（环境科学专业论文）青岛市崂山区海域环境容量研究.pdf

s t u d yo ne n v ir o n m e n t ai c a p a c it yinl a o s h a ns e aa r e a a b s t r a c t w i t ht h ef a s td e v e l o p m e n to fc o a s t l a n d se c o n o m ya n dt h ee x p e d i t e de x p l o i t u r e o fo c e a nr e s o u r c e s ，t h e p o l l u t i o n s t a t u so fc o a s t a la r e ai s a g g r a v a t i n ga n d e n v i r o n m e n t a lq u a l i t yi sd e c l i n i n g t h ei m p o r t a n tf a c t o r so fi n f l u e n c i n ge n v i r o n m e n t o fc o a s t a lw a t e r sa r ea q u a c u l t u r ea n da l o n g s h o r ew a s t e w a t e rd i s c h a r g e s t h ek e y q u e s t i o no fp o l l u t i o nc o n t r o li nc o a s t a la r e ai se x e c u t i n gt h ep o l l u t a n tt o t a la m o u n t c o n t r o lw h i c hi sb a s e do nt h er e s e a r c ho ft h es e aw a t e re n v i r o n m e n t a lc a p a c i t y i nt h i sp a p e r , l a o s h a ns e aa r e aw a st a k e na sa l le x a m p l e a tf i r s t ，b a s e do nt h e p o l l u t i o ns o u r c ei n v e s t i g a t i o na n dw a t e rq u a l i t ym o n i t o r i n g ，t h et i d a lm o d l ea n dt h e m a s st r a n s p o r tm o d e lo fl a o s h a ns e aa r e aw e r eb u i l t ，a n dt h e nt h er e s p o n s ec o e f f i c i e n t a n ds h a r er a t i oo fp o l l u t i o ns o u r c e sw e r ec o m p u t e d ，a tl a s t ，t h ee n v i r o n m e n t a l c a p a c i t yo fl a o s h a ns e aa r e ai n2 0 10i sc a l c u l a t e dc o n s i d e r i n gt h es e a w a t e rq u a l i t y p l a n n i n g t h er e s u l ts h o w st h a t ，t h ee n v i r o n m e n t a lc a p a c i t yo fc o d ，i n o r g a n i cn i t r o g e n ， a c t i v ep h o s p h a t ea n dm i n e r a lo i la r er e s p e c t i v e l y5 6 1 5 1 9 1 t a ，6 4 5 0 6 1 t a ，1 7 5 1 5 t a , a n d l1 4 8 ，8 1 t a , w h i c ha l lh a v er e s i d u a l c a p a c i t i e sc o m p a r e dw i t ht h ep r e d i c t e d p o l l u t i o nl o a d si n2 010 b u tt h e r ew i l lb en or e s i d u a lc a p a c i t yi no u t f a l lo f x i a o w a n g h ew a s t e w a t e rt r e a t m e n tp l a n t s ，w h o s ed e c r e a s i n gr a t e so fi n o r g a n i c n i t r o g e nw i l lb eo v e r7 0 