环境管理_地面水环境影响评价

1 地面水环境影响评价 2 地表水环境影响评价程序 第一步 项目的初步审查第二步 编制环境影响评价大纲第三步 编制环境影响报告书第四步 审查与报批 3 第一步 项目的初步审查 判断建设项目是否符合国家和地方的法律法规 其中最主要的要注意两个问题 产业政策 国家经贸委分批颁布 淘汰落后生产能力 工艺和产品的目录 选址的合法性 特别注意饮用水水源保护区 自然保护区 风景名胜区 国家基本农田保护区等 第二步 编制环境影响评价大纲 1 环境影响评价大纲是具体指导环境影响评价工作的技术文件 其内容应当尽量具体 详细 2 大纲应当在初步的工程分析和现状调查的基础上编写 3 大纲的主要内容 总则 建设项目概况 拟建地区的环境简况 建设项目工程分析的内容与方法 建设项目周围地区的环境调查 拟进行的环境影响预测 内容与方法 工作成果清单 组织计划安排 工作经费等 第三步 编制环境影响报告书 地面水环境影响评价的主要任务 1 明确工程项目性质2 划分评价等级3 地表水环境现状调查和评价4 建设项目工程污染分析5 环境影响的预测与评价6 提出控制方案和环保措施 根据建设项目所排放的水污染物种类和强度 研究对水环境可能造成的损害和对水域功能的影响 判断项目建设的环境可行性 提出消除或者减轻损害和影响的措施 第四步 审查与报批 报告书文本编制完成后 要经专家的技术审查并按照审查意见进行补充修改 修改的文本交建设单位上报审批 4 报告书最终要明确回答 建设项目在所推荐的地址建设 可行 还是 不可行 或者 在满足什么样的条件下可行 无论是三种情况中的那一种情况 都要把理由充分地讲清楚 对于所要采取的环境保护措施 要进行环境经济可行性论证 在结论中要正面回答7个问题 是否符合国家法规和产业政策 是否符合项目所在地总体规划和行业规划 产业调整规划和行业发展规划 能否做到达标排放 是否符合总量控制要求 是否符合清洁生产原则 对环境的主要影响和能否接受 重点回答会不会造成环境功能的恶化和对环境敏感点的影响程度 必需采取什么措施避免或减轻环境损害 5 内容第一部分 基本概念第二部分 编制环境影响报告书第三部分 水环境影响预测第四部分 防治措施与达标分析 6 第部分 基本知识 地表水环境水体污染污染源水体污染物环境目标水环境标准体系 1 7 一个地表水体的环境质量是由水质 底部沉积物和水生生物三部分的状况决定的 一般来说 天然水中含有三类物质 一是溶解质 二是胶体物质 三是悬浮物质 1 基本概念 8 基本概念 凡对环境质量可以造成影响的物质和能量输入 统称污染源 输入的物质和能量称为污染物或污染因子 1 污染源 基本概念 1 9 水体污染 人类活动和自然过程的影响可使水的感官性状 物理化学性质 水生物以及底部沉积物的数量和组分发生恶化 破坏水体原有的功能 这种现象称为水体污染 水质污染可分为 化学型污染 物理型污染 生物型污染 基本概念 1 10 基本概念 1 污染源的分类 按污染物的来源分 按污染物排放种类分 按进入水体的方式分 按排放污染物性质分 工业污染源农业污染源城镇生活污染源 物理性污染源化学性污染源生物性污染源 点污染源非点污染源 持久性污染物排放源非持久性污染物排放源酸碱度污染源热污染源 按污染物排放种类分 按进入水体的方式分 按排放污染物性质分 11 持久性污染物 在地表水中不能或很难由于物理 化学 生物作用而产生分解 沉淀或挥发 非持久性污染物 在地表水中由于物理 化学 生物作用而逐步减少的污染物 基本概念 1 12 由点源和面源排入水体的主要污染物可分为 耗氧有机污染物营养物有机毒物重金属非金属无机毒物病原微生物酸碱污染物石油类热量放射性核素等 基本概念 1 基本概念 1 13 水体自净 水体受到污染后 靠自然能力逐渐变洁的过程 按机理划分为 物理过程 化学及物理化学过程 生物化学过程 基本概念 1 14 基本概念 在划定地面水环境功能区的水域 目标由功能区划决定 在没有划定地面水环境功能区的水域 根据水域的实际功能 按照国家 地面水环境质量标准 确定 环境质量目标所涉及的水质指标可分为三类 1 环境质量目标 物理参数 水温 浊度等等 化学参数 无机指标和有机指标 生化参数 大肠菌群等 15 基本概念 国家法规确定的基本要求如 必需达标排放 根据所在地区环境特点 由国家或地方政府所提出的特定管理要求如 总量控制 污染物削减率 污水处理率 达标率 污水回用率等等 1 污染源排放目标 16 基本概念 共分六类 环境质量标准污染物排放标准环境方法标准环境基础标准环境样品标准环境保护行业标准 1 环境标准体系 17 基本概念 1 环境质量标准 环境质量标准 综合性的水环境质量标准 地表水环境质量标准 专项功能的水质标准 如生活饮用水卫生标准 渔业水质标准 景观娱乐水质标准 农田灌溉水质标准 海水水质标准 地下水水质标准等等 注意问题 国家环境质量标准中未作出规定的项目 可以制定地方环境质量标准 并报国务院行政主管部门备案 地面水环境质量标准与各专项功能标准的关系 18 基本概念 把水域主要功能划分为五类 1 地表水环境质量标准 I类 源头水 自然保护区 II类 生活饮用水一级保护区 珍贵鱼类保护区 鱼虾产卵场 III类 生活饮用水二级保护区 一般鱼类保护区 游泳区 IV类 一般工业用水区 非直接接触娱乐用水区 类 