第四章地表水環(huán)境影響評價

1、本課件由環(huán)保資料網(wǎng)（）收集整理第四章 地表水環(huán)境影響評價第一節(jié) 地表水的污染和自凈地表水是河流、河口、湖泊（水庫、池塘）、海洋和濕地等各種水體的統(tǒng)稱，是地球水資源的重要組成部分。一、 地表水資源地球水97%的水是海水，剩余3%的淡水中2.977%是以冰川或冰川的形式存在，只有0.003%的淡水是可為人類直接利用的，包括土壤水、可開采地下水、水蒸氣、江河和湖泊水等。只要人類不過度開采和濫用并適當?shù)谋Ｗo，這些淡水資源通過水循環(huán)和自凈過程還是可以滿足人類對水的需求的。水循環(huán)過程示意圖如圖4-1.二、水體污染人類活動和自然過程的影響可使水的感官性狀（色、嗅、味、透明度等）、物理化學性質(zhì)（溫度、氧化還原

2、電位、電導率、放射性、有機和無機物質(zhì)組分等）、水生物組成（種類、數(shù)量、形態(tài)和品質(zhì)等），以及底部沉積物的數(shù)量和組分發(fā)生惡化、破壞水體原有的功能，這種現(xiàn)象稱為水體污染。按排放形式不同,將水體污染分為點污染源和非點污染源。1.點污染源是指由城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水和工企業(yè)通過管道和溝渠收集排入水體的廢水。居住區(qū)生活污水量Q計算式（4-1）： Q = （4-1） 式中：Q居住區(qū)生活污水量，L/s； q 每人每日的排水定額，L/(人.d); N設(shè)計人口數(shù) K總變化系數(shù)（1.51.7）。工業(yè)廢水Q按式（4-2）估算： Q = （4-2） 式中：m單位產(chǎn)品廢水量，L/t； M該產(chǎn)品的日產(chǎn)量，t; K總變化系數(shù)，根

3、據(jù)工藝或經(jīng)驗決定； t 工廠每日工作時數(shù)，h.某些工業(yè)的污染物排放系數(shù)見表41。2. 非點污染源又稱面源，是指分散或均勻地通過岸線進入水體的廢水和自然降水通過溝渠進入水體的廢水。（1） 城市非點污染源負荷估計:不同區(qū)域徑流系數(shù)見表4-2（2） 農(nóng)田徑流污染負荷估算3.水體污染物由點源和非源排入水體的主要污染物可分為：耗氧有機污染物、營養(yǎng)物、有機毒物、重金屬、非金屬無機毒物、病原微生物、酸堿污染物、石油類、熱量和放射核素等。三、水體自凈水體可以在其環(huán)境容量范圍內(nèi)，經(jīng)過自身的物理、化學和生物作用，使受納的污染物濃度不斷降低，逐漸恢復原有的水質(zhì)，這種過程叫水體自凈。水體自凈可以看作是污染物在水體中遷

4、移、轉(zhuǎn)化和衰減有過程。1 遷移和轉(zhuǎn)化作用包括：推流遷移、分散稀釋、吸附沉降等方面。2 衰減變化包括：（1） 污染物的好氧生化衰減過程 見圖4-2；（2） 有機污染物的好氧生化降解（3） 硝化作用（4） 溫度影響（5） 脫氮作用（6） 硫化物的反應（7） 細菌衰減作用（8） 重金屬和有機毒物的衰減作用四、水體的耗氧與復氧過程1.耗氧過程水體中的溶解氧在以下過程中被消耗。（1） 碳化需氧量衰減耗氧（2） 含氮化合物硝化耗氧（3） 水生植物呼吸耗氧（4） 水體底泥耗氧2. 復氧過程：大氣復氧、光和作用五、水溫變化過程第二節(jié) 河流和河口水質(zhì)模型從理論上說，污染物在水中的遷移、轉(zhuǎn)化過程要用到三維水質(zhì)模型

5、預測描述。但實際應用的是一維和二維模型。一維模型常用于污染物濃度在斷面上比較均勻分布的中小型河流水質(zhì)預測；二維模型常用于污染物濃度在垂向比較均勻，而在縱向（X軸）和橫向（Y軸）分布不均勻的大河。對于小型湖泊還可采用更簡化的零維模型，即在該水體內(nèi)污染物濃度時均勻分布的。一、 河流中污染物的混合和衰減模型1. 完全混合模型一股廢水排入河流后能與河水迅速完全混合，則混合后的污染物濃度（C）為：C= (4-31)式中：Q河流的流量，m/s; C排污口上游河流中污染物濃度，mg /L; Q排入河流的廢水流量，m/s; Q廢水中污染物濃度，mg /L。 例4-12.一維和多維模型在河流的流量惡化其他水文條

