（环境工程专业论文）鄱阳湖南昌湖区水污染控制规划研究.pdf

摘要 摘要 水污染是我国面临的重犬环境问题之一，不仅影响生态环境，也在某种程度 上制约社会经济的发震。因此，加强对零污染的防治，具有重要靛社会、经济与 环境意义。水污染防治规划避水污染防治工作的先导，是实施环境建设尚目标管 理酶基本依据。帮辩潮南墨滋送霞予鄱麓潮主濒送南部，该隶域静东污染控翻是 鄱阳湖区水污染防治的一个重要组成豁分。本文以鄱阳湖南爵潮区水污染防治为 研究对象，运羯数学模型定量与定性檑结合的方法，对群阳溯南昌湖区水污染控 制规划进行了系统深入研究。 本文阐述麴内容主要有：第一，提滋了水污染控制规鲻的基本概念、三个重 要的理论基础以及评估模型；第二，在对都阳湖南昌湖区目前重点污染源调查的 基础主，根据帮鬻湖水环境存在酶阂题，选取c o d 和氦氯作梵主要指轹对求环境 质量现状进行评价；第三，应用弹性系数法对鄱阳湖南昌潮区2 0 1 0 年的工业与 生活废水及污染耪摊放量进行预测：第露，对鄱鬻湖南昌潮区2 0 1 0 年的求质进 行预测；第五，对赣江南支的水环境察量进行计算。最后，论文根据水质预测结 巢期求环境容量，结合南昌市的实际情况，提出了承污染控翻方案。 关键词；都阑潮南蔷瀚区；环境；永污染：控制规划 娃 a b s t r a c t a bs t r a c t t h ew a t e rp o l l u t i o ni so n eo ft h eg r e a te n v i r o n m e n t a lp r o b l e m si nc h i n a i tn o t o n l yi n f l u e n c e st h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n t ，b u ta l s or e s t r i c t st h ed e v e l o p m e n to fs o c i a l e c o n o m yi n s o m ed e g r e e s s oi ti ss o c i a l l y , e c o n o m i c a l l ya n de n v i r o n m e n t a l l y m e a n i n g f u lt oc o n t r o lw a t e rp o l l u t i o n t h ep l a n n i n go f w a t e rp o l l u t i o nc o n t r o lf o r m sa b a s i sf o rw a t e rp o l l u t i o n p r e v e n t i o n , a n d i t sa l s ot h eb a s i st o i m p l e m e n t o b j e c t o r i e n t e de n v i r o n m e n t a lm a n a g e m e n t t h i sp a p e rs t u d i e st h ep r e v e n t i o na n d c o n t r o lo fw a t e rp o l l u t i o ni nn a n c h a n ga r e ao ft h ep o y a n gl a k e ，t h r o u g ht h em e t h o d o fc o m b i n i n gt h em a t h e m a t i c sm o d e lw i t hm o n i t o r i n gd a t a , w h i c ha i m st og i v ea s y s t e m a t i cs t u d yo nc o n t r o la n dp l a n n i n go fw a t e rp o l l u t i o ni nn a n c h a n ga r e ao ft h e p o y a n gl a k e t h ec o n t e n t so ft h et h e s i si n c l u d e ：f i r s t l y , t h ec o n c e p t i o no ft h ep l a n n i n go fw a t e r p o l l u t i o nc o n t r o l ，t h r e ei m p o r t a n tt h e o r i e sa n da s s e s s m e n tf o r m u l aw a si n t r o d u c e d s e c o n d l y , b a s e do i li n v e s t i g a t i o no ft h ei m p o r t a n tp o l l u t i o ns o u r c e s ，a n dt h ei m p o r t a n t w a t e re n v i r o n m e n t a lp r o b l e m ，t h et h e s i ss e l e c t st h ec o