水環(huán)境規(guī)劃PPT.ppt

1、水環(huán)境規(guī)劃,學(xué)院：環(huán)境學(xué)院 專業(yè)：環(huán)境工程 成員：單源源、佘秋明、楊蘭蘭,水環(huán)境規(guī)劃,水環(huán)境規(guī) 劃的內(nèi)容 和類型,水環(huán)境規(guī) 劃基礎(chǔ),水環(huán)境規(guī) 劃的技術(shù) 基礎(chǔ),規(guī)劃方案 的綜合 評價,沈陽市水 環(huán)境規(guī)劃 的案例 分析,第一節(jié) 水環(huán)境規(guī)劃的內(nèi)容和類型,水環(huán)境規(guī) 劃的內(nèi)容,（1）明確問題 （2）確定規(guī)劃目標 （3）選定規(guī)劃方法 （4）擬定規(guī)劃措施 （5）提出供選方案 （6）規(guī)劃實施,水環(huán)境規(guī)劃的內(nèi)容和類型,（一）水污染控制系統(tǒng)規(guī)劃-水質(zhì)控制規(guī)劃-為實現(xiàn)水體功能要求-水環(huán)境規(guī)劃的基礎(chǔ) （二）水資源系統(tǒng)規(guī)劃-水資源利用規(guī)劃-滿足經(jīng)濟、社會、生態(tài)環(huán)境對水量的要求,水環(huán)境規(guī)劃的 類型及尺度,（1）流域水污染

2、控制規(guī)劃 分段進行，統(tǒng)籌兼顧 （2）城市（區(qū)域）水污染控制規(guī)劃 滿足城市（區(qū)域）的用水要求（水量、水質(zhì)） -應(yīng)符合全流域整體規(guī)劃要求 （3）水污染控制設(shè)施規(guī)劃 污水處理廠及其進出管道系統(tǒng)規(guī)劃 要求：技術(shù)上可行（治理效果好，合理布局） 經(jīng)濟上合理（廠內(nèi)運行成本、輸送成本）,（一）水污染控制系統(tǒng)規(guī)劃,水環(huán)境規(guī)劃的類型及尺度,（二）水資源系統(tǒng)規(guī)劃,水環(huán)境規(guī)劃的類型及尺度,（1）流域水資源規(guī)劃 統(tǒng)籌安排全流域的水資源開發(fā)利用 注意協(xié)調(diào)上下游關(guān)系、各部門關(guān)系、自然和社會關(guān)系 （2）地區(qū)水資源規(guī)劃 以行政區(qū)或經(jīng)濟區(qū)為對象的水資源規(guī)劃。應(yīng)滿足全流域規(guī)劃要求 （3）專業(yè)水資源規(guī)劃 防洪規(guī)劃、水力發(fā)電規(guī)劃、灌溉

3、規(guī)劃、航運規(guī)劃、綜合利用樞紐或單項工程規(guī)劃。,第二節(jié) 水環(huán)境規(guī)劃基礎(chǔ),水環(huán)境規(guī)劃基礎(chǔ)水環(huán)境功能區(qū)劃,（一）水環(huán)境功能區(qū)劃原則 (1)集中式飲用水源地優(yōu)先保護。 (2)不得降低現(xiàn)狀使用功能。 (3)優(yōu)質(zhì)水優(yōu)用及低質(zhì)水低用。 (4)統(tǒng)籌考慮專業(yè)用水標準要求。 (5)上下游、區(qū)域間互相兼顧，適當考慮潛在功能要求；合理利用水體自凈能力和環(huán)境容量。 (6)與工業(yè)合理布局相結(jié)合。 (7)實用可行，便于管理等。,(二)水環(huán)境功能分區(qū)依據(jù) 地表水環(huán)境質(zhì)量標準GB 3838-2002的規(guī)定： 類：主要適用于自然保護區(qū)及源頭水、國家自然保護區(qū) 。 類：主要適用于集中式生活飲用水地表水源區(qū)一級保護區(qū)、珍稀水生生物棲