农业用水区 一般景观要求水域 19 基本概念 凡是由地方政府根据 地表水环境质量标准 功能分类要求 批准划定的单一渔业保护区或鱼虾产卵场的水域执行渔业水质标准 非单一的渔业保护区执行 地表水环境质量标准 1 与渔业水质标准的关系 20 基本概念 凡是由地方政府根据 地表水环境质量标准 功能分类要求 批准划定的单一景观娱乐用水水域执行景观娱乐水质标准 非单一的景观娱乐用水水域执行 地表水环境质量标准 1 与景观娱乐水质标准的关系 21 基本概念 农田灌溉水质标准只能用来评价用作农灌的水是否符合要求 不能用来评价农业用水区 以地面水为水源的农田灌溉用水应执行 地表水环境质量标准 1 与农田灌溉水质标准的关系 22 基本概念 自来水厂出水和其它直接饮用的水执行生活饮用水卫生标准 生活饮用水水源地的水质执行 地表水环境质量标准 1 与生活饮用水卫生标准的关系 23 基本概念 按颁布机关分为二类 1 由国务院环境保护行政主管部门颁布的综合排放标准 行业排放标准或专项污染物的排放标准 2 由省 自治区 直辖市人民政府颁布的地方污染物排放标准 1 排放标准 24 主要注意二者之间的关系 根据水污染防治法的规定 凡是有地方排放标准的 应当执行地方标准 地方标准中没有的项目执行国家标准 综合排放标准和行业排放标准之间的关系是 不交叉执行 有行业标准的执行行业标准 没有行业标准的执行综合排放标准 25 一 地面水环境影响评价的基本思路二 在大纲阶段主要完成的任务三 编制环境影响报告书的主要基础工作 第部分 编制环境影响报告书 2 26 地面水环境影响评价的基本思路 1按照区域水质标准和可持续发展要求 明确环境质量目标 2根据国家排污控制标准 界定建设项目可能产生的源强 3选择水质模型 进行水环境影响预测 4优化污染源控制方案 实现达标排放和总量控制 5综合分析得出建设项目的环境可行性结论 27 编制环境影响报告书 重点完成7个方面的工作 明确水环境保护目标确定评价重点确定评价范围 调查范围 预测范围 推荐评价标准确定评价因子确定评价等级提出调查方法和评价方法 2 二 大纲阶段应完成的主要基础工作 28 1 确定环境目标 环境敏感目标 补充 社会影响大或在自然生态系统中具有特殊重要性的保护目标 例如 生活饮用水水源地 各类保护区 风景名胜区 珍稀和特有水生生物 两栖动物 野生鱼类的产卵场 孵化场 索饵场 水产养殖与农业灌溉水源地 工业用水和城市用水水源地 文物古迹 历史遗迹等等 29 原则 有可能受到较大影响的水环境保护目标应当作为水环境评价的重点 确保实现水环境质量目标和管理目标 环境保护敏感目标功能不受影响 编制环境影响报告书 2 2 水环境评价重点 30 包括两方面 1 调查范围 2 预测范围 编制环境影响报告书 2 3 评价范围 31 1 调查范围的确定原则 1 工程水污染物外排后可能达标的河段2 评价等级要求3 下游有敏感目标时 评价河段要延长到敏感区上游边界 2 预测范围的确定 分两种情况1 当下游存在水环境敏感目标时 预测范围必需把该目标包括在内 2 当下游不存在水环境敏感目标时 预测范围应到估计污染源排放后 有可能达标的范围 调查范围应当大于预测范围 32 水环境质量标准 1 在已经划定水环境功能区 或水功能区 的水域 根据水域功能提出 2 在没有划定水环境功能区 或水功能区 的水域 根据水域现状环境质量评价的结果或当地环境保护部门的要求提出 编制环境影响报告书 2 4 评价标准 33 水污染物排放标准排放标准依据环境质量标准或当地环境保护部门的要求提出 注意 标准要得到项目所在地相应级别的环境保护部门确认 34 5 指标 因子 选取 调查指标 在水环境质量现状调查和污染源调查中的指标 评价指标 根据调查结果 需要对其污染程度进行评价的指标预测指标 需要进行预测的指标 35 调查指标从常规水质因子 特殊水质因子和其它方面的因子中选取1 常规水质因子 从地表水环境质量标准中选取2 特殊水质因子 从建设项目的特征污染物中选取 某类企业所排放的对环境影响突出的污染物称之为该类企业的特征污染物 3 其它方面的因子 如浮游动植物 水生生物 底栖动物等等 编制环境影响报告书 2 调查指标 36 评价指标 1 国家或地方环境保护部门有管理要求的指标2 对纳污水体影响危害大的污染因子3 特征污染物中的主要指标 37 预测指标的选择要在调查和评价的基础上确定 原则上只预测与废水排放有关的因子 根据项目的具体情况 从持久性污染物指标 非持久性污染物指标 酸和碱 DO 热污染中选取 预测指标不宜过多 一般最多2 3项即可 预测指标 38 工程分析 水作为工业生产中的原料和载体 在任一用水单元内都存在着水量的平衡关系 也同样可以依据质量守恒定律 进行质量平衡计算 这就是水平衡 39 例 1 某是镀企业每年用铬酸酐 CrO3 4t 其中约15 的铬沉淀在镀件上 约有25 的铬以铬酸雾的形式排入大气 约有50 的铬从废水中流失 其余的损耗在镀槽上 则全年从废水排放的六价铬是 t Cr元素的原子量 52 A 2B 1 04C 2 08D 无法计算 40 根据 工业用水分类及定义 CJ19 87 规定 工业用水量和排水量的关系见图1 1 水平衡式如下 Q A H P L 41 取水量 工业用水的取水量是指取自地表水 地下水 自来水 海水 城市污水及其他水源的总水量 