地表水环境影响评价部分.ppt

第五讲 地表水环境影响评价,四川大学水利水电学院 主 讲 人：黄 川 友,5 地表水环境影响评价,5.1 概述 5.1.1 基本概念 5.1.1.1 地表水 陆地表面被水覆盖的水域。考虑到海湾（近岸海域）和入海河流的联系及关系，环评中将海湾纳入地表水范畴。5.1.1.2 水污染源 凡对水环境质量可以造成有害影响的物质和能量输入的来源称为水污染源；输入的物质和能量统称为水污染物或水污染因子。,水污染源的分类1、以排放方式分类(1)点源：产生的源点和进入环境的位置相对固定；(2)面源：产生的源点和进入环境的位置不固定（也称非点源）。2、按污染物性质分类（重点）：(1)持久性污染物：进入环境不易降解的污染物（如重金属等）；(2)非持久性污染物：进入环境易降解的污染物（如有机物）；(3)酸碱性污染物（常以pH值计）；(4)热效应（造成天然水体的水温变化）。,环境保护目标 1、保护环境的目标 一般由环境质量标准衡量和控制。2、控制污染的目标（或控制生态破坏的目标）一般由污染排放标准衡量和总量（或容量）指标控制。水质标准 水环境质量标准：1、地表水环境质量标准（GB38382002)；2、渔业水质标准（GB1160789)；3、农田灌溉水质标准（GB508492)；4、生活饮用水源水质标准（CJ302093）。,重点是地表水环境质量标准（GB38382002)，它按照水域的不同用途及水体使用功能,将地表水质划分为五类。而渔业、农灌、饮用水源的各自水质标准及水质要求，都可以与地表水环境质量标准（GB38382002)的水质类别相对应，即不同的水质类别，可以满足不同用水功能的要求。污水排放标准：1.污水综合排放标准（GB89781996）；2.行业污水排放标准。原则：优先执行行业污水排放标准。,5.1.3 水环境影响评价的基本思路 1、明确环境目标；2、界定污染源强；3、进行水环境影响预测评价；4、优化污染源控制方案；5、得出项目建设的环境可行性结论。5.1.4 水环境影响评价的主要任务环评工作主线：环境源强影响措施环评成果必须正面明确回答的62个方面问题：产业政策；符合规划；清洁生产；总量控制；达标排放；保护环境；环境风险；公众参与。,1、明确工程性质（1）拟建工程是否符合产业政策与区域规划；（2）划分拟建工程的环境影响属性：环境污染型或生态破坏型；（3）界定新、改、扩建项目，明确是否有“以新带老”的问题。2、划分评价工作等级 3、水环境现状调查与评价 4、工程水污染源分析 5、工程水环境影响预测与评价 6、提出控制水污染源的方案和保护水环境质量 的措施,5.2 地面水环境影响评价工作等级划分5.2.1 划分评价工作等级划分的依据5.2.1.1 确定判据的原则 1、判据能反映项目所在地的水环境特征；2、判据能体现项目水污染源的排放特性；3、“大纲阶段”能获取，形式简单。5.2.1.2 评价工作等级划分的具体判据（两类四条）1、项目水污染源排放特性类：污水排放量（产生量与排放量不同，一般清下水不统计）；污水水质的复杂程度（采用类别数和污染因子数判断）。,2、受纳水体水环境特征类：受纳水体的规模（河流以多年平均流量划分，湖、库以平均水深和水面积划分）；水环境质量要求（依据GB3838-2002标准）5.2.2 划分评价工作等级的方法评价工作等级划分的原则 1、污水量大，水质复杂，评价等级高。2、水域规模小，水质要求严，评价等级高。划分评价工作等级的具体方法查表法 步骤：工程污水排放量污水水质复杂程度受纳水体规模水环境质量要求,作 业及复习思考题：,1、说明水作为资源至少应体现在那几个方面；2、简述水利水电工程的环境影响属性与主要影响 的时期（工程阶段）；3、简述水利水电工程施工期的主要环境影响问题；4、简述水利水电工程营运期的主要环境影响问题；5、简述水利水电工程的环境影响评价要点；6、说明水污染物按照污染性质分类可分为哪几种 类型；7、简述环境影响评价的基本思路；8、水环境影响评价工作等级划分有那几条判据。,5.3 水环境现状调查与评价5.3.1 水环境现状调查的对象与常用调查方法 水环境现状调查的对象主要为：环境水文条件、水污染源和水环境质量。常用水环境现状调查的方法有三种，即搜集资料法、现场实测法、遥感遥测法。