da n dn h 3 - na st h em a i n a s s e s s m e n ti n d e xt oa s s e s st h ew a t e rq u a l i t yo ft h ec o n c e m e dw a t e rb o d y , n a n c h a n g a r e ao ft h ep o y a n gl a k e t h i r d l y , t h ed i s c h a r g eq u a n t i t yo fb o t i lt h ei n d u s t r i a lw a s t e w a t e ra n dt h es w a g ew a t e rf r o mn a n c h a n ga r e aw a t e r s h e da n dt h el o a do fp o l l u t a n t si n t h ec o n c e r n e da r e ai n2 010w a sp r e d i c t e d f o u r t h l y , t h ew a t e rq u a l i t yo ft h en a n c h a n g a r e ao ft h ep o y a n gl a k ei n2 010w a sp r e d i c t e d f i f t h , t h ew a t e rp o l l u t a n t c a r r y i n g c a p a b i l i t yi nt h es o u t h e r nb r a n c ho fg a n j i a n gr i v ew a sc a l c u l a t e d f i n a l l y , t h i sp a p e r e s t a b l i s h e st w o - d i m e n s i o nw a t e rq u a l i t ym o d e lt op r e d i c tw a t e rq u a l i t y t h ew a t e r p o l l u t a n t c a r r y i n gc a p a c i t yi nt h i sa r e aw a ss i m u l a t ，e d w a t e re n v i r o n m e n t a lp l a n n i n g w i t hr e f e r e n c et or e s u l t so fw a t e rq u a l i t yf o r e c a s ta n dw a t e re n v i r o n m e n t a lc a p a c i t y w a sp r o p o s e d k e yw o r d s ：n a n c h a n ga r e ao ft h ep o y a n gl a k e ；e n v i r o n m e n t ；w a t e rp o l l u t i o n ；t h e p l a n n i n go fw a t e r p o l l u t i o nc o n t r o l 1 1 1 学位论文独创性声明 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，论文中不包含其他入已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得直昌太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。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( 手写) ：劫互纪签字日期：刃够年参月胗日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解壶昌丕堂有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留弗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。本人授权直基太堂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、汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究 所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向 社会公众提供信息服务。 + ( 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：蝣土红 签字目期：湖g 年多月陪日 导师签名： 签字目期：2 - # o 孥年多胃僭目 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 水污染控制规划的发展 随着我国经济社会的发展和城市化进程的加快，水资源短缺与浪费，水污 染日益严重的状况已成为制约国民经济可持续发展和影响人民健康的重要因 素。