对于建设项目工业取水量包括生产用水和生活用水 生产用水又包括间接冷却水 工艺用水和锅炉给水 工业取水量 间接冷却水量 工艺用水量 锅炉给水量 生活用水量 重复用水量 生产过程中 在不同的设备之间与不同的工序之间经过两次或两次以上重复利用的水量 耗水量 指整个工程项目消耗的新鲜水量总和 42 工业用水重复利用率 重复利用水量 重复利用水量 取用新水量 工艺水重复利用率 工艺水重复水量 工艺水重复水量 工艺水取用量 污水回用率 污水回用量 污水回用量 直接排入环境的污水量 43 例题 1 某企业车间的水平衡图如下 单位为m3 d 该车间的重复水利用率是 C A 44 4 B 28 6 C 54 5 D 40 44 解析 工业用水重复利用率 重复利用水量 重复利用水量 取用新水量 由图可知重复利用水量 40 20 所以工业用水重复利用率 40 20 40 20 50 54 5 45 2 某工业车间工段的水平衡图如下 单位为m3 d 该车间的重复水利用率是 C A 44 4 B 28 6 C 54 5 D 40 46 解析 上题中给出的工序比较简单 是以车间为单元 而这道题是将一个车间分为三个工段 把这三个工段合起来考虑 考虑成一个车间 工段1有40m3 d水量又提供给工段2使用 而工段2又有20m3 d水量提供给工段3使用 因此不难发现 其实整个车间的重复利用水量就是40 20 所以答案其实和上个题的答案一样 都是54 5 47 3 48 1 项目的工业用水重复利用率 78 8 工业用水重复利用率 重复利用水量 重复利用水量 取用新水量 重复利用水量 1600 400 600 2600取用新水量 100 200 200 200 700所以2600 3300 78 8 2 项目的间接冷却水循环率为 75 间接冷却水循环率 间接冷却水循环量 间接冷却水循环量 间接冷却水系统取水量 间接冷却水循环量 600间接冷却水系统取水量 200所以600 600 200 75 3 项目污水回用率为 46 污水回用率 污水回用量 污水回用量 直接排入环境的污水量 污水回用量 400直接排入环境的污水量 90 380 470所以400 870 46 49 分为三个等级 划分的原则是 1 能反映建设项目的污水排放特征 2 能体现项目所在地的水环境特征 3 有关判据资料在 大纲 阶段容易获取4 形式简单一般情况下 污水排放量越大 水质越复杂 评价等级越高 受纳水体水域规模越小 水质要求严格 评价等级越高 编制环境影响报告书 2 6 地面水环境影响评价等级 50 反映工程特性的判据 1 污水排放量2 污水水质复杂程度反映环境特性的判据 3 受纳水体的水域规模4 水环境质量要求 编制环境影响报告书 2 判定水环境影响评价级别的依据 51 按照日排放量分成5个档次 20000m3 d 10000 20000m3 d 5000 10000m3 d 1000 5000m3 d 200 1000m3 d注意 清净下水不计 编制环境影响报告书 2 污水排放量 52 由污水中所含有的污染物类型决定复杂 污染物类型数 3 或者只有两类污染物但需预测其浓度的水质参数数目 10 中等 污染物类型数 2 且需预测其浓度的水质参数数目 10 或者只有一类污染物但需预测其浓度的水质参数数目 7 简单 污染物类型数 1 需预测其浓度的水质参数数目 7 编制环境影响报告书 2 污水水质复杂程度 53 河流 以枯水期平均流量作为判定依据 如难以取到该资料 也可用多年年平均流量或平水期平均流量 排污口附近河流断面流量 编制环境影响报告书 2 地面水域规模 大河 多年平均流量 150m3 s 中河 多年平均流量15 150m3 s 小河 多年平均流量 15m3 s 54 河流 湖泊 以枯水期蓄水量和蓄水面积为判定依据 也可以平均水深和水面积作为划分水域规模的依据 55 由应执行的 地面水环境质量标准 级别作判定依据 水质级别要求越高 相应的评价级别也高 该将上述条件对照导则表2 可以确定该水环境影响评价的等级 编制环境影响报告书 2 地面水水质要求 56 评价等级的确定 57 方法 对照表5 2 1污水排放量 为5000 10000之间水质复杂程度 含有持久性污染物 Cd Hg 非持久性污染物 COD BOD 酸碱 PH为酸性 污染物类型数 3 复杂程度为 复杂 水域规模 介于150m3 s到15m3 s之间 为中等河流水质要求 4类查表可知 此环评应按二级评价要求进行 编制环境影响报告书 2 举例 一拟建建设项目 污水排放量为5800m3 d 经类比调查知污水中含有COD BOD Cd Hg PH为酸性 受纳水体为一河流 多年平均流量为90m3 s 水质要求为4类 此环评应按几级进行评价 58 一 水污染源调查 二 水环境现状调查 三 水环境现状评价 编制环境影响报告书 2 三 编制环境影响报告书的主要基础工作 59 目的 1 了解评价水域现有污染源的分布 污染物的排放和水质污染原因 2 有时预测需要考虑污染物的迭加影响 3 为建设项目运行后 可能出现的新的污染问题提供背景资料 污染源调查方法 一般情况下以收集现有资料为主 必要时需进行补充调查和监测 污染源调查分为 点源调查和非点源调查 编制环境影响报告书 2 一 水污染源调查 60 调查内容基本分五个方面 污染源的排放特点 污染源的排放数据 