自然保護概論 水資源保護

自然保護概論水資源保護第一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)水污染特征分析第二節(jié)水功能區(qū)劃分第三節(jié)污染源調查和預測第四節(jié)水環(huán)境容量的計算與分配第五節(jié)水資源保護的內容、步驟和措施第六節(jié)地表水資源保護第七節(jié)地下水資源保護思考題本章內容第二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三水體中污染物的來源

依據《中華人民共和國水污染防治法》定義，水污染是指水體因某種物質的介入，而導致其化學、物理、生物或者放射性等方面特性的改變，從而影響水的有效利用，危害人體健康或者破壞生態(tài)環(huán)境，造成水質惡化的現象。

水體污染物質的來源：

工業(yè)廢水生活污水農業(yè)污水大氣降落物（降塵和降水）工業(yè)廢渣和城市垃圾其他污染源第一節(jié)水污染特征分析第三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三水污染的分類化學型污染①按照污染物的性質分類物理型污染生物型污染點源污染②按照污染源的分布狀況分類非點源污染河流污染③按照受污染的水體分類湖泊水庫污染地下水污染第四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三水污染的主要危害酸堿鹽污染：

改變水體pH值，影響自凈作用，破壞生態(tài)平衡。重金屬污染：重金屬對人體健康及生態(tài)環(huán)境危害極大，如Hg、Cd等①化學性污染非金屬毒物污染：毒性很強且危害很大的氰化物、As、有機氯農藥等需氧有機物污染：厭氧微生物作用，產物有毒害，且消耗水體溶解氧營養(yǎng)物質污染：水體富營養(yǎng)化，赤潮，水華等第五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三懸浮物污染：增加濁度，減少水生植物光合作用，堵塞魚鰓等熱污染：②物理性污染水溫升高，溶解氧含量下降，某些有毒物質毒性增加放射性污染：使生物和人體組織受電離而受到損傷，如鈾238③生物污染致病病菌及病毒的污染，它們可以通過人畜糞便的污染而進入水體，隨水流而傳播。第六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三水功能區(qū)劃的目的和意義水是重要的自然資源，水資源短缺、水污染嚴重已經成為制約國民經濟可持續(xù)發(fā)展的重要因素。為了保護我們珍貴的水資源，使水資源能夠持續(xù)利用，需要根據流域或區(qū)域的水資源狀況，同時考慮水資源開發(fā)利用現狀和經濟社會發(fā)展對水量和水質的需求，在相應水域劃定具有特定功能、有利于水資源的合理開發(fā)利用和保護的區(qū)域，對實現以水資源的可持續(xù)利用保障經濟社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標具有重要意義。第二節(jié)水功能區(qū)劃分第七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三水功能區(qū)劃指導思想及原則指導思想：促進經濟、社會和生態(tài)的協(xié)調發(fā)展，實現水資源可持續(xù)利用，保障經濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

前瞻性原則統(tǒng)籌兼顧，突出重點的原則區(qū)域化原則分級與分類相結合的原則

便于管理，實用可行的原則水質水量并重的原則第八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三水功能區(qū)劃步驟和依據我國江、河、湖、庫水域的地理分布、空間尺度有很大差異，其自然環(huán)境、水資源特征、開發(fā)利用程度等具有明顯的地域性。水功能一級區(qū)分四類，即保護區(qū)、緩沖區(qū)、開發(fā)利用區(qū)、保留區(qū)；水功能二級區(qū)劃在一級區(qū)劃的開發(fā)利用區(qū)內進行，共分七類，包括飲用水源區(qū)、工業(yè)用水區(qū)、農業(yè)用水區(qū)、漁業(yè)用水區(qū)、景觀娛樂用水區(qū)、過渡區(qū)、排污控制區(qū)。一級區(qū)劃宏觀上解決水資源開發(fā)利用與保護的問題，主要協(xié)調地區(qū)間關系，并考慮發(fā)展的需求；二級區(qū)劃主要協(xié)調用水部門之間的關系。見下圖：第九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三

一級區(qū)劃水功能區(qū)劃分級分類系統(tǒng)保護區(qū)緩沖區(qū)開發(fā)利用區(qū)保留區(qū)飲用水源區(qū)工業(yè)用水區(qū)農業(yè)用水區(qū)漁業(yè)用水區(qū)景觀娛樂用水區(qū)過渡區(qū)排污控制區(qū)二級區(qū)劃水功能區(qū)劃分級分類體系第十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三水功能區(qū)劃收集資料入河湖排污總量水污染糾紛經濟社會自然情況水質狀況用水現狀與需求資料分析評價劃分功能區(qū)區(qū)劃原則區(qū)劃根據征求意見收集資料一級、二級區(qū)劃成果水功能區(qū)劃報告審查、報批水功能區(qū)劃程序圖第十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三水功能區(qū)水質目標擬定