5.3.2 调查范围与时间5.3.2.1 调查范围 1、应包括项目排污可能达到水环境质量标准的范围，并考虑评价级别要求（评价等级越高，评价范围越大）；2、排污口附近一定范围内有敏感区时，调查范围应适当扩大至敏感区边界。,5.3.2.2 调查的时间 1、划分水期选择代表月 2、按评价等级要求定调查时间及水期（一般情况）：一级评价：对丰、平、枯三个水期进行调查（至少应调查平、枯水期）；二级评价：对平、枯两个水期进行调查（至少应调查枯水期）；三 级评价：只对枯水期进行调查。5.3.3 水环境调查的具体工作内容 5.3.3.1 环境水文条件调查的内容,环境水文条件调查的原则：尽量收集利用既有环境水文资料，必要时进行实测。1、调查与测量的主要内容水期划分：丰、平、枯水期的具体时段；主要的水文特征值（环境水力学参数）：满足水文状况分析和水质预测需要。2、河流环境水文条件调查、调查的主要内容 河宽B、水深H、流速U、流量Q、坡度I、糙率和弯曲系数等（弯曲系数），北方的河流要了解结冰、解冻等情况；河网地区还应了解流向等，一般要收集水系图。,5.3.3.2 水污染源 1、点源调查（1）调查的原则：、以搜集现有资料为主，只有在十分必要时才补充现场调查和实测。、点源调查的深度根据评价等级及其与建设项目的关系而定。（2）调查的内容：点源的排放特点；排放数据；用水排水状况；废（污）水处理设施状况。,2、非点源（面源）调查（1）非点源调查的原则非点源调查基本上采用间接搜集资料的方法，一般不进行实测。（2）非点源调查的基本内容 非点源概况；排放方式、排放去向与控制情况；污染负荷量（特征污染物及污染源强）；3、污染源资料的整理与分析 对搜集到的和实测的污染源资料进行检查，找出相互矛盾和错误之处，并予以更正。资料中的缺漏应尽量填补。将这些资料按污染源排入地表水的顺序及水质因子的种类列成表格，找出评价水体的主要污染源和主要污染物。,5.3.3.3 水环境质量的调查与监测 1、水质调查因子（参数）的选择（1）常规水质因子反映水环境特征（2）特殊水质因子体现污水水质特性（3）其它水质因子主要是水生生物和底质方面的因子 2、水质调查的原则（1）尽量利用现有资料需进行合理性、代表性、时效性的分析说明；（2）补充进行必要的水质采样监测。3、水环境质量调查的其它内容（1）水域功能与水域生境（2）水温（3）水资源利用及涉水设施,4、水质监测点位布设的原则（1）采样断面设置（一般只设置、两类断面）：对照断面；控制断面；消减断面。（2）具体采样点位设置：按河宽布设采样垂线；按垂线处水深布设采样点。5、采样频次 一个水期采集水样一次，每次采样连续34天，每天至少采取一组水样。6、水样处理（1）一级评价：单点样分析；（2）二级评价：垂线混合样分析；（3）三级评价：断面混合样分析。,5.3.4 现状评价 5.3.4.1 评价工作的原则 水质现状评价主要采用文字分析与描述，并辅以数学模式计算的方法进行。5.3.4.2 评价依据 国家现行各种水环境质量标准及项目所在地 的水域功能要求，采用较多的是地表水环境质 量标准（GB38382002）。不同的水域及不同的水体使用功能可采用相 应水质标准，但环评所采用的评价标准，需报经 项目所在地主管环保局审查并行文确认。,5.3.4.3 评价因子选择 1、工程废水排放的主要特征污染物；2、对纳污水体污染影响危害大的水质因子；3、国家和地方水质管理要求严格控制的水污染因子。5.3.4.4 监测数据处理（监测数据统计分析）1、极值法：某水质因子的监测数据量少，水质浓度变幅大；2、均值法：某水质因子的监测数据量多，水质浓度变幅较小；3、内梅罗法：某水质因子有一定的监测数据量，水质浓度变幅较大。,常采用内梅罗法计算水质现状评价因子的监测统计代表值，其计算公式为：式中：C 某水质因子监测数据的内梅罗值；C极 某水质因子监测数据的实测极值；C均 某水质因子监测数据的算术平均值。,C极=19.7mg/L；C均=16.7mg/L；C内=18.3mg/L,C极=7.10mg/L；C均=7.88mg/L；C内7.50mg/L,5.3.4.5 水环境质量评价方法 常采用单因子指数法，推荐采用标准指数，其计算公式如下：1、一般水质因子（随水质浓度增加而水质变差的水质因子）S i j=C i j/C Si 式中：Sij标准指数；Cij评价因子i在j点的实测浓度值（mg/L）；CSi评价因子i的评价标准限值（mg/L）。