用 排水状况 取水量 用水量 循环水量 排水量等 废水 污水处理状况 编制环境影响报告书 2 点污染源调查 61 在一般的环境影响评价中 非点源调查主要以收集资料为主 不进行实测 编制环境影响报告书 2 非点源调查 非点源调查内容 A 工业类非点源污染源 B 其它非点污染源 62 目的 了解项目所在区域和相关区域的水环境质量状况 了解区域水环境特点和环境敏感目标 为预测模型的选择提供依据和获取基础数据 决定评价的主要方向和重点 方法 收集资料 现场监测 遥感遥测 编制环境影响报告书 2 二 水环境现状调查 63 在现状调查的基础上 进行环境识别 主要环境要素 选择评价因子 主要污染物 常见的水环境评价因子 有机物浓度 COD BOD SS TN和NH4 N TP 酚类 砷 汞 六价铬 水温等等 可适当删减 64 水域功能水环境敏感目标水文资料水环境质量 编制环境影响报告书 2 调查内容 65 调查水环境功能区划和水功能区划的划定及审批 没有划定功能区的 调查水域的实际功能水环境敏感目标的分布 类型 保护级别和保护要求 编制环境影响报告书 2 水域功能和水环境敏感目标调查 66 第一点 以上是按照一般河流丰水期水质好于平水期 平水期水质好于枯水期安排的 有时并不是这样 如面源污染严重的河流 湖泊 丰水期水质反而更差 这时三级评价也应当调查丰水期 第二点 调查时段要与预测时段相吻合 编制环境影响报告书 2 注意两点 67 1 水环境现状调查的范围2 水环境现状调查的时期根据当地水文资料 确定河流的丰水期 平水期和枯水期 选择最能代表三个时期的季节或月份 评价等级不同 监测时间也不同 参照下表 河流水质监测一般在平水期和枯水期进行 每期2 5天 河流水质变化大的可适当延长 严重污染的河段和特殊的时段具体分析 现状调查具体事项 68 不同水域 不同级别的监测时间 69 一般情况下 以收集资料为主 以河流为例 1 丰水期 平水期 枯水期的划分2 河流的水文特征参数 河宽B 水深H 流速u 流量Q 坡度 比降 J和弯曲系数 弯曲系数 1 3可视为顺直河流 等 4 水温 泥沙含量等5 丰水期有无分流漫滩 枯水期有无浅滩 沙州和断流6 有无冰封期以及冰封时间 解冻时间7 预测所需要的其它资料 编制环境影响报告书 2 3 水文调查的内容 70 4 水质调查与水质参数的选择 所选择的水质参数应包括两类 常规水质参数 特征水质参数 71 调查参数的选取 1 一般参数可根据地表水环境质量标准 结合建设项目污染物排放情况和当地水环境特点选取 2 如果水域有比较重要的生态功能还应进行水生生物调查 3 如果建设项目排放易积累的污染物或原底质中存在易积累污染物 还应进行底质调查 编制环境影响报告书 2 水环境质量调查 72 5 河流水质采样断面与取样点设置原则 多数废水直接或间接流入河流 采样断面和采样点设置的代表性直接决定水质数据的代表性 1 监测断面 对照断面 控制断面 削减断面 对照断面反映河流水质的背景状况 位于建设项目排污口的河流上游 73 控制断面可能受到所评价污染源的污染而需要控制的河段 一般设在 l在有水量入流或排出的河段 河流交汇处 排污口 水源取水处 出入湖泊的河道口等 l汇水处和排污口的上游和下游各设一控制断面 下游断面应在完全混合处 排放口完全混合处离排污口的距离可以计算得出l尽量和水文测量断面重合 以便利用水文监测数据 74 削减断面废水和河水流经一段距离 经过完全混合后 由于水的自净作用 污染物浓度开始下降 直到河流断面上左中右三点浓度很小的断面 一般选在最后一个排污口下游1500m远的河段 75 2 监测断面上采样点的布设 A垂线位置河流宽度 50m 在距岸1 3处各设1条垂线 共两条垂线 河流宽度50 100m 在左右不小于5m 有明显水流处各设1条垂线 取样断面主流线上设1条垂线 共三条 更大的河流 中垂线增加 排污口一侧的垂线可多一些 B垂线上取样点水深水深 5m 在水面下0 5m和距河底0 5m各设一个采样点 水深1 5m 只在水面下0 5m设1个采样点 水深不足1米 采样点在距河底和水面0 3米的中间部分 三级评价无论河水深浅 只设一个采样点 一般设在水面下0 5m处 距河底不应小于0 3m 76 C取样方式一级评价 每个取样点的水样都应分析 不取混合样 二级评价 需要预测混合过程段水质的场合 每次应将该段内各取样断面中每条垂线上的水样混合成一个水样 其他情况每个取样断面每次只取一个混合水样 三级评价 原则上只取断面混合水样 77 单因子评价 取某一评价因子的多次监测的极值或平均值 与该因子的标准值相比较 在水环境质量评价中 当有一项指标超过相应功能的标准值时 就表示该水体已经不能完全满足该功能的要求 因此单因子评价法可以非常简单明了地了解水域是否满足功能要求 是水环境影响评价中最常用的方法 编制环境影响报告书 2 三 水环境现状评价 78 单因子评价一般采用以下三种方法 极值法 当监测数据量少且数据变化幅度大时采用均值法 当监测数据量多且数据变化幅度小时采用内梅罗法 有一定数据量 数据变化幅度较大时采用单因子标准指数法 将监测值与该因子的标准值相比较 79 公式 式中 C 内梅罗平均值 mg L Cmax 水质参数的最大监测值 mg L 水质参数的平均监测值 mg L 编制环境影响报告书 2 内梅罗平均值 