a q u a c u l t u r ee n v i r o n m e n t a lc a p a c i t yo fl a o s h a ns e aa r e ai s a l s od i s c u s s e di nt h i sp a p e r , a n di ti se m b o d i e di na l l o w e dc u l t u r ea r e a i tw i l lp r o v i d e r e f e r e n c ef o ra r r a n g i n gc u l t u r ea r e a sr a t i o n a l l ya n dd e t e r m i n i n gc u l t u r e d e n s i t y a c c o r d i n gt o t h er e s u l to fe n v i r o n m e n t a lc a p a c i t ya n dp l a n n i n go b j e c t i v eo f i n t e g r a t e dp o l l u t i o nc o n t r o la n dt r e a t m e n ti nl a o s h a ns e aa r e a ，t h ep r e v e n t i v e t r e a t m e n t sf o rp o l l u t i o ni nl a o s h a ns e aa r e aa r ei n t r o d u c e d i ti n c l u d e sc o n t r o l l i n g l a n d p o l l u t i o ns o u r c e s ，s t r i c t l ym a n a g i n gf i s h i n gv e s s e l sa n dp o r t s ，e x t e n d i n g e c o l o g i c a l m a r i n e a q u a c u l t u r e ，a n ds t r e n g t h e n i n g t h e m a n a g e m e n t o fc o a s t a l e n g m e e n n g s t h er e s e a r c ho fe n v i r o n m e n t a lc a p a c i t yc a np r o v i d es c i e n t i f i cb a s ef o rt h et o t a l m a s sc o n t r o lo fl a o s h a ns e aa r e a w h a t sm o r e ，i th a si m p o r t a n ts i g n i f i c a n c ef o r s t r e n g t h e n i n gm a r i n e e n v i r o n m e n t a lm a n a g e m e n t ，p r o t e c t i n gm a r i n ee c o l o g i c a l e n v i r o n m e n ta n dr a t i o n a lu t i l i z a t i o no fw a t e re n v i r o n m e n t a lc a p a c i t y k e yw o r d s ：t w o dim e n sio n ai n u m e ric aim o dieo ftid aic u rr e n tt t h em a s s tr a n s p o r tm o d ei ：e n vir o n m e n t aic a p a cit y 。i il a o s h a ns e aar e a 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得 ( 注：如没有其他需要特别声明的，本栏可空) 或其他教育机构的学位或证书使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名芸虹敬聋 签字日期：砷r 年苫月f 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后 适用本授权书) 学位论文作者签名：耥耳 导师签字：寻才氆喔 签字目期：瑚8 年月日签字r 期：加3 年6 月f f 日 学位论文作者毕业后去向： i ：作雎位： 通砒地址： 电话： 邮编： 青岛市崂山区海域环境容量研究 1概述 1 1研究背景 2 1 世纪是海洋的世纪，开发海洋、利用海洋、保护海洋是可持续发展的需 要，是解决人口、资源、环境问题的重要途径。随着我国沿海经济的快速发展， 海洋资源加快开发，部分近岸海域污染程度日益加剧，整体环境质量不断下降。 2 0 0 7 年对我国海域海水水质监测结果表明：劣于国家四类水质标准的海域面积 达到2 9 万平方公里。