第五章水环境规划(必修)课件.ppt
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1、环境规划课程讲义环境规划课程讲义第五章第五章 水环境规划水环境规划第五章第五章 水环境规划水环境规划 水环境规划是协调人类社会经济发展与水环境保护之间水环境规划是协调人类社会经济发展与水环境保护之间关系的重要途径和手段。它是在水资源危机纷呈的背景下关系的重要途径和手段。它是在水资源危机纷呈的背景下产生和发展起来的,特别是近产生和发展起来的,特别是近20年来,由于人口和经济的年来,由于人口和经济的快速增长,以致对水量、水质的需求越来越高;但另一方快速增长,以致对水量、水质的需求越来越高;但另一方面,水资源日益枯竭、水环境污染日趋严重,使水环境问面,水资源日益枯竭、水环境污染日趋严重,使水环境问题
2、的矛质越来越尖锐。题的矛质越来越尖锐。水环境规划作为解决这一问题的有效手段,因而受到了水环境规划作为解决这一问题的有效手段,因而受到了普遍的重视,并在实践中得到了广泛的应用。普遍的重视,并在实践中得到了广泛的应用。第一节第一节 水环境规划的内容和类型水环境规划的内容和类型一一、水环境规划的内容、水环境规划的内容 水环境规划是对某一时期内的水环境保护目标和措施所作水环境规划是对某一时期内的水环境保护目标和措施所作出的统筹安排和设计出的统筹安排和设计。目的。目的是在发展经济的同时保护好水质,是在发展经济的同时保护好水质,合理地开发和利用水资源,充分地发挥水体的多功能用途,在合理地开发和利用水资源,
3、充分地发挥水体的多功能用途,在达到水环境目标的基础上,寻求最小(或较小)的经济代价或达到水环境目标的基础上,寻求最小(或较小)的经济代价或最大(或较大)的经济和环境效益。最大(或较大)的经济和环境效益。水环境规划是区域规划和城市规划的重要组成部分水环境规划是区域规划和城市规划的重要组成部分,在规,在规划中必须贯彻经济建设与环境保护协调发展的原则。在水环境划中必须贯彻经济建设与环境保护协调发展的原则。在水环境规划时,首先应对水环境系统进行综合分析,摸清水量水质的规划时,首先应对水环境系统进行综合分析,摸清水量水质的供需情况,合理确定水体功能和水质目标,进而对水的开采、供需情况,合理确定水体功能和
4、水质目标,进而对水的开采、供给、使用、处理和排放等各个环节作出统筹的安排和决策。供给、使用、处理和排放等各个环节作出统筹的安排和决策。水环境规划过程简图水环境规划过程简图明确明确问题问题确定确定规划目标规划目标选定选定规划方法规划方法拟定拟定规划措施规划措施提出提出供选方案供选方案规划方案规划方案二二、水环境规划的类型及层次、水环境规划的类型及层次 根据水环境规划研究的对象,可将其大体分为两大类型:根据水环境规划研究的对象,可将其大体分为两大类型:1.水污染控制系统规划水污染控制系统规划*(或称(或称水质控制规划水质控制规划)以实现水体功能要求为目标,是水环境规划的基础。以实现水体功能要求为目
5、标,是水环境规划的基础。流域水污染控制规划;流域水污染控制规划;城市(区域)水污染控制规划;城市(区域)水污染控制规划;水污染控制设施规划;水污染控制设施规划;2.水资源系统规划水资源系统规划(或称(或称水资源利用规划水资源利用规划)强调水资源的合理开发利用和水环境保护,以满足国民经济强调水资源的合理开发利用和水环境保护,以满足国民经济和社会发展的需要为宗旨,是水环境规划的落脚点。和社会发展的需要为宗旨,是水环境规划的落脚点。流域水资源规划;流域水资源规划;地区水资源规划;地区水资源规划;专业水资源规划;专业水资源规划;流域水污染控制规划;流域水污染控制规划;研究受纳水体(流域、湖泊或水库)控
6、制的流域范围内的研究受纳水体(流域、湖泊或水库)控制的流域范围内的水污染防治问题水污染防治问题。城市(区域)水污染控制规划;城市(区域)水污染控制规划;对某个城市地区内的污染源提出控制措施,以保证该区域对某个城市地区内的污染源提出控制措施,以保证该区域内水污染总量控制目标的实现内水污染总量控制目标的实现。水污染控制设施规划;水污染控制设施规划;对某个具体的水污染控制系统,如一个污水处理厂及与对某个具体的水污染控制系统,如一个污水处理厂及与其有关的下水道系统作出建设规划。其有关的下水道系统作出建设规划。水资源系统规划水资源系统规划是指应用系统分析的方法和原理,在某区是指应用系统分析的方法和原理,