80 根据 环境影响评价技术导则 地面水环境 HJ T2 3 93 水质评价方法采用单因子指数评价法 单因子指数评价法是将每个污染因子单独进行评价 利用概率统计得出各自的达标率 超标率 超标倍数 平均值等结果 单因子指谁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 反映水域污染的时空变化 通常采用标准指数法对监测到的各项水质参数逐项进行评价 也可以用指数对多项水质参数作综合评价 81 单项水质因子评价方法 单项标准指数法 1 除DO和pH外 其它一般水质参数 随水质浓度增大而水质变差的水质因子 的单项标准指标定义式为 Si Ci CoiCi 污染物i的实测浓度 mg L Coi 污染物i在 GB3838 88 中某一类标准值 mg L 82 2 DO的标准指数 当DOj DOs时 SDOj DOf DOj DOf DOs 当DOj DOs时 SDoj 10 9DOj DOs其中 SDOj DO的标准指数 DOf 某水温 气压条件下的饱和溶解氧浓度 mg L DOf 468 31 6 T T为河水水温 oC DOj 实测的溶解氧浓度 mg L DOs 地面水环境质量标准中的溶解氧的标准限值 mg L 83 3 pH的标准指数 当pHj 7 0 SpHj 7 0 pHj 7 0 pHsd 当pHj 7 0 SpHj pHj 7 0 pHsu 7 0 其中 SpHj pH值的标准指数 pHj 实测河水的pH值 pHsd 地表水质量标准中规定的pH下限 pHsu 地表水质量标准中规定的pH上限 84 评价结论 当水质参数的标准值大于1 说明水质参数超标 不能满足该类水域的质量要求 全部水质参数的标准值中只要有一个超过1 则该水域的水质不能满足该类水域的质量要求 85 又称综合污染指数法 将多项评价因子的监测值通过加权平均等多种数学方法换算成综合污染指数用以判断水体污染程度 该方法多用于不同水体环境质量的比较或同一水体不同时期的质量变化评价 编制环境影响报告书 2 多因子综合评价 86 最大值 28mg L算术平均值 22 8mg L内梅罗平均值 25 5mg LIII类水体COD标准值为20mg L 说明已经不能满足III类水体质量要求 编制环境影响报告书 2 例题 某监测断面三天水质监测得到一组COD数据 21mg L 28mg L 23mg L 24mg L 18mg L23mg L 评价水体COD污染状况 87 编制环境影响报告书 2 水质状况评价结果 水质状况评价表 88 第三部分 环境影响预测 拟预测水质参数的筛选预测范围及时间水体和污染源的简化地表水体中污染物的迁移与转化地表水环境影响预测的方法水质数学模式的类型与选用原则 常用河流水质数学模型与适用条件水质模型参数的确定方法 89 在现状调查的水质参数中筛选 拟预测参数应既说明问题又不过多 一般少于现状调查参数 根据工程分析 环境现状 评价等级和当地环保要求筛选 不同时期参数不一定相同 对河流 可用水质参数排序指标 ISE 选取预测水质因子 ISE是负值或越大 说明拟建项目排污对河流中该项水质参数的影响越大 cp 建设项目水污染物的排放浓度 mg L cs 水污染物的评价标准限值 mg L ch 评价河段的水质浓度 mg L Qp 建设项目废水排放量 m3 s Qh 评价河段的流量 m3 s 1 拟预测水质参数的筛选 90 1 预测范围预测的范围与现状调查的范围相同或略小 2 预测点的确定 已确定的敏感点 环境现状监测点 以利于进行对照 水文条件和水质突变处的上 下游 水源地 重要水工建筑物及水文站附近 在河流混合过程段选择几个代表性段面 排污口下游可能超标的点位附近 2 预测范围及时间 91 3 预测时期和阶段建设项目地面水环境影响预测时期原则上一般划分为建设期 运行期和服务期满后三个阶段 所有建设项目均应预测生产运行阶段对地面水环境的影响 该阶段的地面水环境影响应按正常排放和不正常排放两种情况进行预测 地面水环境预测应考虑水体自净能力不同的各个时段 通常可将其划分为自净能力最小 一般 最大三个时段 海湾的自净能力与时期的关系不明显 可以不分时段 一 二级评价 应分别预测水体自净能力最小和一般两个时段的环境影响 冰封期较长的水域 当其水体功能为生活饮用水 食品工业用水水源或渔业用时 还应预测冰封期的环境影响 三级评价 或二级评价但评价时间较短时 可以只预测自净能力最小时段的环境影响 92 3 地表水环境简化 P96 河流简化 矩形平直河流 矩形弯曲河流和非矩形河流 河流断面宽深比 20 可视为矩形河流 大中河流预测河段弯曲系数较大 1 3 视为弯曲河流 否则简化为平直河流 大中河流水深变化很大且评价等级较高 如一级 视为非矩形河流 其他简化为矩形河流 小河一般可简化为矩形平直河流 河流水文 水质有急剧变化河段 在急剧变化之处分段 分别简化 湖泊与水库的简化 大湖 库 小湖 库 分层湖 库 水深 10m且分层期较长 如 30d 的湖泊 水库可视为分层湖 库 不存在大面积回流区和死水区且流速较快 水力停留时间较短的狭长湖泊可以简化为河流 93 河口的简化河口包括河流汇合部 河流感潮段 口外滨海段 河流与湖泊 水库汇合部 河流感潮段是指受潮汐作用影响较明显的河段 可以将落潮时最大断面平均流速与涨潮时最小断面平均流速之差等于0 