水环境评价与保护

1、水环境评价与保护第一章 绪 论11.1 水环境（资源）保护的概念 水（环境）资源包括水量和水质两方面，水量又包括水量供需平衡和防洪两方面。 水资源保护的概念为： 通过行政、法律、技术、经济、工程等手段合理开发，管理和利用水资源，保护水资源的质量和供应、防止水污染、水源枯竭、水流阻塞和水土流失，以满足社会实现经济可持续发展对淡水资源的需求。2水资源保护所要解决的问题： 1、水少 2、水多 3、水脏水资源保护的主要工作内容： 1、政策、法律、法规 2、规划、管理 3、技术、经济、工程31.2 水资源与水环境1.2.1 概念(1)水资源：分布在陆地上可供人们使用的淡水就是通常所指的水资源(包括地表水

2、和地下水)。 地球上水的总贮量为13.6亿km3；但其中97.3%是海中咸水，只有2.7%为陆地的淡水和咸水。其中77.2%为冰山和冰冠水；22.4%为地下水和土壤水；湖泊和沼泽水只占0.3%，而河流水更少，仅占0.1%。4 能参与全球水循环、在陆地上逐步可以得到恢复和更新的淡水资源，数量仅为全球水储量的0.2%，约为300万km3。这部分量就是通常所指的水资源(包括地表水和地下水)它们都靠降水补给。 (2) 水环境：指一切影响水的存在、循环、分布以及其化学和物理特性的各种自然因素的总体。 51.2.2 水循环 水循环又称水文循环，指地球表面的水分通过蒸发或升华到大气中(气态)，被气流带到空中

3、，凝结为水滴或冻结为冰滴，以降水的形式落到地面、循环往复的过程。 水文循环包括大气、地面、地下三大部分，其循环可分为：大循环与小循环两种。 大循环：主要蒸发源在海洋上； 小循环：主要蒸发源在陆地上。6据有关科学家推算水圈内各种水的恢复周期：冰川和永冻带最慢，每更新一次达一万年左右；海洋为：2500年；深层地下水为：1400年；土壤水为：1年；河流及浅层地下水约16天(平均)。 71.2.3 水资源特性1.2.3.1 循环性和有效性 水能以气态、液态和固态等三种不同的形态存在，并在一定的条件下，水的三态又能互相转化，形成了自然界中的水分循环。因此，水是可更新的资源，地表水和地下水被开发利用后，可

4、以得到大气降水的补给。这样，水分循环使得水资源不同于石油、煤炭等矿产资源，而具有蕴藏量的无限性。然而每年的补给量是有限的，为了保护自然环境和维持生态平衡，一般不宜动用地表、地下水储存的静态水量，故多年平均利用量不能超过多年平均补给量。8 1.2.3.2 时空分布上不均匀 水资源在地区分布上不均匀，年际、年内变化很大，给水资源的开发利用带来了许多困难。为了满足各地区、各部门的用水要求，必须修建蓄水、引水、提水、调水工程，对天然水资源进行时空再分配。由于兴建各种水利工程要受自然、技术、经济条件的限制，只能控制利用水资源的一部分或大部分。由于排盐、排沙、排污以及生态平衡的需要，应保持一定的入海水量。

5、故欲将一个流域的产水量用尽耗光，既不可能，也不应该。如美国加利福尼亚州，规定有25%的年径流量必须入海。 91.2.3.3 用途广泛性和不可代替性 水资源既是生活资料又是生产资料。在国计民生中的用途相当广泛，各行各业都需要水。同时，水是一切生物的命脉，它在维持生命和组成环境方面是不可代替的。然而，随着人口的增长，人民生活水平的提高，以及工农业生产的发展，用水量不断增加是必然趋势。故水资源问题已成为当今世界普遍重视的社会性问题。101.2.3.4 经济上的两重性 由于降水和径流的地区分布和时空分布不均匀，往往会出现洪、涝、旱、碱等自然灾害。水资源开发利用不当，也会引起人为灾害。如垮坝事故、次生盐

6、碱化、水质污染、环境恶化等。因此，水既能供开发利用造福人类，又能引起灾害，直接毁坏人民生命财产。这就决定了水资源在经济上的两重性，即既能造成增加收入，又能导致损失。进行水资源的综合开发和合理利用，应达到兴利除害的双重目的。111.3 我国水资源总量及主要特征1.3.1 水资源总量概念 水资源总量的最基本计算方法是水量平衡法。区域内的降水量(X)，除了消耗于地表蒸散发量(Z)以外，剩下的便形成地表河川径流(Rx)和入渗补给地下径流(Ry)两部分。由于河川径流量与地下水补给量之间存在着相互转化的关系，故不能将这两部分水量直接相加作为水资源总量(W)，应在两者之和的基础上，减去两者之间的重复计算水量

