较法。组合方案比较法是依据所研 究系统确定的水环境规划目标（近期或远期），在经济技术 可行的前提下，提出为达此目标拟采取的各种控制措施，并 由这些措施组合成若干个供选方案；然后通过对每个方案进 行模拟及费用-效益分析和比较，从中选出一二个最佳的或满 意的方案供决策部门采纳。
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
提出水体功能区划和水质控制指标
2 确定水质超标河段和主要污染物
3 确定各河段主要污染物的环境容量
4 确定各排污口的允许排污量
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
《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
地表水环境质量标准基本项目标准限值 单位：mg/L
。。。。
一、水环境功能分区原则
水环境功能分区应遵循以下原则：
• 集中式饮用水源地优先保护； • 不得降低现状使用功能，兼顾规划功能； • 优质水优用及低质水低用； • 统筹考虑专业用水标准要求； • 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； • 与工业合理布局相结合； • 对地下饮用水源地污染的影响； • 实用可行，便于管理等。
• ④优化模拟：对功能区达到各个环境目标的技术方案及投资 进行可达性分析。
(4)综合决策阶段 • ①通过对水环境功能区的综合评价，确定切实可行的区划
方案。 • ②拟订分期实施方案。
第三节 水环境容量与水环境保护目标
• 一、水环境容量定义
• 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。
（二）水资源系统规划 ❖ 水资源系统是以水为主体构成的一种特定的系统，是一个由相
互联系、相互制约及相互作用的若干水资源工程单元和管理技 术单元所组成的有机体。
❖ 水资源系统规划是指应用系统分析的方法和原理，在某区域内 为水资源的开发利用和水患的防治所制定的总体措施、计划与 安排。
❖ 基本任务：根据国家或地区的经济发展计划，改善生态环境要 求，以及各行各业对水资源的需求，结合区域内水资源的条件 和特点，选定规划目标，拟定合理开发利用方案，提出工程规 模和开发程序方案。
第四节 流域水污染控制规划
水环境污染防治的途径主要有两种：一是减少污染物的排 放，二是提高或充分利用水体的自净能力。
一、水污染控制的技术措施
(一)减少污染物排放负荷
1、清洁生产工艺 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。
(1)技术准备阶段 ①收集和汇总现有的基础资料、数据 ②确定工作方案：初步划分工作范围与工作深度；对需补测 的项目，制定必要的现场监测方案；所需专业与行政管理合 理组合。
(2)定性判断阶段
• ①分析使用功能及其影响因素： –分析水体现状使用功能，对水环境现状进行评价，确定影响 使用功能的污染因子和污染时段；分析污染源优先控制顺序， 将现状功能区中水质要求不符合标准的水域，依据污染因子 列出相应污染源；提出规划功能及相应水质标准，预测污染 物排放量的增长与削减。
因此，水污染控制系统可因研究问题的范围和性质的不同而异。
❖ 水污染控制系统一般可分为三个层次： ❖ 流域系统、城市（或区域）系统和单个企业系统（如废水处理
厂系统）。 ❖ 相应的水污染控制系统规划分成三个相互联系的规划层次，即
流域水污染控制规划 城市（区域）水污染控制规划 水污染控制设施规划。
自——水体自净系数。
(2)管理(或规划)环境容量
• 以污染物在水体中的标 E K自 B标 B dV K自 K标B基 B dV
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。
2、按污染物性质分类
第五章 水环境规划
• 流域水污染防治的特点：
• 一是涉及地域宽，跨多个省域、市县区域； • 二是河流（或湖泊）水文条件复杂，变化大； • 三是同一水体兼具多种功能； • 四是污染源种类多、情况复杂。
主要内容：
• 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
耗氧有机物的
1
水环境容量
重金属的
水环境容量 污染物性质分
2
3
有毒有机物的
水环境容量
(1)耗氧有机物的水环境容量 • 耗氧有机物能被水中生物氧化分解为简单的无机物 ，其有
较大的水环境容量。该容量即是通指人工合成的毒性大、难降解有机物。这类有