根据“2 0 0 7 年中国海洋灾害公报”，2 0 0 7 年我国海域共 发现赤潮8 2 次，累计面积约1 1 , 6 1 0 k m 2 ，造成了严重的经济损失。 近岸海水养殖和近海排污是影响近岸海域环境的重要因素。近岸海域污染控 制的关键问题之一是实行污染排放总量控制，而研究海域水环境容量是实施入海 污染物总量控制的基础。 崂山区位于山东省青岛市，领海基线内区辖海域面积3 7 0 0 k m 2 ，海岸线长 1 0 3 7 k m ，具有丰富的海洋资源。根据( ( 2 0 0 6 年青岛市海洋环境质量公报，崂 山区近岸海域海水总体符合一类海水水质标准，属于清洁海域。但是由于陆源入 海量的增加，近岸海域水质仍然受到严重威胁。加上近岸海水养殖发展迅速，导 致来自养殖的污染源增加，从而加剧了对近岸海域水质的影响。 为保护和改善崂山区海域环境，对其环境容量进行研究、并提出合理控制总 量，对海洋环境管理具有重要的意义。 1 2目的及意义 海洋长期以来已被习惯当作天然纳污场，没有认识到海洋对污染物的净化能 力是有限的，沿海工业和生活污水一旦进入海洋，就被误解为不再存在环境问题， 或者被误解为环境问题已得到解决。7 0 年代开始，环境科学工作者开始认识到 海洋具有一定的自净能力，这种自净能力乃是一种巨大的自然资源。海洋环境保 护应在合理利用纳污水域自净能力的基础上，根据海域功能和环境目标，实行污 染物入海量的排放控制。实践证明，这是一条积极有效的控制海洋污染的途径。 研究海域水环境容量是实施入海污染物总量控制的基础，控制和减少陆源污 染是改善近岸海域环境状况的根本之策，是保护海洋生态环境的有效方法。 青岛市崂山区海域环境容量研究 本文以崂山区海域作为研究的立足点，通过对本海域环境容量的研究，得到 该海域污染物最大允许排放量，为该海域入海污染物总量控制提供科学依据，以 达到保护和进一步改善近岸海域环境的目的。 本文的研究具有以下意义： 1 将填补崂山区海域环境容量研究的空白 青岛近岸海域环境容量的研究只局限于胶州湾海域，而青岛其它海域的研究 并不多见，本文的研究将弥补这一不足，填补了崂山区海域的空白，并有利于我 国海洋环境容量研究的发展，具有重要的科学意义。 2 对合理利用海洋环境容量具有指导作用 在水污染防治工作中，往往采用人工处理和合理利用海域自净能力相结合的 技术路线，通过对该海域环境容量的研究，可以定量了解污染物所占用的环境容 量，为实施这一技术路线提供依据。 3 为环境管理部门进行客观有效的环境管理提供科学依据 海洋污染物入海总量控制的基础是海洋环境容量。海洋环境容量是实行环境 污染物排海总量控制的科学基础，也是实施海洋生态环境管理的技术支撑。本海 域环境容量的研究，为该海域入海污染物总量控制提供科学依据，更便于环境管 理部门对该海域进行客观有效的环境管理。 4 是保证实施青岛市“十一五”环保目标的需要 据青岛市“十一五”生态建设和环境保护规划，2 0 1 0 年近岸海域环境功 能区达标率为8 5 以上，2 0 2 0 年达标率为1 0 0 。对崂山区的环境容量进行计算， 得到污染物最大允许排放量，可使污染物排海总量控制在一定范围内，有效的控 制近海的污染，使其达到功能区划提出的水质目标。 1 3 研究现状 1 3 1 国内外研究现状和发展动态 6 0 年代，日本环境学界提出环境容量的概念【2 1 ，到1 9 7 5 年从定性的概念发 展到定量化研究，并提出进入某一水域环境的污染物必须限制在一定的限度内 ( 即在水域固有的自然净化能力范围内) ，对污染物排放量进行总量控制，以保护 该水域环境。这样，环境容量的研究就逐步向定量化、计量化方向发展，环境容 量的研究也就成为污染物总量控制的理论基础。 一一 青岛市；山区海域环境容量研究 近几年，国外一些学者相继开展了海洋环境容量的研究，并提出了环境容量 的预警原理( p r e c a u t i o n a r yp r i n c i p l e ) p l 。目前，欧美国家的学者较少使用环境容量 这一术语，而是用同化容量、最大容许纳污量和水体容许排污水平等概念。 m a r g e t a r 等【4 】( 1 9 8 9 ) 提出了研究南斯拉夫k a s t e l a 湾环境容量的具体方法；d u k a 等( 1 9 9 6 ) 1 5 1 利用模拟系统估算了自然水体中有机物的自净容量；e r n e s t o v a 等【6 】 ( 1 9 9 4 ) 讨论了光化学氧化活化产物对自然水体游离自由基自净过程的机理及影 响因子。 我国于2 0 世纪7 0 年代引入环境容量概念，目前我国把环境容量定义为：“一 定水体环境在规定的环境目标下所能容纳的污染物量”1 7 。8 0 年代初，我国主要 结合环境质量评价等项目进行研究，研究集中在水污染自净规律、水质模型、水 质排放标准制定的数学方法上；“六五 期间，把环境容量理论同水污染控制规 划相结合，对污染物在水体中的物理、化学行为进行了探讨；“七五”期间，水 环境容量理论转向系统化、实用化，1 9 8 5 年以来，我国一些重点城市和地区相 继将环境容量用于城市综合整治规划、水污染综合防治规划、污染物总量控制规 划以及水环境功能区划【8 】。 