7、(W重)。即： W=X -Z=RX=RY-W重121.3.2 我国河流及流域片水资源总量概况1.3.2.1 河流分类及河流分段(1)河流、流域、水系 河流：接纳地面径流和地下径流的天然泄水道 流域：供给河流的集水区； 水系：流域里大大小小，脉络相通的水流系统13(2)河流分类 按流域类型来分 外流流域：河流注入海洋； 内陆流域：河流不与海洋沟通。 按水的补给类型分 雨水补给型：降雨影响河水水情，故洪水常在 夏季出现； 高山冰雪补给型：气温影响河水水情，故洪水 常在春季出现； 地下水补给型：河流水情变化平稳。14(3)河流分段河源：水系中最长的一条，河流的发源地；上游：河槽窄，水流急；中游：河槽

8、变宽，两岸有滩地；下游：河槽宽，流速小，沙滩浅州多；河口：因流速骤减，泥沙大量淤积，往往形 成三 角洲。151.3.2.2 我国分区多年平均年降水量及水资源量 我国河流分直接入海的外流河与不与海洋沟通的内陆河两大类，主要江河如：黑龙江；海河、黄河、淮河、长江及珠江等都属于外流河，我国流域面积在100km2以上的河流有5万多条；流域面积在1000km2以上的河流有1500多条。 南方河流流量47月连续最大，4个月的径流量约占全年径流量的60%，对珠江流域而言，枯水期为12月、1月、2月、3月，平水期为4月、10月、11月，丰水期为5月、6月、7月、8月、9月。北方河流水量季节性变化很大，河水含沙

9、量较高，冬季冰封，69月的径流量约占全年径流量的80%。161.3.2.4 珠江河流水系概况 珠江是我国南方大河，流域面积、河长均居全国第五位。平均年径流量(3360亿立米)居全国第二位。人均水量(4004立米/人)居全国第一位，是长江的1.45倍、黄河的4.39倍。珠江流域是 一个复合流域，由西江、北江、东江及三角洲等四个水系组成。集雨面积45.3690万平方公里(其中包括国外1.1590万平方里)，在国内跨越滇、黔、桂、粤、湘、赣六省(自治区)。珠江水系支流众多，流域面积在10000平方公里以上的支流共8条，100001000平方公里的支流共119条，1000100平方公里的支流1077条

10、。17 韩江是广东省除珠江以外的最大河流，发源于本省紫金县七星墩，经汕头市入南海。全长470公里，集雨面积3.0112万平方公里，跨闽、赣、粤三省。 粤东沿海诸河，在东起粤闽交界处的黄岗河西至深圳大鹏湾的区域内，土地面积1.5700万平方公里，有许多独流入海的中小河流，其中较大者有榕江、练江、隆江、螺江、黄江等。 粤西沿海诸河，北靠云开大山，南临大海，也形成不少独流入海的中小河流，主要有漠阳江(河长199公里)、鉴江(237公里)，九洲江(159公里)等。总土地面积3.509万平方公里。181.3.3 我国湖泊储水量 我国湖泊总储水量为7088亿m3，其中淡水储量为2261亿m3。1.3.4

11、我国水资源主要特征及供需状况 当我们为自己以全球陆地6.4%的国土面积和全世界7.2%的耕地养育了占全球1/3的人口而自豪时，却常常忽略了由此造成的我国日趋严重的水资源短缺。19 由于水资源在地区与时空分布上的极不均衡，使我国为一个水旱灾害频繁而严重的国家。至今，全国仍有1/2的人口1/3的耕地和主要城市处于最高洪水位以下，而受洪水威胁地区的工农业总产值却占全国的2/3。洪水，仍然是中华民族的心腹之患。干旱，同洪水一样，困扰着我们的生存与发展。 一直以雨滋土润的我国南方，如今也处在干旱的威胁之中。全国五个主要旱区，南方就有两个。连年的干旱少雨，特别是在盛夏高温期的“伏旱”时有发生，常使夏秋作物

