水资源管理第五章第二节

1、第五章水环境规划第二节 水环境规划水环境规划与管理环境规划概述总量控制规划水污染控制系统规划河流污水系统控制规划湖泊、水库富营养化控制系统规划环境规划概述环境规划的涵义环境规划的类型环境规划的特点环境规划的基础理论系统分析的工作步骤和阶段环境规划是指国民经济与社会发展规划的有机组成部分，是环境决策在时间、空间上的具体安排。这种规划是对一定时期内环境保护目标和措施所作出的规定，其目的是在发展经济的同时保护环境，使经济与环境协调发展，实现经济可持续发展。环境规划概述环境规划的涵义从范围和层次上划分：国家环境规划、区域环境规划、部门环境规划。从宏观、微观的层次上分：宏观环境规划、专项环境规划、环境规

2、划决策实施方案。从环境保护所承担的任务来划分：污染综合防治规划、生态建设与生态保护规划。环境规划概述环境规划的类型综合性：集经济、社会和自然环境三大系统于一体，是一项复杂的系统工程。整体性和地域性：既体现国家或地域环境生态的整体性，又体现环境与经济、社会的整体性，同时具有很大的地域差异性，因而是整体性和地域性的有机结合。目的性和目标性：目标选择是规划的核心。目的应具有预见性和长期性、宏观指导性，具有普遍指导意义，相对稳定性，全面性和可分解性。环境规划概述环境规划的特点政策性：规划涉及到人口控制、能源结构、工业布局、重大工程建议以及投资方向等，都须体现国家和地方的政策精神，因而规划编制就是一个重

3、大的决策过程。科学性：以生态规律为指导，以经济规律为前提，既满足近期需求，也要兼顾长远利益；将局部与全局统一起来。可操作性：这是规划生命力的主要标志。环境规划概述环境规划的特点协调发展论：对“经济环境”系统进行调控，使之处于相应协调的最佳运行状态。可持续发展论：走可持续发展的道路，由传统发展战略转变为可持续发展战略。生态理论：生态系统是客观存在，不以人类意志为转移；人类的经济社会活动对生态系统产生影响并改变其机构和功能；人类必须深刻认识生态规律，并运用它改造环境，使之更适合人类生存发展的需要。环境规划概述环境规划的基础理论工作步骤：环境规划概述工作阶段：问题定义目标函数系统综合系统分析系统选择

4、（最优化）决策计划实施工程规划初步设计（具体规划阶段）系统开发（研制阶段）系统生产（生产阶段）安装试验（安装阶段）运行阶段更新阶段总量控制规划环境规划的对象和主要任务水污染控制规划的系统分析程序宏观总量控制模型主要任务：建设规划对象之间的两个定量关系。总量控制规划对象：污染源和环境目标。污染源环境目标定量关系模型化负荷分配优化1）污染源排放量与环境保护目标之间的输入响应关系。2）为实现某一环境目标，在限定的时间、投资和技术条件下，制定治理费用最小的优化决策方案。总量控制规划功能区划分确定相应水质指标考察排污量与水质现状的定量关系分析达到国标可供选择的方法设计不同控制要求的总量控制方案成本效益分

5、析领导决策，重新确定功能总量控制规划系统分析程序污染物宏观总量控制模型经济、人口、科技进步经济发展目标污染物生产污染物治理环境目标环境控制变量污染物排放污染物削减污染物治理效益污染物治理投资环境经济分析方案输出经济、能源（人口）模型总量控制规划水污染控制系统规划水污染控制系统的组成和分类 水污染系统规划分类水污染控制系统规划的依据规划过程与步骤水污染控制系统的组成一般情况下，可以将水污染控制系统分为污染源子系统、污染物的收集输送子系统、污水处理子系统和接受水体子系统。水污染控制系统规划的目标就是协调系统内部各子系统间的关系，以满足水环境质量的要求。 水污染控制系统规划水污染控制系统的分类按规划

6、层次分类：水污染控制系统规划可分为流域规划、区域规划和设施规划。 按规划方法分类：水污染控制系统规划可分为最优规划和方案选优规划。 水污染控制系统规划水污染控制系统规划的依据水体的自净能力：水体的自净能力包括水体对污染物的稀释扩散能力、输移能力和降解能力，通常以环境容量表征。 污水处理与输送的规模经济效应：污水处理和输送的成本随着规模的增大而下降的效应。水污染控制系统规划水污染控制系统规划的依据污水处理效率的经济效应：污水处理的成本随着处理效率的提高而增加的效应。 全部处理和全不处理的策略：根据规模经济效应，已经集中收集的污水不应被分解成若干部分进行处理。污水的回用：污水回用的去向和水质要求，

7、会影响到污水处理系统的布局和工艺选择。 水污染控制系统规划水污染系统规划分类局部规划（Facilities Planning）：区域规划的组成和起点。范围是一座城市或工业区的污水处理。任务是维护和改善河流水质。内容是对已有污水处理设施调查和评估，并根据环境、社会和经济等因素综合考虑，选择出一个费用最小，收益最大的方案。水污染控制系统规划水污染系统规划分类区域规划（Areawide waste Treatment Management Planning ）：不仅要使污水处理达到水质标准，还必须全面地解决环境管理及其它问题。流域规划（River Basin Planning）：在了解全流域各水体的