7、在某区域内为水资源的开发利用和水患的防治所制定的总体措施、计域内为水资源的开发利用和水患的防治所制定的总体措施、计划与安排。划与安排。基本任务基本任务是:根据国家或地区的经济发展计划,改善生态是:根据国家或地区的经济发展计划,改善生态环境要求,以及各行业对水资源的需求,结合区域内水资源的环境要求,以及各行业对水资源的需求,结合区域内水资源的条件和特点,选定规划目标,拟定合理开发利用方案,提出工条件和特点,选定规划目标,拟定合理开发利用方案,提出工程规模和开发程序方案。它将作为区域各项水工程设计的基础程规模和开发程序方案。它将作为区域各项水工程设计的基础和编制国家水利建设长远技术的依据。和编制国
8、家水利建设长远技术的依据。第二节第二节 水环境规划基础水环境规划基础一一、水环境容量、水环境容量二、水环境功能区划分二、水环境功能区划分三、水污染控制单元三、水污染控制单元四、水环境污染控制规划模型四、水环境污染控制规划模型第二节第二节 水环境规划基础水环境规划基础一一、水环境容量、水环境容量定义定义 、影响要素影响要素*、基本特征、基本特征 水环境容量是指某水体在特定的环境目标下所能容纳污染物的水环境容量是指某水体在特定的环境目标下所能容纳污染物的量。量。在理论上在理论上,水环境容量是环境的自然规律参数与社会效益参,水环境容量是环境的自然规律参数与社会效益参数的多变量函数;它反映污染物在水体
9、中的迁移、转化规律,也数的多变量函数;它反映污染物在水体中的迁移、转化规律,也满足特定功能条件下水环境对污染物的承受能力。满足特定功能条件下水环境对污染物的承受能力。在实践上在实践上,水,水环境容量是环境目标管理的基本依据,是水环境规划的主要环境环境容量是环境目标管理的基本依据,是水环境规划的主要环境约束条件,也是污染物总量控制的关键参数。约束条件,也是污染物总量控制的关键参数。水环境容量的大小与水环境容量的大小与水体特征水体特征、水质目标水质目标和和污染物特性污染物特性有关。有关。还与还与污染物的排放方式和排放的时空分布污染物的排放方式和排放的时空分布有关。有关。资源性、区域性、系统性、客观
10、性、社会性资源性、区域性、系统性、客观性、社会性水环境容量可根据应用机制的不同进行分类水环境容量可根据应用机制的不同进行分类一一、水环境容量、水环境容量 分类分类 自然自然水环境容量水环境容量 管理管理水环境容量水环境容量按水按水环境环境目标目标分类分类耗养耗养有机有机物水物水环境环境容量容量有毒有毒有机有机物水物水环境环境容量容量重金重金属水属水环境环境容量容量稀释稀释容量容量自净自净容量容量 可更可更新容量新容量不可更不可更新容量新容量按污按污染物染物分类分类按降解按降解 机制机制 分类分类 按可按可 再生再生性分类性分类按可按可分配分配性分类性分类 可分配可分配 容量容量 不可不可 分配
11、分配 容量容量1.水域概化水域概化。将天然水域(河流、湖泊水库)概化成计算水域。将天然水域(河流、湖泊水库)概化成计算水域。天然河道可概化成顺直河道,复杂的河道地形可进行简化处理,天然河道可概化成顺直河道,复杂的河道地形可进行简化处理,非稳态水流可简化为稳态水流等。水域概化的结果,是能够利非稳态水流可简化为稳态水流等。水域概化的结果,是能够利用简单的数学模型来描述水质变化规律。用简单的数学模型来描述水质变化规律。支流、排污口、取水支流、排污口、取水口等影响水环境的因素也要进行相应概化口等影响水环境的因素也要进行相应概化。若排污口距离较近,。若排污口距离较近,可把多个排污口简化成集中的排污口。可