12、大面积减产。在沿海城市因供水严重不足导致水荒濒临。20 城市缺水已成为困扰其发展的羁绊，缺水原因主要为： a.资源型缺水：即城市发展的需水量已超过于当地水资源的承载能力，需从境外调水，这在北方地区较普遍； b.水污染型缺水：即水源受到污染、水质达不到城市用水标准，不得不调整取水口位置，寻找合格的水源，这在长江三角洲和珠江三角洲地区尤为突出；21 c.工程型缺水：即当地有水资源，但缺少大中型调节水库和输水工程，这种情况在南方城市比较普遍； d.设施型缺水：即缺水是由于城市内部自来水厂和管网设施不配套所致。 前三种占城市总缺水量的70%以上；其中南方城市多为水污染型缺水城市，污染导致的缺水量占总缺

13、水量的60%70%。22 我国北方人口稠密，工业化和城市化程度高，农业发达，水资源开发利用程度居全国首位，人均供水量只有370m3/年，远远不能满足经济建设和社会发展的需要。能源基地(包括山西、宁夏、陕西北部、河南西部和内蒙古西部)已探明的煤炭储量占全国总储量的69.5%，但基地地处干旱和半干旱地区，水资源不足，已成为基地矿产资源开发利用的一个重要制约因素。23 随着经济的发展，地下水的开采量与日俱增，局部地段地下水资源的过量开采引起泉水消失、地下水位持续下降、含水层枯竭、水质恶化、地面沉降及海水入侵、生态环境恶化等一系列问题。 地表水与地下水体是一个完整的水文系统，相互补给，互转化。但在水资

14、源开发中由于缺乏统一规划，往往地表水和地下水分离，上游与下游分离，导致一些地区上、下游抢水、工农业争水的局面，破坏水资源。 24 河西走廊三大河系之一石洋河流域，近30年来上游不断兴修水库，导致河水对地下水补给量减少，天然溢出量不断衰减，水位下降泉流量衰减，河流下游径流衰竭，水质变咸。 华北平原的许多地区，由于70年代以来的大量开采，地下水资源已出现严重衰竭。地下水降落漏斗面积达1200km2，漏斗中心的水位埋深为52.28m，含水层大范围疏干。其中，尤以北方各大城市和沿海开采细粒含水层为主的城市更为突出。水位平均下降速率为每年12，最大达8.24m。造成城市供水水井或水源地的报废，加剧了水资

15、源的紧缺。25 伴随地下水位下降，土层不断压缩与固结，使地面发生沉降。上海、天津、西安、太原等30多个城市出现了不同程度的地面沉降。地面裂缝，房屋破坏，管道爆裂，给城市人民的生活带来极大的危害。滨海城市海潮登陆现象时有发生，海水入侵使地下水质咸化，人畜饮水更加困难。26 在如此严峻的水危机面前，各行各业用水的浪费却相当惊人。 农业是水资源的最大用户，我国80%左右的水量用于灌溉。但目前农业灌溉大多采用大水漫灌，有效利用率平均只有30%40%左右，这意味着农业用水并没有得到充分利用。 工业用水的重复利用率只有45%，有些产品的单位耗水量比发达国家高510倍，工业用水重复利用率远低于发达国家的70

16、%。城市用水中约有1/3的水量由于利用和管理不当而浪费。 由于水价低廉，人民生活用水大手大脚，惜水节水意识尚未进入人们的脑际。27 除了水资源的量不能满足人民生活和社会发展的需要外，水环境的质量也令人忧虑，这是水污染的日益发展所造成的严重后果。 我国的年废水排放量达366.5亿m3(尚不包括乡镇企业废水)，其中工业废水排放为233.9亿m3，占63.8%。但工业废水的处理率仅为68.6%，被处理的废水中还有约50%不能达到废水排放标准；城市废水的处理率则更低。80%左右的污水未经处理直接排放，造成全国1/3以上的河段受到污染，90%以上城市水域污染严重，近50%的重点城镇水源地不符合饮用水标准

17、。28 另一方面，由于大量围垦、不合理使用农药、化肥以及水土流失等，造成水生生态系统破坏，淡水生物资源(尤其是渔业资源)受到威胁。据统计，全国鱼虾绝迹的河长约达2400km，湖泊(面积在1km2以上者)数量在30年间减少了543个，部分湖泊富营养化严重，每年由于水生生态环境破坏，造成淡水鱼损失达8万t。29 随着农村的经济发展，乡镇企业在各地兴起。由于乡镇企业布局分散，技术设备落后，缺少或完全没有防治污染的措施，“三废”物质一般都未作任何处理就直接向江河湖塘和海洋排泄，使农作物、土壤和生活饮用水源受到严重的污染，危害了人民的健康，破坏了农业的生态平衡。淮河流域1994年8月就因大面积污染造成1