我国自2 0 世纪8 0 年代中期开始对中国近岸海域环境污染物自净能力和环境 容量进行研究。陈慈美等【9 1 ( 1 9 9 3 ) 研究了厦门西海域磷的环境容量；沈明球等 1 0 l ( 1 9 9 6 ) 圣t 算了石浦港重金属、油类的环境容量，并预测了- _ _ - f - j 港开发中的下洋 涂围涂、岳井洋堵港两大工程对石浦港容量的影响；张存智等【】( 1 9 9 8 ) 则基于质 量守恒原理和线性叠加原理，导出了纳污海域对污染源的响应关系，建立了海域 污染总量控制的计算模式，计算了大连湾的容许入海负荷总量，各排污口的污染 分担率和削减率；张学庆1 1 2 ( 2 0 0 3 ) 通过建立胶州湾正交曲线坐标下变动边界物质 输运模型进行胶州湾环境容量的研究；余静等【1 3 1 ( 2 0 0 5 ) t 算了宁波一舟山海域的 环境容量，采用数值模拟方法，求得各个点源的响应系数场和分担率场，根据水 质目标及现状浓度求得主要污染源和控制单元c o d 、无机氮、活性磷酸盐的环 境容量。 国家环保局“七五开始组织海洋环境污染物自净能力研究，国家海洋局 “九五”期间在大连湾、胶州湾和长江口组织实施了以中国近海环境容量计算为 目标的有关研究计划。科技部开始实施“渤海碧海行动计划”，国家基金委在 青岛市崂山区海域环境容量研究 “九五”设立了有关海洋生态环境保护的重大项目“渤海生态系统动力学与生 物资源持续利用”和“中国沿海典型养殖区有害赤潮发生动力学即防止机理研 究”，并于2 0 0 2 年启动了“渤海典型环境负荷物的迁移、转化过程及环境容量 研究”1 1 4 1 。通过这些研究，已经在环境污染物物理、化学、生物、地球化学迁移、 转化过程对环境容量的贡献等方面取得了一些有价值的成果。但是，由于海洋环 境容量研究涉及海洋科学诸多分支学科及诸多基本海洋过程，使我们目前对中国 近海海域环境污染物自净强度和环境容量了解不多，尚不能满足排海环境污染物 总量控制的要求。 “九五 攻关项目大连湾，胶州湾陆源排污入海总量控制研究【l5 】在大连 湾提出区域控制目标方法。该方法先求得各个点源的响应系数场和分担率场，以 纳污海域的水质目标为约束，求得各个点源的最大允许排放量( 环境容量) 。在胶 州湾提出了零点基线方法【1 6 】，即以1 9 9 5 年污染物入海通量为源强，运用输运一 扩散模型，通过数值模拟，求得河口区不同水质的面积，依此作为控制河口入海 污染物总量的“零点基线”。 青岛市政府于1 9 9 5 年开始实施“青岛市碧海行动计划”，其中对青岛沿岸 的营养盐和重金属的排海总量提出了具体的削减总量要求。同时人们愈来愈认识 到，海洋环境容量是建立陆源污染物排海总量控制方法，以及进而制定削减方案 的必要科学基础和技术支撑。目前青岛近海的环境容量的计算只局限于胶州湾海 域，张学庆【1 2 1 ( 2 0 0 3 ) 通过建立胶州湾正交曲线坐标下变动边界物质输运模型进行 胶州湾环境容量的研究。葛吲1 7 1 ( 2 0 0 3 ) 通过建立胶州湾氮、磷营养盐循环收支动 力学模型，计算了胶州湾氮、磷营养盐的环境容量、自净容量以及剩余环境容量。 李克强【1 8 j ( 2 0 0 4 ) 在应用环境污染物在多介质环境中分布模型的一般原理基础上 建立了胶州湾石油烃污染物环境容量计算方法，并根据胶州湾石油烃污染物环境 容量模型对胶州湾石油烃污染物环境容量进行了计算。 1 3 2 崂山区海域环境容量的研究现状 目前，对整个崂山区海域环境容量的研究鲜有报道，只有崂山区部分近岸海 域环境容量的研究。徐艳东【2 2 】等( 2 0 0 6 ) 对青岛奥运水域主要污染物的环境容量作 了预测；陈莉莉1 2 3 ( 2 0 0 5 ) 应用氮、磷营养盐循环收支动力学模型估算了青岛奥运 帆船赛场海域海水中溶解无机态氮、磷营养盐在不同的国家海水水质标准下该海 青岛市崂山区海域环境容量研究 域的环境容量。 1 4 本文研究内容 本文以崂山海域潮流数值模型和物质输运模型为基础，建立了该海域污染物 排放量与海域水质之间的响应关系，计算了崂山海域的环境容量。本文分7 章， 具体研究内容如下： 1 概述 介绍了本文的研究背景、目的及意义，综述国内外的研究现状和发展动态。 2 海洋环境容量基础理论及研究方法 介绍本研究相关的的基本理论以及本文所应用的环境容量研究方法。 3 崂山区海域环境概况 介绍研究区域的自然、社会经济环境概况，通过对崂山海域陆源污染排放及 养殖污染排放的调查以及对海洋水质的调查与评价得出环境质量状况以及主要 环境问题，为环境容量的计算提供背景资料和依据。 4 崂山海域海洋环境动力学模型 首先建立研究海域的二维潮流数值模型，在此基础上建立平流扩散输运 模型，对研究海域入海点源形成的现状污染物浓度分布以及规划年( 2 0 1 0 年) 污染 物浓度分布进行模拟，对养殖污染的环境影响进行预测，并得到该海域污染物排 放量与海域水质之间的响应关系。 5 崂山区海域环境容量 根据第4 章得到的污染物水质响应关系，对崂山区海域主要入海污染源 的环境容量及养殖污染源的环境容量进行计算。