在因水资源短缺造成众多地区间争水、城乡争水、工农业争水、超采地下 水和挤占生态用水等问题的同时，日趋严重的水污染问题未能得到有效遏制， 生态环境日益恶化。据统计我国8 0 以上的污水未经有效处理就直接排入水 体，已造成1 3 以上的河段受到污染，9 0 以上的城市水域严重污染，近5 0 的重点城镇水源不符合饮用水标准。 为了消除污染，保护环境，人们潜心研究各种污染治理技术，投入了大量 的物力和财力，大规划建设污水处理厂，为水污染控制作出了贡献。但是，随 着水污染控制工程向深度和广度的发展。人们为克服污染所必须支付的代价越 来越大。近百年的污水处理实践表明，处理技术的处理和改进，并没有为污水 处理带来明显的经济效果，污水处理的费用逐年激增。但由于系统分析技术的 发展，为水污染控制系统的规划、管理开辟了广阔的前景。自1 9 9 3 年斯德哥 尔摩世界环境大会以来，中国政府全面地、系统地推进环境保护工作，水资源 利用和水污染控制是其中的一个重要议题。中国先后制定和颁布了“中华人民 共和国水法”、“水污染防治法等法律、法规和政策。制定和颁布了地面水环 境质量标准和水污染物排放标准等国家环境标准。在国家和地方各级政府的管 理下，水污染防治工作全面展开，1 9 9 6 年4 月，八届人大审议通过了新的中 华人民共和国水污染防治法，确定了水污染控制规划的地位与作用，并将其 提高到了立法的高度。水污染控制规划成为了城市规划的重要组成部分，并将 从合理利用水资源、保护水环境的角度对城市的工业布局、功能分区、污水厂 选址等提出建设性意见，它与城市规划的相互协调必将有利于提高城市规划的 第1 章绪论 可操作性。 人类对水环境问题的认识，经历了曲折的道路，付出过昂贵的代价。从工 业革命时代的不治理污染，到2 0 世纪钓年代以前的排出懿治理，再到现在 的流域水污染控制规划，体现出了人类对水环境问题认识的不断深入。而可持 续发展愚想的提出，更使人类反恶了叁己好发资源、改造自然的行为。都阳 湖是我国第一大淡水湖，最然水质污染不严重，但发展趋势并不乐观。鄱阳湖 是重要麴渔业区，有国家宣然保护区和省级保护区，对鄱鬻潮进行永污染控制 规划的研究是鄱阳湖保护的重要内容之一。 。2 水污染控制规划概述 1 2 1 基本概念 水污染控制规划是2 0 世纪年代以后，随着系统工程方法和计算机技术 的发展而提出的新课题。是在污染源调查和水质现状评价的基础上，依照国家 或城市对相应水体功能的环境质量要求，建立相应的数学模型，计算磁永体中 各污染物的最大允许排放量( 即水环境容量) ，然后根据规划水平年的预测的污 染负衙计算出污染物削减量，以使水域功能满足所要求的环境质量标准。水污 染控制规划是一个多变量、多目标、多层次的复杂系统，是协调环境、社会和 经济所构成的复杂系统的一种寻优过程。必须用全面的、相互联系的和发展 的观点对这一系统进行定量化的研究，通过不断的“分析综合分析” 过程，才能找到一个最饿的污染控制方案，从而达到预期的社会效果。 水污染控制规划工作不仅是一项巨大的系统土程，也是一个涉及社会、经 济、体制的复杂的社会问题。首先需要有一个水污染控制的系统规划，规划是 一切工作的先导，是龙头。其次，在市场经济体制下，水是一种商品，其保护 和开发需要巨额投入，成按市场需求和资源成本对其按质论价，实现水的市场 化。按水的开发剩用和利用属性，水的消费使用者所支付的价格应包括水资源 费、水的保护费用、开发费用和排水的净化、再生费用。最后是资金筹集问题， 水污染控制系统规划最终要落实到具体的篱理措施和工程措施，需要大量的投 第l 章绪论 资，估计到2 0 1 0 年水工业方面的投资要达到2 0 0 0 亿元，其中排水方面的投资 至少也得1 0 0 0 亿元左右。因此，要有强大的财政支持才能得以实施。而这样 大的投资，在资金的筹集上需要相当长的时间。因此，水污染控制的实现是需 要作长期的安排。 1 2 2 水污染控制规划的层次 从水污染控制的范围和内容来看，水污染控制规划( 以水质控制为目标， 主要适用于丰水地区) 和水资源保护规划( 以水质保护和水量合理利用为目标， 尤其适用于缺水地区) 可以区分为各种不同层次的互有关联的规划问题。上一 层规划所涉及的问题为下一层规划规定了原则、限制条件和要求。具体的层次 划分如下： ( 1 ) 全国的水污染控制规划。在国情和技术经济实力分析的基础上，在 全国范围内对水污染控制作出全面的、系统的计划和安排。全国水污染控制规 划是一切工作的先导，是龙头。总体规划要有一明确的目标，要有一切实可行 的措施和各方面的配合，应是经济而有效的，应是符合国情、符合水情、切合 实际的。同时总体规划也必须在其他各层次规划制定的基础上来最后调整和确 定的。 ( 2 ) 流域水污染控制规划。就整个河流流域的范围( 即包括整个干流和各 个支流) 作出统一的、协调的水污染控制和保护规划。规划的战略目标是使所 有未达到水质标准的水体达到规定的指标，并要避免高质量水体的水质下降。 据此以评价水质的现状，确定各河段的水质目标和污染物的允许排放量：把此 允许排放量分配到各点污染源：最后对整个流域的各种防治措施( 如需要新建 和扩建的污水处理厂) 提出主次和先后建设计划。 ( 3 ) 区域水污染控制规划。