18、00万居民守着淮河没水喝的局面。流域内癌症发病率比全国平均高出10倍以上。30 水污染不仅影响地表水的水质，并且也波及到地下水。我国有地下水水质资料的城市共44个，其中41个已不同程度污染，部分城市的地下水硬度上升，硝酸盐含量增加，有的还检出了油类污染物和有毒有害物质，影响了生活饮用水质。 水污染给工农业生产和人民身体健康带来极大的危害，造成了无法弥补的经济损失。31 总之，水环境质量的继续恶化，导致了可利用水资源的进一步减少和水资源供需矛盾的加剧。水污染严重和水资源短缺已成为实现我国水资源可持续利用的两大重要障碍。水是不可替代的自然资源，它已经向我们亮出了“红灯”。因此，对我们来说，水资源的

19、持续利用和有效保护是所有自然资源保护中最重要的一个问题。321.3.5 我国水环境质量现状1.3.5.1 江河水资源质量特征 根据全国1800多个水质监测断面的资料，按照国家地面水环境质量标准(GB3838-88)，对近700条河流，约10万km的河长进行了评价，结果表明：33 全国综合评价河长98614km，其中水质为类的河长为6042km，占评价河长的6.1%；水质为类的河长为25772.5km，占评价河长的26.1%；水质为类的河长为20993km，占评价河长的21.3%；水质为类的河长为27171km，占评价河长的27.6%；水质为类的河长为816.3km，占评价河长的8.3%；水质超

20、类河长为10472km，占评价河长的10.6%。34 水质分类评价结果表明：全国以耗氧有机污染参数评价的9.55万km的河长中，被污染的河长为32300km，占评价河长的33.8%，其中严重污染(超类)河长为8300km，占评价河长的8.7%；以有毒及易累积物质参数评价的9.21万km的河长中，被污染的河长为2.91万km，占评价河长的31.59%，其中严重污染河长为3810km，占评价河长的4.14%；全国大部分河段的天然水化学组份处于正常情况：在评价的9.51万km的河长中，被污染的河长仅1541km，占评价河长的1.62%。35 我国水污染的主要参数为：非离子氨、总汞、高锰酸盐指数、挥发

21、酚和溶解氧等。 江河水资源质量的地区分布大致为：下游水质劣于上游，干流水质好于支流，流经城市的河段水质最差；南方河流水质整体上优于北方地区的河流水质，东部发达地区的水资源质量差于中西部地区的水资源质量；从流域片对比分析看，太湖、淮河、黄河流域是我国水资源质量最差的流域，被污染的河段分别占72.8%、72.6%和71.3%。海河、松辽流域也相当严重，有60%以上的河段被污染，长江干流岸边水域污染严重，污染带长达565km。36 从时段分布来看，我国大多数河流汛期水质都有所改善，非汛期水质最差。但有部分河流的水质非汛期好于汛期。37 据对全国35个江河段合成有机物调查结果表明，水体中痕量有机物种类

22、繁多，致癌、致畸、致突变的“三致”物超标倍数高。在七大流域14个典型江段中共检出197种有机化合物，其中：致癌化合物25种，属于美国环保局所列的优先污染物53种。在长江干流21个主要城市江段近岸水域水中共检出有机化合物273种，底质中共检出106种。长江干流尤以南京、上海、重庆、武汉、攀枝花等五大工业城市江段有机污染最为严重。南京江段多环芳烃的污染较为突出。38 从全国来看，长江干流、松花江和淮河有机污染相当严重。许多污染物在水体中残留时间长，不易降解，易被生物富集，对人体健康和生态环境构成极大的潜在危害，应引起我们的高度重视。 水质评价和趋势分析表明：我国水资源质量在下降，水环境污染总体呈加

23、重趋势，情势十分严峻。391.3.5.2 湖泊、水库水资源质量特征(1)湖泊水质特征 根据50个代表性湖泊的综合评价，我国湖泊约有75%以上水域的水质受到不同程度的污染，难以满足各种用水功能的要求，其中，超类水质的湖泊15个，占调查湖泊数量的30%，占调查湖泊总面积的19.6%。湖泊水体中的主要污染参数为CODMn、矿化度和非离子氨等；从地域分布来看，南方城市湖泊及东北平原湖泊的有机污染(CODMn)和西北干旱地区湖泊盐碱化(高矿化度)问题较为突出。40(2)水库水质特征 总体上看，我国50个代表水库中，类水质的水库数量为17个，占调查水库数量的34.0%，也就是，有1/3左右水库的水质受到不