水功能區(qū)劃定后，還要根據水功能區(qū)的水質現狀、排污狀況、不同水功能區(qū)的特點以及當地技術經濟條件等，擬定各水功能一、二級區(qū)的水質目標值。水功能區(qū)的水質目標值是相應水體水質指標的確定濃度值。在水功能一級區(qū)中，保護區(qū)應按照《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）中Ⅰ、Ⅱ類水質標準來定，因自然、地質原因不滿足Ⅰ、Ⅱ類水質標準的，應維持水質現狀；緩沖區(qū)應按照實際需要來制定相應水質標準，或按現狀來控制；開發(fā)利用區(qū)按各二級區(qū)劃來制定相應的水質標準；保留區(qū)應按現狀水質類別來控制。在水功能二級區(qū)中,不同類型的水功能分區(qū)按照《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）相應的標準規(guī)定。

第十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三污染源的調查①污染源調查的內容和目的面污染源調查點源污染調查工業(yè)污染源調查

內容生活污染源調查農業(yè)污染源調查水污染事故調查污染物入河量調查

目的：為企業(yè)技術改造、污染治理、綜合利用、加強管理指出方向；為區(qū)域污染綜合防治指出防治什么污染物，在哪防治；為區(qū)域環(huán)境管理、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境科研提供依據。因此，污染源調查是污染綜合防治的基礎工作。第三節(jié)水污染源調查和預測第十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三②污染源調查程序與方法程序：根據污染源調查的目的和要求，先制定出調查工作計劃、程序、步驟、方法，一般污染源調查可分為三個階段：準備階段、調查階段、總結階段。方法：污染源的調查，一般可采用點面結合的方法，分為詳查和普查兩種。詳查是對重點污染源調查。普查是對區(qū)域內所有的污染源進行全面調查，但各類污染源應有各自的側重點，同類污染源中，應選擇污染物排放量大、影響范圍廣、危害程度大的污染源作為重點污染源。第十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三③污染物排放量的計算物料衡算法：式中：Q——污染物排放量，g/s；——單位時間內投入物料總量，g/s；——單位時間內生產的產品中所含這種物料的量，g/s；——單位時間內物料總流失量，g/s。經驗計算法式中：

K——單位產品經驗排放系數，kg/t；W——單位產品的單位時間產量，t/h第十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三實測法式中：C——實測的污染物算術平均濃度；L——煙氣或廢水的流量。④污染物入河量估算污染物入河系數水功能區(qū)對應的陸域范圍內的污染源所排放的污染物，僅有一部分能最終流入功能區(qū)水域，進入功能區(qū)水域的污染物量占污染物排放總量的比例即為污染物入河系數。污染物入河量式中：W排——為污染物入河量；Q排——為廢污水入河量；C排——為污染物的入河濃度。第十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三水污染源預測①污染源的預測時間統(tǒng)計模型若污染源排放的污染物或排放量與時間呈簡單的直線關系：式中：

Q——預測年的污染物或污水排放量；

t——基準年到預測年份的時間；a、b——常數，可以根據多年監(jiān)測數據用最小二乘法求得。如果污染物或污水排放量與時間不呈線性關系，也可采用下式：式中：Q

、Q0——分別表示預測年和基準年的污染物或污水排放量；t、t0——分別表示預測年和基準年；a——參數，表示年增長率，可根據歷史資料求得。第十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三彈性系數模型設為α、β分別為污染物或污水排放量和國民生產總值的年增長率可求得：污染物或污水排放量：第十八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三式中：M、M0——分別為歷史資料終止年（t）和初始年（t0）的國民生產總值；Q、Q0——分別為歷史資料終止年（t）和初始年（t0）的污染物或污水排放量；t、t0——分別為歷史資料終止年和初始年；ε——彈性系數。②工業(yè)廢水排放量預測式中，Wt——預測年工業(yè)廢水排放量；W0——基準年工業(yè)廢水排放量；rm——工業(yè)廢水排放量年平均增長率；t——基準年至某水平年的時間間隔。③工業(yè)污染物排放量預測式中，Wi——預測年份某污染物排放量，t；qi——預測年份工業(yè)廢水排放量，萬m3；q0——基準年工業(yè)廢水排放量，萬m3；ρB0——含某污染物廢水工業(yè)排放標準或廢水中污染物濃度，mg/L；W0——基準年某污染物排入量，t。第十九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三④生活污水量預測式中，Q——生活污水量，104m3；A——預測年份人口數，萬人；F——人均生活污水量，1/d?人；0.365——單位換算系數.式中，

