第6章-流域水環(huán)境規(guī)劃

1、 主要內(nèi)容： 補充內(nèi)容：中國水環(huán)境質量狀況及流域水污染補充內(nèi)容：中國水環(huán)境質量狀況及流域水污染控制思考控制思考 第一節(jié)第一節(jié) 流域水環(huán)境規(guī)劃的內(nèi)容和工作程序流域水環(huán)境規(guī)劃的內(nèi)容和工作程序 第二節(jié)第二節(jié) 水環(huán)境功能區(qū)劃的基本原則和方法水環(huán)境功能區(qū)劃的基本原則和方法 第三節(jié)第三節(jié) 水環(huán)境容量與水環(huán)境保護目標水環(huán)境容量與水環(huán)境保護目標 第四節(jié)第四節(jié) 流域水污染控制規(guī)劃流域水污染控制規(guī)劃 第五節(jié)邕江水環(huán)境綜合整治規(guī)劃第五節(jié)邕江水環(huán)境綜合整治規(guī)劃 中國水環(huán)境問題： 水資源日益枯竭；水資源日益枯竭； 水環(huán)境污染日趨嚴重水環(huán)境污染日趨嚴重中國中國 山西臨汾山西臨汾 水污染四十多年無人水污染四十多年無人管，村

2、民受災：山西管，村民受災：山西臨汾市下康村書記王臨汾市下康村書記王云峰帶綠色和平調查云峰帶綠色和平調查人員看臨汾造紙廠的人員看臨汾造紙廠的污水排放口，臭味撲污水排放口，臭味撲鼻而來。鼻而來。 中國近年來的重大水污染事件：中國近年來的重大水污染事件： 沱江特大污染事故沱江特大污染事故 2004年年3月，地處成都市青白江區(qū)的月，地處成都市青白江區(qū)的川化集團違法排污（高濃度氨氮），造成沱江特大污染事故。川化集團違法排污（高濃度氨氮），造成沱江特大污染事故。沱江特大污染事故導致沿江簡陽、資中、內(nèi)江三地百萬群眾飲沱江特大污染事故導致沿江簡陽、資中、內(nèi)江三地百萬群眾飲水被迫中斷，直接經(jīng)濟損失在水被迫中斷，

3、直接經(jīng)濟損失在3億元左右。億元左右。 松花江水環(huán)境污染松花江水環(huán)境污染 2005年年11月月13日，中石油吉林石化日，中石油吉林石化公司雙苯廠發(fā)生爆炸事故，造成大量苯類污染物進入松花江水公司雙苯廠發(fā)生爆炸事故，造成大量苯類污染物進入松花江水體，引發(fā)重大水環(huán)境污染事件。這一事件給松花江沿岸特別是體，引發(fā)重大水環(huán)境污染事件。這一事件給松花江沿岸特別是大中城市人民生活和經(jīng)濟發(fā)展帶來嚴重影響。大中城市人民生活和經(jīng)濟發(fā)展帶來嚴重影響。 廣東北江水污染廣東北江水污染 2005年年12月，因韶關冶煉廠設備檢修月，因韶關冶煉廠設備檢修期間超標排放含鎘廢水，導致北江韶關段鎘嚴重超標，嚴重威期間超標排放含鎘廢水，

4、導致北江韶關段鎘嚴重超標，嚴重威脅下游飲用水源安全。脅下游飲用水源安全。 無錫太湖藍藻暴發(fā)無錫太湖藍藻暴發(fā) 2007年年5月，太湖中藍藻暴發(fā)導致水月，太湖中藍藻暴發(fā)導致水質惡化，無錫居民飲水受到嚴重影響，自來水開始出現(xiàn)變味、質惡化，無錫居民飲水受到嚴重影響，自來水開始出現(xiàn)變味、發(fā)臭等現(xiàn)象。發(fā)臭等現(xiàn)象。 一一. .中國水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡概況中國水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡概況二二. . 全國水環(huán)境質量狀況全國水環(huán)境質量狀況三三. . 流域水污染控制思考流域水污染控制思考補充：中國水環(huán)境質量狀況與流域水污染控制思考補充：中國水環(huán)境質量狀況與流域水污染控制思考 一、中國水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡概況一、中國水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡概況 全

5、國省控以上監(jiān)測全國省控以上監(jiān)測：1868條河流、條河流、182個湖泊和個湖泊和440個水庫，共設置監(jiān)測斷面?zhèn)€水庫，共設置監(jiān)測斷面9000多個。多個。 國家地表水監(jiān)測網(wǎng)絡國家地表水監(jiān)測網(wǎng)絡：由：由260260個重點監(jiān)測站組成，個重點監(jiān)測站組成，監(jiān)測監(jiān)測250250條河流、條河流、1818個湖泊和個湖泊和1010個水庫，監(jiān)測斷面?zhèn)€水庫，監(jiān)測斷面759759個。個。 水質自動監(jiān)測站水質自動監(jiān)測站：國家已建成：國家已建成8282個；地方投資建個；地方投資建設設7979個，總數(shù)已達個，總數(shù)已達161161個。個。 水質自動監(jiān)測站水質自動監(jiān)測站水質自動監(jiān)測水質自動監(jiān)測161161個站個站其中國家建設其中國

6、家建設8282地方建設地方建設7979個個一、中國水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡概況一、中國水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡概況 全國地表水環(huán)境監(jiān)測站分布示意全國地表水環(huán)境監(jiān)測站分布示意國控河流國控河流250250條、湖泊水庫條、湖泊水庫2828個個監(jiān)測斷面（點位）監(jiān)測斷面（點位）759759個個一、中國水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡概況一、中國水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡概況 2008年七大水系水質類別比例二二. 全國水環(huán)境質量狀況全國水環(huán)境質量狀況 海河、淮河、遼河水系海河、淮河、遼河水系屬于嚴重污染屬于嚴重污染二二. 全國水環(huán)境質量狀況全國水環(huán)境質量狀況黃河水系黃河水系屬于重度污染屬于重度污染松花江松花江屬于中度污染屬于中度污染長江、珠江水系長江、珠