05m s的断面作为其与河流的界限 除个别要求很高 如评价等级为一级 的情况外 河流感潮段一般可按潮周平均 高潮平均和低潮平均三种情况 简化为稳态进行预测 河流汇合部可以分为支流 汇合前主流 汇合后主流三段分别进行环境影响预测 小河汇入大河时可以把小河看成点源 河流与湖泊 水库汇合部可以按照河流和湖泊 水库两部分分别预测其环境影响 河口断面沿程变化较大时 可以分段进行环境影响预测 口外滨海段可视为海湾 94 污染源的简化 P96 污染源简化包括排放方式的简化和排放规律的简化 污染源排放方式简化 点源和面源 无组织排放或从多个间距很近的排放口排水时 也可以简化为面源 排入河流的两排放口间距较近时 可简化为一个 其位置假设在两排放口之间 排放量为二者之和 排入小湖 库 的所有排放口可简化为一个 其排放量是所有排放量之和 排入大湖 库 的两排放口间距较近时 可以简化成一个 其位置假设在两排放口之间 排放量为两者之和 95 环境系统数学模型的分类 按性质和结构1 白箱模型2 灰箱模型3 黑箱模型 4 地表水体中污染物的迁移与转化 96 模型的建立 灰箱数学模型的建立过程有如下几个阶段 1 调查 监测和过程机理分析2 模型的推导和选择3 标定4 验证和修正5 灵敏度分析和应用 97 一 推流迁移二 分散稀释1 分子扩散2 湍流扩散3 弥散作用三 降解和转化 污染物在环境介质中的运动 98 地表水环境影响预测是以一定的预测方法为基础的 而这种方法的理论基础是水体的自净特性 水体自净 水体可以在其环境容量范围内 经过自身的物理 化学和生物作用 使受纳的污染物浓度不断降低 逐渐恢复原有的水质 P66 水体自净的基本原理 物理自净 混合稀释 自然沉淀化学自净 氧化还原反应生物自净 水中微生物 尤其是细菌 作用 Ex 纵向混合系数 m2 s Ey 横向混合系数 m2 s Ez 垂向混合系数 m2 s K3 沉降系数 1 d 99 水体的耗氧和复氧过程 水体耗氧过程 含碳化合物被氧化 含氮化合物被氧化 水生植物 如藻类 的呼吸作用 河床底泥耗氧 水体复氧过程 大气中的氧气不断溶于水中水生植物的光合作用产氧 K1 耗氧系数 单位1 d K2 复氧系数 单位1 d 100 水体自净可以看作是污染物在水体中迁移转化和衰减变化的过程 推流迁移迁移转化分散稀释吸附沉降污染物的好氧生化衰减过程有机污染物的好氧生化降解硝化作用衰减变化温度影响脱氮作用硫化物的反应细菌的衰减作用重金属和有机毒物的衰减作用 101 5 地表水环境影响预测的方法 P95 湖泊 水库 水环境影响预测方法 河口海湾水环境影响预测方法 湖泊 水库 水环境影响预测方法 河口海湾水环境影响预测方法 水质数学模式的类型 河流水质数学模式预测方法 102 水质数学模式的类型与选用原则 水质数学模式按水质分布状况分 零维 一维 二维 三维 按来水和排污随时间的变化分 动态 稳态 准稳态 准动态 按拟预测水质组分分 单一组分模式 耦合组分模式 按求解方法及方程形式分 解析解模式 数值解模式 水质影响预测模式的选用 P97 主要考虑水体类型和排污状况 环境水文条件及水力学特征 污染物的性质及水质分布状态 评价等级等方面 103 1 河流混合过程段长度 P73 预测范围内河段分充分混合段 混合过程段和排污口上游河段 充分混合段 污染物浓度在断面上均匀分布的河段 当断面上任意一点的浓度与断面平均浓度之差小于平均浓度的5 时 可以认为达到均匀分布 混合过程段 指排放口下游达到充分混合以前的河段 常用河流水质数学模型与适用条件 104 1 河流混合过程段长度 P73 河流混合过程段长度可由下式估算 经验公式 式中 B 河流宽度 m a 排放口距岸边的距离 m u 河流断面的平均流速 m s H 平均水深 m g 重力加速度 9 8m s2 I 河流坡度 常用河流水质数学模型与适用条件 105 例题1 一河段的K断面处有一岸边污水排放口稳定地向河流排放污水 其河水特征为 B 50 0m H均 1 2m u 0 1m s I 9 试计算混合过程污染带长度 106 2 河流完全混合模式 P71 适用条件 1 河流充分混合段 3 河流为恒定流动 2 持久性污染物 4 废水连续稳定排放 c 污染物浓度 mg L cp 污染物排放浓度 mg L ch 河流来水污染物浓度 mg L Qp 废水排放量 m3 s Qh 河流来水流量 m3 s 常用河流水质数学模型与适用条件 107 例题2 P72 河边拟建一工厂 排放含氯化物废水 流量2 83m3 s 含盐量1300mg L 该河流平均流速0 46m s 平均河宽13 7m 平均水深0 61m 含氯化物浓度100mg L 如该厂废水排入河中能与河水迅速混合 问河水氯化物是否超标 设地方标准为200mg L 解 ch 100mg L Qh 0 46 13 7 0 61 3 84m3 scp 1300mg L Qp 2 83m3 s 108 3 河流一维稳态模式 c 计算断面的污染物浓度 mg L c0 计算初始点污染物浓度 mg L t 断面间水团传播时间 d K 水质综合消减系数 1 d u 河流流速 m s x 从计算初始点到下游计算断面的距离 m 常用河流水质数学模型与适用条件 或 一般方程式为 e 自然对数的底 2 718 109 3 河流一维稳态模式 