水环境保护PPT幻灯片课件.ppt

1,第六章水环境保护,2,主要内容,一、水污染二、水质三、水功能区划分四、水体纳污能力五、水资源保护措施及案例,3,一、水污染,4,1.1水污染及其危害,我国重点湖泊（水库）富营养化状况,5,1.1水污染及其危害,我国近海海域水污染情况,6,1.1水污染及其危害,2012年长江水系水质分布示意图,7,1.1水污染及其危害,2012年海河和淮河水系水质分布示意图,海河流域,淮河流域,8,1.1水污染及其危害,地下水污染,9,1.2水污染的主要来源,（1）点源污染人类活动所排放的各类污水、废水由管道收集后集中排放的。主要的点污染源有：生活污水和工业废水。（2）面源污染（非点源污染）大面积的农田地面径流或雨水径流，以无组织的方式进入水体。,10,点源污染,面源污染,11,1.2水污染的主要来源,生活污水的主要成分和性质,12,1.2水污染的主要来源,工业污水的主要成分和性质,特点：成分复杂、不易净化、污染物浓度大、废水水量和水质变化大,13,1.2水污染的主要来源,农村废水的主要成分和性质,对面污染源的控制，要比对点污染源的控制难得多。,14,二、水质,水的质量简称水质。是指水体中所含物理成分、化学成分、生物成分的总和。评价水质的优劣，通常也是根据水的物理特性、化学组分、生化指标来对水进行质量分类。,15,2.1水的质量分类,（1）按水的物理特性分类1）颜色：有色和无色；2）透明度：水的清澈程度，与浑浊度相反。水中悬浮物、胶状物质越多，透明度越小，越浑浊；3）气味：清洁的水没有气味；4）味道：清洁淡水没有味道。根据溶解物质不同有不同的味道。如，含较多氯化物的水有咸味、含较多硫酸盐的水有苦涩味。,16,2.1水的质量分类,（2）按水中常量化学指标分类1）矿化度：又叫做水的含盐量，是表示水中所含盐类的数量。分为淡水、微咸水、咸水、盐水、卤水；2）硬度：指水中钙、镁离子的浓度。按照水中碳酸钙的含量，或以德国度计量（一个德国度相当于10mg/l的氧化钙或者7.2mg/l的氧化镁）；3）酸碱度：通常用pH值来表示。,17,2.1水的质量分类,（3）按水的环境化学指标分类1）化学需氧量（COD）COD是水体中有机物及还原性无机化合物进行氧化过程所消耗的氧量，以mg/l表示。因为水中各种有机物进行化学氧化的难易程度不同，因此COD值只表示在规定条件下氧化所需氧量的综合。测定时，加入高锰酸钾或重铬酸钾在加入硫酸等酸性条件下加热分解（酸化法），或者加入苛性钠在碱性条件下加热分解（碱性法），对水中有机物及还原性无机物进行氧化，求出消耗的氧量。,18,2.1水的质量分类,（3）按水的环境化学指标分类2）生物需氧量（BOD）BOD是水体中微生物分解有机化合物过程中所消耗的溶解氧量。因为微生物分解有机物的速度和程度与温度、时间有关，为了使得测定的BOD值具有可比性，通常采用20摄氏度条件下，培养5天之后所测得的BOD值，记为BOD5。BOD53-4mg/l表示水体已经受到污染。,19,2.2水质标准,（1）水环境质量标准1）地表水我国于1983年首次颁布了GB3838-1983地表水环境质量标准，几经修改后，于2002年重新颁布了GB3838-2002地表水环境质量标准。适用于我国领域内江河、湖泊、运河、渠道、水库等具有使用功能的地表水水域。,20,21,2.2水质标准,（1）水环境质量标准2）地下水地下水质量标准(GB/T14848-931994-10-01实施)。2014年修订。适用于一般地下水、不适用于地下热水、矿水、盐卤水。,22,23,2.2水质标准,（2）按用水方式分类1）生活饮用水水质生活饮用水水质应符合下列基本要求：水中不得含有病原微生物；水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康；水的感官性状良好。,24,2.2水质标准,（2）按用水方式分类2）工业用水水质工业用水大致分为三类：冷却用水：主要应用于各种设备的冷凝器里。要求防止在器壁上产生水垢或附着其他物质及免受侵蚀。锅炉用水：要求尽可能不含悬浮物质，硬度及溶解氧含量也应该较低。生产技术用水：根据不同产品性质和工艺过程，对水质有不同要求。,25,2.2水质标准,（2）按用水方式分类3）农业灌溉水质灌溉用水除了取决于本身的化学成分外，同时还与地区的气候特征、土壤含盐量以及种植作物种类、土壤的渗透性、作物类别、灌溉制度、灌水和排水设施等因素有关。微咸水灌溉。污水灌溉。