6、件不變得穩(wěn)態(tài)條件下，可以采用一維模型進行預測。根據(jù)物質(zhì)平衡原理，一維模型可寫作： E一u一K=0 （4-32）對于非持久性或可降解污染物，若給定x=0時，C= C,式（4-32）得解為：C=Cexp（1-） （4-33）對于一般條件下的河流，推流形成的污染物遷移作用要比彌散作用大很多，在穩(wěn)態(tài)條件下，彌散作用可以忽略，則有 ： C=Cexp(-) (4-34) 式中：u河流的平均流速，m/d或m/s; M廢水與河水的縱向混合系數(shù)，m/d或m/s K污染物的衰減系數(shù)，1/d或1/s; x 河水（從排放口）向下游流經(jīng)的距離，m.例4-2：3.污染物與河水完全混合所需距離污染物從排放口排出后要與河水完

7、全混合需一定的縱向距離，這段距離稱為混合過程段，其長度為x。當采用河中心排放時：x= （4-35）在岸邊排放時： x= （4-36）二、BODDO耦合模型SP模型基本假設(shè)：河流中的BOD的衰減和溶解氧的復氧都是一級反應；反應速度是定常的；河流中的耗氧是由BOD衰減引起的，而河流中的溶解氧來源則是大氣復氧。 SP模型是關(guān)于BOD和DO的耦合模型，可以寫作：=-KL （4-37）= KLKD （4-38） 式中：L河水中的BOD值，mg/L; D河水中的氧虧值，mg/L； K河水中BOD衰減（耗氧）系數(shù)，1/d; K河流復氧系數(shù)，1/d; t 河水的流行時間。 其解析式為： L=Le （4-39）

8、 D=e-e+De （4-40）式中：L河流起始點的BOD值； D河流起始點的氧虧值。式（4-40）表示河流的氧虧變化規(guī)律。如果以河流的溶解氧來表示，則DO=DO-D= DO-e-e-De （4-41）式中：DO河流中的溶解氧濃度； DO飽和溶解氧濃度。式（4-41）稱為SP氧垂公式，根據(jù)式（4-41）繪制的溶解氧沿程變化曲線，又稱氧垂曲線（見圖4-3）。在溶解氧濃度最低的點臨界點，河水的氧虧值最大，且變化速率為零，則 = KLKD=0 （4-42）D=Le （4-43） 式中：D臨界點的氧虧值； t由起始點到達臨界點的流行時間。 臨界氧虧發(fā)生的時間t可以由下式計算： t=ln1 （4-44）

9、三、污染物在河口中的混合和衰減模型四、河口和河網(wǎng)水質(zhì)模型河口是入海河流受潮汐作用影響明顯的河段。例如長江口為河口。第三節(jié) 湖泊（水庫）水質(zhì)數(shù)學模型湖泊是天然形成的，水庫是由于發(fā)電、蓄洪、航運、灌溉等目的攔河筑壩人工形成的，他們的水流狀況類似。在大多數(shù)時間里，湖泊與水庫的水質(zhì)呈豎向分層狀態(tài)，如圖4-5所示。圖4-6反映湖中的熱分層，下層水溫較穩(wěn)定，表層受氣溫影響，斜溫層為過渡區(qū)。一、完全混合模型二、卡拉烏舍夫擴散模型第四節(jié) 水質(zhì)模型的標定一、 混合系數(shù)估算（1）一個流量恒定、無河灣的順直河段，如果河寬很大，而水深相對較淺，其垂向、橫向、和縱向混合系數(shù)M、M、M可按下式估算。M=Hu （4-64）

10、M=Hu （4-65）M=Hu （4-66）式中：H平均水深，m; u摩阻流速（剪切流速），m/s; u= I水力坡度； g 重力加速度。 一般河流度 在0.067左右。=0.10.2。根據(jù)我國的一些史冊數(shù)據(jù)，可得=(0.058H+0.0065B)/H,式中H、B為河流斷面的平均水深和水面寬度。對于河寬1560米河流多數(shù)=140300。 （2）泰勒（Taylor）公式（可用于河流與河口） M=(0.058H+0.0065B) B/H100 （4-67）（3）艾爾德（Elder）公式（適用于河流） M=5.93H （4-68） 2.示蹤試驗示蹤物質(zhì)有無機鹽（NCl、liCl）、熒光染料（如若丹明