2、特殊水质因子：（1）DO溶解氧 DOjDOs SDOj=DOfDOj/（DOfDOs）DOjDOs SDOj=109DOj/DOs,式中：SDOjDO的标准指数；DOf某水温、气压条件下的饱和溶解氧 浓度（mg/L），计算公式常采用：DOf=468/（31.6+T），T为水温（）；DOj溶解氧实测值（mg/L）；DOS溶解氧的评价标准限值（mg/L）。（2）pH值两端有限值，水质影响不同 pHj7.0 SpHj=（7.0pHj）/（7.0pHsd）pHj7.0 SpHj=（pHj7.0）/（pHsu7.0）式中：SpHjpH的标准指数；pHjpH实测值；pHsd评价标准中pH的下限值；pHsu评价标准中pH的上限值。,例：采用均值法、极值法、内梅罗法，计算表中水质因子的标准指数Si值（计算中：水温为20，水质浓度的单位为：mg/L）,5.4 地面水环境影响预测 5.4.1 水质预测的基本原理水体自净机理 水中污染物在没有人工净化措施的情况下，水质浓度随时间和空间的变化而逐渐降低的特性称为水体自净。水体自净机理可划分为物理，化学，生物等三大类，它们在水体中往往同时发生，且又相互影响。5.4.1.1 物理自净 主要包括纳污水体对水中污染物产生的紊动扩散、移流作用、离散作用、混合、释、沉降等物理性净化作用。5.4.1.2 化学自净 主要包括纳污水体对水中污染物产生的分解、化合、氧化还原等化学净化作用。,5.4.1.2 生物自净 水中生物主要是水中微生物，主观上利用水中某种污染物质作为自己的食物（营养），客观上起到净化水质的作用。5.4.2 预测方法 5.4.2.1 常用水质影响预测的方法 1、数学模式法；2、物理模型法；3、类比分析（调查)法;4、专业判断法。5.4.2.2 水质预测条件的确定 1、选择水质预测因子（1）项目污水排放的特性因子（2）受纳水体的水质特征因子（环评导则）方法：ISE=CEQE/(CSCp)Qp ISE为负值或越大，说明工程废水排放的该种特征污染物对纳污水体的污染影响就越大。,2、水质预测时段划分（1）施工期（2）营运期（3）服务期满后 非污染生态环境影响工程水质预测的重点是施 工期；一般工矿企业水质预测的重点是运营期；核 电站、尾矿库等水质预测的重点是服务期满后。3、预测点位界定（1）与现状监测点位（断面）吻合（2）重点预测敏感点位（断面）的水质影响4、确定水质预测的水期 按既定的评价工作等级，确定需进行水质预测 的水期（丰、平、枯水期）。,5.5 河流（明渠）水质模型及其应用 5.5.1 基本概念 5.5.1.1 河流水质混合过程 排污口混合过程段均匀混合断面均匀混合断面以下河段 5.5.1.2 均匀（或完全）混合断面定义 某污染物在断面上任意一点的浓度与断面平均浓度之差小于平均浓度的5时，可认为该污染物在断面上均匀分布该处称为均匀（或完全）混合断面。5.5.1.3 混合过程段理论长度计算公式,横向扩散系数：式中：Lmax混合过程段极限长度（m）；B河段平均河流（断面）宽度（m）；a排污口与近岸水边的距离（m）u河段（断面）平均流速（m/s）；H河段平均（断面）水深（m）；g重力加速度（m/s2）；I 河段的坡度。,5.5.2 河流零维模型 5.5.2.1 完全混合模式式中：C均匀混合断面处水质平均浓度（mg/L）；CE项目排放污水的水质浓度（mg/L）；QE项目污水排放量（m3/s）；CP排污口上游河流水质浓度（mg/L）；QP排污口上游河流来水量（m3/s）。,5.5.2.2 适用条件 1、排污口上游河流来水的水质与水量较均匀；2、工程外排废水的水质与水量较稳定；3、多用于水环境影响预测的起始断面水质浓度（即C0值）计算；4、难降解污染物在小河流评价河段或大、中河流均匀混合断面以下河段的水质预测。例：上游来水CODCr(p)=14.5mg/L，QP=8.7m3/s污水排放源强CODCr(E)=58mg/L，QE=1.0m3/s,5.5.3 河流（明渠）一维水质模型 5.5.3.1 一维水质模型的一般方程式（点源一维模式）或例：Kc=0.5/d，u0.1m/s，其它数据同上，求排污口下游5.0km处的CODCr浓度。