,26,2.2水质标准,（2）按用水方式分类4）渔业水质保证与鱼类生活有关的溶解氧和氮、磷、硅等营养物质的含量，控制有毒物质的污染，防止水体富营养化。,27,2.2水质标准,（3）水污染控制排放标准为了达到水环境质量标准，限制污水排放是主要手段。工业废水和生活污水应经过必要处理才能排入地面水体。城镇取水点的上游1000m及下游100m的范围内，不得排入工业废水和生活污水。,28,三、水功能区,根据水的自然属性，结合社会经济需求，以流域为单位，科学合理地在相应水域规划具有特定功能，满足水资源开发、利用和保护要求，并能够发挥最佳效益的区域（即水功能区）。根据水功能区划，提出近期和远期的水资源保护措施。,29,水功能区划,保护区,保留区,开发利用区,缓冲区,饮用水源区,工业用水区,农业用水区,渔业用水区,景观娱乐用水区,过渡区,排污控制区,一级区划（流域级）,二级区划（省、直辖市级）,30,3.1一级区划,全国重要江河湖泊水功能区划（2011-2030年）（1）一级区划。在宏观上调整水资源开发利用与保护关系，协调地区间用水关系，划分为4类。1）保护区：对水资源保护、自然生态系统及珍稀濒危物种保护具有重要意义的水域，水质目标为类或维持现状水质。共618个，河长3.69万公里（占总河长的20.7%)，湖库面积3.34万平方公里（占面积的77%）。2）保留区：指目前水资源开发利用程度不高、为今后水资源可持续利用而保留的水域，水质目标为类或维持现状水质。共679个，河长5.57万公里（占总河长的31.3%)，湖库面积0.27万平方公里（占总面积的6.2%）。,31,3.1一级区划,全国重要江河湖泊水功能区划（2011-2030年）（1）一级区划3）开发利用区：为满足工农业生产、城镇生活、渔业、娱乐等功能需求的水域，水质目标在二级区划中确定。4）缓冲区：为协调省际间、用水矛盾突出地区间用水关系的水域。以及在保护区与开发利用区相接时，为满足保护区水质要求而划定的水域。共458个，河长1.36万公里（占总河长的7.6%)，湖库面积0.05万平方公里（占总面积的1.1%）。,32,33,34,3.2二级区划,全国重要江河湖泊水功能区划（2011-2030年）（2）二级区划。在一级区划的开发利用区内，细化水域使用功能类型及功能排序，协调不同用水行业间关系，划分为饮用水源区、工业用水区、农业用水区、渔业用水区、景观娱乐用水区、过渡区、排污控制区7类二级水功能区，水质目标根据有关标准确定。共2738个二级水功能区，河长7.2万公里（占总河长的40.4%)，湖库面积0.68万平方公里（占总面积的15.7%)，其中农业用水区、工业用水区和饮用水源区所占比重较大。过渡区：为了使水质要求有差异的相邻功能区顺利衔接而划定的水域。排污控制区：接纳生活、生产污废水比较集中，接纳污废水对水环境无重大不利影响的区域。,35,36,四、水体纳污能力,4.1基本概念（1）水环境容量在水资源开发利用区域内，按给定的水质目标和设计水量、水质条件，水域能容纳污染物的最大量，称为水环境容量。,水环境容量,稀释容量,自净容量,37,4.1基本概念,（1）水环境容量稀释容量：污染物在水体中迁移转化的物理稀释过程；（稀释水量）自净容量：污染物在水体中迁移转化的自然净化过程；（综合衰减因素）通常，稀释容量自净容量,38,4.1基本概念,（2）水体纳污能力在给定水域的水文、水动力学条件、排污口位置及方式的情况下，满足水功能区划确定的水质标准的排污口最大排放量。（3）区域容许排污量按照水资源保护规划目标，或将水体纳污能力加乘安全系数，或根据规划区域内排污总量控制要求，在进过论证后确定的污染物排放总量控制目标。,39,4.2水体纳污能力分析,影响水体纳污能力的主要因素：（1）水质目标；（2）水体稀释自净规律；（3）水量及其时间变化规律；（4）水域的自然背景值；（5）排污口的位置和方式。,40,4.3水功能区纳污能力设计条件,（1）设计条件水功能区纳污能力计算的设计条件以计算断面的设计流量（水量）表示。一般采用最近10年最枯月平均流量，或90%保证率最枯月平均流量作为设计流量。另外还要计算90%保证率最丰月平均流量作为丰水期设计流量。,41,4.3水功能区纳污能力设计条件,（2）设计流量的计算有长系列水文资料时，采用频率计算法计算；无水文资料时，采用内插法、水量平衡法、类比法等推算设计流量。,42,4.3水功能区纳污能力设计条件,（3）断面设计流速确定有资料时，直接用公式计算其中，V为设计流速，Q为设计流量，A为过水断面面积。无资料时，用经验公式估算，也可通过实测确定，但实测流速要注意转换为设计条件下流速。