在本研究中，将污染物作为保守 性物质进行研究，不去探讨其在自然环境中的形态转化。 6 崂山区海域污染综合防治对策 根据计算得到的环境容量，结合崂山区海域污染综合防治规划目标，提出具 体管理对策和建议。 7 结论与展望 最后总结本文的主要研究结果和结论，并提出尚需继续研究的一些问题。 青岛市崂山区海域环境容量五j f 究 2 海洋环境容量基础理论及研究方法 2 1水环境容量基本概念 2 1 1 水环境容量的定义 水环境容量定义为：一定水体在规定环境目标下所能容纳污染物的量。容量 大小与水体特征、水质目标和污染物特性有关。 1 水体特征与水环境容量 水体特征包含一系列的自然参数如：几何参数( 海域形态、大小) 、水文参数 ( 流速、水温等) 、水体的物理自净( 挥发、稀释、扩散、输运、沉降等) 以及化学 自净、生物降解等。上述自然参数决定着水体对污染物的扩散输运能力和自净能 力，从而决定着水环境容量的大小。 2 。水质目标与水环境容量 水体对污染物的纳污能力，是相对于水体满足一定的用途和功能而言的。水 的用途不同，水体允许容纳的污染物量( 即水环境容量) 也不同。 3 污染物特性与水环境容量 水体对不同污染物的自净能力不同，不同污染物对水生生物的毒性作用及对 人体健康的影响程度不同，允许存在于水体中的污染物量也不同。因此，对于不 同的污染物有不同的环境容量。 2 1 2 管理环境容量与可分配环境容量 1 管理环境容量 以污染物在水体中所执行的环境标准值为水质目标，则水体的允许纳污量称 为管理环境容量。 管理环境容量反映以满足人为规定的水质标准值为约束条件，它不仅与自然 属性有关，而且与技术上能达到的治理水平及经济上能承受的支付能力有关。 2 可分配环境容量 在自然水体中，点污染源、面污染源、自然背景值都对水体的总污染负荷有 所“贡献”，都要占用相应的环境容量。 自然背景值一般足无法改变的，非人为所能控制，因而其所占用的环境容量 也就不可再分配使舛j 。面污染源目前要改变往往需要很大的财力和很长的时间， 6 青岛市崂山区海域环境容量聊f 究 因而其所占用的环境容量实际上大部分也是难以再分配使用的。点污染源也不是 全部都能控制改变的。因而实际可控制的污染物主要是点污染源中的工业污染源 和部分生活污染源。 当不可控污染物所占用的环境容量小于管理环境容量，其差值即为可分配环 境容量，还可再分配使用。若大于管理环境容量，表示可控污染物全部削减，也 满足不了水质标准，需采取工程措施加大管理环境容量，或降低功能要求。 2 1 3 污染物性质与环境容量 1 耗氧有机物( 或可降解有机物) 耗氧有机物系指能被水中的氧、氧化剂或微生物氧化分解成简单的无毒物质 的那些有机物，即比较容易被水体自净同化的有机物。这些有机物有较大的水环 境容量。通常所说的水环境容量，主要指的就是这一部分容量。 2 有毒有机物( 或难降解有机物) 这类有机物系指人工合成的毒性大、难降解有机物，其特点是同化容量甚微， 一般只考虑稀释作用形成的水体稀释容量。这类污染物主要应施行清洁生产工 艺，争取做到零排放，开发利用水体环境容量时应慎之又慎。 3 重金属 重金属可以被水体稀释到阂值以下，从这个角度讲，重金属有环境容量。但 重金属是保守性污染物，只存在形态变化与相的转移，不能被分解，重金属没有 同化容量。重金属环境容量的开发利用更要慎之又慎。 研究水环境容量，是为实施在水污染防治工作中采用人工处理和合理利用海 域自净能力相结合的技术路线提供依据。 2 1 4 海洋环境容量的概念 海洋环境容量问题属于海洋环境科学中的基础理论问题。g e s a m p ( 联合国 海洋污染专家小组) 认为“环境容量是环境的特性，在不造成环境不可承受的影 响的前提下，环境所能容纳某物质的能力”。这个概念包括三层意思： 1 污染物在海洋环境中存在，只要不超过一定的阈值，就不会对海洋环境造 成影响： 2 在不影响生态系统特定功能的前提下，任何环境都有有限的容量容纳污染 物； 一7 一 青岛市崂山区海域环境容量研究 3 环境容量可以定量化。 海洋环境容量对制定近岸海域环境规划、实施污染物排海总量控制规划等有 着重要的科学意义。海洋环境容量的大小与海域特征、海水水质目标及污染物特 性有关。海域特征是指海域范围、海底地形、海流、海水的物理化学性质及水生 生物状况等，它决定着海域对污染物扩散、稀释能力和自净能力；海水水质目标 是指海域所能满足的环境功能指标，它包括渔业用水功能、工业用水功能、旅游 娱乐功能、航运功能等；污染物特性是指海域污染物种类及其稳定性能。 需要强调的是：“海洋环境容量”概念在使用中，应注意到其特殊性。其一 是水体的空间无限性，计算域中总会有开边界的存在，所谓“海洋环境容量 只 能是在所指定的海域范围内的环境容量。其二是时间上的变化，海洋的水交换性 随时间在变化，海洋环境容量问题，实际上是一个动态过程中的量。本论文的海 洋环境容量是指在近岸海域内的平均，并非抽象概念。 2 2 环境容量的计算方法 本研究将c o d 、氮、磷和石油类都视作保守物质，只考虑物理过程，即平 流一扩散过程，其浓度可利用线性叠加原理计算。