4、息地、魚蝦產(chǎn)卵場、仔稚幼魚的索餌場等 ； 類：主要適用于集中式生活飲用水地表水源區(qū)二級保護區(qū)、魚蝦類越冬場、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)； 類：主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非接觸的娛樂用水區(qū)； 類：主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。,（三）水環(huán)境功能區(qū)劃分的方法與步驟 （1）對環(huán)境保護目標進行全面分析，既考慮環(huán)境保護的需要，又考慮經(jīng)濟、技術(shù)的可行。 （2）將環(huán)境目標具體化為環(huán)境質(zhì)量標準中的數(shù)值。 （3）對功能可達性進行分析，確定引起污染的主要人為污染源。 （4）建立污染源與水質(zhì)目標之間的響應(yīng)關(guān)系，將各種污染源排放的污染物輸入各類水質(zhì)模型，以評價污染源對水質(zhì)目標的影響； （5）

5、分析減少污染物排放的各種可能的途徑和措施； （6）通過對多個可行方案的優(yōu)化決策，確定技術(shù)、經(jīng)濟最優(yōu)的方案組合； （7）通過政策協(xié)調(diào)和管理決策，最終確定環(huán)境保護目標和水環(huán)境功能區(qū)劃分方案。,水環(huán)境規(guī)劃基礎(chǔ)水環(huán)境功能區(qū)劃,水環(huán)境功能區(qū)劃系統(tǒng)分析過程,水環(huán)境規(guī)劃基礎(chǔ)水環(huán)境功能區(qū)劃,（二）水污染控制單元解析歸類 （1）水污染控制單元劃分； （2）對各控制單元的主要功能進行說明，包括主要功能、位置、范圍以及各功能區(qū)應(yīng)執(zhí)行（GB 3838-2002）的類別或?qū)I(yè)用水標準； （3）水質(zhì)現(xiàn)狀及控制斷面的確定； （4）排放狀況和主要污染源情況分析，包括污染源的位置、排放方式、排放強度和排放量等。 （5）排放量與

6、水質(zhì)預(yù)測。 （6）主要水環(huán)境問題診斷。 （7）控制路線的制定，包括濃度控制、總量控制或濃度控制與總量控制相結(jié)合。 （8）允許排放量的確定。,（一）劃分 （1）對于每一個控制單元，可單獨進行環(huán)境評價，實施不同的控制路線。 （2）針對不同的水質(zhì)目標和污染物，在同一區(qū)域可以有多種控制單元的劃分方案。 （3）在每個控制單元內(nèi)，污染物排放清單應(yīng)該齊全，水域控制斷面應(yīng)有常規(guī)監(jiān)測資料。 （4）對各控制單元間的相互影響，應(yīng)根據(jù)水量和質(zhì)量平衡關(guān)系，通過污染物的輸入和輸出來定量表達。,水環(huán)境規(guī)劃基礎(chǔ)水污染控制單元,（一）水環(huán)境容量概念,水環(huán)境容量是指水體在特定的環(huán)境目標下所能容納污染物的量。大小和水體特征、水質(zhì)目

7、標、污染物特性有關(guān)。 在理論上，水環(huán)境容量是環(huán)境的自然規(guī)律參數(shù)與社會效益參數(shù)的多變量函數(shù)。它反映污染物在水體中的遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律，也滿足特定功能條件下，水環(huán)境對污染物的承受能力。 在實踐上，水環(huán)境容量是環(huán)境目標管理的基本依據(jù)，是水環(huán)境規(guī)劃的主要環(huán)境約束條件，也是污染物總量控制的關(guān)鍵參數(shù)。,水環(huán)境規(guī)劃基礎(chǔ)水環(huán)境容量,（二）水環(huán)境容量分類,水環(huán)境規(guī)劃基礎(chǔ)水環(huán)境容量,水環(huán)境規(guī)劃基礎(chǔ)水環(huán)境污染控制規(guī)劃模型,（一）最優(yōu)化問題,2.均勻處理最優(yōu) 規(guī)劃模型,3.區(qū)域處理最優(yōu) 規(guī)劃模型,區(qū)域處理最優(yōu)規(guī)劃是排放口處理最優(yōu)規(guī)劃和均勻處理最優(yōu)規(guī)劃的綜合。求解比較復(fù)雜，目前還沒有比較成熟的技術(shù)求解這一類問題。,1.排污

