水資源學(xué)教程-水資源保護(hù).ppt

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1、水資源學(xué)教程 Zuo Qiting 第七章 水資源保護(hù) 水資源保護(hù) （ water resources protection） ， 是通過行政 、 法律 、 工程 、 經(jīng)濟(jì)等手段 ， 保 護(hù)水資源的質(zhì)量和供應(yīng) ， 防止水污染 、 水源 枯竭 、 水流阻塞和水土流失 ， 以盡可能的滿 足經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展對(duì)水資源的需求 。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 成分極其復(fù)雜， 量大面廣，有毒 物質(zhì)含量高 7.1水污染特征分析 7.1.1水體中污染物的來源 一般來講，水體中的污染物來源主要包括以下三個(gè)方 面： 工業(yè)生產(chǎn)過程排出的廢水、污水和廢液等，統(tǒng)稱工業(yè) 廢水； 人們?nèi)粘Ｉ钪信懦龅母鞣N污水混合液

2、，統(tǒng)稱生活污 水； 通過土壤滲漏或排灌渠道進(jìn)入地表和地下水的農(nóng)業(yè)用 水回歸水，統(tǒng)稱農(nóng)田退水； 大氣環(huán)流中的各種污染物質(zhì)（如汽車尾氣、酸雨煙塵 等）的沉降，也是水體污染的來源。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 7.1.2水污染的分類 按污染的屬性分類 物理性污染 化學(xué)性污染 生物性污染 按污染源的分布狀況分類 點(diǎn)源污染 工業(yè)廢水和城鎮(zhèn)生活污水 的排放所造成的污染 面源污染 流域廣大面積上的降雨 徑流污染 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 按照受污染水體的分類 河流污染 湖泊污染 水庫污染 地下水污染 容易消除與控制 ， 污染影響范圍大 難治理 過程緩慢，不易 發(fā)現(xiàn)和難以治理 沉淀作用強(qiáng)，稀

3、 釋混合能力較差 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 7.1.3水污染的主要危害 水污染能使水體產(chǎn)生物理性、化學(xué)性和生物性的危害。 指惡化感官性狀 ， 減弱浮游植物的光合 作用 ， 以及由熱污染 、 放射性污染帶來的一 系列不良影響 指化學(xué)物質(zhì)降低了水體自 凈能力，毒害動(dòng)植物，破 壞生態(tài)系統(tǒng)平衡，引起某 些疾病和遺傳變異，腐蝕 工程設(shè)施等 主要指病源 微生物隨水 傳播，造成 疾病蔓延 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 水體中含有不同的污染物產(chǎn)生的危害也是不相同的。 水體中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素增多會(huì)引起富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。 重金屬毒性強(qiáng)，飲用水含微量重金屬，即可對(duì)人體產(chǎn)生 毒性效應(yīng)。 石油類污染物進(jìn)入水

4、體后會(huì)影響水生生物的生長(zhǎng)，降低 水資源的使用價(jià)值，降低水產(chǎn)品的使用價(jià)值。 酚類化合物具有較弱的毒性。長(zhǎng)期攝入超過人體解毒劑 量的酚，會(huì)引起慢性中毒。 水體中氰化物含量超標(biāo)能抑制細(xì)胞呼吸，引起細(xì)胞內(nèi)窒 息，造成人體組織嚴(yán)重缺氧的急性中毒。 病原微生物可引起各類腸道傳染病。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 7.2水功能區(qū)劃分 7.2.1水功能區(qū)劃分的目的 確定各水域的主導(dǎo)功能及功能順序，制定水域功能 不遭破壞的水資源保護(hù)目標(biāo)。 科學(xué)地計(jì)算水域的水環(huán)境容量，達(dá)到既能充分利用水 體自凈能力、節(jié)省污水處理費(fèi)用，又能有效地保護(hù)水資源 和生態(tài)系統(tǒng)、滿足水域功能要求的目標(biāo)。 排污口的優(yōu)化分配和綜合整治，將