本文将优化的思想引入到环境 容量的计算，选定水质控制点，以水质控制点的污染物浓度不超过其各自对应的 环境标准为前提，使各排污口的污染物排放量之和最大，该最大值即为研究海域 的环境容量，则优化模型即为一线性规划问题： 目标函数：m a xp = 约束条件： z o i ( x 。，y 。) 只q ，k = 1 ，刀；暑 0 式中：( 以，y 。) i 点源在k 点的响应系数； i 点源允许排放量； p 所有点源允许排放量之和( 最大允许排放量) ； 刀浓度控制点数目； m 规划的入海污染源数目； g 足点允许浓度值。 一8 一 青岛市崂山区海域叫：境容量m 究 对建立的优化模型用单纯形解法求解环境容量。 设必= p o ，一只( 昂，为i 点源的现状排放量) ，表示第i 个污染源现状排放量和 允许排放量之差。若必 o ，应削减，削减量为嵋，比值必r ，为削减率：若 a p , 0 ，应削减，削减量为q ，比值q q 则为削减率； q 0 ，尚有余量；q = 0 ，已无余量。 青岛市i c ；山区海域列、境容量伽究 2 4 控制点的选择 水质控制点是指控制海域水质的标识点。为了描述一个海域的水质状况，一 般采用一个或多个水质控制点的水质状况来表示。水质控制点水质好，表示该海 域的水质好；反之，表示该海域的水质差。 控制点的选取要遵循一定的科学原则： 1 代表性原则 水质控制点的水质要基本上代表和反映研究控制海域的水质，这一原则是水 质控制点选择的最基本要求。 2 易测性原则 选择的水质控制点的水质容易采样测定，并且具有现状的水质数据。 3 边界性原则 优先在控制区边界，污染源影响边界，特别是环境功能区边界上寻求水质控 制点，并且水质控制点的水质以高功能区水质来确定。 4 有限性原则 一般来说，选择较多的水质控制点能更好和准确地反映海域的水质状况。但 是，水质控制点选择的越多，现状监测的费用和规划的工作量不但要成倍增加， 而且往往也没有必要。因此，在基本反映海域水质的情况下，不要过多的选择水 质控制点的数量。 青岛市崂山区海域环境容量研究 3 崂山区海域环境概况 3 1 自然环境概况 3 1 1 地理位置 崂山区属青岛市的一个行政区，位于胶东半岛南部，地处青岛市东翼，其东、 南濒临黄海，西与青岛市中心相邻，北靠李沧区及即墨市( 见图3 1 ) ，其地理坐 标为东经1 2 0 。2 27 1 2 0 。4 37 ，北纬3 6 。0 37 3 6 。2 37 ，总面积3 8 9 3 4 k i n 2 。海岸线 长1 0 3 7 k m ，领海基线内区辖海域面积3 7 0 0 k m 2 。 图3 - 1崂山区地理位置图 3 1 2 地质地貌 崂l i l 区属胶东半岛匠陵区，全区地势东高西低，由东向两依此形成低山、丘 陵、平地3 个地貌类型。崂山主峰崂顶海拔1 1 3 2 7 m ，矗立在区内东部。 1 地质 崂山主体由花岗岩体构成，沉积地层仅零星出露在周边地区，主要地层有元 界胶南群、中生界侏罗纪上统莱阳组、中生界白垩系下组青山组和第四系全新统。 崂【j l 仡岗岩节理特别发育，主要有北东向、北西向垂直节理和水平节理，对微地 貌彤j j 览彳j 荸蔓芝揣j 带l j 作用。 青岛市崂山区海域环境容量硼f 究 崂山大地构造上位于中朝古陆胶辽地盾南部，属新华夏系第二隆起带。山区 地质构造属断块隆起，中生代构造线大致以北及北东向的大断裂特别发育，其次 为北西向，属压性及压扭性断裂，是中国华夏东部华夏系的一部分。 2 地貌 崂山区地貌按成因类型，可分为侵蚀类地貌、剥蚀类地貌和堆积类地貌，三 者呈阶梯下降，中低山一丘陵一平原。因侵蚀切割作用，山脉以崂顶为中心，向 四方延伸，尤以西北、西南两个方向延伸较长，形成了巨峰、三标山、石门山和 午山四条支脉。西部峰谷平缓，沟壑曲折：东部山势险峻，峭拔雄伟。余脉北至 即墨市东部，西抵胶州湾畔；向西南延伸，与胶南山群相接，形成了市区跌宕起 伏的丘陵地形和十余个景色秀丽的山头。 崂山岩石微地貌是构成旅游景观的重要组成部分，主要类型有峰丛、孤峰、 石崮、岩屑坡、球状风化石、岩石流、岩穴、山间夹石和海蚀地貌，这些微地貌 构成各种象形石及美丽壮观的陡崖。 3 1 3 气候 崂山区属中纬度北温带海洋季风型大陆性气候，四季变化和季风进退都较明 显，具有雨水丰富，年温适中，冬无严寒，夏无酷暑，气候温和的特点。年平均 气温1 1 9 ，极端最高气温3 6 9 ，极端最低气温一2 0 5 ，年有效积温 3 8 0 0 - - 4 1 0 0 ( 2 ，年平均降水量8 0 0 1 0 0 0 m m ，年平均相对湿度7 6 ，无霜期1 8 0 - 2 2 0 天。由于受海洋的调节作用，又表现出春冷、夏凉、冬温、昼夜温差小，无霜期 长和湿度大等特点，属半湿润气候。崂山因受海洋的影响，加之地形复杂，东部 山区降水较多，空气湿润，小气候区明显，太清宫附近被誉为“小江南”；巨峰 北侧九水一带，冬季平均气温到零度以下，则名为“小关东”；中部低山、丘陵 区降水适中，形成半湿润温和区。 3 1 4 水文 崂山水资源主要来源于大气降水，年际变化大；年内分配不均匀，集中在 6 8 月汛期；各流域分布也不均匀，多年平均天然径流量从东南向西北递减。 