7、江水系水質基本良好水質基本良好 監(jiān)測斷面：監(jiān)測斷面： 55個個 類：類： 14.5% 類：類： 21.8% 劣劣類：類： 63.7%20082008年海河水系水質狀況年海河水系水質狀況海河水系污染嚴重，水質以劣海河水系污染嚴重，水質以劣類為主。類為主。主要污染物為氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、石油類主要污染物為氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、石油類和生化需氧量和生化需氧量 淮河水系淮河水系 淮河干流淮河干流 監(jiān)測斷面：監(jiān)測斷面： 86個個 13個個 類：類： 19.8% 41.7% 類：類： 36.0% 41.7% 劣劣類：類： 44.2% 16.6%主要污染指標為氨氮、生化需氧量和高錳酸鹽指數(shù)主要污染指標為氨氮、

8、生化需氧量和高錳酸鹽指數(shù)20082008年淮河水系水質狀況年淮河水系水質狀況 20082008年遼河水系水質狀況年遼河水系水質狀況 監(jiān)測斷面：監(jiān)測斷面： 35個個 類：類： 20.1% 類：類： 34.2% 劣劣類：類： 45.7%整個遼河水系水體污染嚴重整個遼河水系水體污染嚴重主要污染指標：生化需氧量、石油類、高錳主要污染指標：生化需氧量、石油類、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮酸鹽指數(shù)、氨氮遼河水系水質類別比例遼河水系水質類別比例 “三湖三湖” 湖體水質均為劣湖體水質均為劣類。主要污染指標為總氮、總類。主要污染指標為總氮、總磷。磷。太湖、巢湖處于輕度富營養(yǎng)狀態(tài)，滇池處于重度富營養(yǎng)狀態(tài)。太湖、巢湖處于輕度

9、富營養(yǎng)狀態(tài)，滇池處于重度富營養(yǎng)狀態(tài)。 2008年年：二二. 全國水環(huán)境質量狀況全國水環(huán)境質量狀況 三峽庫區(qū)三峽庫區(qū)以以、類水類水質為主；質為主； 20042008年，三峽庫區(qū)年，三峽庫區(qū)水質未發(fā)生明水質未發(fā)生明顯變化顯變化，庫區(qū)庫區(qū)蓄水后水質依蓄水后水質依然穩(wěn)定然穩(wěn)定類類58.3%類類16.7%類類20.8%類類4.2%三峽庫區(qū)水質狀況三峽庫區(qū)水質狀況二二. 全國水環(huán)境質量狀況全國水環(huán)境質量狀況 20082008年南水北調（東線）水質狀況年南水北調（東線）水質狀況 監(jiān)測斷面：監(jiān)測斷面： 13個個 類：類： 23.1% 類：類： 53.9% 劣劣類：類： 23.0% 污染普遍。主要污染指污染普遍

10、。主要污染指標：生化需氧量、氨氮和標：生化需氧量、氨氮和高錳酸鹽指數(shù)高錳酸鹽指數(shù)南水北調（東線）水質類別比例南水北調（東線）水質類別比例二二. 全國水環(huán)境質量狀況全國水環(huán)境質量狀況 三三. 流域水污染控制思考流域水污染控制思考思考思考之一之一各主要流域規(guī)劃實施中遇各主要流域規(guī)劃實施中遇到難以協(xié)調的水污染焦點到難以協(xié)調的水污染焦點問題是常規(guī)規(guī)劃、執(zhí)法、問題是常規(guī)規(guī)劃、執(zhí)法、管理體系管理體系難以協(xié)調難以協(xié)調的的跨行跨行政區(qū)域、跨部門、跨流域政區(qū)域、跨部門、跨流域問題問題，必須要有強有力的必須要有強有力的高層次協(xié)調機構。高層次協(xié)調機構。 河南境內(nèi)農(nóng)業(yè)河南境內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉蓄水在閘灌溉蓄水在閘壩調控方面的壩

11、調控方面的爭議爭議淮 河 流 域山東菏澤、臨沂污水山東菏澤、臨沂污水出路與江蘇的爭議出路與江蘇的爭議河南、安徽河南、安徽在來水質量在來水質量上的爭議上的爭議思考之一思考之一 圍繞哈爾濱圍繞哈爾濱飲用水源地飲用水源地保護，出現(xiàn)保護，出現(xiàn)黑、吉兩省黑、吉兩省水污染責任水污染責任的爭議，引的爭議，引發(fā)了給水部發(fā)了給水部門和水利部門和水利部門使用江水門使用江水與水庫水源與水庫水源之爭之爭松 花 江 流 域思考之一思考之一 海河流域河南、山河南、山西衛(wèi)河漳西衛(wèi)河漳河污水與河污水與德州污水德州污水污染河北污染河北滄州、天滄州、天津等水源津等水源地地思考之一思考之一 長 江 流 域三三 峽峽 庫庫 區(qū)區(qū)思考

12、之一思考之一 三三. 流域水污染控制思考流域水污染控制思考思考思考之二之二實現(xiàn)流域可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)流域可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境保護措施生態(tài)環(huán)境保護措施。流。流域發(fā)展模式是二十一世域發(fā)展模式是二十一世紀中國可持續(xù)發(fā)展的重紀中國可持續(xù)發(fā)展的重點所在，各流域在防治點所在，各流域在防治污染的同時，必須解決污染的同時，必須解決好發(fā)展經(jīng)濟與生態(tài)保護好發(fā)展經(jīng)濟與生態(tài)保護環(huán)境的關系。環(huán)境的關系。 2007年，我國年，我國GPD占全世界份額的占全世界份額的5%，但物，但物耗卻占全球的耗卻占全球的7.4%-40%。其中，單位。其中，單位GPD能能耗為美國的耗為美國的4.3倍，是日本的倍，是日本的11.5倍。倍。2 2