8、口最優(yōu) 規(guī)劃模型,選用條件：采用數(shù)學(xué)方法進行最優(yōu)化的條件難以具備時。 與最優(yōu)規(guī)劃方法的區(qū)別：先進行污水輸送與處理設(shè)施規(guī)劃，提出幾種可供選擇的規(guī)劃方案，然后采用水質(zhì)模型，計算各種方案中污水排放后水域控制斷面的水質(zhì)，找出比較好的方案。 這種方法選優(yōu)的結(jié)果，在很大程度上取決于規(guī)劃人員的經(jīng)驗。因此，采用模擬選優(yōu)方法時，要求盡可能多提出一些初步規(guī)劃方案，以供篩選。,（二）模擬選優(yōu),水環(huán)境規(guī)劃基礎(chǔ)水環(huán)境污染控制規(guī)劃模型,第三節(jié) 水環(huán)境規(guī)劃的技術(shù)措施,一、清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟,清潔生產(chǎn)是指對生產(chǎn)過程和產(chǎn)品實施綜合防治戰(zhàn)略，以減少對人類和環(huán)境的風(fēng)險。 對生產(chǎn)過程，包括節(jié)約原材料和能源，革除有毒材料，減少所有排放

9、物的排污量和毒性。 對產(chǎn)品來說，減少從原材料到最終處理的產(chǎn)品的整個生命周期對人類健康和環(huán)境的影響。,水環(huán)境規(guī)劃的技術(shù)措施,建立污水處理廠。 一、二、三級處理。 建立生態(tài)工程，如：人工濕地等。,二、污水處理,水環(huán)境規(guī)劃的技術(shù)措施,人工 復(fù)氧,污水調(diào)節(jié),河流流量控制,三、提高或充分利用水體納污容量,水環(huán)境規(guī)劃的技術(shù)措施,恢復(fù)水生態(tài) 系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)和功能,恢復(fù)水 系環(huán)境,維護和改 善水系的 景觀效果,四、生態(tài) 修復(fù)技術(shù),節(jié)水優(yōu)先,治污為本,五、水資源開發(fā)利用與保護技術(shù),水環(huán)境規(guī)劃的技術(shù)措施,多渠道開源,第四節(jié) 規(guī)劃方案的綜合評價,水環(huán)境承載力分析,檢驗和比較備選方案的可行性和可操作性選擇和決策,費用效

10、益分析,方案可行性分析,規(guī)劃方案的綜合評價,（一）費用效益分析,污水處理廠的費用函數(shù) 污水處理廠費用受多方面的影響：折舊、人工、管理、處理量、處理效率 現(xiàn)考慮處理量和處理效率 污水處理廠的費用函數(shù)： 根據(jù)經(jīng)驗表現(xiàn)為冪函數(shù)關(guān)系：,規(guī)劃方案的綜合評價,（二）方案可行性分析,技術(shù)上環(huán)境目標的可達性分析,費用上落實投資的可行性分析,水環(huán)境目標的可達性分析-建模、預(yù)測、分析,污水處理投資的可行性分析-按環(huán)保投資占國民生產(chǎn)總值比例；污水處理投資占工業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)投資比例。,規(guī)劃方案的綜合評價,（三）水環(huán)境承載力分析,水環(huán)境承載力是指某一地區(qū)、某一時間、某種狀態(tài)下，水環(huán)境對經(jīng)濟發(fā)展和生活需求的支持能力。,規(guī)劃方

11、案的綜合評價,1.可用水資 源總量與總用水量之比,2.單位污水的處理投資,3.每年引進水量,4.污水 處理率,5.單位BOD 排放量的工 業(yè)產(chǎn)值,1.水環(huán)境承載力指標,6.COD控制 目標與COD 濃度之比,7.單位水資 源消耗量的 工業(yè)產(chǎn)值,規(guī)劃方案的綜合評價,2.水環(huán)境承載力的定量表述,首先按列進行歸一化處理： 然后按行求歸一化后向量的模，用以表示水環(huán)境承載力的大小。,中國環(huán)境年鑒2008主要水系干流水質(zhì)狀況評價中可以看出，與長江、黃河、珠江、淮河、松花江、海河相比，遼河的劣V類水體所占比重最大，一類、二類水體占比重很小，面臨著嚴重的環(huán)境污染問題。,沈陽市水環(huán)境規(guī)劃的案例分析,內(nèi)容：,在沈

