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第8章 水环境影响评价 水环境 影响 评价

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第八章水环境影响评价 第八章水环境影响评价 第一节水环境评价等级的确定第二节水环境现状调查第三节水环境影响预测第四节水环境影响的评价第五节 水环境影响评价案例 水环境影响评价分为地表水 也称地面水 和地下水体两部分 地表水又分为河流 湖泊 水库 河口和海洋等几部分 本教材主要以地表水的环境影响评价进行讲述 第一节水环境评价等级的确定 评价工作程序评价等级评价标准 一 评价工作程序 地表水环境影响评价的技术工作程序可分四个阶段 第一为准备阶段 了解情况 确定评价级别和范围 编制环境影响评价工作大纲 第二阶段是评价工作的重头 详细调查现状和监测 仔细做好工程分析 在此基础上评价水环境现状 第三阶段根据水环境排放源特征 选择和验证水质模型 预测拟议行动对水体的污染影响 并对影响的意义及其重大性作出评价 并且研究相应防范对策 第四阶段是提出对策 总结成果 完成报告书 为项目监测和事后评价作准备 二 评价等级 地表水评价等级划分根据拟建项目排放的废水量 废水组分复杂程度 废水中污染物迁移 转化和衰减变化特点以及受纳水体规模和类别 将地表水环境影响评价分为三级 一级评价项目要求最高 二级次之 三级较低 地下水评价等级划分划分地下水评价等级尚无标准 通常依据的条件有 工程特点 地下水埋藏条件 工程所处地理位置 三 评价标准 将水域功能按使用目的和保护目标划分为五类 主要适用于源头水 国家自然保护区 主要适用于集中式生活饮用水水源地 一级保护区 珍贵鱼类保护区 鱼虾产卵场等 主要适用于集中式生活饮用水水源地 二级保护区 一般鱼类保护区及游泳区 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域 同一水域兼有多类功能的 依最高功能划分类别 有季节性功能的 可分季划分类别 第二节水环境现状调查 水体污染源与水体污染物水体污染源调查水质监测 一 水体污染源与水体污染物 水体污染源 点污染源 主要指由工业企业和城镇通过排水沟道进入水体的废水 其污染影响的变化 一般与工业生产和城镇生活废水的排放规律有相关性 常呈日 周和季节性变化 同时又有随机性 非点污染源 又称面源是指分散或均布地沿岸线进入水体的废水 包括城镇降雨排水 农田排水和农村生活废水 小型禽畜饲养场废水以及大气污染物通过重力沉降和降水过程进入水体等造成的污染 非点源污染情况复杂 其规律性较难掌握 一 水体污染源与水体污染物 水体污染物我国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 热量和放射性核素等 二 水体污染源调查 调查目的 了解评价水体的水文 水质状况 污染源状况和水体功能利用情况 为水体环境影响预测和评价提供基础资料 调查原测 尽量向有关水文观测 水质监测 环保和水资源管理部门索取有关资料 以减少现场调查工作量 不同的水体环境有不同的调查内容 不同等级的评价有不同的深度要求 因此每个项目的水体现状调查 都应根据具体的环境特点和评价等级要求确定具体的调查内容 二 水体污染源调查 评价因子的筛选点源调查非点源 面源 调查污染源调查评价 三 水质监测 水质现状监测水质监测的目的是掌握地表水水体的水质现状 也即获取水质的基线条件 应该尽量收集和利用地方监测部门历史上积累的关于被测水体的数据和信息 它们反映水质变化的某种规律性 水质监测 水质现状监测 监测时期和采样次数各种地表水体的监测时间与评价等级有关 也可参考HJ T2 3 93确定 水质监测期应选在流量稳定 水质变化小 连续无雨 风速不大的时间进行 采样的天数和水样的要求的一般规定如下 水文观测一般建设项目的水文观测数据是从地方水文站取得 对于重大的建设项目 必要时应进行水文与水质同步监测 河流水文观测的参数包括观测断面的几何形状 水位 流速等 湖泊水文观测包括湖泊廓线测量 监测垂线水深及坐标位置 湖泊 水库 分层情况及湖流等 水质监测 水质现状评价现状评价是说明水质的污染程度并作为环境影响预测和评价的基础 评价水质现状主要采用文字分析与描述 并辅之以数学表达式 在文字分析与描述中 有时可采用检出率 超标率等统计数值 数学表达式分为两种 