13、7 7% %3 31 1% %2 25 5% %4 40 0% %7 7. .4 4% %0 0% %1 10 0% %2 20 0% %3 30 0% %4 40 0% %鋼鋼鐵鐵原原煤煤氧氧化化鋁鋁水水泥泥石石油油主主要要物物耗耗占占全全球球的的比比例例 我國能源消耗與G-7國家水平比較資料來源：根據(jù)資料來源：根據(jù)20072007年中國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報告年中國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報告 我國主要耗水指標與發(fā)達國家比較我國我國發(fā)達國家發(fā)達國家萬元萬元GDPGDP用水量（用水量（t t）46546513139191萬元工業(yè)增加值用水量（萬元工業(yè)增加值用水量（t t）959519198585工業(yè)用水重復

14、利用率（工業(yè)用水重復利用率（%）55558585農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)GDPGDP用水效益用水效益( (美元美元/t)/t)10.710.785.585.5 我國的城市污水治理比發(fā)達國家晚了我國的城市污水治理比發(fā)達國家晚了3040年年，在管網(wǎng)建設方面甚至晚了，在管網(wǎng)建設方面甚至晚了100多年多年。 污水處理設施建污水處理設施建成以后，正常運成以后，正常運行的只有行的只有50%；有的污水處理廠有的污水處理廠污水處理率不足污水處理率不足20%。目前我國仍有目前我國仍有80%的縣城沒有污水處理廠。的縣城沒有污水處理廠。 三三. 流域水污染控制思考流域水污染控制思考思考思考之三之三實施實施污染物排放總量控制污染物排

15、放總量控制是保護是保護和恢復我國流域水環(huán)境質量的根和恢復我國流域水環(huán)境質量的根本措施之一。本措施之一?！笆晃迨晃濉逼陂g，期間，全國水環(huán)境管理實行全國水環(huán)境管理實行容量總量控容量總量控制制，還需要在總量控制理論與技，還需要在總量控制理論與技術方法方面進行規(guī)范和完善，確術方法方面進行規(guī)范和完善，確保污染物總量控制制度在流域水保污染物總量控制制度在流域水環(huán)境管理中的科學實施。環(huán)境管理中的科學實施。 在特定污染物、特定區(qū)域、有限時間范圍內(nèi)進行在特定污染物、特定區(qū)域、有限時間范圍內(nèi)進行實施污染物總量控制；實施污染物總量控制； 強調污染源排放量的嚴格監(jiān)控制度和技術體系。強調污染源排放量的嚴格監(jiān)控制度和

16、技術體系。 部分國家實施：排污權市場交易、排污許可證制部分國家實施：排污權市場交易、排污許可證制度。度。1、國外總量控制概念和方法：、國外總量控制概念和方法： “十一五十一五”進行以容量總量為基礎的總量核定進行以容量總量為基礎的總量核定工作。工作。 總量分配技術不完善、不規(guī)范，造成排污許可總量分配技術不完善、不規(guī)范，造成排污許可證制度不能全面建立和運行。證制度不能全面建立和運行。 總量監(jiān)控技術理論和方法尚不完善，難以對流總量監(jiān)控技術理論和方法尚不完善，難以對流域排污總量進行有效監(jiān)督。域排污總量進行有效監(jiān)督。 國家中長期科技規(guī)劃中，明確進一步開展區(qū)域、國家中長期科技規(guī)劃中，明確進一步開展區(qū)域、流

17、域的水污染物總量控制技術體系研究。流域的水污染物總量控制技術體系研究。2、國內(nèi)總量控制實施情、國內(nèi)總量控制實施情況況流域水污染防治的特點 一是涉及地域寬，一是涉及地域寬，跨多個省域、市縣區(qū)域跨多個省域、市縣區(qū)域 二是河流二是河流(或湖泊或湖泊)水文條件復雜，變化大水文條件復雜，變化大 三是同一水體兼具三是同一水體兼具多種功能多種功能 流域水污染防治規(guī)劃的任務 站在全流域的角度，站在全流域的角度，科學地劃分不同水體的功科學地劃分不同水體的功能，科學地分析水體的環(huán)能，科學地分析水體的環(huán)境容量，合理利用水體的境容量，合理利用水體的自凈能力，確定可行的污自凈能力，確定可行的污染物排放方案，提出水污染物

18、排放方案，提出水污染防治措施，以滿足流域染防治措施，以滿足流域內(nèi)各功能區(qū)對水質的要求，內(nèi)各功能區(qū)對水質的要求，促進流域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)促進流域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。展。 概概 述述府河 1第一節(jié) 流域水環(huán)境規(guī)劃的內(nèi)容和工作程序 一、流域水環(huán)境規(guī)劃的內(nèi)容一、流域水環(huán)境規(guī)劃的內(nèi)容提出水體功能區(qū)劃和水質控制指標提出水體功能區(qū)劃和水質控制指標 2 確定水質超標河段和主要污染物確定水質超標河段和主要污染物 3 確定各河段主要污染物的環(huán)境容量確定各河段主要污染物的環(huán)境容量 4確定各排污口的允許排污量確定各排污口的允許排污量 5 預測污染治理費用，提出最佳規(guī)劃方案預測污染治理費用，提出最佳規(guī)劃方案 二、流域水環(huán)境

19、規(guī)劃的工作程序 第一節(jié)第一節(jié) 流域水環(huán)境規(guī)劃的內(nèi)容和工作程序流域水環(huán)境規(guī)劃的內(nèi)容和工作程序v第一，綜合分析，找出主要問題。第一，綜合分析，找出主要問題。所需所需資料資料 水文與水質現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，以及用水現(xiàn)狀水文與水質現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，以及用水現(xiàn)狀 污染源清單污染源清單地圖地圖水污染控制方法及其技術經(jīng)濟和環(huán)境效水污染控制方法及其技術經(jīng)濟和環(huán)境效益資料益資料 黃黃浦浦江江水水系系規(guī)規(guī)劃劃地地圖圖 第二，確定規(guī)劃目標第二，確定規(guī)劃目標 水量、水質兩方面下手。水量、水質兩方面下手。 數(shù)學規(guī)劃法、模擬比較法。數(shù)學規(guī)劃法、模擬比較法。 v第三，選定規(guī)劃方法第三，選定規(guī)劃方法 清潔生產(chǎn)工藝，增加污水處理設施清潔生產(chǎn)工藝