5、水資源保護(hù)的目標(biāo) 管理落實(shí)到污染物綜合整治的實(shí)處，從而保證水功能區(qū)水 質(zhì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 7.2.2水功能區(qū)劃分的指導(dǎo)思想及原則 指導(dǎo)思想 水功能區(qū)劃分應(yīng)結(jié)合流域或區(qū)域水資源開發(fā)利用規(guī)劃 及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃，并根據(jù)水資源的可再生能力和自然 環(huán)境的承受能力，科學(xué)合理地開發(fā)和保護(hù)水資源，促進(jìn)經(jīng) 濟(jì)社會(huì)和生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用， 保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 基本原則 前瞻性 統(tǒng)籌兼顧，突出重點(diǎn) 分級(jí)與分類相結(jié)合 水質(zhì)與水量統(tǒng)一考慮 便于管理，實(shí)用可行 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 7.2.3水功能區(qū)劃分的步驟

6、和依據(jù) 我國(guó)目前的水功能區(qū)劃分采用的是兩級(jí)體系，即一級(jí) 區(qū)劃和二級(jí)區(qū)劃。 一級(jí)區(qū)劃要求在宏觀上解決水資源開發(fā)利用與保護(hù)的問 題，主要協(xié)調(diào)地區(qū)間關(guān)系，并考慮發(fā)展的需求；二級(jí)區(qū)劃 主要協(xié)調(diào)各用水部門之間的關(guān)系。 根據(jù) 圖 7-1水功能區(qū)體系的示意圖所示，進(jìn)一步詳細(xì)闡述 一級(jí)區(qū)劃和二級(jí)區(qū)劃的步驟及依據(jù)。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 一級(jí)區(qū)劃 水功能一級(jí)區(qū)劃分的程序是：首先劃定保護(hù)區(qū)，然后劃 定緩沖區(qū)和開發(fā)利用區(qū)，最后劃定保留區(qū)。 保護(hù)區(qū)，是指對(duì)水資源保護(hù)、飲用水保護(hù)、生態(tài)系統(tǒng) 和珍稀瀕危物種的保護(hù)具有重要意義的水域。 其劃分依據(jù)為：源頭水保護(hù)區(qū)，即重要河流的源頭河 段劃出專門涵養(yǎng)保護(hù)水源的區(qū)

7、域；國(guó)家級(jí)和省級(jí)自然保 護(hù)區(qū)范圍內(nèi)的水域；已建的和在規(guī)劃水平年內(nèi)建成的跨 流域、跨省區(qū)的大型調(diào)水工程水源地及其調(diào)水線路；對(duì) 典型生態(tài)、自然環(huán)境保護(hù)具有重要意義的水域。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 緩沖區(qū)，是指為協(xié)調(diào)省際間或矛盾突出的地區(qū)間的 用水關(guān)系而劃定的水域。 其劃分依據(jù)為：跨省、自治區(qū)、直轄市行政區(qū)域河流、 湖泊的邊界水域；河流沿線上下游地區(qū)間或部門間矛盾 比較突出或者有爭(zhēng)議的水域，緩沖區(qū)的長(zhǎng)度視矛盾的突出 程度而定。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 開發(fā)利用區(qū)，是指具有滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城鎮(zhèn)生活、 漁業(yè)、娛樂和凈化水體污染等多種功能要求的水域和水污 染控制、治理的重點(diǎn)水域。