指河流流域范围内所存在的复杂的城市和工 业点污染源的污染问题的区域水污染控制规划和水资源保护规划。在缺水地区 应该将水质和水量问题同时考虑。这项规划的目标是：估算各种控制水质的方 案，并作出管理部门的执行计划。由此，得出区域水质水源保护规划要比全国 第1 章绪论 划一的排放浓度标准来进行控制的简单做法显得合理而有效。同时，它也帮助 地方政府获得综合解决水质管理的办法和提供经费渠道。要强调一点，在缺水 地区应以水回用为目标来进行水质水量的统一规划。 城市工业的废水分散处理是该规划中的重要组成部分。其中包括一个或多 个污水处理设施规划。 ( 4 ) 污水处理设施规划和水回用规划。它是维持和改善河流水质，对污 水处理设施所作出的规划。规划中，应调查已有的污水处理设施和估算各种废 水处理和处置综合利用方案，然后根据环境、社会和经济的综合因素，选择一 个费用最小，收益最大的方案。在缺水地区要以水回用为目标进行污水处理设 施的规划。 1 2 3 一般程序 水环境规划过程是一个协调的过程，一个具有实用性的最佳规划方案应该 本着这样的精神：整体与局部，主观与客观，现状与远景，经济与环境，水量 与水质，需要与可能各方面协调统一，社会各阶层各部门协调统一。通常情况 下，水污染控制规划的编制与设计程序为： ( 1 ) 背景资料的调查与收集。这是规划工作的第一步，在进行社会、经 济调查和资源环境调查的基础上，了解区域内各地区、各部门对本流域开发治 理的要求，同时要对客观条件做深入的了解，如水文、气象、土壤、地质等有 关自然环境条件以及技术、经济、社会、环境等方而的条件及发展趋势等。也 就是说此阶段要进行大量的资料收集、现场查勘、调查研究、归纳整理，以及 各种预测分析。要分析规划区内兴利与除害，开发与保护，供给与需求等各种 矛盾。调查研究不仅要收集整理基本资料，还要总结经验，要充分掌握新的情 况，也要注意研究以往的成果。分清主次，明确规划任务，确立规划工作目标。 ( 2 ) 水环境质量现状评估，确定水体污染类型及主要污染河段。根据该 区域的自然环境状况，各河段的纳污情况及保护目标，确定水质现状调查监测 的断面。在此基础上，通常采用指数评价方法对水质进行评价，并筛选出主要 4 第1 章绪论 污染物。水环境质量的现状评价是水环境规划的基础，它有利予规划者对现有 的水环境质量进行较全面的了解，并为环境规划作好准备。 ( 3 ) 社会经济发展的测定与预测分析。广义的社会经济发展闻题通常非常 广阔，是一个涉及众多学科领域的复杂系统问题。对于一个区域来说，区域的 求环境污染控制规划与其社会经济发展基标应是一致熬，丽不是互为矛盾的。 因而，搞好社会经济发展的现状调查，在此基础上对该区域的性质与规模等进 行分析，并对今后的发展趋势作爨正确的预测，这为该区域水环境污染控制规 划提供了重要依据。 “ ( 莲) 永环境交纯趋势的预测和分析。随着流域经济的持续发展，人民 物质文化生活水平的提高，对水资源的需求量及废水排放量也将不断增加。预 测永资源供需平鬻，预测废水总量及污染物排放总量，为求污染控制工作提供 依据是必然的。 ( 5 ) 永环境功熊区的划分与水环境保护鼙标的确定。水体功能的确定和水 环境功能保护区的划分是计算水环境容量的前提，是水污染物实行总量控制的 基础工作，其基本原刹是可持续发展的原燹l j 。在求环境功麓区划分的基础上， 确定水环境保护目标。确定水环境网标的方法有经验判断法和最佳控制水平确 定法。 。 ( 6 ) 各功能区水环境容量的计算，确定污染物削减量。e l l 于流域内所排 污水的特点，所采用的流量数据一般为平均值，因而其水环境容量常采用一维 稳态模型。把有关数据代入该模型，能计算如该区所在水域中主要污染物的分 布特性，也能计算出水域沿途排污暖对水环境功能区划控制断面水环境质量的 贡献率。 ( 7 ) 水污染控制规划措施的提出和霹达性分析。这是规划互作的最露阶段， 通过对水环境功能区达标、城市污水的处理率以及经济、技术和环境上的可达 性分析，提出最终的可实施的水污染控制规划措施。它是整个规划过程的归宿。 通过对规划措施的合理提出，真正作到对水污染的控制和治理：水污染控制规 第1 章绪论 划的具体流程图见图i - 2 - i 。 图1 2 1 ：水污染控制规划流程图 1 3 国内外研究现状 1 3 1 国内研究现状 随着水污染控制规划技术的发展，水污染控制规划的方法越来越多。如建 设污水库，在河流流量大时排放污水，在低流时贮存污水；又如选择合理的污 水排放点建设长距离输水管线，将污水输送到某个允许的地点再排放，以减轻 城市市区或工业的水体污染。至于污水处理中的综合利用，以废治废更是不胜 枚举。当然，进行生产工艺改革，建立无污染或少污染工艺，是最为理想的、 6 第l 章绪论 积极的污染控制措施。此外，我国还在积极建立区域性生态工程，它由清洁生 产，污染源控制设施，管道，污水净化利用设施等多部分组成，以最大限度减 少污染物的排放和消除污水中各种有害物质，有机物及病原体以及实现污水污 泥资源化为目标。他不同于以末端处理为重点的污染治理设施和以卫生和维护 市政市容为目标的市政设施，它也不同于仅以水质控制为目标的环境工程，它 是以维护城乡生态平衡为目标的生态设施。其历史背景是，科学技术和工业发 展到一定水平，人类有能力依据生态规律来调整和改造自身的生产和消费行 为，使之与环境友好。