8、污染情况之下制定，使水质达到国家标准，并防止原有的标准较高的水体降级。水污染控制系统规划水污染系统规划分类流域战略性规划（River Basin Planning Strategy）：实质就是水资源规划。这类规划综合了资源的开发、利用和保护，水量、水能和水质以及经济、社会和环境等多方面因素，多目标的、多学科的综合统筹考虑。水污染控制系统规划区域规划规划目标：做20年的规划，每年按具体执行情况修订。在废水处理规划中，要考虑涉及的所有问题。管理机构要对规划进行修订与补充。非点源污染的界限与分配，要注意农业、林业、矿区及建设工程对于环境的影响。水污染控制系统规划区域规划规划目标：规划执行中财政安排、

9、时间进度、费用补助以及规划中经济、社会和环境的影响。废渣处理及废水处理后的残余物质的处理方法对于污染源的影响。水污染控制系统规划流域规划水体分类：水质限制段（Water Quality Limited Segment）：比较严重的污染，不只是控制排放就能达到水源保护的标准，还必须加强治理，建立污水处理工程。排放限制段（Effluent Limited Segment）：只要进行控制就可以达到水质标准，因而要制定排放标准。水污染控制系统规划流域规划规划目标：决定或建议水质标准的修订（即提高水质标准），将各水体划分类别及等级。提出点源管理方案，包括重点排放的统计资料。治理程序，即各污水处理工程建设

10、的次序。水污染控制系统规划流域规划规划目标：在水质限制段，对于污染负荷进行分析，合理分配点源负荷的治理要求，以保证水质的标准。了解水质限制段的非点源情况。城市污水处理方案的估价，包括详细的费用估算及未来的发展。水污染控制系统规划规划建立与实施实施明确问题提出水质目标规划目标提出候选方案水质模拟计算技术经济分析系统综合模型识别参数估值模型试验建立最优化问题的数学模型求最优规划解系统分析及最优化选择最佳或满意方案评价和决策评价决策水污染控制系统规划规划目标对于不同的环境系统规划范围的问题，对于不同方向和要求，有不同的目标。一般要提出多种可考虑的目标，在进行费用效益分析的基础上，选出一个或一组合理的

11、目标。目标选择常常是一个反复的，贯穿整个工作阶段的过程。水污染控制系统规划系统综合这是开始着手解决问题的阶段。最重要的工作是大胆地、自由地提出可以达到期望目标的不同方案，并详细讨论。例如可采用径流调节、改革工艺减少排污量；改变排放口位置和排放方式，安装人工曝气装置以及提高河流自净能力。水污染控制系统规划系统分析及最优化主要方法：利用不完整的现有数据，通过理论分析实现系统的模型化和模拟。然后用这种模型预测系统的性能和效果，编制选择系统的资料，找出最优或满意的方案。系统分析进行模型化和模拟时，所建模型可分为两个互相联系，但又有区别的类型。水污染控制系统规划系统分析及最优化模拟模型：通过数学或实体等

12、方式模拟掌握其污染变化规律，预测系统的性能和效果。以数学模型表达为其主要形式。关键步骤：识别结构和参数，必须利用不完整的现有的数据，但必须时可靠的水文、水质监测数据和污染排放负荷与浓度数据。水污染控制系统规划系统分析及最优化评价决策模型：对于系统进行评价决策主要依据模拟、费用、可靠性、时间（寿命和建设投产时间）、可维护性和灵活性（或适应性）等因素加以综合考虑。通常把费用函数作为一种评价目标函数，把期望的环境质量目标（即不同方面和要求的使用用途的水质目标）作为约束条件来构成评价决策模型。水污染控制系统规划评价决策目的：水质目标虽然可以作为决策的一个重要因素，但同时还存在其它政治、经济和技术等目标

13、或条件的制约，这就需要对各种目标进行统一协调，要求决策人从几个可行的准优方案中选择一个满意的方案作为决策方案。决策过程中除数学方法外，领导者、技术人员和有关方面的意见和结合是很重要的。水污染控制系统规划河流污水系统控制规划排放口优化问题：这是建立在河流水质状况模拟基础上的优化问题。以每小区的污水处理厂为基础，在水体水质条件的约束下，求解各个污水处理厂的最佳处理效率组合。目标函数：约束条件：河流污水系统控制规划在进行水污染控制规划时， 是一组已知河流BOD5的约束，而 则是所需要确定的量。由此可知，排放口优化处理就是在这样一组约束情况下，寻求排放口排入河流的BOD5，在满足约束方程的情况下，所必须建立污水处理设施的处理率及其费用最小。湖泊、水库富营养化控制系统规划湖泊污染控制总体方案可分为四个阶段：设计目标、污染负荷分配、总体方案设计和综合评价。基于这四个阶段，可列出湖泊污染控制总体方案设计的程序。湖泊、水库富营养化控制系统规划设计目标：明确问题提出水质目标污染负荷分配：湖泊、水库富营养化控制系统规划模型识别参数估值模型验证计算湖泊（各功能区）允许负荷量计算湖泊（各功能区）削减负荷量湖泊水文、水质监测及污染源调查计算