12、把多个排污口简化成集中的排污口。2.基础资料调查与评价。基础资料调查与评价。调查与评价水域水文资料、水域水质调查与评价水域水文资料、水域水质资料,收集水域内的排污口资料(废水排放量与污染物浓度)、资料,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,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),取水方式)、污染源资料等(排污量、排污去向与排放方式),进行数据一致性分析,形成数据库。进行数据一致性分析,形成数据库。一一、水环境容量、水环境容量 计算步骤计算步骤全国水环境容量核定
13、技术指南全国水环境容量核定技术指南2003年年3.选择控制点(或边界选择控制点(或边界)。)。根据水环境功能区划和水域内的水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。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。对于包含污染混合区的环境问题,则需根据环境管理的要求确对于包含污染混合区的环境问题,则需根据环境管理的要求确定污染混合区的控制边界。定污染混合区的控制边界。4.建立水质模型建立水质模型。根据实际情况选择建立零维、一维或二维水。根据实际情况选择建立零维、一维或二维水质模型,在进行各类数据资料的一致性分析的基础上,确定模质模型,在进行各
14、类数据资料的一致性分析的基础上,确定模型所需的各项参数。型所需的各项参数。5.容量计算分析容量计算分析。应用设计水文条件和上下游水质限制条件进。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。(建立优化的约束条件方程)等方法确定水域的水环境容量。6.环境容量确定环境容量确定。在上述容量计算分析的基础上,扣除非点源。在上述容量计算分析的基础
15、上,扣除非点源污染影响部分,得出实际环境管理可利用的水环境容量。污染影响部分,得出实际环境管理可利用的水环境容量。一一、水环境容量、水环境容量 计算步骤计算步骤 水环境容量的设计条件是根据已出现过的各种环境条件和水环境容量的设计条件是根据已出现过的各种环境条件和污染条件,如水文、水温、流速、流量、水质、排污浓度和排污染条件,如水文、水温、流速、流量、水质、排污浓度和排污量等,考虑各种可预测到的未来变化范围,寻求最不利于控污量等,考虑各种可预测到的未来变化范围,寻求最不利于控制污染的自然条件,并提出这种自然条件下的环境目标条件及制污染的自然条件,并提出这种自然条件下的环境目标条件及其他约束条件。
16、其他约束条件。平均化过程是设计条件的主要过程,即在稳态条件下平均平均化过程是设计条件的主要过程,即在稳态条件下平均化,或在概率分布条件下平均化。由此构成了两类设计条件:化,或在概率分布条件下平均化。由此构成了两类设计条件:随机(或概率分布)设计条件随机(或概率分布)设计条件和和稳态(或定常)设计条件稳态(或定常)设计条件。设计条件的内容主要包括自然条件、排污条件、目标条件设计条件的内容主要包括自然条件、排污条件、目标条件和约束条件等。时期、时段和保证率是建立这些条件必不可少和约束条件等。时期、时段和保证率是建立这些条件必不可少的三要素。具体内容包括:的三要素。具体内容包括:设计自然条件设计自然
17、条件;设计排污条件设计排污条件;设设计目标条件计目标条件;设计约束条件设计约束条件。一一、水环境容量、水环境容量 设计条件设计条件 二、水环境功能区划分二、水环境功能区划分原则原则 1.集中式饮用水源地优先保护集中式饮用水源地优先保护 2.不得降低现状使用功能不得降低现状使用功能 3.统筹考虑专业用水标准要求统筹考虑专业用水标准要求 4.上下游、区域间互相兼顾,适当考虑潜在功能要求上下游、区域间互相兼顾,适当考虑潜在功能要求 5.合理利用水体自净能力和环境容量合理利用水体自净能力和环境容量 6.与陆上工业合理布局相结合与陆上工业合理布局相结合 7.对地下饮用水源地污染的影响对地下饮用水源地污染
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