CODCr（0）=19.0mg/L，t=x（86400u）=0.5787dCODCr（5.0km）=19.0exp（0.50.5787）=14.2mg/L 5.5.3.2 SP模型的方程式 1、SP模型的定义 反映河流水体中的DOBOD变化规律及其影响因素间相互关系的数学表达式。,2、SP模型的实用方程式注：式中K1耗氧系数（d-1）；K2复氧系数（d-1）；x排污口（或起始断面）至预测断面处的河段长度（m）；其余符号意义同前。,5.5.3.3 适用条件 1、评价河段受纳水体的水质、水量较稳定；2、工程外排废水的水质与水量较稳定；3、易降解污染物在小河流评价河段或大、中河流均匀混合断面以下河段的水质预测。4、S-P模式仅限于BOD和DO的水质影响预测。5.5.3.4 一维模型应用实例 1、一河段的上断面处有一岸边污水排放口稳定地向河流排放污水，其污水特征为：QE=19440m3/d，BOD5(E)=81.4mg/L。河流水环境参数值为：Qp6.0 m3/s，BOD5(p)6.16mg/L，B50.0m，H1.2m，u0.1m/s，J0.9，K1=0.3/d。试计算混合过程段长度。如果忽略污染物质在该段内的降解和沿程河流水量的变化，在距完全混合断面10km的下游某断面处，河水中的BOD5浓度是多少？,QE=0.225m3/s，BOD5（0）=8.88mg/L，t=1.1574dBOD5（10km）BOD5（0）exp（-K1t）6.28mg/L2、一河段的上断面处有一岸边污水排放口稳定地向河流排放污水，其污水特征为：QE=19440m3/d，CODcr(E)=100mg/L。河流水环境参数值为：Qp6.0 m3/s，CODcr(p)12mg/L，B50.0m，H1.2m，u0.1m/s，J0.9，Kc=0.5/d。假设污水进入河流后立即与河水均匀混合，在距排污口下游10km的某断面处，河水中的CODcr浓度是多少？CODCr（0）15.2mg/L t=1.1574d CODCr（t）=CODCr（0）exp（-Kct）=8.52mg/L。,5.5.4 河流（明渠）二维水质模型（二维稳态水质模式）5.5.4.1 基本概念 1、混合区的定义 混合区是指水质混合不均匀的水域，如：工程排污口至下游均匀混合断面之间的水域。2、超标水域的定义 工程排污口附近，废水主要受河水稀释混合等物理净化作用，且水质允许超标的水域。3、超标水域的三要素（统计特征）（1）位置敏感水域（重要功能区）不允许超标水域存在；（2）大小超标水域涉及的范围，不影响鱼类通道和邻近水域的功能（即水质要求）；（3）形状简单且易界定边界。4、二维水质模型的适用对象 大、中型水域；解决的主要问题污染带分布及超标水域界定问题。,5.5.4.2 常用二维稳态水质混合模式（平直河段）1、岸边排放 2、非岸边排放注：两式中的y均为预测点的岸边距（m），Ch为河流水 质背景浓度（mg/L），其余符号同前。,5.5.4.3 常用二维稳态水质混合衰减模式（平直河段）1、岸边排放 2、非岸边排放注：两式中的K均为水中可降解污染物的综合衰减系数（d-1），其余符号同前。,5.5.5 水质数学模型参数的率定方法水质模型参数率定的方法类别有：实验室测定法、公式计算法（包括经验公式、模型求解等）、物理模型率定法、现状实测及示踪剂法。5.5.5.1 实验室测定法 5.5.5.2 现场实测法,5.5.5.3 经验公式法1、复氧系数K2的单独估值法：（1）欧康那道宾斯（OConner-Dobbins，简称欧-道）公式式中（分子扩散系数）,（2）欧文斯等人（Owens，et al）经验式 0.1H0.6m u1.5m/s（3）丘吉尔（Churchill）经验式 0.6H8m 0.6u1.8m/s 上列各式中：Dm为氧分子扩散系数；5.5.5.4 K1、K2的温度校正,温度常数 的取值范围：对K1,=1.021.06，一般取1.047。对K2,=1.0151.047，一般取1.024。