A0——基準年人口；p——人口增長率；n——規(guī)劃年與基準年的年數差值。⑤污染物入河量的預測規(guī)劃水平年污染物入河系數的確定污染物入河系數與城市污水處理廠的治理情況密切相關，但在擬定規(guī)劃水平年污染物入河系數時，一般不應考慮目前未列入建設計劃的污水處理廠治理削減效應。污染物入河系數一般約在0.5～0.9之間。第二十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三規(guī)劃水平年污染物入河量計算以水功能區(qū)為單元對規(guī)劃水平年廢污水和污染物的入河量進行預測，并按行政區(qū)和水資源分區(qū)進行匯總統(tǒng)計，得到規(guī)劃水平年各統(tǒng)計范圍的廢污水和主要污染物入河量。將各規(guī)劃水平年的污染物排放量預測值與相應規(guī)劃水平年污染物入河系數相乘，得到規(guī)劃水平年的污染物入河量。第二十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三水環(huán)境容量的定義和影響因素水環(huán)境容量是指在不影響水的正常用途的情況下，水體所能容納的污染物的量或自身調節(jié)凈化并保持生態(tài)平衡的能力。水環(huán)境容量的影響因素主要是水體特征、水質目標和污染源特性。水環(huán)境容量的計算①水環(huán)境容量計算方法式中：WT為水體對污染物的總環(huán)境容量；Wd為水體對污染物的稀釋容量；Wt為水體對污染物的遷移容量；Ws為水體對污染物的凈化容量。

第四節(jié)水環(huán)境容量的計算與分配第二十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三稀釋容量稀釋容量是由水體對污染物的稀釋作用所引起的，它與水體體積和污徑比有關。令Vd＝Q，則有

式中：Pd為水體對污染物稀釋容量的比容。第二十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三遷移容量水體對污染物的遷移容量是由水體的流動引起的，與水體流速、擴散系數等水力學特征有關。其數學表達式為令Vt＝Q，則有式中：Pt為水體對污染物遷移容量的比容。第二十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三凈化容量主要是由于水體對污染物的生物或化學作用使之降解而產生的，假定這類污染物的衰減過程遵守一級反應動力學規(guī)律，則其反應速率R可寫為：式中：k為反應速率常數，其大小反映污染物在水體中被凈化的能力。τ為k的倒數，它反映了污染物被降解的難易程度。由上述若干物理量得出水體對污染物凈化容量的表達式：令Vs＝Q，，則有第二十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三式中：Ps為水體對污染物凈化容量的比容?？偹h(huán)境容量如果污染物是難降解的，則k＝0，那么=1，這時如果擴散作用的效果很不顯著，以至于可以忽略不計，即Ex＝0此式表明，對于難降解污染物，在不考慮水體的擴散作用時，不存在遷移容量和凈化容量，水體的總水環(huán)境容量就等于稀釋容量。第二十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三污染物排放總量控制①實施污染物排放總量控制的意義總量控制是根據受納水體的納污能力，將污染源的排放數量控制在水體所能承受的范圍之內，以限制排污單位的污染物排放總量。對于控制水環(huán)境污染，改善和提高水環(huán)境質量具有重大的意義。②污染物控制量和削減量的確定污染物入河控制量污染物入河削減量污染物排放控制量污染物排放削減量第二十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三水環(huán)境容量的分配①總量分配原則考慮功能區(qū)域差異、環(huán)境容量充分利用、集中控制原則、規(guī)模差異原則、清潔生產原則。②常用的總量分配方法與特點等比例分配方法

思路簡單，但是忽略了排污企業(yè)的生產工藝、生產設備等差別。按貢獻率削減排放量分配方法

體現平等共享環(huán)境容量資源，平等承擔超過其負荷量的責任。但不能反映不同行業(yè)污染治理費用的差異，存在一定不公平性。費用最小分配方法

理論上迫求社會整體效益最大，忽略了公平性問題，忽略了監(jiān)督和管理的成本和污染治理效率、邊際治理費用的高低第二十八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三水資源保護的內容和目標水資源保護內容包括地表水和地下水的水量與水質。一方面對水量合理取用及其補給源的保護，即對水資源開發(fā)利用的統(tǒng)籌規(guī)劃、水源地的涵養(yǎng)和保護、科學合理地分配水資源、節(jié)約用水、提高用水效率等；另一方面是對水質的保護，主要是調查和治理污染源、進行水質監(jiān)測、調查和評價、制定水質規(guī)劃目標、對污染排放進行總量控制等。