11、W）和放射性同位素，示蹤物質(zhì)的選擇應滿足如下要求：測定簡單、準確、經(jīng)濟，對環(huán)境無害。3.經(jīng)驗數(shù)據(jù)二、耗氧系數(shù)K的估值1.實驗室測定值修正法2.兩點法利用式（4-13）的關(guān)系，通過測定河流上、下游兩斷面的C值求K。 K=ln （4-72）式中：C、河流上游斷面和下游段面處的BOD濃度；t 兩個斷面間的流行時間。三、耗氧系數(shù)K的估值四、多系數(shù)同時估算法第五節(jié) 開發(fā)行為對地表水影響的識別建設(shè)項目和區(qū)域或流域開發(fā)行動在其建設(shè)期、運行期和服務(wù)期滿都會有不同性質(zhì)和程度的影響。一、工業(yè)建設(shè)項目建設(shè)期影響運行期影響石油冶煉工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、鋁和有色金屬生產(chǎn)、化學工業(yè)、食品工業(yè)、制漿和造紙業(yè)。二、水利工程三、農(nóng)業(yè)

12、和畜牧業(yè)開發(fā)四、礦業(yè)開發(fā)五、城市污水處理廠和垃圾填埋場第六節(jié) 地表水環(huán)境影響預測和評價一、工作程序、評價等級和評價標準技術(shù)工作程序見圖評價等級的劃分環(huán)境影響評價技術(shù)導則地表水環(huán)境（），根據(jù)擬建項目排放的廢水量、廢水組分復雜程度、廢水中污染物的遷移、轉(zhuǎn)化和衰減變化特點以及受納水體規(guī)模和類別，將地表水環(huán)境影響評價分為三級。評價標準（）地表水環(huán)境質(zhì)量標準（）（）工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準（）（）污水綜合排放標準（）二、工程分析、環(huán)境調(diào)查和俄水質(zhì)現(xiàn)狀評價工程分析和影響識別（）項目特征與地表水水量和水質(zhì)的關(guān)系（）評價因子的篩選，一種評價評價因子對應一種水質(zhì)參數(shù)或一種污染物，它反映擬建項目對水體的一種影響。評價

13、水域的污染源調(diào)查和評價地表水水質(zhì)監(jiān)測調(diào)查水質(zhì)現(xiàn)狀評價水質(zhì)現(xiàn)狀評價常采用指數(shù)法。（）評價標準：地表水的評價標準采用或相應地方標準；（）水質(zhì)參數(shù)的取值：實際工作中，取平均值與最大值的均方根作評價參數(shù)值，即（） （）式中：某參數(shù)的評價濃度值；某參數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)（共k個）的平均值；某參數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)集中的最大值。（）單項水質(zhì)參數(shù)評價：采用標準型指數(shù)單元：（）由于溶解氧和pH與其他水質(zhì)參數(shù)的性質(zhì)不同采用不同的指數(shù)單元。溶解氧的標準型指數(shù)單元：，（），（）式中：j點的溶解氧濃度標準型指數(shù)單元；飽和溶解氧濃度，計算式為：（大氣壓力為kPa） T水溫，；j點的溶解氧濃度；溶解氧的評價標準。pH的標準型指數(shù)單元：， （

14、），；（）式中：j點的pH標準指數(shù)單元；pHj點的pH監(jiān)測值；pH評價標準中規(guī)定的p值下限；pH評價標準中規(guī)定的p值上限。水質(zhì)參數(shù)的標準型指數(shù)單元大于“”，表明該水質(zhì)超過了規(guī)定的水質(zhì)標準，已經(jīng)不能滿足使用功能的要求。（）多項水質(zhì)參數(shù)綜合評價法三、地表水環(huán)境影響預測預測條件的確定（）預測范圍：與已確定的評價范圍相一致。（）預測點的確定：為了全面反映擬建項目對該范圍內(nèi)地表水環(huán)境影響，一般選取以下地點位預測點。已確定的敏感點；環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測點，以利于進行對照；水文條件和水質(zhì)突變處的上、下游，水源地，重要水工建筑物及水文站附近；在河流混合過程段選擇幾個代表性段面；排污口下游可能超標的點位附近。（）預測時