8、其劃分依據(jù)為：?。ㄅ牛┧谳^集中，取（排）水量較 大的水域（如流域內(nèi)重要城市河段、具有一定灌溉用水量 和漁業(yè)用水要求的水域等）。具體劃分可參見水功能二級(jí) 區(qū)的劃分方法。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 保留區(qū)，是指目前開發(fā)利用程度不高，但為今后開 發(fā)利用和保護(hù)水資源而預(yù)留的水域。保留區(qū)內(nèi)水資源應(yīng)維 持現(xiàn)狀不遭破壞。 其劃分依據(jù)為：受人類活動(dòng)影響較少，水資源開發(fā)利 用程度較低的水域；目前不具備開發(fā)條件的水域；考 慮到可持續(xù)發(fā)展的需要，為今后的發(fā)展預(yù)留的水域；劃 定保護(hù)區(qū)、緩沖區(qū)和開發(fā)利用區(qū)后的其余水域。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 水功能二級(jí)區(qū)的劃分 劃分的程序是： 首先，確定區(qū)劃具

9、體范圍，包括城市現(xiàn)狀水域范圍以及 城市在規(guī)劃水平年涉及的水域范圍； 其次，收集劃分水功能區(qū)的資料，包括水質(zhì)資料、特殊 用水要求、以及規(guī)劃資料； 第三，對(duì)各水功能二級(jí)區(qū)的位置和長(zhǎng)度進(jìn)行適當(dāng)?shù)膮f(xié)調(diào) 和平衡，盡量避免出現(xiàn)從低功能區(qū)向高功能區(qū)躍變的情況； 最后，考慮與區(qū)域水資源綜合規(guī)劃銜接，并進(jìn)行合理性 檢查，對(duì)不合理的水功能區(qū)進(jìn)行調(diào)整。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 飲用水源區(qū)，是指為滿足城鎮(zhèn)生活用水需要而保留 的水域。 其劃分依據(jù)為：根據(jù)已建生活取水口的布局狀況，結(jié)合 規(guī)劃水平年內(nèi)生活用水發(fā)展要求，將取水口相對(duì)集中的水 域劃為飲用水源區(qū)。劃區(qū)時(shí)，盡可能選擇在開發(fā)利用區(qū)上 游或受開發(fā)利用影響較

10、小的水域。 工業(yè)用水區(qū)，是指為滿足城鎮(zhèn)工業(yè)用水需要而保留的 水域。 其劃分依據(jù)為：根據(jù)工業(yè)取水口的分布現(xiàn)狀，結(jié)合規(guī)劃 水平年內(nèi)工業(yè)用水發(fā)展要求，將工業(yè)取水口較為集中的水 域劃為工業(yè)用水區(qū)。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 農(nóng)業(yè)用水區(qū)，是指為滿足農(nóng)業(yè)灌溉用水需要而保留 的水域。 其劃分依據(jù)為：根據(jù)農(nóng)業(yè)取水口的分布現(xiàn)狀，結(jié)合規(guī)劃 水平年內(nèi)農(nóng)業(yè)用水發(fā)展要求，將農(nóng)業(yè)取水口較為集中的水 域劃為農(nóng)業(yè)用水區(qū)。 漁業(yè)用水區(qū)，是指具有魚、蝦、蟹、貝類產(chǎn)卵場(chǎng)、索 餌場(chǎng)、越冬場(chǎng)及洄游通道功能的水域，或養(yǎng)殖魚、蝦、蟹、 貝、藻類等水生動(dòng)植物的水域。 其劃分依據(jù)為：根據(jù)魚類重要產(chǎn)卵場(chǎng)、棲息地和重要的 水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)來進(jìn)

11、行劃分。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 景觀娛樂用水區(qū)，是指以景觀、療養(yǎng)、度假和娛樂 需要為目的的水域。 其劃分依據(jù)為：根據(jù)當(dāng)?shù)厥欠裼兄匾娘L(fēng)景名勝、度假、 娛樂和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所涉及的水域來進(jìn)行劃分。 過渡區(qū)，是指為使水質(zhì)要求有差異的相鄰水功能區(qū)順 利銜接而劃定的區(qū)域。 其劃分依據(jù)為：根據(jù)兩個(gè)相鄰水功能區(qū)的用水要求來確 定過渡區(qū)的設(shè)置。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 排污控制區(qū)，是指接納生活、生產(chǎn)污廢水比較集中， 且所接納的污廢水對(duì)水環(huán)境無重大不利影響的區(qū)域。 其劃分依據(jù)為：在排污口較為集中，且位于開發(fā)利用區(qū) 下游或?qū)ζ渌盟绊懖淮蟮乃颉?7.2.4水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)擬定 水功能區(qū)劃定

