第四章水环境保护第六节　水环境规划-水环境容量测算（课件）《环境学基础》教学同（化学工业出版社）

第四章水环境保护 第六节　水环境规划水环境容量测算 1 排放方式 自净 稀释 W自净 W稀释 W 水环境容量:反映流域的自然属性（水文特性），又反映人类对环境的需求（水质目标） 水环境容量=稀释容量（W稀释）+自净容量（W自净）两部分 稀释容量:在给定水域的来水污染物浓度低于出水水质目标时，依靠稀释作用达到水质目标所能承纳的污染物量 自净容量:由于沉降、生化、吸附等物理、化学和生物作用，给定水域达到水质目标所能自净的污染物量 2 水环境容量基本特征 资源性 水环境容量是一种自然资源—能容纳一定量的污染物也能满足人类生产、生活和生态系统的需要；水环境容量是有限的可再生自然资源。 区域性 受各类区域的水文、地理、气象条件等因素的影响，不同水域对污染物的物理、化学和生物净化能力存在明显的差异，导致水环境容量有明显的地域性特征。 系统性 河流、湖泊等水域一般处在大的流域系统中，水域与陆域、上游与下游、左岸与右岸构成不同尺度的空间生态系统，因此，在确定局部水域水环境容量时，必须从流域的角度出发，合理协调流域内各水域的水环境容量。 3 影响要素 水域特性 几何特征（岸边形状、水底地形、水深或体积）； 水文特征（流量、流速、降雨、径流等）； 化学性质（pH值，硬度等）； 物理自净能力（挥发、扩散、稀释、沉降、吸附）； 化学自净能力（氧化、水解等）； 生物降解（光合作用、呼吸作用）。 环境功能要求 不同功能区划，对水环境容量的影响很大：水质要求高的水域，水环境容量小；水质要求低的水域，水环境容量大； 4 影响要素 污染物质 不同污染物本身具有不同的物理化学特性和生物反应规律，不同类型的污染物对水生生物和人体健康的影响程度不同。不同的污染物具有不同的环境容量； 排污方式 一般来说，在其他条件相同的情况下 集中排放的环境容量比分散排放小 瞬时排放比连续排放的环境容量小 岸边排放比河心排放的环境容量小 因此，限定的排污方式是确定环境容量的一个重要确定因素。 5 计算步骤1 水域概化 将天然水域（河流、湖泊水库）概化成计算水域 基础资料调查与评价 水域水文资料（流速、流量、水位、体积等） 水域水质资料（多项污染因子的浓度值） 收集水域内的排污口资料（废水排放量与污染物浓度） 支流资料（支流水量与污染物浓度） 取水口资料（取水量，取水方式） 污染源资料等（排污量、排污去向与排放方式） 并进行数据一致性分析，形成数据库。 6 计算步骤2 选择控制点（或边界）根据水环境功能区划和水域内的水质敏感点位置分析，确定水质控制断面的位置和浓度控制标准。如存在污染混合区，则需根据环境管理的要求确定污染混合区的控制边界。 建立水质模型 选择零维、一维或二维水质模型，并确定模型所需的各项参数。 容量计算分析 应用设计水文条件和上下游水质限制条件进行水质模型计算，利用试算法（根据经验调整污染负荷分布反复试算，直到水域环境功能区达标为止）或建立线性规划模型（建立优化的约束条件方程）等方法确定水域的水环境容量。 环境容量确定 在容量计算分析基础上，扣除非点源污染影响部分，则为实际环境管理可利用的水环境容量。 7 设计条件 计算单元 水环境容量计算单元的划分，采用节点划分法 从保证重要水域水体功能角度出发，以大中城市及重要工业区、工业企业生活等重要和敏感的区域或断面作为划分节点，把河道划分为若干较小的计算单元进行水环境容量计算。 8 控制点 一般情况下，计算单元内可以直接按照水环境功能区上下边界、监测断面等设置控制点或节点。 某一功能区划水域内存在多个常规性监测断面， 选取最高级别的监测断面 最有代表性的监测断面 最能反映最大取水量取水口水质的监测断面。  功能区划水域没有常规性监测断面，可以选择功能区的下断面或者重要的用水点作为控制节点。 9 控制断面的选取要注意以下几个问题 断面不要设在排污混合区内（由排放浓度过渡到功能区标准的排污混合区或过渡区）； 断面一定要反映敏感点的水质。大部分水环境功能区内都允许有取水口（饮用水、工业用水、农业用水）或鱼类索饵、产卵等活动区存在，断面设置应考虑这些敏感点的水质保护，以保证功能区真正达标。 断面要保证出境水质达标。 10 水文条件 河流 指河段内的水位、流速和流量等条件； 湖库 指湖库的水位、库容和流入流出条件； 一般条件下，水文条件年际、月际变化非常大。各流域一般可选择30Q10（近10年最枯月平均流量）作为设计流量条件，30V10（近10年最枯月平均库容）作为湖库的设计库容。 以下几类情况，可分别概化为： 海河、黄河等北方各流域由于枯