并进行合理规划，使人口和工业向水资源丰富和环境容 量相对富余的中小城镇反向迁移，使水资源开发量低于可开发量，污染负荷低 于环境容量。在城市水环境的规划方面，目前采取水系功能定位，按照城市水 环境规划对象的理念，城市水系功能应体现其区域环境特点，分主要功能和其 它功能。主要功能是反映具有城市特征的功能，一是排涝防灾水安全功能，二 是水资源中水生态景观资源利用功能；其它功能则是非城市特征功能，如用水、 航运、养殖、水能利用等功能。规划则要通过各种用地控制、管理措施协调 水体各项功能关系，在充分发挥城市水系主要功能的基础上不能破坏和削弱水 系其它功能。水安全规划，水安全规划为城市湖泊、水库排涝防灾规划。规划 主要按排涝系统分区划分与城市建设区相关流域服务区域，确定其排涝标准， 按排涝流量与湖泊雨水调蓄要求确定流域水系湖泊水面控制面积、调蓄水位 差、调蓄容量，以及排水泵站、涵闸、渠道等构筑物设施位置与规模。水系网 络布局规划，该规划的主要任务是在水安全控制规划的指导下，即不影响城市 水体水安全功能的前提下，通过恢复和补充具有生态景观功能的水系连通廊道 而形成城市水系网络体系。规划布局的空间结构应把握多元结构和多层次结构 的形态特征，使城市外围自然生态资源通过水系生态廊道向城市建设区渗透、 融合，使城市具有生态环境的活力。规划水系网络布局应结合自然地势条件和 水系生态廊道控制最小间距指标要求加以确定。 7 第1 章绪论 1 3 2 国外研究现状 在水污染控制规划的方法上，国外的学者纷纷提出了不同的研究方法，自 s t r e e t e r p h e l p s 提出了第一个水质数学模型应用于水环境问题的研究以来， 经过了7 0 多年的发展，应用己越来越广泛，目前已成为水污染控制规划的有 效工具。特别是近几十年，应用水质数学模型进行河流、湖泊、水库及河口等 的污染控制规划已取得了成功。如5 0 和6 0 年代污染严重的芝加哥、泰晤士河、 莱茵河以及特拉华河口等，利用所建立的水质数学模型进行水污染控制规划和 管理，近年来水质已有大幅度的提高。早在1 9 3 6 年，前苏联数学家、经济学 家康托诺维奇就在管理中的数学方法中详细介绍了线性规划问题，它是优 化理论中研究最早、理论较为成熟的一个分支，其意义是在满足一组线性约束 和变量为非负的限制条件下，求多变量线性函数的最优值。 在实际水环境规划中，针对水资源短缺、水环境污染等水资源危机的出现， 世界上一些国家从2 0 世纪6 0 年代开始就提出了相应的水环境管理措施。尤其 是近几年来，面对不断加剧的水环境危机，世界各国都进行了一系列的水环境 改革活动。比如美国联邦政府就颁行了“清洁用水法”，对水体的开发、利用 尤其是水质提出严格的要求。随后，各州也依据此法陆续出台了一系列包括水 资源环保、水排放、地下水开采方面更为严格的地方法规。在水域功能定位上， 美国各州均有水域等级及其水质标准。英国在水环境规划方面采用环境质量目 标法( e q o ，e n v i r o n m e n tq u a l i t yo b j e c t i v e s ) ，即水体应符合水管理部门指 定的用途要求制定出环境质量标准则，即污染物浓度的限制值法国水管理体 制分为国家、流域、支流或次流3 级。国家级水环境管理机构主要包括国家水 务委员会和部际水资源管理委员会。 1 4 研究目的和意义 我国水环境面临着水体污染、水资源短缺和洪涝灾害等多方面压力。其中 又以水体污染最为严重，水体污染加剧了水资源短缺，水生态环境破坏促使洪 涝灾害频发。据2 0 0 4 年中国环境状况公报显示，目前我国七大水系、主 8 第l 章绪论 要湖泊、近岸海域及部分地区的地下水受到不同程度的污染。河流以有机污染 为主，主要污染物是氨氮、生化需氧量、高锰酸盐指数和挥发酚等；湖泊以富 营养化为特征，主要污染指标为总磷、总氮、化学需氧量和高猛酸盐指数等： 近岸海域主要污染指标为无机氮、活性磷酸盐和重金属。这些因素构成了水环 境问题影响范围广，危害严重，治理难度大等特征。我国水环境问题产生的原 因是多方面的，但主要是人类主观因素的影响。随着市场经济体制的建立，完 全依靠行政手段管理环境已经不能奏效。但是，由于市场经济条件下的环境经 济政策体系尚未建立，多元化的环境保护投资体制难以形成。作为促进污染防 治的重要经济手段排污收费制度，目前还很不完善。对水污染控制规划进行研 究，可以有效的解决以上存在的基本水污染问题，水污染控制规划不同于水污 染的治理，它带有明显的预测性质，能够真正做到防忠于未然，避免出现较大 的水污染事故。在水污染控制规划的研究中，通过对水环境容量的计算，可以将 城市工业企业及生活污染源的污染物排放量控制在一定的数量范围内，从而有 效的协调区域经济发展和区域水环境容量的关系；通过对水环境进行费用效益 分析，可以为政府提供合理的资金投入，达到既节约资金又保护水环境的目的， 为建立一个节约型的、环境友好型的社会提供必要的保障。 总体来看，我国水污染的趋势仍在加重。鄱阳湖是我国目前最大的淡水湖 泊，位于长江之南，江西省北部，它是与赣江、抚河、信江、饶河和修水等五 大河流尾间相接的似盆状天然凹地，受长江、五河水位制约水量吞吐平衡而形 成的连河湖。赣江、抚河、信江、饶河和修水的干流和各级支流，以及鄱阳湖 组成的，以鄱阳湖为汇聚中心的辐聚水系，称为鄱阳湖水系。