12、后，還要根據(jù)水功能區(qū)的水質(zhì)現(xiàn)狀、排 污狀況、不同水功能區(qū)的特點(diǎn)以及當(dāng)?shù)丶夹g(shù)經(jīng)濟(jì)條件等， 擬定各水功能一、二級(jí)區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)值。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)值是相應(yīng)水體水質(zhì)指標(biāo)的確定濃 度值。 在水功能一級(jí)區(qū)中，保護(hù)區(qū)應(yīng)按照地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo) 準(zhǔn)（ GB 3838-2002）中 、 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)來定，因自然、 地質(zhì)原因不滿足 、 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的，應(yīng)維持水質(zhì)現(xiàn)狀； 緩沖區(qū)應(yīng)按照實(shí)際需要來制定相應(yīng)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，或按現(xiàn)狀來 控制；開發(fā)利用區(qū)按各二級(jí)區(qū)劃來制定相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)； 保留區(qū)應(yīng)按現(xiàn)狀水質(zhì)類別來控制。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 在水功能二級(jí)區(qū)中，飲用水源區(qū)應(yīng)按照 地表水環(huán)

13、境 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （ GB 3838-2002）中 、 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)來定； 工業(yè)用水區(qū)應(yīng)按照 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （ GB 3838- 2002）中 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)來定； 農(nóng)業(yè)用水區(qū)應(yīng)按照 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （ GB 3838- 2002）中 V類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)來定； Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 漁業(yè)用水區(qū)應(yīng)按照 漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) （ GB 11607-89）， 并參照 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （ GB 3838-2002）中 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)來定； 景觀娛樂用水區(qū)應(yīng)按照 景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) （ GB 12941-91），并參照 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （ GB 3838-20 02）中 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)來定； 過渡區(qū)和

14、排污控制區(qū)應(yīng)按照出流斷面水質(zhì)達(dá)到相鄰水功 能區(qū)的水質(zhì)要求選擇相應(yīng)的水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)來定。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 7.3污染源調(diào)查與預(yù)測(cè) 7.3.1污染源調(diào)查 污染源調(diào)查的內(nèi)容與目的 污染源調(diào)查的目的是弄清水域中污染物的種類、數(shù)量、 排放方式、排放途徑以及污染源的類型和位置，判斷主要 的污染物和主要的污染源，為水資源保護(hù)與水環(huán)境治理提 供依據(jù)。 根據(jù)污染源分類的不同和調(diào)查目的不同，污染源調(diào)查可 分為工業(yè)污染源調(diào)查、生活污染源調(diào)查和農(nóng)業(yè)污染源調(diào)查。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 工業(yè)污染源調(diào)查 污染物生產(chǎn)量及排放途徑：污染物種類、數(shù)量、成分、 性質(zhì)，排放方式、規(guī)律、途徑，排放濃度、

15、排放量，排 放口位置、類型、數(shù)量，控制方法，歷史情況，事故情 況； 污染處理工藝：治理方法、治理工藝、綜合利用、投資、 效果、運(yùn)行費(fèi)用、管理體制等； 污染危害調(diào)查：包括人體健康危害調(diào)查、動(dòng)植物危害調(diào) 查、污染物危害造成的經(jīng)濟(jì)損失調(diào)查、危害生態(tài)系統(tǒng)情 況調(diào)查； 生產(chǎn)發(fā)展情況調(diào)查：包括生產(chǎn)發(fā)展方向、規(guī)模、指標(biāo)、 布局、污染的治理計(jì)劃及預(yù)期效果等。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 生活污染源調(diào)查 城市居民人口調(diào)查：總?cè)丝凇⒖倯魯?shù)、流動(dòng)人口、年齡 結(jié)構(gòu)、密度； 居民用水排水狀況：居民用水類型（集中供水或分散自 備水源）、居民生活人均用水量，辦公、旅館、餐飲、 醫(yī)院、學(xué)校等的用水量、排水量、排水方式