20、，增加污水處理設施v第四，擬定規(guī)劃措施第四，擬定規(guī)劃措施 第五，提出供選方第五，提出供選方案案 第六，規(guī)劃實施第六，規(guī)劃實施 通過通過費用費用效益分析、方案可行性分析效益分析、方案可行性分析對規(guī)劃方對規(guī)劃方案進行綜合評價，從而為最佳規(guī)劃方案的選擇與案進行綜合評價，從而為最佳規(guī)劃方案的選擇與決策提供科學依據(jù)。決策提供科學依據(jù)。體現(xiàn)了規(guī)劃自身的價值與作用。體現(xiàn)了規(guī)劃自身的價值與作用。 水體功能區(qū)水體功能區(qū): :是指水體使用功能所占有的范圍。是指水體使用功能所占有的范圍。第二節(jié)第二節(jié) 水環(huán)境功能區(qū)劃的基本原則和方法水環(huán)境功能區(qū)劃的基本原則和方法水環(huán)境功能區(qū)劃水環(huán)境功能區(qū)劃: :是根據(jù)水體不同區(qū)段的自

21、然是根據(jù)水體不同區(qū)段的自然條件、區(qū)域內(nèi)的用水需求，按照國家和地方的條件、區(qū)域內(nèi)的用水需求，按照國家和地方的有關法規(guī)和標準，對水體不同區(qū)段按其有關法規(guī)和標準，對水體不同區(qū)段按其功能功能加加以劃分，并確定其相應的環(huán)境質量目標。以劃分，并確定其相應的環(huán)境質量目標。 水質功能區(qū)分類水質功能區(qū)分類水域環(huán)境功能水域環(huán)境功能執(zhí)行水質標準執(zhí)行水質標準類類源頭水、國家自然保護區(qū)源頭水、國家自然保護區(qū)類類類類集中式生活飲用水地表水源地一級保護區(qū)，集中式生活飲用水地表水源地一級保護區(qū)，珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場等珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場等類類類類集中式生活飲用水地表水源地二級保護區(qū)，集中式生活飲用水地

22、表水源地二級保護區(qū)，魚蝦類越冬場、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁魚蝦類越冬場、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)業(yè)水域及游泳區(qū)類類類類一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)水區(qū)類類類類農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域類類地表水環(huán)境質量標準地表水環(huán)境質量標準（GB3838-2002） 。地表水環(huán)境質量標準基本項目標準限值地表水環(huán)境質量標準基本項目標準限值 單位：單位：mg/L 上下游、區(qū)域間互相兼顧上下游、區(qū)域間互相兼顧 合理利用水體自凈能力和合理利用水體自凈能力和環(huán)境容量；環(huán)境容量； 與工業(yè)合理布局相結合；與工業(yè)合理布局相結合；

23、實用可行，便于管理等。實用可行，便于管理等。 集中式飲用水源地優(yōu)先保護；集中式飲用水源地優(yōu)先保護； 優(yōu)質水優(yōu)用及低質水低用；優(yōu)質水優(yōu)用及低質水低用；一、水環(huán)境功能分區(qū)原則一、水環(huán)境功能分區(qū)原則原則原則水環(huán)境功能分區(qū)應遵循以下原則：水環(huán)境功能分區(qū)應遵循以下原則： 二、水環(huán)境功能區(qū)劃分的方法與步驟圖圖 水環(huán)境功能區(qū)劃系統(tǒng)分析過程水環(huán)境功能區(qū)劃系統(tǒng)分析過程 水環(huán)境容量是指水體在特水環(huán)境容量是指水體在特定的環(huán)境目標下所能容納污染定的環(huán)境目標下所能容納污染物的量。物的量。 一、水環(huán)境容量一、水環(huán)境容量 第三節(jié)第三節(jié) 水環(huán)境容量與水環(huán)境保護目標水環(huán)境容量與水環(huán)境保護目標 定義定義 水環(huán)境容量指在給定水域的

24、本底污染指在給定水域的本底污染物濃度低于水質目標時，物濃度低于水質目標時，依靠稀釋作用達到水質目依靠稀釋作用達到水質目標所能承納的污染物量標所能承納的污染物量指由于沉降、生化、吸附指由于沉降、生化、吸附等物理、化學和生物作用，等物理、化學和生物作用，給定水域達到水質目標所給定水域達到水質目標所能自凈的污染物量。能自凈的污染物量。 決定因素？決定因素？自凈容量自凈容量稀釋容量稀釋容量+ (1)自然水環(huán)境容量：自然水環(huán)境容量：以污染物在水體以污染物在水體中的中的基準值基準值為水質目標，則水體的允許為水質目標，則水體的允許納污量稱為自然環(huán)境容量。其模型為：納污量稱為自然環(huán)境容量。其模型為： (71)

25、式中：式中：E水環(huán)境容量；水環(huán)境容量；B基基污染污染物在水體中的基準值；物在水體中的基準值；B污染物在污染物在水體中的背景濃度；水體中的背景濃度；V水的體積；水的體積；K自自水體自凈系數(shù)。水體自凈系數(shù)。 (二二)水環(huán)境容量分類水環(huán)境容量分類BBEKdV基自1、按水按水環(huán)境環(huán)境目標目標分類分類 式中：式中：K標標以技術經(jīng)濟指標為約束以技術經(jīng)濟指標為約束條件的社會效益參數(shù)；條件的社會效益參數(shù)； B標標污染物在水體中的標準污染物在水體中的標準值。值。(2)管理管理(或規(guī)劃或規(guī)劃)環(huán)境容量環(huán)境容量 v 以污染物在水體中的以污染物在水體中的標準值標準值為水質目標，為水質目標，則水體的允許納污量則水體的允