,43,4.3水功能区纳污能力设计条件,（4）岸边设计流量及流速河面较宽的主要江河，污染物从岸边排放后不可能达到全断面混合，如果以全断面流量计算河段纳污能力，则与实际情况不相符合。因此，对于这些江河，应计算岸边纳污能力。因此需要计算岸边设计流量及流速。计算时，要根据河段实际情况和岸边污染带宽度，确定岸边水面宽度，以便求得岸边设计流量及其流速。,44,4.3水功能区纳污能力设计条件,（5）湖（库）的设计水量一般采用近10年最低月平均水位或90%保证率最枯月平均水位相应的蓄水量。对水库而言，也可以用死库容和水库正常水位的库容蓄水量作为设计水量。,45,4.4水体纳污能力计算,进行水体纳污能力计算，首先必须根据自然和社会环境、社会和经济发展及水资源分布规律等因素，划定水功能区，确定功能区的水质目标。其次，根据功能区的水文水资源特征，确定水文设计条件。然后，分析功能区内污染物进入区域的途径，特别是排污口的位置、排污量、污染物种类、浓度及排放规律等。最后，选择相应的水质模型进行分析计算。,46,4.4水体纳污能力计算,用水质模型计算时：正向计算法：根据规划区域的水文条件和污染源条件，计算水域污染物浓度分布规律，对照水功能区的水质目标，分析和评价区域水质状况。反向计算法：根据水功能区划确定的水质目标，运用水质模型反向推算污染物容许排放量，根据计算结果，经分析论证确定水域纳污能力。,47,4.4水体纳污能力计算,（1）水体纳污能力的基本方程W为水体纳污能力；Cn为水体要求达到的质量标准，C0为水域中污染物的自然背景值或来水中污染物浓度；X为水体上下游的距离；Q为水域的水量；U为平均流速；K为污染物衰减系数。,48,4.4水体纳污能力计算,（2）水功能区纳污能力计算方法水功能区纳污能力，指满足水功能区水质目标要求的污染物最大允许负荷量。以一般河流水功能区纳污能力计算的一维模型为例其中，C(x)为控制断面污染浓度，C0为其实断面污染浓度，k为污染物综合自净系数，x为排污口下游断面距离控制断面纵向距离，u为设计流量下岸边污染带的平均流速。,49,4.4水体纳污能力计算,（3）综合衰减系数的计算方法1）分析借用借用以前在环评、环保科研等工作中的相关资料进过分析检验后采用；无资料时，可借用水力特性、污染状况、及地理、气象条件相似的邻近河流的资料。2）经验公式法根据经验公式推求；或根据本地实际情况采用其他方法拟合得到综合衰减系数。,50,4.4水体纳污能力计算,（3）综合衰减系数的计算方法3）实测法对于河流，选取一个河道顺直、水流稳定、中间无支流汇入、无排污口的河段，分别在河段上游（A点）和下游（B点）布设采样点，监测污染物浓度值，并同时测验水文参数以确定断面平均流速。其中，K为综合衰减系数，V为断面平均流速，X为上下游断面之间的距离，CA为上端面污染物浓度；CB为下端面污染物浓度。,51,4.4水体纳污能力计算,（3）综合衰减系数的计算方法3）实测法对于湖库，选取一个排污口，在距离排污口一定距离处，分别布设2个采样点（近距离处A点，远距离处B点），监测污染物浓度值，同时监测污水排放量。,52,4.5污染物入河量估算,（1）确定水功能区对应陆域地表水水质保护是以所划分的水功能区作为基本单元，而保护的最终目的，是将水功能区的污染物消减量分解到相应的陆域污染源。水功能区对应陆域确定方法：通过污染物调查，调查和收集有关入河排污口的设置、市政排水管网的布置、企业和单位自行设置排污口的现状和规划等资料，尽可能搞清相应的陆域范围，特别是其中对水功能区水质影响大的污水排放源。,53,4.5污染物入河量估算,（2）确定现状污染物排放量和入河量数据通过调查成果来分析（3）污染物入河量估算1）入河系数水功能区对应的陆域范围内污染源所排放的污染物，仅有一部分能最终流入江河水域。则进入河流的污染物占总排污量的比例，即为污染物入河系数。,54,4.5污染物入河量估算,2）规划水平年污染物入河量根据规划水平年预测的污染物排放量和相应的入河系数，即可求得规划水平年污染物入河量。（4）必要时，可对入河污染物中的面源贡献量进行估算。,55,4.6污染物控制量与削减量,以水功能区为单元，将污染物入河量与纳污能力相比较，如果污染物入河量超过水功能区的纳污能力，需要计算入河削减量和相应的排放削减量。污染物入河控制量除以入河系数，得到功能区的排放控制量。有条件时，将排放控制量进一步分配到相应的陆域，并对应相应的污染源。,56,五、水污染防治措施及案例,5.1国外水污染防治,防洪建设,