16、及排污途徑； 城市污水和垃圾的處理和處置：城市污水處理總量，污 水處理率，污水廠的個(gè)數(shù)、分布、處理方法、投資、運(yùn) 行和維護(hù)費(fèi)用，處理后的水質(zhì)；城市垃圾總量、處置方 式、處置點(diǎn)分布、管理人員、管理水平、投資和運(yùn)行費(fèi) 用等。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 農(nóng)業(yè)污染源調(diào)查 農(nóng)藥的使用：調(diào)查使用的農(nóng)藥品種、數(shù)量、使用方法、 有效成分含量、使用時(shí)間、農(nóng)作物品種、使用的年限； 化肥的使用：施用化肥的品種、數(shù)量、方式、時(shí)間； 農(nóng)業(yè)廢棄物：作物莖、桿、牲畜糞便的產(chǎn)量，處理和處 置方式及其綜合利用情況； 水土流失情況：水土流失面積以及水土流失量。 污染源調(diào)查的方法 污染源調(diào)查方法可分為普查、詳查、重點(diǎn)調(diào)查

17、和典 型調(diào)查。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 普查就是對(duì)各類污染源進(jìn)行全面調(diào)查。 詳查是在普查的基礎(chǔ)上，針對(duì)那些排放量大、影響范圍 廣泛、危害嚴(yán)重的重點(diǎn)污染源而進(jìn)行的詳細(xì)調(diào)查。 重點(diǎn)調(diào)查是選擇一些對(duì)環(huán)境影響較大的污染源進(jìn)行細(xì)致 調(diào)查的方法。 典型調(diào)查是根據(jù)所研究問題的目的和要求，在總體分析 的基礎(chǔ)上有意識(shí)地對(duì)區(qū)域內(nèi)一些具有代表性污染源進(jìn)行細(xì) 致調(diào)查和剖析的調(diào)查方法。 污染物排放量的估算 確定污染物排放量的方法主要有統(tǒng)計(jì)報(bào)表法、現(xiàn)場(chǎng)調(diào) 查法、排污系數(shù)法等。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 統(tǒng)計(jì)報(bào)表法 統(tǒng)計(jì)報(bào)表法是指排污單位按照統(tǒng)一的表格形式所規(guī)定 的填報(bào)內(nèi)容和指標(biāo)要求等，經(jīng)實(shí)際統(tǒng)計(jì)后向

18、上級(jí)提交報(bào)表 的方法。 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查法 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查法是通過對(duì)某個(gè)污染源進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，得到 污染物的排放濃度和流量，然后計(jì)算出排放量。 排污系數(shù)法 排污系數(shù)法也稱經(jīng)驗(yàn)估算法，它是根據(jù)生產(chǎn)過程中單 位產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)排污系數(shù)和產(chǎn)品產(chǎn)量計(jì)算污染物排放量。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 計(jì)算公式為： Q KWT 式中： Q為污染物排放量 ； K為單位產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)排放系 數(shù)； W為某種產(chǎn)品的單位時(shí)間產(chǎn)量 ； T為時(shí)間。 污染物入河量的估算 污染物入河量，指由入河排污口進(jìn)入水功能區(qū)的污廢 水量和污染物量。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 進(jìn)入河流的污染物量占污染物排放總量的比例通常用 污染物入河系數(shù)來表示，其