崂山水资源总量1 6 6 4 亿立方米，地表水资源总量1 5 9 7 亿立方米，地下水资 源量0 4 4 3 亿立方米，重复计算量0 3 7 6 亿立方米。崂山区的河流多为季节性 河流。 一1 3 一 青岛市崂山区海域环境容量研究 1 河流 崂山区主要有1 6 条河流，均由崂顶呈放射状扩展分布，其特点是河短、坡 陡、流急、直流入海，流量季节性变化大，属季节性河流，受干旱影响，每年除 雨季外，常年呈断流状况。 白沙河为崂山区境内最大的河流，发源于崂顶之阴的天乙泉，于女姑山北入 胶州湾，全长1 7 k i n ，河床宽度上游为5 0 - 1 0 0 m ，流域面积2 1 5 k m 2 。白沙河上游 常年流水，中、下游冬春无水，结冰期约6 0 天。1 9 5 8 年在夏庄村以东的张普山 和北岸的小风口之间筑坝腰截白沙河，建成崂山水库，蓄水量达5 6 0 1 万立方米， 供青岛市用水。1 9 6 7 年又在此河发源地以下6 k m 处的河床上建三水水库。 张村河为崂山境内第二条大河，发源于北宅街道办事处雾露顶山南诸洞，在 崂山境内约长1 6 5 k m ，流域面积7 0 k m 2 ，流经洪园、龙口、牟家、张村、下庄、 中韩、河东等自然村，在阎家山村东与李村河汇合，最终注入胶州湾，流域内山 丘区占4 1 ，平原区占5 9 。张村河径流季节变化非常明显，汛期河道暴涨暴 落，枯水期径流很小，甚至断流。 2 水库、塘坝 崂山区共有小型水库3 1 座，总库容1 9 6 6 万立方米，塘坝1 5 3 座，总库容 2 2 6 万立方米。均分布在山地丘陵的山谷之间，拦截上游河流及积蓄山区汛期的 降水，水质良好。大河东、大石村、流清河、晓望、泉心河等5 座小型水库是李 村、沙子口、王哥庄等街道办事处生活、工业和地方驻军主要供水水源。另外， 区域内有崂山水库1 座，总库容5 6 0 1 万立方米，为青岛市城区主要供水水源之 一o 3 水文地质特征 崂山区地处沿海，无外来客水汇入，因此地下水自成一个闭合流域，其储水 量的丰欠变化完全受大气降水的影响。区内浅层地下水的总流向与地表水一致， 主要接受大气降水补给浅层循环、短途排泄。 由于各区域地形、水文地质条件不同，区内地下水类型基岩裂隙水与第四系 孔隙水，大都属于浅层水或浅层微承压水。从大范围考察，本区裂隙水多为风化 裂隙水，大多分布地面标高2 0 0 m 以下，富水性较差，目前，多以矿泉水资源开 采：第四系孔隙水富水带分布于河流两岸阶地冲洪积层内，含水层发育，含水丰 青岛市崂山区海域环境容量彬 究 富，水质良好，开采方便。按规模依次为：张村河流域、土寨河流域、王哥庄河 流域、汉河流域、崂山水库上游区域、大河东、浮山前。 4 海域 崂山区海岸线长1 0 3 7 k m ，北起王哥庄的秦家土寨河口，西到崂山区与市 区分界线( 原青岛渔轮修造厂西嘴界桩) ，沿海有文武港、大江口湾、青山湾、 太清宫湾、流清河湾、沙子口湾、麦岛湾等2 5 处港湾；长门岩、大福岛、大公 岛等1 6 个岛群，2 4 个岛屿。区辖海域面积约3 7 0 0 k m 2 ，几乎是陆地面积的1 0 倍。 崂山海域属正规半日潮类型，每个太阴日( 2 4 小时4 8 分) 有2 次高潮和2 次 低潮。崂山周围海域面积大，地质地貌复杂，又受季风影响，虽属正规半日潮类 型，但潮汐现象所致之潮流，因区域地貌的差异而有所不同。 3 2 社会经济概况 3 2 1 行政区划和人口 1 9 9 4 年4 月，青岛市市区行政区划作重大调整，设立新崂山区，实行园区 合一的管理体制，辖中韩镇、沙子口镇、北宅镇、王哥庄镇。1 9 9 8 年5 月撤镇 设街道办事处，至2 0 0 5 年底，辖中韩、沙子口、王哥庄、北宅4 个街道办事处， 共有1 4 6 个社区。 2 0 0 5 年末，崂山区常住人口约3 2 5 万人，户籍人口2 1 4 6 万人。区内中国 海洋大学、青岛大学和青岛科技大学等高校在校生规模达到3 5 万人，初步形成 了人力资源开发与社会经济发展同步推进的良好局面。 3 2 2 社会经济主要指标 近几年来崂山区国民经济保持较快的发展速度，人均国内生产总值处于较高 水平，走在了青岛市和山东省的前列。2 0 0 5 年，崂山区国内生产总值达到1 9 8 9 8 亿元，比2 0 0 4 年增长1 7 6 。其中第一产业增加值5 4 8 亿元，增长4 1 ；第二 产业增加值1 3 3 7 0 亿元，增长1 6 4 ；第三产业增加值5 7 8 0 亿元，增长2 2 6 。 2 0 0 5 年人均国内生产总值为6 万元( 按常住人口计算) 。产业结构更加合理。2 0 0 5 年，三大产业比例为2 8 ：6 7 9 ：2 9 3 ，第三产业增长较快。 青岛市崂山区海域环境容量研究 3 2 3 海洋经济发展现状 1 滨海旅游业 崂山旅游以滨海风光、崂山风景、历史文化为主体，以黄金海岸旅游线、崂 山国家风景名胜区和海滨度假旅游为特色，是青岛构筑大旅游格局的独具增长活 力的现代旅游中心，具有发展旅游业和现代服务业得天独厚的资源和地缘优势。 崂山区已发展成为旅游环境优美舒适、基础设施配套完善、旅游产品独具特色、 产业带动作用突出、管理服务高效文明，集观光、度假、商务、会展、文化、体 育于一体的国内外著名海滨旅游城区。