适用条件 1 河流充分混合段 3 河流为恒定流动 2 非持久性污染物 4 废水连续稳定排放 c 计算断面的污染物浓度 mg L c0 计算初始点污染物浓度 mg L K1 耗氧系数 1 d K3 污染物的沉降系数 1 d u 河流流速 m s x 从计算初始点到下游计算断面的距离 m 常用河流水质数学模型与适用条件 或 110 例题3 一河段的K断面处有一岸边污水排放口稳定地向河流排放污水 其污水特征为 Qp 19440m3 d BOD5 p 81 4mg L 河水Qh 6 0m3 s BOD5 h 6 16mg L u 0 1m s K1 0 3 d 如果忽略污染物质在混合过程段内的降解和沿程河流水量的变化 在距完全混合断面10km的下游某段处 河流中BOD5浓度是多少 解 Qp 19440 86400 0 225m3 s计算起始点处完全混合后的BOD的浓度 8 88mg L 6 275mg L 在距完全混合断面10km的下游某段处 河流中BOD5浓度是6 275mg L 111 常用河流水质数学模型与适用条件 4 Streeter Phelps S P 模式 建立S P模式的基本假设 1 河流中的BOD衰减和溶解氧的复氧都是一级反应 2 反应速度是定常的 3 河流中的耗氧是由BOD衰减引起的 而河流中的溶解氧来源则是大气复氧 S P模式的适用条件 1 河流充分混合段 2 污染物为耗氧有机污染物 3 需要预测河流溶解氧状态 4 河流为恒定流动 5 污染物连续稳定排放 112 常用河流水质数学模型与适用条件 4 Streeter Phelps S P 模式 CBOD0 计算初始断面的BOD浓度 mg L D0 计算初始断面亏氧量 即断面DO浓度与DOf之差 mg L Dh 上游来水中溶解氧的氧亏值 mg L Dp 污水中溶解氧的氧亏值 mg L 113 4 Streeter Phelps S P 模式 D 亏氧量 即饱和溶解氧浓度与溶解氧浓度的差值 mg L cBOD BOD的浓度 mg L K1 耗氧系数 1 d K2 大气复氧系数 1 d x 从计算初始点到下游计算断面的距离 m 氧垂公式 氧垂曲线 根据氧垂公式绘制的溶解氧沿程变化曲线 P75 114 4 Streeter Phelps S P 模式 计算最大氧亏点 临界点 tc 由起始点到达临界点的流行时间 xc 临界点到计算初始点的距离 m 115 4 Streeter Phelps S P 模式 S P模式在水质影响预测中应用最广 也可用于计算河段的最大容许排污量 在S P模式基础上 结合河流自净过程中的不同影响因素 人们提出了一些修正型 例如托马斯引入悬浮物沉降作用对BOD衰减的影响 多宾斯 坎普提出了考虑底泥耗氧和光合作用复氧的模型 奥康纳进一步考虑含氮污染物的影响 1989年美国EPA推出了QUAL 2E 这是一维水质模型 全面考虑河流自净的机理 可以模拟15种以上不同的水质参数的变化 如水温 有机磷 有机氮 肠杆菌等 116 5 河流二维稳态混合模式 适用条件 1 平直 断面形状规则河段混合过程段 2 持久性污染物 3 河流为恒定流动 4 连续稳定排放 5 对于非持久性污染物 需采用相应的衰减模式 常用河流水质数学模型与适用条件 117 5 河流二维稳态混合模式 c x y x y 点污染源垂直平均浓度 mg L H 平均水深 m B 河流宽度 m a 排放口与岸边的距离 m My 横向混合系数 m2 s x y 笛卡儿坐标系的坐标 m 岸边排放 常用河流水质数学模型与适用条件 118 5 河流二维稳态混合模式 c x y x y 点污染源垂直平均浓度 mg L H 平均水深 m B 河流宽度 m a 排放口与岸边的距离 m My 横向混合系数 m2 s x y 笛卡儿坐标系的坐标 m 非岸边排放 2 常用河流水质数学模型与适用条件 119 6 河流二维稳态混合累积流量模式 常用河流水质数学模型与适用条件 适用条件 1 弯曲河流 断面形状不规则河段混合过程段 2 持久性污染物 3 河流为恒定流动 4 连续稳定排放 5 对于非持久性污染物 需采用相应的衰减模式 岸边排放 c x q x q 处污染物垂向平均浓度 mg L Mq 累积流量坐标系下的横向混合系数 x q 累积流量坐标系的坐标 120 4 6地表水环境影响预测 拟预测水质参数的筛选水体自净的基本原理地表水环境影响预测的时期和阶段地表水环境和污染源的简化地表水环境影响预测的方法水质数学模式的类型与选用原则常用河流水质数学模型与适用条件水质模型参数的确定方法 121 水质模型参数的确定方法 水质模型参数确定的方法类别 实验室测定法公式计算法 包括经验公式 模型求解等 现状实测法示踪剂法 122 1 实验室测定法K1 K1 0 11 54I u H式中 K1 耗氧系数 1 d K1 试验室测定的耗氧系数 1 d I 河流底坡或地面坡度 u 河水流速 m s H 平均水深 m 在实际应用中 K1 仍然写作K1 耗氧系数K1单独估值方法 P83 123 2 两点法 现场实测法 式中 cA cB为A B断面上污染物的平均浓度 x为A B断面间的距离 耗氧系数K1单独估值方法 P83 124 复氧系数K2的单独估值方法 经验公式法 P84 1 奥康纳 多宾斯 简称奥 多公式 cz 17 cz 17 cz 