19、計(jì)算公式如下： 式中： kr為入河系數(shù)； W河 為污染物入河量； W排 為陸 域各污染源的污染物排放量。 可采用典型調(diào)查法來推求各污染源的入河系數(shù)。 排 河 W Wk r Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 典型調(diào)查法的原理是，首先選取設(shè)置有獨(dú)立入河通道 或入河排污口的污染源，分別在污染源排放口和入河排污 口監(jiān)測(cè)污染物排放量和入河量，可求得污染物的入河系數(shù)； 再選取各類典型水域和河段，監(jiān)測(cè)其所對(duì)應(yīng)的陸域范圍內(nèi) 所有污染源的污染物排放量和水域內(nèi)所有排污口的污染物 入河量，可求得典型水域所對(duì)應(yīng)的陸域范圍的污染物入河 系數(shù)。 因排水區(qū)域環(huán)境狀況的不同和污水性質(zhì)的差異，污染物 入河系數(shù)變化較大，一般在

20、 0.5 0.9之間。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 對(duì)有水質(zhì)水量資料的入河排污口，根據(jù)污廢水排放量 和水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，按下式估算主要污染物入河量： W河 Q河 C河 式中： W河 為污染物入河量 ； Q河 為污廢水入河量； C河 為 污染物的入河濃度。 對(duì)于有污染源排污資料而無入河排污口資料的排污口， 其污染物入河量可先用典型調(diào)查法計(jì)算出入河系數(shù)，再通 過下式計(jì)算污染物入河量： W河 kr W排 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 7.3.2污染源預(yù)測(cè) 污染源預(yù)測(cè)就是要估計(jì)未來某一水平年或幾個(gè)水平年 污染源所排放的污染物的特性，從而為水資源保護(hù)提供基 礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 資料的收集和整理 總的來說

21、，預(yù)測(cè)所需要的資料可分為兩大類：一類是 描述污染源自身特征的資料；另一類是對(duì)污染源產(chǎn)生外部 影響的資料。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 此外，還需要對(duì)資料進(jìn)行歸納、整理和插補(bǔ)。 在污染源預(yù)測(cè)中，經(jīng)過對(duì)大量原始資料的整理，可以獲 得某地區(qū)近年萬元產(chǎn)值的排污量、人均排污量、工業(yè)增長(zhǎng) 率、人口增長(zhǎng)率、各行業(yè)排污類型等資料，這些資料將直 接用于污染源預(yù)測(cè)。 污染源排放量預(yù)測(cè) 規(guī)劃水平年污染源排放量預(yù)測(cè)由城鎮(zhèn)生活污染源預(yù)測(cè) 和工業(yè)污染源預(yù)測(cè)兩部分組成。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 生活污染源排放量的增長(zhǎng)主要與城市居住人口數(shù) 量增長(zhǎng)和居民生活水平提高有關(guān)；工業(yè)污染源排放量 的變化主要與區(qū)域工

22、業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝條件、工業(yè)規(guī) 模和管理水平等有直接關(guān)系。 生活污水量預(yù)測(cè) 生活污水量預(yù)測(cè)計(jì)算公式為： Q生 0.365 F 式中： Q生 為生活污水量， 萬 m3； 為預(yù)測(cè)年份人口數(shù)， 萬人； F為人均生活污水量， L/(d 人 )； 0.365為單位換算系 數(shù)。 P P Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 預(yù)測(cè)年份人均生活污水量可由該年份的人均生活需水 量乘以排放系數(shù)來估算。 預(yù)測(cè)年份人口數(shù)采用地方規(guī)劃人口數(shù)，當(dāng)無地方規(guī)劃時(shí)， 可根據(jù)人口預(yù)測(cè)模型計(jì)算得到。 人口預(yù)測(cè)模型計(jì)算公式為： 式中： P為規(guī)劃水平年的總?cè)丝跀?shù) ； N為基準(zhǔn)年的總?cè)?口數(shù)； R為規(guī)劃期內(nèi)的人口年平均增長(zhǎng)率； n為規(guī)劃水平

