饮用水源地允许限制负荷估算要点.ppt

2019/7/12,1,饮用水源地允许（限制）负荷估算要点,富 国 中国环境科学研究院 2007.4,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,2,饮用水源地污染限制负荷计算方法设计要点,水质目标选择 设计水文条件选择 计算模型选择 容量规划方法选择,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,3,技术路线图,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,4,水质目标选择,功能区 虚置功能对功能区设置、调整、边界纠纷具有指导意义 混合区 急性混合区 慢性混合区 超标混合区,水体类型 河流 湖库 分层 不分层 河口 完全混合 部分混合 分层,水质目标,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,5,水质目标选择,河流保守物质功能区实置功能示意图,水质目标,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,6,水质目标选择,河流非保守物质功能区实置功能示意图,水质目标,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,7,水质目标选择,末断面控制,中断面控制,首断面控制,水质目标,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,8,河流混合区控制建议,宽度控制 有毒指标：1/3河宽 传统指标：1/2河宽 富营养化指标：1/2河宽 长度控制 有毒指标：1/5功能区长度（45类功能区可1/4功能区长度） 传统指标：1/4功能区长度 富营养化指标：1/3 功能区长度 面积控制（解析解控制） 有毒指标：1/15功能区面积（45类功能区可1/10功能区长度） 传统指标：1/8功能区面积 富营养化指标：1/6 功能区面积,水质目标,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,9,河流混合区控制建议,宽度控制 有毒指标：1/3河宽 传统指标：1/2河宽 富营养化指标：1/2河宽 长度控制 有毒指标：1/5功能区长度（45类功能区可1/4功能区长度） 传统指标：1/4功能区长度 富营养化指标：1/3 功能区长度 面积控制（解析解控制） 有毒指标：1/15功能区面积（45类功能区可1/10功能区长度） 传统指标：1/8功能区面积 富营养化指标：1/6 功能区面积,水质目标,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,10,湖库混合区控制建议,半径控制 有毒指标：30m50m 传统指标：100m200m 富营养化指标：500m,水质目标,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,11,设计水文指标体系主要参数,径流量：Q（m3/s） 水（潮）位：Z（m） 流速：U（m/s） 水温：T（） 进潮量：W（m3） 交换率：EA 滞留时间：RT（天） 根据具体情况也可选择其它能代表水体特征的参数,设计水文条件,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,12,不同水体规划可选择的主要指标参数,河流： 径流量、水温、pH、硬度 湖库： 水位（容积）、流量、流速、水温、交换率、滞留时间 河口： 径流量、进潮量、潮位、水温、交换率、滞留时间,设计水文条件,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,13,基于生物安全的设计水文条件,保护水生生物的水质基准，要考虑生物、生态及毒理学的信息。三要素：浓度，持续时间，发生频率 持续平均浓度基准CCC：4天平均浓度，平均三年不超过一次（确定性模型可用） 最大浓度基准(CMC)：1小时平均浓度，平均三年不超过一次 （概率稀释模型可用于保守物质）,设计水文条件,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,14,水环境规划设计水文条件选择 分类确定,保护目标分类 生物安全 人类健康 生态安全,污染危害分类 1. 非毒理指标 耗氧类（传统排污） 细菌类（传统排污） 富营养化类（传统排污） 2. 毒理指标 金属类 有机毒品类 致癌类,设计水文条件,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,15,设计水文条件系统特征参数,允许平均期 重现期T（或频率） 控制时段 平均方法,设计水文条件,不同目标可选的允许平均期 水生生物急性毒理：1天 水生生物慢性毒理：4天 人类健康（致癌）：70年 人类健康（非致癌）：30天或其它,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,16,重现期y（年）与保证率P(%) 关系,重现期选择： 生物安全一般取三年；人类健康安全根据污染物类型确定,设计水文条件,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,17,控制时段选择,径流量的年内变化 污染源污水量的年内时间变化 点源与非点源比例的关系可能形成的控制时段变化 环境功能要求的控制时段 大肠菌群（510月） DO(枯水时段、高水温时段） 富营养化（春、秋）,设计水文条件,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,18,河流保守物质设计水文条件,7Q10及30Q10 设计流量的问题 近似用算术平均代替调和平均的问题 河流保守物质模拟的常规技术零维稳态 水文条件分析技术（ 稀释容量 4B3及30B10）-危险时段可以判断，稳态即可确定安全,设计水文条件,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,19,保守物质稳态水文参数平均方法,调和平均流量 单日浓度 多日算术平均浓度 几何平均流量 多日几何平均浓度 算术平均流量 多日调和平均浓度,设计水文条件,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,20,河流非保守物质设计水文条件研究,7Q10及30Q10 设计流量的问题 用算术平均代替调和平均误差大 危险时段无法确定（流量大，有的断面反而危险） 河流非保守物质模拟的常规技术一维稳态 水文条件分析技术 （淡水稀释自净容量 4B3及30B10 ） 准动态可以解决稳态模型误差大形成的安全问题，但不能解决危险时段的选择问题,设计水文条件,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,21,非保守物质稳态水文参数平均方法,调和平均流量 单日浓度 多日算术平均浓度,设计水文条件,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,22,非保守物质设计水文条件的安全性分析,设计流量加大，下游浓度抬升可能导致下游高功能区超标,0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,0,5,10,15,20,25,30,距离(km),浓度,Q=10,Q=20,Q=30,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,23,环境容量的概念,单水质目标（如一个湖泊以混合均匀浓度为水质目标），一般可以采用先计算容量，再以小于等于容量的条件分配总量的方式进行水环境规划，其隐含的充分必要条件是：纳污总量小于容量则水体一定达标。 多水质目标（如一个水体有多个功能区）条件下，纳污总量与环境容量的关系为必要条件：纳污总量大于容量则一定有功能区超标，而纳污总量小于容量则水体不一定达标。,容量分析,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,24,单源包络线方程,原模型： 包络模型：,包络线方程可得到稳定排放负荷下，河流流量范围内每点浓度的最大值,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,25,水质模拟上包线示意,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,26,固定点位设计流量QS小于峰值流量Qmax时按容量总量分配方案执行存在超标危险,水质模拟上包线示意,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,27,总量分配合理性指数TCRI,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,28,浓度包络线进行容量规划可以避免安全性问题,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,29,谢谢各位专家,谢谢各位,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,30,水系环境容量局部累加估算的局限性,上下游功能区不和谐将导致计算的反复 上下游功能区不和谐处理繁复 多个水质指标功能区协调困难 可行性差 感潮河段无法应用,饮用水源地允许纳污量分析方法,2019/7/12,31,河流混合区分析方法,简单方法 传