鄱阳湖南昌湖区 位于鄱阳湖( 主湖区) 南部，南昌市管辖区域，面积为9 7 7 3 平方公里( 约占全 都阳湖面积的l 3 ) 。近些年来，随着经济、社会的发展和人口的增长，生 活污水和工业废水排放量的日益增加，由于经济、技术等各方面原因，废水达 标排放率和污水集中处理率均较低，造成了鄱阳湖南昌湖区的水环境污染问题 r 趋严重。1 9 9 6 年的鄱阳湖水质调查显示，赣江南支河口污染相对要严重， 9 第 章绪论 其次是康山、抚河河口，龙口、修河河口及乐安河口污染相对较轻。水环境污 染与可持续发展之间矛盾日益突出，频繁发生的水污染事故反过来严重影响着 南昌市经济的发展和人民生活质量的提高。对鄱阳湖南昌湖区进行水污染控制 规划研究，可以协调南昌市经济发展与环境保护之间的关系，从而带动全市以 至江西省经济的持续发展。因此，本文将研究鄱阳湖南昌湖区、鄱阳湖及流域 的水环境和水污染状况，分析鄱阳湖水污染的主要原因以及污染物的主要来 源，并拟分析其发展趋势，运用水污染控制、规划、评价、管理及科学研究的 方法和成果，对鄱阳湖南昌湖区进行水污染控制规划研究，力图为鄱阳湖的水 污染综合防治提出建设性的意见和建议。 1 5 研究内容、研究方法、技术路线 本文的研究内容主要包括： ( 1 ) 分析水污染控制规划的基本概念、层次划分和一般程序，对我国水 污染控制规划背景做一个大致的阐述； ( 2 ) 认识水污染控制规划研究的重要意义，由此对水污染控制规划的理 论基础进行分析： ( 3 ) 对鄱阳湖南昌湖区水污染控制规划的现状进行调查研究，包括对工 业水污染和城镇生活水污染等，在此数据收集的基础上进行现状的评价，然后 提出污染物排放的预测和目标； ( 4 ) 提出鄱阳湖南昌湖区污染控制规划的对策和工作思路，并对可行性 进行简要展望。 研究方法： ( 1 ) 文献阅读法：本论文的资料主要来源是通过查阅相关著作、论文学 术期刊等，资料来源主要来自学校的图书馆、资料室及网上查询。通过阅读 大量该学术领域近年来出版的理论研究硕果，并借鉴他们的有效研究方法和 经验，为我的论文奠定理论框架基础。 ( 2 ) 调查分析法：有针对性地对鄱阳湖南昌湖区及其流域水资源概况等 l o 第1 章绪论 进行调查，掌握大量真实的数据和资料。 ( 3 ) 统计分析法：数据调查获得以后，需要对数据进行加工整理，涉及 到一系列的数据，对这些数据需要进行统计分析，由表及里，从中发现问题 和得出结论，这都需要用到统计分析方法。 ( 4 ) 比较分析法：在水污染控制规划问题上，论文对国外、国内一些做 法进行了介绍，通过分析国内的成功做法，以更好借鉴其成功经验。 技术路线： 阅读大量相关文献一实践调查，搜集资料、数据一分析搜集到的 资料一资料的加工、整理一结合理论分析资料、得出结论一一毕业 论文 第2 章水污染控制规划的理论基础 2 1 可持续发展理论 2 1 1 可持续发展理论的内容 1 9 8 7 年世界环境与发展委员会( w c e d ) 在向联合国提交的我们共同的未 来报告中首次提出“可持续发展”的概念，并给出了可持续发展的定义：“既 满足当代人的需求，又不损害子孙后代满足其需求能力的发展 。在1 9 9 2 年世 界环境与发展大会上，对可持续发展达成了全球广泛的共识。简而言之，可持 续发展就是促进发展并保证其可持续性，它包含了发展与可持续性两个概念。 一般认为，可持续发展是一个以生态环境可持续性为基础、经济可持续性 为主导、社会可持续性为目的的系统整体，在这个整体中，我们必须追求这三 种可持续性的高度统一和协调发展。也就是说，人类在发展中不仅追求经济效 益，还要追求生态和谐和社会公平，最终实现全面发展。因此可持续发展是一 项关于人类经济、社会及环境全面发展的战略。 2 1 2 可持续发展理论在水污染控制规划中的应用 水在社会经济系统的运动过程与水在自然界中的运动过程一样，也具有循 环性的特点。随着人口增长与经济发展，人类社会对水的需求日益扩大，在许 多国家和地区出现了越来越严重的水稀缺问题，缺水成为制约社会经济发展和 影响人民生活的重大社会问题。此外，随着人类社会对水的需求日益扩大，促 使人类大规模地蓄水、引水，极大地改变了水的自然运动状况( 如黄河的断流) 。 同时，工业和生活废水排放量的剧增造成越来越严重的水污染。这一切导致世 界上的许多地区出现了前所未有的水生态环境退化的问题。目前人类正而临越 来越多主要来自社会经济系统的水问题，这一客观形势正推动水科学领域的一 些学者关注水在社会经济系统的循环运动过程。在现代社会，人类社会系统与 自然水资源系统的相互作用是空前的，水在社会经济系统的活动状况正成为控 1 2 第2 章水污染控制规划的理论基础 制社会系统与自然水系统相互作用过程的主导力量。我们在研究水在自然界 中的运动过程的同时，也应关注水在社会经济系统的运动过程。图2 - 1 - 2 表明 了水的自然循环和社会循环之间的关系。 图2 - 1 - 2 ：水的自然循环与社会循环的关系 可持续发展一词在国际文件中最早出现于1 9 8 0 年由国际自然保护同盟 ( i u c n ) 制订发布的世界自然保护大纲，而该文件讨论的焦点便是环境完整 性问题。环境可持续性的基本要求是人类社会经济系统的发展要控制在自然生 态系统的承载能力之内。