12、陽市水環(huán)境規(guī)劃(20062015)這一規(guī)劃中，以2008年為基準年，為了最大限度保護和改善沈陽市的地表水環(huán)境質(zhì)量，利用水資源和生態(tài)經(jīng)濟潛力這一目標，采取了對沈陽市的地表水環(huán)境進行功能區(qū)劃分，建立良性循環(huán)的地表水生態(tài)系統(tǒng)等措施，實現(xiàn)在2006年至2015年內(nèi)的水環(huán)境統(tǒng)籌安排和設(shè)計。,類型：,依據(jù)研究對象的不同：沈陽市水環(huán)境規(guī)劃(20062015)以實現(xiàn)水體功能要求為目標，屬于水污染控制系統(tǒng)規(guī)劃(或稱水質(zhì)管理規(guī)劃) 依據(jù)研究尺度的不同：沈陽市水環(huán)境規(guī)劃(20062015)屬于城市層次的水環(huán)境規(guī)劃,沈陽市水環(huán)境規(guī)劃的案例分析-水環(huán)境規(guī)劃的內(nèi)容和類型,沈陽市水環(huán)境規(guī)劃的案例分析-水環(huán)境規(guī)劃的基本步驟,

13、一、基礎(chǔ)信息采集、問題診斷及確定規(guī)劃目標,規(guī)劃區(qū)背景: 包括(一)社會經(jīng)濟狀況，主要介紹了區(qū)域人口、生產(chǎn)總值以及各產(chǎn)業(yè)所占比例等。(二)水文水系分布，主要介紹流經(jīng)沈陽地區(qū)的遼河水系、渾河水系以及北沙河水系等河流情況。(三)規(guī)劃目標與指標，根據(jù)沈陽市水環(huán)境保護規(guī)劃指標體系指標，進一步實現(xiàn)對地表水質(zhì)治理的規(guī)劃。 經(jīng)過初步的背景調(diào)研，為進一步找出水環(huán)境問題,該規(guī)劃進行了水環(huán)境系統(tǒng)綜合分析與評價。其中包括對污染物排放和水系水質(zhì)的評價,與水環(huán)境問題的診斷兩部分。 根據(jù)分析，目前沈陽市的水環(huán)境問題主要為:(一) 水資源供給矛盾突出，生態(tài)環(huán)境需水量短缺; (二) 地表水污染嚴重，地下水亦出現(xiàn)了超標現(xiàn)象; (

14、三) 污水處理率較低，污水回用量有待提高; (四) 城區(qū)水系景觀被破壞，河流水生態(tài)系統(tǒng)健康受到威脅。,二、選定規(guī)劃方法，擬定規(guī)劃措施,沈陽市水環(huán)境規(guī)劃的案例分析-水環(huán)境規(guī)劃的基本步驟,水環(huán)境規(guī)劃中通常采用兩類規(guī)劃方法:數(shù)學(xué)規(guī)劃法和模擬比較法。在一般規(guī)劃中多采用模擬比較法，在沈陽市水環(huán)境規(guī)劃(20062015)中未體現(xiàn)這一規(guī)劃方法選擇過程。 在水環(huán)境規(guī)劃的方案中，可供考慮的措施包括:經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和工業(yè)布局調(diào)整;實施清潔生產(chǎn)工增加污水處理設(shè)施等。案例中的規(guī)劃主要采取了水資源保護及開發(fā)利用、城鎮(zhèn)污水處理及資藝；提供水資源利用率;充分利用水體的自凈能力；農(nóng)業(yè)與城鎮(zhèn)非點源污染防治；水系生態(tài)恢復(fù)；源化規(guī)劃、水