一种用于单项水质参数评价 另一种用于多项水质参数综合评价 单项水质参数评价简单明了 可以直接了解水质参数现状与标准的关系 水质监测水质现状评价 评价标准地面水的评价标准应采用GB3838或相应地方标准 国内尚无标准的水质参数可参考国外标准或采用经主管部门批准的临时标准 评价区内不同功能的水域应采用不同类别的水质标准 水质参数的取值 单项水质参数评价 pH的标准型指数单元 8 6 8 7 式中 多项水质参数综合评价方法 以上各种指数中 幂指数法适于各水质参数标准指数单元相差悬殊的场合 例如10倍以上 加权平均法用在一般的水质参数标准指数单元相差不大的情况 向量模法用于突出污染最重 水质参数最差 的项目 第三节水环境影响预测 预测准备影响预测模型 第三节水环境影响预测 预测准备预测条件的确定预测方法的选择污染源和水体的简化 一 预测准备 预测条件的确定预测范围预测点的确定已确定的敏感点 环境现状监测点 以利进行对照 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断面 排污口下游可能出现超标的点位附近 预测时期地表水预测时期分丰水期 平水期和枯水期三个时期 一般说 枯水期河流自净能力最小 平水期居中 丰水期自净能力最大 但个别水域因非点源污染严重可能使丰水期的稀释能力变小 水质不如枯 平水期 冰封期是北方河流特有的情况 此时期的自净能力最小 因此 对一 二级评价项目应预测自净能力最小和一般的两个时期环境影响 对于冰封期较长的水域 当其功能为生活饮用水 食品工业用水水源或渔业用水时 还应预测冰封期的环境影响 三级评价或评价时间较短的二级评价可只预测自净能力最小时期的环境影响 预测阶段一般分建设过程 生产运行和服务期满后三个阶段 所有拟建项目均应预测生产运行阶段对地表水体的影响 并按正常排污和不正常排污两种情况进行预测 对于建设过程超过一年的大型建设项目 如产生流失物较多 且受纳水体要求水质级别较高 在III类以上 时 应进行建设阶段环境影响预测 个别建设项目还应根据其性质 评价等级 水环境特点以及当地的环保要求预测服务期满后对水体的环境影响 如矿山开发 垃圾填埋场等 预测方法的选择 定性分析法有专业判断法和类比调查法两种 专业判断法是根据专家经验推断建设项目对水环境影响 类比调查法是参照现有相似工程对水体的影响 来推测拟建项目对水环境影响 定性分析法具有省时 省力 耗资少等优点 并且在某种情况下也可给出明确的结论 定量预测法常指应用物理模型和数学模型预测 应用水质数学模型进行预测是最常用的 污染源和水体的简化 污染源的简化排放形式的简化 排放形式分点源和非点源两种排入河流的两排放口距离较近 可简化为一个 其位置假设在两者之间 其排放量为两者之和 距离远时 应分别预测 排入小型湖 库 的两排放口间距较近时 可简化为一个 其位置假设在两者之间 其排放量为两者之和 两排放口间距较远时 可分别单独考虑 当两个或多个排放口间距或面源范围小于沿方向差分网格的步长时 可以简化为一个 否则 应分别单独考虑 以上所提排放口远近的判别可按 两排污口距离小于或等于预测河段长度1 20为近 两排污口距离大于预测距离的1 5为远 地表水环境简化河流的简化为使河流断面和岸边形状规则化 可将河流简化为矩形平直河流 矩形弯曲河流和非矩形河流等三类 湖泊 水库 的简化湖泊 水库 可分大湖 库 小湖 库 和分层湖 库 三类 第三节水环境影响预测 二 影响预测模型常用水质模型完全混合模型 8 12 一维模型 8 13 8 14 8 15 二维模型 在稳态条件下二维模型可以写作 二维模型无边界的连续点源排放 如下图 无限宽河流 例如长江 岸边排放 如下图 有边界的连续点源排放 如下图 河流pH模型充分混合段混合过程段水温模型当河流中水温在断面上是均匀的 拟建项目排放热废水能与河水较快混合 则由热废水排放引起的河流水温变化可采用一维日均水温模型计算 BOD DO耦合模型S P模型托马斯 H Jr Thomas 1937 模型多宾斯 坎普 Dobbins Camp 1939 模型奥康纳 D O Connor 1961 模型 第四节水环境影响的评价 一 评价重点和依据二 判断影响重大性的方法三 评价结论 水环境影响评价是在工程分析和影响预测基础上 以法规 标准为依据解释拟建项目引起水环境变化的重大性 同时辨识敏感对象对污染物排放的反应 对拟建项目的生产工艺 水污染防治与废水排放方案等提出意见 