5.5.5.5 混合（扩散）系数的估值法 1、泰勒法求横向混合系数My（适用于河流）2、费希尔法求纵向离散系数（适用于河流）,5.5.5.6 示踪剂法（特殊情况的现场实测法）示踪试验法是向水体中投放示踪物质，追踪测定其浓度变化，据以计算所需要的各环境水力参数的方法。示踪物质有无机盐类、萤光染料和放射性同位素等，示踪物质应满足具有在水体中不沉降、不降解、不产生化学反应；测定简单准确；经济；对环境无害等特点。示踪物质的投放有瞬时投放、有限时段投放和连续恒定投放。,5.6 水环境容量与水体污染控制,5.6.1 环境容量的基本概念 环境容量是指人类和自然环境不致受害的情况下，其所能容纳的污染物的最大负荷。一般所指的环境容量是在保证不超出环境目标值的前提下，区域环境能够容纳的污染物最大允许排放量。环境容量是确定污染物排放总量指标的依据，排放总量小于环境容量才能确保环境目标的实现。,5.6.2 水污染物总量控制 1、确定建设项目总量控制因子；2、计算建设项目不同排污方案的允许排污量；3、分配建设项目总量控制指标。5.6.3 水污染源控制的主要措施 5.6.3.1 削减污染负荷量 1、改革生产工艺，减少污水产生量和外排污染负荷量；2、节约水资源及提高水的循环重复利用率。5.6.3.2 进行污水处理 对建设项目产生的各类污水进行处理，实现建设项目污水的“达标排放、总量控制”。,5.6.3.3 选择替代方案 1、调整区域产业结构和淘汰耗水及污水产生量大的生产工艺；2、优化排污口设置，限制建设项目污水排放量或重新选址兴建等。5.7 达标分析 5.7.1 污染源达标分析 5.7.1.1 废水水质达标排放;5.7.1.2 特征污染物满足总量控制要求。5.7.2 水环境质量达标分析 5.7.2.1 界定主要水污染源与特征水质污染因子；5.7.2.2 判断评价水域的水质达标情况。,作业及复习思考题与参考答案：1、地面水环境调查的对象和调查的方法种类 答：调查对象环境水文条件、水污染源和水环境质量；调查方法搜集资料法、现场实测法、遥感遥测法。2、地面水环境调查等级与调查时间的关系 答：一般情况，一级评价调查丰、平、枯三个水期，二级评价调查平、枯两个水期，三级评价调查枯水期。3、河流环境水文条件调查的主要内容及调查的主要水文特征参数 答：主要内容水期划分，主要的水文特征值，满足水文状况分析和水质预测需要；主要的水文特征参数河宽、水深、流速、流量、坡度、糙率和弯曲系数。4、河流水质采样点位设置的原则及方法 答：一般情况下应设置对照、控制、消减三种类型的断面，每个断面处按照河宽布设采样垂线，每根垂线处按照水深布设采样点。,5、水质监测数据处理与水质现状评价的方法 答：水质监测数据处理（统计分析）的方法有极值法、均值法、内梅罗法；水质现状评价的方法常采用单因子指数法，推荐采用标准指数计算模式。6、水体自净机理与水质预测的方法类别 答：水中污染物在没有人工净化措施的情况下，水质浓度随时间和空间的变化而逐渐降低的特性称为水体自净。水体自净机理可划分为物理，化学，生物等三大类，它们在水体中往往同时发生，且又相互影响；水质预测的方法类别有数学模式法、物理模型法、类比分析（调查)法、专业判断法。7、河流二维水质模式（型）适用对象、解决主要问题 答：应用的对象是大、中型河流，解决的主要问题是污染带分布预测与超标水域界定。,8、河流混合过程段的划分与水质模型（式）的选择 答：排污口附近的水质混合过程段水质均匀混合断面水质均匀混合断面以下河段；水质混合过程段的水质预测选用二维以上的水质模型（持久性污染物选用二维混合模式、非持久性污染物选用二维混合衰减模式）、水质均匀混合断面以下河段的水质预测选用一维（非持久性污染物）或零维（持久性污染物）水质模型（式）。9、河流点源一维水质模式的应用条件 答：评价河段及受纳水体的水质、水量较稳定；工程外排废水的水质、水量较均匀；非持久性污染物在小河流评价河段或在大、中型河流在均匀混合断面以下河段的水质预测；SP模式仅限于BOD和DO的水质影响预测。10、水污染源控制的主要措施 答：削减污染负荷量、进行污水处理、选择替代方案。,课 程 考 试 通 知 1、考试时间 第八周（下周）及2011年4月16日（周六）下午16：00至18：00时。2、考试地点 江安综合楼C203、C204、C205、C206教室。2011年4月9日,