2 0 0 5 年共接待游客4 8 6 万人次，实现旅 游总收入1 8 3 亿元，同比增长2 9 。 2 港口与临港产业 由于崂山区所处的特殊地理区位，其沿海岸线港口主要以旅游交通码头、渔 业码头为主。其中，规模较大的有国家海洋局北海分局南姜科考基地和沙子口渔 港，但其临港产业群还未形成规模。随着北海分局南姜科考基地和沙子口中心渔 港的建设，将逐步形成以沙子口为中心，集港口、海洋科教服务、海洋文化博览、 水产品加工与贸易、休闲娱乐和生活服务为一体的产业集群。 3 海洋药物与生物制品产业 崂山区海洋药物与生物制品产业的主导产品是生物制药、海洋保健药品。经 过多年的培育，加以较好的科技资源支撑、加快完善的生物研发创新体系和不断 聚集的产业大项目，已集聚了健特生物、黄海制药、华仁药业、海尔药业、兰太 药业等5 0 余家海洋生物相关企业，年总产值约4 5 7 亿元。海洋生物产业集聚初 具规模，显示了良好的发展前景。 4 海洋渔业 崂山区传统的粗放型养殖方式已逐渐退出，主要以发展都市渔业为方向，积 极发展生态型、观光型渔业和集约化高效渔业。近几年崂山区产品比较优势，加 大渔业结构调整力度，不断优化品种和品质结构，大力发展外向型渔业，扩大水 产品加工出口。2 0 0 5 年，崂山区着重引进了美国硬壳蛤、日本真海鞘、红鳍东 方豚等新品种，目前养殖品种已有1 0 余种；新引进了深海抗风浪网箱养殖方法、 底播养殖、海上筏式养殖等，养殖品种和养殖模式的多样化、精品化，非常适合 崂l l j 区情，为渔业增效和渔民创收创造了良好条件。全年累计完成水产品总产量 青岛市崂山区海域环境容量研究 9 1 2 0 0 t ，完成渔业增加值4 7 2 1 5 万元，水产养殖面积2 9 0 1 0 亩。 5 海水综合利用产业 青岛市作为全国海水利用示范城市，海水综合利用发展较快。2 0 0 5 年，全 市海水直接利用产值1 5 5 亿元，海水淡化设备1 - 3 4 亿元，海水综合利用产业年 产值2 8 9 亿元，增长了3 5 6 8 。崂山区作为淡水资源紧缺城区，发展海水淡化 产业己迫在眉睫，“十一五 期间，随着青岛海水综合利用产业的发展，崂山区 的海水淡化产业也将实现跨越式发展。 3 3 环境现状调查 3 3 1 入海污染源调查 1 入海污染源 2 0 0 5 年，崂山区废水排放量为1 0 6 9 3 万吨，其中工业废水排放量为3 2 2 0 万吨，工业废水排放量较大的依次集中在中韩、沙子口街道区域，占全区总量的 8 3 6 8 ，见表3 1 。 表3 - 12 0 0 5 年崂山区工业废水区域分布状况 区域 废水排放量( 万吨) 占排放量比例( ) 中韩街道办事处 1 3 6 24 4 3 0 沙子口街道办事处 1 2 6 83 9 3 8 王哥庄街道办事处 4 3 61 3 5 4 北宅街道办事处 1 5 44 7 8 合计 3 2 2 01 0 0 0 0 按行业统计，啤酒饮料制造业、电子电气制造业、有机化学制造业、食 品加工业是全区的主要排污行业，其工业废水排放量占全区的8 3 1 4 ，见表 3 2 。 由表3 2 可见：崂山区工业废水排放行业相对集中，啤酒饮料制造业、电子 电气制造业、有机化学制造业、食品加工业及蒸汽、热水生产和供应业，5 个行 业废水排放量占总排放量的9 7 7 ，是崂山区工业废水排放的主要行业。 青岛市崂山区海域环境容量研究 表3 - 22 0 0 5 年崂山区工业废水行业分布状况 废水排放量占工业废水排放总量的比例 行业 ( 万吨)( ) 啤酒饮料制造业1 1 2 33 4 9 电子电气制造业 1 0 8 23 3 6 有机化学制造业 6 7 32 0 9 食品加工业 1 6 45 1 蒸汽、热水生产和供应业 1 0 33 2 合计3 1 4 59 7 7 随着企业清洁生产水平的提高和废水处理设施的完善，2 0 0 5 年崂山区工业 废水处理达标量为3 1 8 1 万吨，达标排放率为9 8 8 ，工业废水经预处理达到排 放标准后排入市政管网。以金家岭为界，主城区南部的污水经黄玉山污水提升泵 站提升后送至麦岛污水处理厂进行处理，处理后的污水排入黄海；主城区北部属 青岛市李村河污水处理厂汇水系统，污水经张村河截污干管汇集输送到李村河截 污管道进入污水处理厂。沙子口片区在沙子口大街有雨污水分流管道，并有污水 提升泵站l 处，目前建有姜哥庄污水处理厂：王哥庄街道办、仰口片区为雨污合 流，基本没有雨水、污水管道，也没有任何污水处理设施。随着沿海截污工程的 不断建设，崂山区沿海一线的生活污水逐渐进入管网，尤其是麦岛至石老人段， 随着整村改造、迁移，大大减少了生活污水直接排海排放量。崂山区的入海河流 均为季节性河流，常年呈断流状态。加之缺乏无组织排放的污水排海口相关资料， 因此，本文考虑的崂山区海域的入海点源主要是城市污水处理厂排放口( 见图 3 - 2 ) 。 此外，崂山区海洋资源条件优越，是青岛市重要的海水养殖基地，养殖产业 规模不断扩大，养殖方式也由半集约化向高度集约化发展，养殖的自身污染问题 日益突出。养殖污染物的排放、沉积引起水体富营养化，造成水质恶化，甚至诱 发赤潮，导致鱼虾