15、期：地表水預測時期豐水期、平水期、和枯水期三個時期。（）預測階段：一般分建設(shè)過程、生產(chǎn)運行和服務(wù)期滿后三個階段。預測方法的選擇（）定型分析法：有專業(yè)判斷法和類比調(diào)查法兩種。（）定量預測法：是指應用物理模型和數(shù)學模型預測。污染源和水體的簡化（1）污染源的簡化：排放形式的簡化：排放形式分點源和非點源兩種，但以下情況可簡化為均布的非點源：A.無組織排放和均布排放源（如垃圾填埋場及農(nóng)田）；B.排放口很多且間距較近，最遠兩排污口間距小于預測河段或湖（庫）岸邊長度的1/5時。排入河流的兩排放口距離較近，可簡化為一個，其位置假設(shè)在兩者之間，其排放量為兩者之和。排入小型湖（庫）的兩排放口距離較近，可簡化為一個

16、，其位置假設(shè)在兩者之間，其排放量為兩者之和。當兩個或多個排放口間距或面源范圍小于沿方向差分網(wǎng)格的步長時，可以簡化為一個。以上提到排放口遠近的判別可按：兩排污口距離小于或等于預測河段長度1/20為近；兩排污口距離大于預測距離的1/5為遠。（2）地表水環(huán)境簡化河流的簡化：將河流簡化為矩形平直河流，矩形彎曲河流和非矩形河流等三類。湖泊（水庫）的簡化：湖泊（水庫）可分大湖（庫）、小湖（庫）和分層湖（庫）三類，小湖（庫）可采用沃蘭偉德模型或卡拉烏舍夫模型。水深超過m，存在斜溫層的湖（庫）按分層湖（庫）對待。預測工作（）一般原則（）河流和湖（庫）水質(zhì)預測：應用本章第一、二節(jié)的各種模型。第七節(jié)地表水環(huán)境影響

17、的平價 水環(huán)境影響評價是在工程分析和影響預測基礎(chǔ)上，以法規(guī)、標準為依據(jù)解釋擬建項目引起水環(huán)境變化的重大性，同時辨識敏感對象對污染物排放的反應；對擬建項目的生產(chǎn)工藝、水污染防治與廢水排放方案等提出意見；提出避免、消除和減少水體影響的措施和對策建議；最后提出評價結(jié)論。1評價重點和依據(jù)的基本資料(1) 各應結(jié)合建設(shè)、運行和服務(wù)期滿三個階段的不同情況對所有預測點和所有預測的水質(zhì)參數(shù)進行環(huán)境影響重大性的評價，但應抓住重點。如空間方面，水文要素和水質(zhì)急劇變化處、水域功能改變處、取水口附近等應作為重點；水質(zhì)方面，影響較大的水質(zhì)參數(shù)應作為重點。(2)進行評價的水質(zhì)參數(shù)濃度應是其預測的濃度與基線濃度之和。(3)

18、了解水域的功能，包括現(xiàn)狀功能和規(guī)劃功能。(4)評價建設(shè)項目的地面水環(huán)境影響所采用的水質(zhì)標準應與環(huán)境現(xiàn)狀評價相同。(5)向已超標的水體排污時，應結(jié)合環(huán)境規(guī)劃酌情處理或由環(huán)保部門事先規(guī)定排污要求。2判斷影響重大性的方法(1)規(guī)劃中有幾個建設(shè)項目在一定時期（如5年）內(nèi)興建并且向同一地表水環(huán)境排污的情況可以采用自凈利用指數(shù)法進行單項評價。式中：i,j，hi,j，si分別為j點污染物i的濃度，j點上游i的濃度和i的水質(zhì)標準；自凈能力允許利用率。溶解氧的自凈利用指數(shù)為：式中： 分別為 j 點上游和 j點的溶解氧值，以及溶解氧的標準。自凈能力允許利用率應根據(jù)當?shù)厮h(huán)境自凈能力的大小、現(xiàn)在和將來的排污狀況以及建設(shè)項目的重要性等因素決定，并應征得主管部門和有關(guān)單位同意。 當Pij1時說明污染物 I 在 j點利用的自凈能力沒有超過允許的比例；否則說明超過允許利用的比例，這時的Pij值即為超過允許利用的倍數(shù)，表明影響是重大的。(2)當水環(huán)境現(xiàn)狀已經(jīng)超標，可以采用指數(shù)單元法或綜合指數(shù)法進行評價。具體方法：將由擬建項目時預測數(shù)據(jù)計算得到的指數(shù)單