15、環(huán)境生態(tài)修復(fù)與景觀規(guī)劃、水環(huán)境監(jiān)控與管理這四項基本措施，針對上節(jié)中提到的水環(huán)境問題提出了解決對策，有針對性，不片面概括，不失為一系列全面的綜合的規(guī)劃措施。 當然，案例中并未提及的措施也有可能被考慮并列舉，但在之后的規(guī)劃方案優(yōu)選與評估中確定了以上措施更可行并且效益最佳。,沈陽市水環(huán)境規(guī)劃的案例分析-水環(huán)境規(guī)劃的基本步驟,三、規(guī)劃方案優(yōu)選和評估,擬定了規(guī)劃措施之后，要通過一系列評估方法對規(guī)劃方案進行優(yōu)選，不但考慮是否能達到規(guī)劃目標，在當前的技術(shù)條件下，更要考慮是否符合經(jīng)濟條件，從而實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境的和諧發(fā)展。在沈陽市水環(huán)境規(guī)劃(20062015)的最后提出了規(guī)劃方案的綜合評價，也就是為什么選擇選定規(guī)

16、劃方法，擬定規(guī)劃措施中提到的幾項措施作為最終方案措施的原因。其中包括費用分析、效益分析和目標可達性分析。,水環(huán)境功能區(qū)劃： 在沈陽市水環(huán)境規(guī)劃(2006 2015)中沒有提到具體功能區(qū)劃的劃分，但從遼寧省水功能區(qū)劃工作成果分析一文中提到的成果看，遼寧省境內(nèi) 296 條河流、 214 座水庫進行了水功能區(qū)劃。共劃分了408 個一級區(qū)，其中，保護區(qū) 83個；緩沖區(qū)32 個；開發(fā)利用區(qū) 293 個；560 個二級區(qū)，其中，飲用水源區(qū) 202 個；工業(yè)用水區(qū) 27 個；農(nóng)業(yè)用水區(qū) 224 個；漁業(yè)用水區(qū) 38 個；景觀娛樂用水區(qū) 7 個；排污控制區(qū) 32 個，過渡區(qū) 30 個。 按地級行政區(qū)統(tǒng)計，有水

17、質(zhì)目標的功能區(qū)段沈陽 50 個，達標個數(shù)和達標河流長度占全省百分比均為倒數(shù)。由此觀之，盡管有較好的功能區(qū)劃分布，但依照功能區(qū)劃達標比率亟待提高。,沈陽市水環(huán)境規(guī)劃的案例分析-水環(huán)境規(guī)劃基礎(chǔ),水環(huán)境規(guī)劃基礎(chǔ)主要分為水環(huán)境功能區(qū)劃、水污染控制單元、水環(huán)境容量、水環(huán)境污染控制規(guī)劃模型四部分。,水環(huán)境容量: 沈陽市水環(huán)境規(guī)劃(20062015)對“沈陽市水資源供需平衡預(yù)測及水環(huán)境容量” 進行了較詳細的分析，得出預(yù)測結(jié)論：2010年、2015年和2020年沈陽市將分別缺水約1.2億m3、2.4億m3、3.5億m3。根據(jù)容量核定方法，計算得到沈陽市的 COD 理想水環(huán)境容量為67214t、可利用水環(huán)境容量

18、為66953t、最大允許排放量78737t；NH3-N理想水環(huán)境容量3356t、可利用水環(huán)境容量3319t、最大允許排放量3901t。 水污染控制單元和水環(huán)境污染控制規(guī)劃模型： 這兩個因素皆在模型處理中起到很重要的作用，規(guī)劃中省略了控制單元劃分和使用的最優(yōu)化或者模擬選優(yōu)模型。,沈陽市水環(huán)境規(guī)劃的案例分析-水環(huán)境規(guī)劃基礎(chǔ),沈陽市水環(huán)境規(guī)劃的案例分析-規(guī)劃方案的綜合評價,綜合措施的確定，離不開規(guī)劃方案的綜合評價，費用-效益分析、方案可行性分析、水環(huán)境承載力分析等十分必要。本案例中也具體列出了以下三種綜合評價項目：,到2010年沈陽市需實施河流綜合整治和生態(tài)修復(fù)工程、污水處理工程、中水回用及雨水利用工程、工業(yè)源污染控制工程、水環(huán)境監(jiān)測能力建設(shè)項目5大類35項，估算初步投入248047萬元。如表3所示。圖2為表1中各項目占總投資的百分比餅狀圖。,費用分析：,(2)環(huán)境效益： 規(guī)劃實施可能帶來的環(huán)境效益主要為：改善