谢才系数I 河流坡度n 河床糙率Dm 分子扩散系数 125 0 1 H 0 6mu 1 5m s 0 6 H 8m0 6 u 1 8m s 2 欧文斯等人经验式 3 丘吉尔经验式 复氧系数K2的单独估值方法 经验公式法 P84 126 K1 K2的温度校正 K1或2 T K1或2 20 T 20 温度常数 的取值范围 对于K1 1 02 1 06 一般取1 047对于K2 1 015 1 047 一般取1 024 127 1 泰勒法求Ey 适用于河流 Ey 0 058H 0 0065B gHI 1 2B H 100式中 B 河流宽度 g 重力加速度 2 爱尔德法求Ex 适用于河流 Ex 5 93H gHI 1 2 混合系数的经验公式 P82 128 混合系数的示踪试验测定法 P82 示踪物质有 无机盐类 NaCl LiCl 荧光染料 如工业碱性玫瑰红 放射性同位素等 示踪物质应满足以下要求 具有在水体中不沉降 不降解 不产生化学反应测定简单准确 经济对环境无害示踪物质的投放有瞬时投放 有限时段投放和连续恒定投放 向水体中投放示踪物质 追踪测定其浓度变化 据以计算所需要的各环境水力学参数的方法 129 第四章地表水环境影响评价 4 1基本概念4 2相关水环境标准4 3地表水环境影响评价工作程序4 4地表水环境影响评价等级及范围4 5地表水环境现状调查与评价4 6地表水环境影响预测4 7地表水环境影响评价 130 4 7地表水环境影响评价 评价建设项目的地表水环境影响是评定与估价建设项目各生产阶段对地表水的环境影响 是环境影响预测的继续 原则上可采用单项水质参数评价方法或多项水质参数综合评价方法 注意 与现状评价采用的水质标准应相同 预测值未包括环境质量现状值 背景值 时 注意叠加 规划中几个建设项目在一定时期 如5年 内兴建并且向同一地表水环境排污时 应有政府有关部门规定各建设项目的排污总量或允许利用水体自净能力的比例 自净利用指数法 131 规划中有几个建设项目在一定时期 如5年 内兴建并且向同一地表水环境排污的情况可以采用自净利用指数法进行单项评价 式中 ci j j点污染物i的浓度chi j j点上游i的浓度 csi i的水质标准 自净能力允许利用率 自净利用指数法 P98 溶解氧的自净利用指数 Pij 1 污染物i在j点利用的自净力没有超过允许的比例 否则超过允许利用比例 Pij的值就是超过允许利用的倍数 pH的自净利用指数 132 式中 DOh j j点上游溶解氧值DOj j点的溶解氧值 DOs 溶解氧的标准 溶解氧的自净利用指数 pH的自净利用指数 排入酸性污染物时 排入碱性污染物时 133 134 水体自净地面水环境影响预测的基本原理是水体的自净特性 即水体中的污染物在没有人工净化措施的情况下 它的浓度随时间和空间的推移而逐渐降低的特性 称为水体自净 水体自净分类物理自净 化学自净 生物自净 三种自净方式往往同时发生又相互影响 3 一 基本概念 环境影响预测 135 2 物理自净 1 混合稀释 污染物的扩散作用 扩散能力的大小用 扩散系数 描述 稀释扩散只能造成浓度的降低 总量不会改变 2 自然沉淀 污染物自身重力作用 沉淀能力的大小用 沉降系数 描述 沉淀作用只能造成污染物的转移 由水中转移到底泥中 3 环境影响预测 136 3 化学自净 1 氧化还原作用 水中的氧将某些金属离子氧化成金属氧化物 2 吸附沉淀作用 天然水体中含有各种各样的胶体 如硅 铝 铁等的氢氧化物 黏土胶粒和腐殖质等 具有很强的吸附作用 3 环境影响预测 137 4 生物自净天然水体中含有大量的微生物 如好氧菌 厌氧菌 硝化菌等等 以含碳或含氮的有机物当作食饵 把有机物分解为无机物 如二氧化碳 或把大分子的有机物降解为小分子的有机物 如甲烷等 3 环境影响预测 138 混合过程段当污水排入河流后 在河流横向断面上要经过横向混合一定距离后与河水充分混合 这个距离称之为 混合过程段 也就是排放口下游达到充分混合以前的河段 3 环境影响预测 139 140 当断面上任一点浓度与断面平均浓度之差小于平均浓度的5 时 可以认为达到均匀混合 断面上任一点监测值断面平均浓度 均匀混合断面的判定 5 3 环境影响预测 141 注意两个问题 一 混合过程段不执行地表水环境质量标准或者说可以超过水质标准二 在应加以保护的重要功能区范围内不允许混合区的存在 142 水质模型是一个用于描述物质在水中混合 迁移等变化过程的数学方程 即描述水体中污染物与时间 空间的定量关系 水质模型的分类 1 按水域类型分 河流的 河口的 河网的 湖泊的2 按水质组分分 单一组分 耦合组分 比较成功的是BOD DO模型 多重组分 比较复杂 如综合水生态模型 3 按水力学和排放条件分 稳态模型 非稳态模型 三 水质模型的分类 3 环境影响预测 143 水力学模型有零维 一维 二维和三维 零维模型用于最简单 理想状态下的水质预测 一维模型用于断面平均流量参数并考虑参数在纵向方向上的变化 二维模型不仅具有一维的特点 同时还考虑在横向方向上的参数变化 三维模型用 点 流量参数 不仅考虑纵 横两个方向上的参数变化 还考虑垂直方向上的变化 144 零维是一种理想状态 把所研究的水体如一条河或一个水库看成一个完整的体系 当污染物进入这个体系后 立即完全均匀地分散到这个体系中 污染物的浓度不会随时