26、許納污量稱為稱為管理環(huán)境容量。管理環(huán)境容量。v 當以水污染損害費用當以水污染損害費用與治理費用之和最小與治理費用之和最小為約束條件，規(guī)劃允為約束條件，規(guī)劃允許排污量時，稱為許排污量時，稱為規(guī)規(guī)劃環(huán)境容量劃環(huán)境容量。BBBBEKdVKKdV基自標自標 (7-2) 2污染物性質分污染物性質分312、按污染物性質分類耗氧有機物的耗氧有機物的水環(huán)境容量水環(huán)境容量有毒有機物的有毒有機物的水環(huán)境容量水環(huán)境容量重金屬的重金屬的水環(huán)境容量水環(huán)境容量 二、水環(huán)境保護目標 水環(huán)境目標水環(huán)境目標 水環(huán)境質量目標水環(huán)境質量目標 水總量控制目標水總量控制目標 第四節(jié) 流域水污染控制規(guī)劃1 1、清潔生產(chǎn)工藝、清潔生產(chǎn)工藝

27、 定義為對生產(chǎn)過程和產(chǎn)品實施綜合防治戰(zhàn)略，以減少定義為對生產(chǎn)過程和產(chǎn)品實施綜合防治戰(zhàn)略，以減少對人類和環(huán)境的風險。對人類和環(huán)境的風險。 水環(huán)境污染防治的途徑主要有兩種：水環(huán)境污染防治的途徑主要有兩種：一是減少污染一是減少污染物的排放，二是提高或充分利用水體的自凈能力。物的排放，二是提高或充分利用水體的自凈能力。(一一)減少污染物排放負荷減少污染物排放負荷 一、水污染控制的技術措施一、水污染控制的技術措施 對人為污染源排入環(huán)境的污染物濃度對人為污染源排入環(huán)境的污染物濃度所作的限量規(guī)定，以達到控制污染源所作的限量規(guī)定，以達到控制污染源排放量之目的。排放量之目的。 2、濃度控制、濃度控制環(huán)保效果不好

28、，環(huán)保效果不好，為什么？為什么？ 總量控制總量控制 依據(jù)某一區(qū)域的環(huán)境容量確定該區(qū)域污染物容許排放總依據(jù)某一區(qū)域的環(huán)境容量確定該區(qū)域污染物容許排放總量，再按照一定原則分配給區(qū)域內(nèi)的各個污染源，同時制量，再按照一定原則分配給區(qū)域內(nèi)的各個污染源，同時制定出一系列政策和措施，以保證區(qū)域內(nèi)污染物排放總量不定出一系列政策和措施，以保證區(qū)域內(nèi)污染物排放總量不超過容許排放總量。超過容許排放總量。 補充：總量控制負荷優(yōu)化分配 -將環(huán)境容量（允許排污量）不均等分將環(huán)境容量（允許排污量）不均等分配給各污染源。配給各污染源。 分配方法分配方法數(shù)學優(yōu)化分配數(shù)學優(yōu)化分配非數(shù)學優(yōu)化分配非數(shù)學優(yōu)化分配 非數(shù)學優(yōu)化分配非數(shù)學

29、優(yōu)化分配 (1)等比例分配等比例分配 -以現(xiàn)狀排污量為基礎按相同削減比例分以現(xiàn)狀排污量為基礎按相同削減比例分配允許排污量。配允許排污量。 非數(shù)學優(yōu)化分配非數(shù)學優(yōu)化分配(2)(2)排污標準加權分配排污標準加權分配 -考慮各行業(yè)排污情況的差異，以考慮各行業(yè)排污情況的差異，以“污水綜合污水綜合排放標準排放標準”所列的各行業(yè)污水排放標準為依據(jù)，所列的各行業(yè)污水排放標準為依據(jù)，按不同的權重分配各行業(yè)的容許排放量，同行業(yè)按不同的權重分配各行業(yè)的容許排放量，同行業(yè)按等比例分配按等比例分配 如如:污水綜合排放標準污水綜合排放標準二級標準中二級標準中,BOD標準標準,制糖業(yè)制糖業(yè):100mg/l;皮革業(yè)皮革業(yè):

30、150mg/l. (3)(3)行政協(xié)商分配行政協(xié)商分配 -已知目標削減量，根據(jù)環(huán)保管理人員了已知目標削減量，根據(jù)環(huán)保管理人員了解的情況，和排污單位反復協(xié)商，由行政解的情況，和排污單位反復協(xié)商，由行政決策分配排污指標。決策分配排污指標。非數(shù)學優(yōu)化分配非數(shù)學優(yōu)化分配 數(shù)學優(yōu)化分配數(shù)學優(yōu)化分配 已知目標削減量，通過各污染源削減方案已知目標削減量，通過各污染源削減方案的投資效益分析，按投資最小，污染物削的投資效益分析，按投資最小，污染物削減量最大的原則進行排污總量的數(shù)學優(yōu)化減量最大的原則進行排污總量的數(shù)學優(yōu)化分配。分配。 1minnjjjZC x1()1,2,3.njojjAij xxBi imxj0

31、數(shù)學優(yōu)化分配數(shù)學優(yōu)化分配 目標函數(shù)目標函數(shù): 約束條件約束條件: 建立污水處理廠是建立污水處理廠是水環(huán)境規(guī)劃方案中應考水環(huán)境規(guī)劃方案中應考慮采用的重要措施。慮采用的重要措施。 4、污水處理、污水處理 (二）提高或充分利用水體納污容量 1、人工復氧、人工復氧 借助于安裝增氧器來提高河水中的溶解氧濃度。借助于安裝增氧器來提高河水中的溶解氧濃度。 如：蘇州河綜合整治，嚗氣復氧，且成景觀。如：蘇州河綜合整治，嚗氣復氧，且成景觀。 蘇州河蘇州河整治工整治工程圖程圖 2、污水調節(jié)、污水調節(jié) 在河流水量低的時期，用蓄污池把污水暫時蓄存起來，待在河流水量低的時期，用蓄污池把污水暫時蓄存起來，待河流水量高時釋放