提出避免 消除和减少水体影响的措施和对策建议 最后提出评价结论 一 评价重点和依据 评价重点 我们应跟据不同情况 抓住环境影响的重点因子进行评价 如空间方面 水文要素和水质急剧变化处 水域功能改变处 取水口附近等应作为重点 水质方面 影响较大的水质参数应作为重点 评价依据 地表水环境质量标准和有关法规及当地的环保要求是评价的基本依据 地表水环境质量标准应采用GB3838或相应的地方标准 所采用的国外标准和建立的临时标准应按国家环保局规定的程序报请有关部门批准 评价区内不同功能的水域应采用不同类别的水质标准 选用的标准均应报请主管环保部门审查认定 二 判断影响重大性的方法 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 当水环境现状已经超标 可以采用指数单元法和 或综合指数法进行评价 其方法是将有项目时预测数据计算得到的指数单元或综合评价指数值与现状值 基线值 求得的指数单元或综合指数值进行比较 根据比值大小 采用专家咨询法和征求公众与管理部门意见确定影响的重大性 三 评价结论 在环境影响识别 水环境影响预测和采取对策措施的基础上 得出拟建项目对地表水环境的影响是否能够承受的结论 第五节 水环境影响评价案例 一 化工厂对河流水环境影响评价二 三峡工程对水质的影响研究 一 化工厂对河流水环境影响评价 厂址所在地的地表水环境状况工厂位置及调查区范围 以宣化化肥厂为例 宣化化肥厂座落在河北省张家口市宣化区东南6公里处 该处位于北京西北约140公里 距北京饮用水源地官厅水库57公里 沿河道距离 其地理位置详见图8 5 本评价工作所进行的自然环境及社会环境调查 地面水环境现状监测以及现有污染源监测的范围是自宣化区西南的洋河大桥开始 至官厅水库止的洋河两岸 及张家口市的大清河和官厅水库全部 同时对桑干河流域及妫水河流域中与本评价有关的部分也进行调查 图8 5宣化化肥厂地理位置 洋河的水文状况洋河水文期的划分 一年分为下面几个水文时期 冬季枯水期为每年十一月上旬至次年三月上旬 此时河流水量约占年径流量的20 因枯水期为非农灌季节 工业废水排入河道后 基本上均流入官厅水库 是洋河向水库输送工业污染物的主要时期 春汛期 春季平水期 为三月中旬至四月上旬 此时水量虽有明显增加 但因春灌用水 只有少部分河水入库 春末夏初枯水期为四月中旬到六月 此时河水流量小 灌溉用水量大 洋河水几乎全部进入灌渠 夏汛丰水期为七月到九月中旬 这一时期大约集中了年径流量的40 也是河水进入官厅水库的主要时期 秋季平水期为九月下旬至十一月上旬 河水用于秋灌 入库量较少 洋河的基本水文参数通过现场实测所得到的洋河水文参数见表8 5 表8 5洋河水文参数 依据洋河水文和水质条件以及拟建工程排污量确定本案例为三级评价项目 洋河水质监测为了掌握可能受拟建项目污染影响河段的水质 按照环评要求在丰水 平水和枯水期分别开展了监测 监测断面的采样点布设见图8 6 取得的监测数据 经过整理归纳如下 总的看 洋河当时的污染非常严重 这些污染主要是由有机污染物造成的 其中COD NH3 N BOD5和S2 是主要污染物 这与张家口 宣化 下花园的工业废水的性质是吻合的 许多污染物超标 在超标的污染物中 COD的超标率100 超标倍数的范围为1 5 12 3倍 最高超标倍数出现在6 监测断面的枯水期 DO的超标率为37 0 酚的超标率为66 7 超标范围为0 1 25 6倍 硫化物的超标率为92 6 超标范围为0 04 5 7倍 CN 的超标率为7 4 超标范围为0 3 0 7倍 总磷的超标率为7 4 超标范围为0 2 0 3倍 pH的超标率为7 5 仅二个断面 由上可见 洋河已是一条受污染十分严重的河流 图8 6洋河监测断面和官厅水库采样点布设 工程分析对拟扩建的磷铵工程开展了详细的类比调查 结合宣化化肥厂现在的生产情况进行工程分析 比较生产碳酸氢铵 尿素和磷铵等产品带来的水环境污染 对水污染源资料进行归纳 拟建项目对洋河水质影响预测预测的水质参数 污染物 及时段的确定水质参数的确定预测时段的确定预测范围及预测采用的水文条件预测范围 从排污口上游100米处起到与桑干河汇合前 即到7 断面止 第7 断面后 洋河的自净作用可将污染物浓度降至排污口上游浓度水文条件 根据多年监测结果分析 洋河在枯水期和平水期污染最重 水质最差 因此 洋河的预测时期选择平水期和枯水期 