24、同程度的污染。 小型水库的污染较大型水库严重，如丹江口水库、新安江水库等大型水库的水质均为类，而库容较小的新疆蘑菇湖水库、黑龙江红旗水库等均在类以上，这除了排入污染物数量差异的原因外，小型水库承受污染能力较大型水库弱也是重要原因之一。41 水库的主要污染参数为CODMn、非离子氨、汞，其中类、类水质水库的污染物均为CODMn，表明耗氧有机物应为今后水库污染控制的主要对象。 42(3)湖泊富营养化状况 我国湖泊水质的主要问题是富营养化。目前，富营养化程度的总体状况十分严重，50个代表性湖泊中，中富营养水平以上的湖泊36个，占调查湖泊数量的72.0%，占调查湖泊总面积的46.6%。即我国目前有2/

25、3的湖泊受到不同程度富营养化污染的危害，其中有近10%的湖泊达到严重富营养化程度。43 城市郊区湖泊的富营养化尤为突出，参与本次富营养化评价的14个城市湖泊，全部在富营养化水平以上，其中有4个湖泊达重富营养化程度。 大型淡水湖泊的富营养化问题令人担扰。我国五大淡水湖泊中，巢湖、太湖和洪泽湖均达富营养和中富营养水平，鄱阳湖、洞庭湖目前虽处于中营养化状况，但总氮、总磷的含量普遍较高，处于向中富营养化的过渡阶段，这种大型湖泊富营养化所造成的危害将十分严重，治理更加困难。44(4)水库富营养化状况 我国水库富营养化程度总体状况尚好，在评价富营养化的39个水库中，中富营养水平以上水库虽占调查水库数量的3

26、0%左右，但库容仅占10%左右。即我国目前仅有10%左右的库容，受到不同程度富营养化的损害。 城市郊区水库的富营养化问题较为严重，如新疆蘑菇湖水库、北京官厅水库、吉林海龙水库等目前均已处于富营养状态，给城市供水安全带来严重危害。451.3.5.3广东省主要江河水质现状评价(19951997) 1995年至1997年广东省水质监测河段全年平均优于类或劣于类的河段长为零。 1995年至1996年参加评价的总河长是3857.2km。其中95年全年综合评价属类水以上的河长占总河长的98.9%；96年为97.8%。97年参加评价的总河长是2442.2km，在97年9月前评价为类水以上的河长占评价总河长的

27、98.2%。46 总的水质特点是：丰水期受污染的河段多于枯水期(广州河段除外)；全省大部分河段因氨氮单项浓度较大而降低了水质类别；大部分河段溶解氧的超标多发生在5月8月温度较高的时候。 全省各断面监测项目全年平均值超标的是：95年溶解氧超标的河段是鸦岗、黄埔，氨氮超标的只有黄埔河段；96年溶解氧和亚硝酸盐氮超标的是黄埔河段，氨氮超标的有黄埔河段、鸦岗河岗河段、韶关市下游九公里河段，生化需氧量超标的是潭州水道的紫洞河段；97年溶解氧和氨氮超标的河段是黄埔和鸦岗。471.4 我国水资源保护工作中存在的主要问题1.4.1 水污染明显加重，影响我国现代化建设进程 通过这次对全国江河湖库水资源质量的全面

28、评价，表明我国水污染仍在发展。与1980年和1986年全国水质评价结果比较，除极少数水域污染问题有所缓解，过去污染严重的河流和河段依然如故，新污染河段不断出现。我国江河水质仍在继续恶化，前景令人担扰，其污染特点主要有以下几点：481.局部开始，沿河蔓延，殃及上、下游，影响左右岸，最后污染整条河。2.城市周围水环境污染严重，并逐步向农村蔓延，影响乡镇供水，恶化农业生态环境。3.面源污染在一些地区已成为一个突出问题，应研究防范对策。4.地下水污染由点发展到面，北方地下水的污染严重，加之，地下水普遍超采，污染正由浅层向深层发展。5.地下水污染由点发展到面，北方地下水的污染严重，加之，地下水普遍超采，污染正由浅层向深层发展。49 我国水资源总量2.8万亿m3，但人均占有水资源量只有2400m3，约为世界人均水量的1/4，根据对149个国家和地区的最新统计，中国人均水资源量已退居世界第110位。目前，中国300多个缺水城市日缺水量达1600万m3。农业每年缺水约300亿m3，还有7000万农村人口饮水困难。水质污染严重和水环境质量恶化，加剧了水资源危机，已成为制约我国社会经济持续、快速、健康发展的重要因素，可能将影响到我国的经济发展速度。50 1.4.2 “多龙”管水、条块分割、水资源统一管理薄弱 由于人为的原因，