23、年 距基準(zhǔn)年的年數(shù)。 nRNP )1( Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 工業(yè)廢水量預(yù)測(cè) 工業(yè)廢水量預(yù)測(cè)的計(jì)算公式為： 式中： Q工 為預(yù)測(cè)年份的工業(yè)廢水量 ， 萬 m3； D為預(yù)測(cè) 年份工業(yè)產(chǎn)值，萬元 ； G為基準(zhǔn)年萬元產(chǎn)值工業(yè)廢水量 ， m 3/萬元 ； p為預(yù)測(cè)年份工業(yè)用水重復(fù)利用率的增長(zhǎng)率 ， %； p1、 p2為基準(zhǔn)年和預(yù)測(cè)年工業(yè)用水重復(fù)利用率 ， %。 在工業(yè)廢水量預(yù)測(cè)中，工業(yè)產(chǎn)值采用該地區(qū)工業(yè)規(guī)劃 值。萬元工業(yè)產(chǎn)值廢水量由基準(zhǔn)年工業(yè)產(chǎn)值和工業(yè)廢水排 放量計(jì)算求得。 )11()1( 1 12 p ppDGpDGQ 工 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 污染物排放量預(yù)測(cè) 生活污水

24、和工業(yè)廢水中污染物排放量預(yù)測(cè)計(jì)算公式為： 式中： W為預(yù)測(cè)年份某污染物排放量 ， t； Q為預(yù)測(cè)年 份生活污水和工業(yè)廢水排放量，萬 m3； Q0為基準(zhǔn)年生活污 水和工業(yè)廢水排放量，萬 m3； C0為含某污染物廢水的排放 標(biāo)準(zhǔn) ， mg/L； W0為基準(zhǔn)年某污染物排放量 ， t。 當(dāng)某污染物基準(zhǔn)年平均濃度大于排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，按排放標(biāo) 準(zhǔn)計(jì)算總量。 0200 10)( WCQQW Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 當(dāng)平均濃度低于排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，用平均濃度計(jì)算總量， 其計(jì)算式由上式變換為下列形式： 污染物入河量預(yù)測(cè) 在對(duì)規(guī)劃水平年污染源排放量預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，進(jìn)而對(duì) 污染物入河量進(jìn)行預(yù)測(cè)。 首先，要確定規(guī)劃水

25、平年的污染物入河系數(shù)。 0 0 0 2 00 10)( WQ QWCQQW 2 0 0 0 10 Q WC Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 在確定規(guī)劃水平年污染源排污的入河系數(shù)時(shí)，要在對(duì) 研究區(qū)現(xiàn)狀入河系數(shù)進(jìn)行調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)規(guī)劃水平年的 城市化水平和城市發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行充分分析，研究城市規(guī)模 發(fā)展、截污工程建設(shè)、管網(wǎng)改造、污水入河方案調(diào)整和排 污口優(yōu)化等基礎(chǔ)設(shè)施的改變及對(duì)污染物入河系數(shù)的影響。 要緊密結(jié)合規(guī)劃水平年區(qū)域及城市產(chǎn)業(yè)布局和工業(yè)結(jié)構(gòu) 調(diào)整的規(guī)劃，充分考慮可能造成預(yù)測(cè)區(qū)域污染物組成和污 染物入河系數(shù)變化的因素，確定預(yù)測(cè)的基本參數(shù)。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 在實(shí)際工作中，根

26、據(jù)實(shí)際情況和綜合考慮上述因素， 經(jīng)對(duì)現(xiàn)狀值進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚驼{(diào)整后，作為規(guī)劃水平年污 染物的入河系數(shù)。 在其他條件不變的情況下，污染物入河系數(shù)確定的 一 般規(guī)律 是：集中排污比分散排污值大，有匯水管網(wǎng)條件的 比無匯水管網(wǎng)條件的值大，無集中污水處理設(shè)施的比有集 中污水處理設(shè)施的值大，短距離排污比長(zhǎng)距離排污值大， 不易降解的廢污水比易降解的廢污水值大。 將各規(guī)劃水平年的污染物排放量預(yù)測(cè)值與相應(yīng)規(guī)劃水平 年污染物入河系數(shù)相乘，即可求出規(guī)劃水平年的污染物入 河量。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 為什么要確 定設(shè)計(jì)水文 條件？ 7.4水環(huán)境容量的計(jì)算與分配 7.4.1水環(huán)境容量的計(jì)算 水環(huán)境容量主要