水資源保護的目標是，在水量方面必須要保證生態(tài)用水，不能因為經濟社會用水量的增加而引起生態(tài)退化、環(huán)境惡化以及其他負面影響；在水質方面，要根據水體的水環(huán)境容量，來規(guī)劃污染物的排放量，不能因為污染物超標排放而導致飲用水源地受到污染或危及到其他用水的正常供應。第五節(jié)水資源保護的內容、步驟和措施第二十九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三水資源保護的步驟圖12-5水資源保護步驟圖調查水資源現狀及存在的問題預測不同水平年污染負荷變化水資源供需分析計算生態(tài)需水量計算污染物控制量和削減量計算水環(huán)境容量制定水資源保護措施水功能區(qū)劃工作第三十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三水資源保護工程措施調蓄水工程措施①水利工程措施進水工程措施湖、庫底泥疏浚減少面源②農林工程措施植樹造林，涵養(yǎng)水源發(fā)展生態(tài)農業(yè)完善下水道系統(tǒng)工程③市政工程措施建設城市污水處理廠并提高其功能城市污水的天然凈化系統(tǒng)生物工程措施第三十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三水質標準

制定合理的水質標準，是水資源保護的基礎工作。保護水資源的目標，并非使自然水體處于絕對純凈狀態(tài)，而是使受污染的水體恢復到符合當地經濟發(fā)展最有利的狀態(tài)，這就需要針對不同用途制定相應的水質標準。目前我國已經頒布的水質標準主要有水環(huán)境質量標準：地表水環(huán)境質量標準（GB3838-2002）；地下水質量標準(GB/T14848-93)；海水水質標準（GB3097-82）；生活飲用水衛(wèi)生標準（GB5749-2006）；漁業(yè)水質標準（GB11607-89）；農田灌溉用水水質標準（GB5084-85）等。此外，還有排放標準：污水綜合排放標準（GB8987-88）；醫(yī)院污水排放標準（GBJ48-83）和一批工業(yè)水污染物排放標準：造紙工業(yè)水污染物排放標準（GB3544-83）；甘蔗制糖工業(yè)水污染物排放標準（GB3546-83）；石油煉制工業(yè)水污染物排放標準（GB3551-83）；紡織染整工業(yè)水污染物排放標準（GB4287-92）等。第六節(jié)地表水資源保護第三十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三水質監(jiān)測①水質監(jiān)測的目的以掌握水質現狀及其變化趨勢為污染源管理提供依據為分析判斷事故原因、危害及制訂對策提供依據為制定水環(huán)境保護標準和規(guī)劃等提供有關數據和資料提供基礎數據和技術手段②水質監(jiān)測項目地表水監(jiān)測項目生活用水監(jiān)測項目廢水監(jiān)測項目③水質監(jiān)測站網規(guī)劃監(jiān)測站可分類：本底站、受污站、國際站、實驗站第三十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三④水質監(jiān)測斷面布設對照斷面

布設在河流進入城鎮(zhèn)或工業(yè)排污口前，不受本污染區(qū)影響的地方?；緮嗝妫ㄓ址Q控制斷面）布設在能反映該河段水質污染狀況的地方，一般設在排污口下游500～1000m處。削減斷面

布設在基本斷面下游、污染物得到稀釋的地方，一般至少離排污口下游1500m處。⑤采樣位置、采樣時間和采樣頻次

對于江、河水系的每個監(jiān)測斷面，當水面寬小于50m時，只設一條中泓垂線；水面寬50-100m時，在左右近岸有明顯水流處各設一條垂線；水面寬為100~1000m時，設左、中、右三條垂線（中泓、左、右近岸有明顯水流處）；水面寬大于1500m時，至少要設置5條等距離采樣垂線；較寬的河口應酌情增加垂線數。第三十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期三

河流基本站至少每月取樣一次，最高、最低水位期間，應適當增加測次。輔助站則根據水質污染程度和豐、平、枯的水質特征，每年采樣6～12次。專用實驗站的采樣次數由監(jiān)測目的和要求確定。12.6.3水質評價關于地表水質評價的詳細內容已在本書第四章第六節(jié)介紹過，這里不再贅述。