预测模型的选择持久性污染物预测模型非持久性污染物洋河中污染物衰减系数K值的确定非持久性污染物在河道中可以随时间逐渐衰减 进行预测时 关键在于准确求得各非持久性污染物的衰减系统数K值 本评价利用野外水团追踪法对COD 酚 CN 等非持久性污染物的K值进行估值 野外水团追踪法所获取的数据采用两点法或三点法求K值 水质预测条件预测采用的水文参数根据实测资料确定预测计算时的洋河水文参数预测采用的洋河水质背景值和工程污染源源强正常排放情况下水质影响预测预测非持久性污染物时 还需考虑污染物在排污渠中的衰减量 各种污染物进入洋河后对洋河各断面浓度的预测 非正常排污时水质预测拟建工程非正常排放的污水主要为含高浓度NH3 N的污水 主要是因各种情况下泄漏氨液所致 产生非正常的废水排放时 由于废水含高浓度NH3 N 将使洋河在较断时段的NH3 N浓度陡然升高 二 三峡工程对水质的影响研究 三峡建坝后 库区的水环境将发生变化 特别是水的流态和流速的变化将改变水环境的屋里和化学条件 从而影响污染物在水体中的稀释 扩散 降解和转化等净化过程 这些影响究竟有多大 库区及坝下游的水质会不会因建库而恶化 于此将根据多年调查研究的结果就工程对水质的影响进行论述 污染源状况三峡库区江段有污染源3000余个 年排工业废水和生活污水10亿t左右 排放50余种污染物 库区主要污染源为工业污染源 其次按顺序排列为农田径流 生活污水 城市径流和船舶流动污染源 污染负荷预测 三峡库区污染负荷预测结果 库区水质状况总体水质状况近岸水域水质状况水库水质影响研究扩散能力减弱对水质的影响对生化需氧量BOD的影响三峡建库对BOD5的影响 第六节 环境影响评价的展望 中国的规划环境影响评价已从理论走向实践 目前 科研工作者们对规划环境影响评价进行了积极的探讨 针对实施规划环境影响评价可能遇到的问题 对规划环评中的分层评价 公众参与 在有关能源 交通 城市总体规划等方面已进行了试点 今后的任务是积极推进评价方法的选定及对一些实际案例等进行不同层面的分析 环境影响评价在中国还处在起步阶段 我们将借鉴国外环评的成功经验 在我国积极推进环境影响评价 从全局和预防性角度推进可持续发展 我们已经开展了战略环评的研究试点 今后要在试点的基础上 逐步实施 思考题 何谓河水体污染和水体自净 其关系如何 废水排入河流后 污染物与河水是如何混合的 由几个阶段组成 其机理是什么 一个水样通过实验室试验得BOD5 60mg l BODu 80mg l 试推算该水样的有机物碳化速率常数K1 并推算达到95 BODu所需天数 如果BOD5 50mg l 则达到95 BODu所需天数多少 有一个拟建化工厂的热废水量1000m3 d 水温50 拟排入附近一个小湖泊 该湖放养家鱼 平均水深2 5米 面积3 104m2 夏季最热时湖水温度25 废水入湖后可与湖水较快混合均匀 请估计 湖水温度平均升高几度 是否会影响湖中渔业生产 在一水库附近拟建一个工厂 投产后向水库排放废水1500m3 d 水库设计库容8 5 106m3 入库的地表径流8 104m3 d 地方上规定水库为II类水体 水库现状BOD5 1 2mg l 请计算该拟建工厂容许排放的BOD5量 如果该厂排放的废水中BOD5 60mg l 处理率多少 建议采取什么措施 一个拟建项目将排放含BOD 酚 氰等污染物的废水12000m3 d 水温40 pH 5 5 拟排入一条平均流量50m3 s的河流 该河为III类水体 问该项目的水环境影响评价等级 如果此废水将排入一个平均水深12米 面积20km2属II类水体的水库 则评价等级如何 水环境影响的预测点和预测时期如何确定 试简述之 一条流场均匀的河段 河宽B 200m 平均水深 3m 流速ux 0 5m s 横向弥散系数Ey 1m3 s 平均底坡I 0 0005 一个拟建项目可能以岸边和河中心两种方案排放 试采用理论公式以及经验公式计算完全混合距离 并对计算结果的差异作解释 一条河流为III类水体 CODCr基线浓度10mg l 一个拟建项目排放废水后 将使CODCr浓度提高到13mg l 设当地的发展规划规定还将有两个拟建项目在附近兴建 按照水环境规划该河段自净能力允许利用率 0 6 问当地环保部门是否应批准该拟建项目的废水排放量 为什么 常用的消减拟建项目对地表水污染措施有哪些 你有何补充和修正意见

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