就水环境系统而言，其环境可持续性主要包括两方面 内容：一方面是水资源的开发量必须控制在自然水系统的再生能力之内：另一 方面是污水排放必须控制在自然水系统的纳污能力之内。正如图2 - 1 - 2 所表明 的，水污染控制系统规划将在自然水系统与社会经济系统之间起到合理的调节 作用，既能够维持水资源的再生能力，又可以控制水环境的污染状况，从而真 正实现社会、经济与水环境三个方面的可持续发展。 2 2 环境系统学理论 2 2 1 环境系统学理论 环境污染及其控制问题可以是各种各样的。但是从“系统论 的观点来看， 第2 章水污染控制规划的理论基础 各种环境问题都组成为定的“环境污染控制系统。这种系统是由若干个相 互区别又相互联系的环境污染及其控制的过程按一定方式所组成的，处于一定 的外界环境约束之中，为达到总的污染控制目标丽存在的有机整体。环境污 染控制系统整体的功畿( 或效能) 并不简单地等于各个组成过程功能的机械叠 加，面是由组成过程与謦标之阆相互作用来决定的。因此。系统的整体效应是 最重要的。系统内各组成过程及其相互联系要服从系统整体的目标和要求。 总结起来，环境系统可大体概括为：以环境质量的变化规律、污染物对人 体和生态的影响、环境自净能力以及有关环境工程技术原理为依据，运用系统 学的理论和方法，研究如何建立一个合理的环境污染系统。 2 。2 2 水环境系统理论 水环境系统理论获广义上来说，它可以涉及到人类的瓷源开发、入露规划、 经济发展与水环境质量之间的势调平餐关系问题。从地域上来看，可以在一条 河流的整个流域上进行水资源的开发、利用和水污染防治的综会规划，也可以 在一个小区域( 或城市、或工业区) 内进行水质与污水处理系统，乃至一个具体 的污水处理设施的规划、设计和运行，研究问题的范围与性质不同，可以得出 不网的系统。 2 3 环境经济学理论 环境经济学是研究如何运用经济科学和环境科学的原理与方法，分析经济 发箴和环境德护的矛詹，以及经济爵生产、人瑟再生产和巍然髯生产三者之间 的关系，选择经济、合理的物质变换方式，以便用最小的资源消耗为人类创造 清洁、舒适、优美的生活和工作环境的新兴学科。水环境作为一个流动的动态 复合系统，水环境质量状况在一定程度上反应了区域社会经济的发展状况，水 污染问题是区域经济发展带来的外部不经济性的典型表现。因而，环境经济学 对水污染控制系统规划具有理论指导作用 2 3 1 水环境徐值羹的话算 承环境价值反映了经济发展与水环境状况的协调程度，经济发震与环境变 1 4 第2 章水污染控制规划的理论基础 化都是一个时间积累过程，经济发展带来环境价值量的改变。水环境价值量能 较好地用经济指标来定量判别水环境质量状况，与水有关的环境价值量的改变 主要表现形式为： ( 1 ) 水环境价值量减少：由于水环境受到污染，破坏水体应有的服务功能 而带来经济损失量( 水污染损失量) ； ( 2 ) 水环境价值量增加：通过水污染治理或一系列水资源保护措施( 环保投 入) ，水环境质量得到改善而带来的经济增量( 也即水环境保护效益) 。 水环境价值量的变化主要是由于人类活动影响造成的，而社会经济活动是 通过各种投入来推动进行的。国内生产总值g d p 表达了社会经济成就，用人均 国内生产总值则可表达社会经济发展水平。社会发展进程中的环境保护价值 观，实质上是对经济价值的增长趋势与环境价值的改变趋势( 一般是环境价值 的减少) 的一种判定与权衡。水环境价值量较好地反映了经济发展( 人类开发利 用) 与水环境状况的协调发展程度。深入研究g d p 与环境价值变化量之间的关 系，确定合理的取值范围，是社会经济可持续发展思想的具体体现。 2 3 2 水环境的费用效益分析 从经济学角度看，人的一切行为都包括效益与成木两个方面。在市场经济 的驱动下，做任何事情都应该讲经济效益，水环境保护与建设也不例外，也就 是要符合水环境保护与建设产生明显经济效益原则。只有在制定的水功能保护 标准的维护与建设的投入成本大于水体服务功能恢复以后的水环境价值增量， 水环境保护工作才能持续进行。这也是目前国内外开展一个项目的经济评价 时，最常用的费用效益评价方法，简称c b a 方法( c o s t b e n e f i t ) 。 费用效益分析最初是作为国外评价公共事业部门投资的一种方法而发展 起来的，后来这种方法被应用于评价各种项目方案以及政策的社会效益。费用 效益分析结果可以证明某一项目或政策的总效益是否超过其成本，这其中也包 括环境方面的效益和成本。费用效益分析的思想之父是1 9 世纪的法国人杜波 伊特( j u l e sd u p u i t ) ，他在1 8 4 4 年撰写了一篇论文“论公共工程效益的衡量”。 第2 章水污染控制规划的理论基础 在这篇著名的论文中，杜波伊特认同了“消费者剩余 的概念，并指出，公共 工程的效益并不等同于公共工程本身所产生的直接收入。 1 9 3 6 年美国颁布的洪水控制法案提出要检验洪水控制计划的可行性， 要求对“任何人来说 效益都必须超过费用。此外，最早把费用效益分析原理 应用于污染控制研究的是哈曼德。他分析了水污染控制的费用与效益。而美国 的未来资源研究所则为费用效益分析的理论和方法的不断发展作出了重大贡 献，使费用效益分析得到了广泛应用和重视。