32、，可以更合理地利用河流的自凈能力來提河流水量高時釋放，可以更合理地利用河流的自凈能力來提高河流的水質。高河流的水質。3、河流流量調控、河流流量調控 提高河流的枯水流量成為水質控制的一個重要措施。實行提高河流的枯水流量成為水質控制的一個重要措施。實行流量調控可利用現(xiàn)有的水利設施，也可新建水利工程。流量調控可利用現(xiàn)有的水利設施，也可新建水利工程。另：流域水資源規(guī)劃另：流域水資源規(guī)劃 南水北調 二、水污染控制單元 水污染控制單元水污染控制單元是指源與水域組是指源與水域組成的可操作實體。成的可操作實體。 水域按不同使用水域按不同使用功能劃分，源為功能劃分，源為排入相應受納水排入相應受納水域的所有污染源

33、域的所有污染源的集合。的集合。 (一)水污染控制單元的劃分每個單元有單獨進行評價、實施不同控制路線的可能；每個單元有單獨進行評價、實施不同控制路線的可能； 在每個控制單元內(nèi)，污染物排放清單應齊全，水域水質在每個控制單元內(nèi)，污染物排放清單應齊全，水域水質控制斷面應有常規(guī)監(jiān)測資料；控制斷面應有常規(guī)監(jiān)測資料； 針對不同的污染物、不同的保護目標，同一地區(qū)可以有針對不同的污染物、不同的保護目標，同一地區(qū)可以有多種控制單元劃分方案，以適應解決不同環(huán)境問題的需要，多種控制單元劃分方案，以適應解決不同環(huán)境問題的需要，即對于不同的控制目標，能夠有不同的控制單元與之對應；即對于不同的控制目標，能夠有不同的控制單元

34、與之對應； 各控制單元之間的相互影響，應能通過污染物的輸入、各控制單元之間的相互影響，應能通過污染物的輸入、輸出來定量表達，做到水量平衡、物質量平衡。輸出來定量表達，做到水量平衡、物質量平衡。 劃分原則：劃分原則： 規(guī)劃規(guī)劃 排污口最優(yōu)規(guī)劃是以各小排污口最優(yōu)規(guī)劃是以各小區(qū)的污水處理廠為基礎，以區(qū)的污水處理廠為基礎，以總處理費用最低為目標，在總處理費用最低為目標，在水體水質條件的約束下，尋水體水質條件的約束下，尋求求各處理廠處理效率的最佳各處理廠處理效率的最佳組合組合，其數(shù)學模型為：，其數(shù)學模型為： 1、排污口最優(yōu)規(guī)劃模型、排污口最優(yōu)規(guī)劃模型三、水污染控制系統(tǒng)規(guī)劃數(shù)學模型三、水污染控制系統(tǒng)規(guī)劃數(shù)

35、學模型 10012m in.0niiiiiiiZCstU LmLVLnOL1、排污口、排污口最優(yōu)規(guī)劃最優(yōu)規(guī)劃模型模型 【補充例題】 有三個化工廠每天分別排放有三個化工廠每天分別排放BOD5760t、110t和和250t到河流，河流最后注入湖泊，如圖。根據(jù)環(huán)保要求，進入到河流，河流最后注入湖泊，如圖。根據(jù)環(huán)保要求，進入湖泊的湖泊的BOD5不超過不超過315t/d。已知三個化工廠排放的。已知三個化工廠排放的BOD5到入湖口時的降解率分別為到入湖口時的降解率分別為45%、30%、40%；三個化工；三個化工廠廠BOD5處理費用分別為處理費用分別為1.25萬元萬元/t、2.0萬元萬元/t和和1.75萬元

36、萬元/t。寫出既能達到湖泊污染物控制要求，又使總處理費用最小寫出既能達到湖泊污染物控制要求，又使總處理費用最小的各廠處理效率的組合。的各廠處理效率的組合。 化工廠2河流化工廠1化工廠3湖泊 化工廠2河流化工廠1化工廠3湖泊 設化工廠、設化工廠、的氰化物處理率的氰化物處理率分別為分別為x1、x2、x3，則三個化工廠的處則三個化工廠的處理費用之和為：理費用之和為： 則目標函數(shù)為：則目標函數(shù)為： MinZ=1.25760 x1+2.0110 x2+1.75250 x3 約束條件為：約束條件為：1x01x01x0330 150 x 77x 418x321321 最優(yōu)最優(yōu)規(guī)劃規(guī)劃 均勻處理最優(yōu)規(guī)劃，均勻

37、處理最優(yōu)規(guī)劃，以全區(qū)域的污水處以全區(qū)域的污水處理費用最低為目標，尋求污水處理廠的理費用最低為目標，尋求污水處理廠的位位置置與與規(guī)模規(guī)模的最佳組合。的最佳組合。2、均勻處理最優(yōu)規(guī)劃、均勻處理最優(yōu)規(guī)劃11111,min.0,0,0nnniiijijiijnniijijiijiiiiijjii jZCQCQst qQQQQ qQQ3、區(qū)域處理最優(yōu)規(guī)劃 區(qū)域處理最優(yōu)規(guī)劃是區(qū)域處理最優(yōu)規(guī)劃是排放口處理最優(yōu)規(guī)劃排放口處理最優(yōu)規(guī)劃和和均均勻處理最優(yōu)規(guī)劃的綜合勻處理最優(yōu)規(guī)劃的綜合。模型的目標函數(shù)既是污水。模型的目標函數(shù)既是污水處理規(guī)模的函數(shù)，又是處理效率的函數(shù)。在區(qū)域處處理規(guī)模的函數(shù)，又是處理效率的函數(shù)。在區(qū)

38、域處理最優(yōu)規(guī)劃中，既要尋求最佳的污水處理廠的位置理最優(yōu)規(guī)劃中，既要尋求最佳的污水處理廠的位置和處理量，又要尋求污水處理廠處理效率的最佳組和處理量，又要尋求污水處理廠處理效率的最佳組合。合。 4、模擬選優(yōu) 規(guī)劃方案的模擬選優(yōu)與最優(yōu)規(guī)劃方法不同，它規(guī)劃方案的模擬選優(yōu)與最優(yōu)規(guī)劃方法不同，它是先進行污水輸送與處理設施規(guī)劃，是先進行污水輸送與處理設施規(guī)劃，提出幾種提出幾種可供選擇的規(guī)劃方案，可供選擇的規(guī)劃方案，然后采用水質模型，計然后采用水質模型，計算各種方案中污水排放后水域控制斷面的水質，算各種方案中污水排放后水域控制斷面的水質，找出比較好的方案。找出比較好的方案。 這種方法選優(yōu)的結果，在很大程度上取

39、決于規(guī)這種方法選優(yōu)的結果，在很大程度上取決于規(guī)劃人員的經(jīng)驗，因此，采用模擬選優(yōu)方法時，劃人員的經(jīng)驗，因此，采用模擬選優(yōu)方法時，要求盡可能多提出一些初步規(guī)劃方案，以供篩要求盡可能多提出一些初步規(guī)劃方案，以供篩選。選。 四、規(guī)劃方案的綜合評價 評價方案一般從評價方案一般從水環(huán)境質量目標的可達性、污水處理投資的水環(huán)境質量目標的可達性、污水處理投資的可行性可行性兩個方面進行。兩個方面進行。 1、水環(huán)境目標的可達性、水環(huán)境目標的可達性 水環(huán)境質量目標的可達性，可利用已建立的水質模型，對水環(huán)境質量目標的可達性，可利用已建立的水質模型，對各個方案實施可能對水質產(chǎn)生的影響進行模擬，來檢驗規(guī)劃各個方案實施可能對

40、水質產(chǎn)生的影響進行模擬，來檢驗規(guī)劃方案是否能達到預定的水環(huán)境質量目標。方案是否能達到預定的水環(huán)境質量目標。 2、污水處理投資的可行性、污水處理投資的可行性v按環(huán)保投資占國民生產(chǎn)總值比例，占工業(yè)基礎建按環(huán)保投資占國民生產(chǎn)總值比例，占工業(yè)基礎建設投資比例來估算投資能否得到落實。國際經(jīng)驗設投資比例來估算投資能否得到落實。國際經(jīng)驗表明，當污染治理投入占國民生產(chǎn)總值的比例達表明，當污染治理投入占國民生產(chǎn)總值的比例達到到11.5時，才能基本控制環(huán)境污染；提高時，才能基本控制環(huán)境污染；提高到到23時，才能改善環(huán)境質量。時，才能改善環(huán)境質量。目前我國這目前我國這一比例在一比例在1.6左右。左右。v應考慮社會投

41、資應考慮社會投資 邕江水環(huán)境綜合整治規(guī)劃邕江水環(huán)境綜合整治規(guī)劃第五節(jié) 流域水環(huán)境規(guī)劃案例 邕江是過境河流郁江在南寧市的一段，穿越南寧市城區(qū)中心，邕江是過境河流郁江在南寧市的一段，穿越南寧市城區(qū)中心，為南寧市最大河流。邕江河段全長為南寧市最大河流。邕江河段全長133.8 km，流域面積，流域面積6120 km2，是南寧市城市及工農(nóng)業(yè)的主要水源，也是通向市內(nèi)外的航運干線。是南寧市城市及工農(nóng)業(yè)的主要水源，也是通向市內(nèi)外的航運干線。 一、明確問題一、明確問題 邕江水域具有集中式生活飲用水水源、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)灌邕江水域具有集中式生活飲用水水源、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)灌溉、航運、漁業(yè)、娛樂和納污等功能。隨著南寧市

42、實行沿海開溉、航運、漁業(yè)、娛樂和納污等功能。隨著南寧市實行沿海開放城市政策，經(jīng)濟發(fā)展比較快，工農(nóng)業(yè)用水和生活用水也不斷放城市政策，經(jīng)濟發(fā)展比較快，工農(nóng)業(yè)用水和生活用水也不斷增加。除市區(qū)固定用水人口增加。除市區(qū)固定用水人口80萬、非農(nóng)業(yè)用水人口萬、非農(nóng)業(yè)用水人口74萬外，還萬外，還有一定數(shù)量的流動人口。因此，集中式生活飲用水水源成為邕有一定數(shù)量的流動人口。因此，集中式生活飲用水水源成為邕江南寧段的首要功能。此外，隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展，污水量會江南寧段的首要功能。此外，隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展，污水量會越來越多，納污也成為邕江的重要功能。如何協(xié)調不同層次的越來越多，納污也成為邕江的重要功能。如何協(xié)調不同層

43、次的用水需求，是規(guī)劃面臨的主要任務。用水需求，是規(guī)劃面臨的主要任務。 二、確定規(guī)劃目標與水域功能區(qū)劃分二、確定規(guī)劃目標與水域功能區(qū)劃分 規(guī)劃的總體目標，是保證邕江達到多種水體功能。為規(guī)劃的總體目標，是保證邕江達到多種水體功能。為此，首先需要進行水體功能的劃分。根據(jù)水域功能區(qū)劃的此，首先需要進行水體功能的劃分。根據(jù)水域功能區(qū)劃的依據(jù)、原則、方法與步驟，以及邕江水質現(xiàn)狀、社會經(jīng)濟依據(jù)、原則、方法與步驟，以及邕江水質現(xiàn)狀、社會經(jīng)濟發(fā)展對水資源的要求，將邕江水域的功能劃分為五大類：發(fā)展對水資源的要求，將邕江水域的功能劃分為五大類：心圩江以上流域為心圩江以上流域為類，心圩江至二坑為類，心圩江至二坑為類，