目前我国也强调对社会经济活动 的环境影响进行费用效益分析，并已取得长足进展，但仍有许多不完善之处。 通过费用效益分析，既可以对现行水资源保护规划成果中确定的水功能保 护标准进行比较系统全面的经济可达性分析，又可以通过多情景分析计算，为 未来水功能保护标准的确定提供科学合理的判定依据。 1 6 第3 章水污染控制规划的评估模型 第3 章水污染控制规划的评估模型 3 1 水污染控制规划的评价方法 3 。1 1 污染源评价 污染源的概念涵盖了点源、而源和排污网。污染源现状调查应以收集现有 点源和排污墨资料为主。通过污染源现状调查，掌握污染源及排污口的数量、 分布，废污水及污染物排放量、入河量等；通过对污染源现状评价，应确定主 要污染源、排污翻和主要污染因子。 常用的污染源评价方法有等标污染指数法、等标污染负荷法进行评价，计 算公式如下： ( i ) 污染指数计算公式：n i = c i c o i 其中，n 主为某指标的等标污染指数；c i 为某指标的实测浓度，m g l ：c o l 为某指标的标准俊，m g l 。 ( 2 ) 等标污染负荷计算公式：p i = q i c i c o i 其中，p i 为某污染物的等标污染负荷，t ( 天或年) ；c i 为某污染物的实 测浓度，r a g l ：c o i 为某污染物的排放标准值；q i 为含某污染物的污废水量， t ( 天或年) 。其中废水排放标准采用g b 8 9 7 8 - 1 9 9 6 污水综合排放标准见下 表。 誓缝：m g , l 泶物 附 钮氮d 5 c o n l 掩凳s s 棘潍 缀聋j ：潦 6 91 53 0l o ol o 7 0 ：缀糖：箍 6 - 9 2 5 6 0 1 5 0l o憾o 薯缎酥建6 - 9 一 鬟 o5 0 03 0o 第3 章水污染控制规划的评估模型 3 。 。2 水环境震量评价方法 在水污染控制系统规划中的水环境质量评价内容很广泛。按水资源或水体 豹功能、雳途来划分，有饮用水质量评价、渔业用水质量评价、工业溺水质量 评价、观赏水体质量评价、灌溉用水质量评价等等。水的用途不同、功能不同、 参数的选择、评价标准和方法也不尽相同。常用的水质评价方法有以下咒静： ( 1 ) 单因子指数评价。单因予指数评价是将每个污染因子单独进行评价， 利用统计得出备自的达标率、超标率、超标指数、警均僮等结采。单因子指数 评价能客观地反映水体的污染程度，可清晰地判断出主要污染因子、主要污染 时段和水体的主要污染区域，能较完整地提供监测承域的时空污染交他，反映 污染历史。公式如下： p i = c i c o i 其中，p i 指第i 污染物的标准指数；c i 指第i 污染物的实测浓度，r a g l ； c o i 指污染物的标准浓度，m g l 。其中污染物的标准采用g b 3 8 3 8 2 0 0 2 地表 水环境质量标准见下表。 攀往lm g l 鞭酴舞 飞袋物 p 瓣 餐藤 瀚捞c o d 翡类 s s 糕准 、 l 炎“9 o 1 53l so 0 51 5 l l 獒 6 田0 s3l s e 霸s鞠 l i l 燮 6 母蜒1 042 00 0 52 5 l v 獒6 - 9鬣l ，563 臻 移5噬2 a v 憝6 9 2 。oi o4 di 国5 0 ( 2 ) 多因子综合指数评价，是选取多个水质评价参数进行水质综合评价。 一是酋先计算各个评价参数的分指数( i i ) ，然后选用适当模型计算水环境质 量综含指数( p 1 w ) ；二是也可因时因地制宜，选择适当模型赢接计算综合指数。 ( 1 ) 直接迭加 第3 章水污染控制规划的评估模型 li = c i c o i p 1 w = e li( i = l ，2 ，3 - - - - - n ) 其中，p 1 w 水环境质量综合指数 王主主种水污染物( 评价参数) 酶分摆数； c i i 种水污染物的实测浓度，m g l s 主主静水污染物的评价标准； n 水污染物的种类数( 评价参数的个数) ( 2 ) 加权均值法 按水污染物的污染贡献率的大小，给予不同的权值，然后对分指数加权求 和平均的评价方法称为加权均筐法。其计算式如下： p l w 嚣i n 木芏w i l l ( i = l ，2 ，3 - - - n ) 其中餮i 为主种水污染物的权僮。 3 2 水污染控制规划的估算模型 3 2 1 承污染源源强变纯预测模螫 ( 1 ) t 业废水排放量预测 随着工业生产的发展，在一定的阶段内，工韭废水排放嚣可能有新增加， 为了对其增长变化情况进行定量分析，需要选择适当方法对工业废水排放量进 行预测。 排污系数法 随着工业生产的快速增长( 年平均增长率达到1 0 ) ，工业废水排放量也将 大幅度增长。所以必须采取有力措施削减工业废水排放量。根据预测的数据可 以估算削减量和必须投入的入力。预测公式如下 q g = d t a t 其中q g 工业废水排放量 d t 预测年工业产值 a t 预测年万元工业产值工业废水排放量。 排污系数递减率法 1 9 第3 章水污染控制规划的评估模型 考虑到工艺革新、技术改造、提高水的循环利用率、重复利用率，提高管 理水平，万元工业产值废水排放量将会逐年递减。预测公式如下： q g = d t k t = d t & ( 1 + r 0 “ 式中“万元工业产值废水排放量年均递减率。 (