44、大坑類，大坑至青秀山風景區(qū)為至青秀山風景區(qū)為類，青秀山至蓮花為類，青秀山至蓮花為類，蓮花類，蓮花至六景為至六景為類，邕江各支流、心圩江、竹排沖為類，邕江各支流、心圩江、竹排沖為類，類，大坑、二坑、水塘江為大坑、二坑、水塘江為V類，良鳳江為類，良鳳江為類，八尺江類，八尺江為為類?？刂聘骱佣嗡|達到相應的水質標準，是規(guī)類?？刂聘骱佣嗡|達到相應的水質標準，是規(guī)劃的具體目標。劃的具體目標。 三、確定規(guī)劃方法 1、混合區(qū)劃分、混合區(qū)劃分 規(guī)劃中常用的混合區(qū)標準有兩類，一類是規(guī)劃中常用的混合區(qū)標準有兩類，一類是面積控制標準面積控制標準，另一類是，另一類是距離控制標準距離控制標準，后者，后者應用較廣泛。距

45、離控制標準允許排污口下游若應用較廣泛。距離控制標準允許排污口下游若干距離內(nèi)水質超標，允許距離的長短，視河段干距離內(nèi)水質超標，允許距離的長短，視河段的功能和所處位置的重要性而定。的功能和所處位置的重要性而定。邕江混合區(qū)邕江混合區(qū)的劃分采用距離控制標準。的劃分采用距離控制標準。以竹排沖河段為例，以竹排沖河段為例，由于數(shù)十千米范圍內(nèi)無集中供水水源吸水口，由于數(shù)十千米范圍內(nèi)無集中供水水源吸水口，排污口下游排污口下游2000m處的岸邊污染物最大濃度達處的岸邊污染物最大濃度達到功能區(qū)水質標準即可滿足要求。到功能區(qū)水質標準即可滿足要求。 2、水質模型與水質指標的確定、水質模型與水質指標的確定 南寧市污水是通

46、過幾條排污溝流人邕江的，因此，控南寧市污水是通過幾條排污溝流人邕江的，因此，控制排污溝與邕江入口處的排放量是水污染控制的關鍵。污制排污溝與邕江入口處的排放量是水污染控制的關鍵。污水排放有兩種方式，一是通過工程措施使斷面均勻混合排水排放有兩種方式，一是通過工程措施使斷面均勻混合排放，二是岸邊直接排放。前者的控制排放量可通過全江段放，二是岸邊直接排放。前者的控制排放量可通過全江段一維模型一維模型進行計算，后者的控制排放量可通過進行計算，后者的控制排放量可通過污染帶模型污染帶模型進行計算。根據(jù)南寧市水系分布特點，確定可能納污點為進行計算。根據(jù)南寧市水系分布特點，確定可能納污點為馬巢河口、可利江口等馬

47、巢河口、可利江口等(共共10個個)。根據(jù)邕江的污染特點，。根據(jù)邕江的污染特點，確定代表性水質指標為確定代表性水質指標為COD和和BOD5。 四、擬定規(guī)劃措施 首先采取措施保護飲用水源。邕江上已有四座飲用水首先采取措施保護飲用水源。邕江上已有四座飲用水廠，其中，凌鐵水廠處在水質較差的支流大坑入口下游、廠，其中，凌鐵水廠處在水質較差的支流大坑入口下游、亭子沖入口對面，受污染威脅較大，水質較差。亭子沖入口對面，受污染威脅較大，水質較差。 擬對排人大坑支流的污水采取截流措施，將污水引至擬對排人大坑支流的污水采取截流措施，將污水引至下游，經(jīng)處理后排入邕江；亭子沖入口的污染帶形成的原下游，經(jīng)處理后排入邕江

48、；亭子沖入口的污染帶形成的原因，是南寧電廠的鍋爐沖灰水、南寧制糖廠和造紙廠的工因，是南寧電廠的鍋爐沖灰水、南寧制糖廠和造紙廠的工業(yè)廢水污染所造成。擬采取工程措施，要求削減其排污量。業(yè)廢水污染所造成。擬采取工程措施，要求削減其排污量。為滿足水體其他功能要求，擬通過各個河段的水環(huán)境容量為滿足水體其他功能要求，擬通過各個河段的水環(huán)境容量的計算，確定相應污染源的污染物削減量。的計算，確定相應污染源的污染物削減量。 五、計算水環(huán)境容量與提出供選方案 ( (一一) )水文條件設計水文條件設計 江段水文條件是決定河道稀釋自凈能力的主要江段水文條件是決定河道稀釋自凈能力的主要因素。根據(jù)國家標準規(guī)定，采用因素。

49、根據(jù)國家標準規(guī)定，采用保證率為保證率為9090的最小月的最小月平均流量作為計算條件，同時選用保證率為平均流量作為計算條件，同時選用保證率為5050的年均的年均流量作為比較研究的計算條件。邕江南寧站流量作為比較研究的計算條件。邕江南寧站9090保證率保證率最小月平均流量為最小月平均流量為170m170m3 3/s/s，5050保證率年均流量為保證率年均流量為1330m1330m3 3/s/s。 BOD5模型采用模型采用SP模型：模型：(1)BOD5約束：約束：(二二)允許排放量的計算允許排放量的計算1 、 斷 面、 斷 面均勻混合均勻混合允許排放允許排放量的計算量的計算0dK tLL e(78)

50、 式中：式中：L河水中河水中t時刻的時刻的BOD5濃度，濃度，mg/L； L0初始斷面BOD5濃度，mg/L； t河水流經(jīng)一定距離花費的時間(t=距離/流速)，當流速穩(wěn)定時，表征河水流經(jīng)的距離，d； Kd河水中BOD5衰減(耗氧)速率常數(shù)，d-1。 要求距納污斷面最近的下游水質控制斷面要求距納污斷面最近的下游水質控制斷面的的BOD5最大濃度最大濃度(L)不能超過要求的水質標準不能超過要求的水質標準值，可得值，可得L0，max，并由式：，并由式：W+qv,s，Ls=L0,max(qv,s+qv,w)，求得允許排放量，求得允許排放量W(式中，式中，qv,s為上游來水量；為上游來水量；Ls為上游來水為上游來水BOD5濃度；濃度；qv,w為污水量；為污水量；W為為BOD5允許排放量允許排放量)。 (2)DO約束：約束： 根據(jù)L