27、是由水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)和水體的稀 釋、自凈能力來決定的。 在計(jì)算水環(huán)境容量時(shí)，首先要分析與之相關(guān)的各種因素， 進(jìn)而選擇適當(dāng)?shù)乃|(zhì)數(shù)學(xué)模型來計(jì)算水環(huán)境容量的大小。 設(shè)計(jì)水文條件的確定 水環(huán)境容量計(jì)算的水文設(shè)計(jì)條件，以計(jì)算斷面的設(shè)計(jì) 流量或水量表示。河流常采用設(shè)計(jì)流量，湖泊或水庫則采 用設(shè)計(jì)水位或設(shè)計(jì)蓄水量。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 水質(zhì)目標(biāo)濃度 Cs和背景濃度 CB的確定 水質(zhì)目標(biāo)濃度 Cs可參考水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)的擬定原則， 或按照水資源保護(hù)規(guī)劃的實(shí)際要求來制定。 背景濃度 CB可按照以下方法來確定： 在有資料的情況下，可選用相應(yīng)水功能區(qū)的水質(zhì)實(shí)測(cè) 資料作為水質(zhì)背景濃度 CB ； 在

28、資料不足或無資料的情況下， 可根據(jù)上一個(gè)水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)濃度來確定水質(zhì)背景濃 度 CB ， 即上一個(gè)水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)濃度就是下一個(gè)功能 區(qū)的水質(zhì)背景濃度 CB 。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 水質(zhì)模型的選擇 通常，可供選擇的水質(zhì)模型很多，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可根 據(jù)需要來選擇合適的模型。一是要視計(jì)算對(duì)象的需要和所 掌握的資料的多少；二是盡可能采用簡(jiǎn)單模型解決問題。 不論采用哪種水質(zhì)模型，都要對(duì)所采用的模型進(jìn)行檢驗(yàn)。 在選定水質(zhì)模型后，再結(jié)合給定的設(shè)計(jì)水文條件、水 質(zhì)目標(biāo)濃度 Cs和背景濃度 CB來求出相應(yīng)水功能區(qū)的水環(huán)境 容量。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 7.4.2污染物排放總量

29、控制 實(shí)施污染物排放總量控制的意義 對(duì)污染物采取單一的濃度控制，雖然可以使污染源達(dá) 標(biāo)排放，但有時(shí)卻超出了河流的納污能力，使河流受到嚴(yán) 重污染。再加上全國(guó)性的工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)往往不能把所 有地區(qū)和所有情況都包括進(jìn)去，在執(zhí)行過程中會(huì)遇到一些 具體問題。 為了解決這些問題，可以采取總量控制的方法。 總量控制是根據(jù)受納水體的水環(huán)境容 量，將所有污染源的排污總量控制在 水體所能承受的范圍之內(nèi)，即污染源 的排污總量要小于水環(huán)境容量 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 污染物控制量和削減量的確定 根據(jù)總量控制原則，污染物入河量應(yīng)該與相應(yīng)水功能 區(qū)的水環(huán)境容量相適應(yīng)。必須對(duì)進(jìn)入水功能區(qū)的污染物入 河量和陸域

30、污染源排放量進(jìn)行控制和削減。 污染物入河控制量 污染物入河控制量是根據(jù)水功能區(qū)的水環(huán)境容量和污 染物入河量，并綜合考慮水功能區(qū)的水質(zhì)狀況、當(dāng)?shù)乜萍?水平和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展速度等因素，來確定污染物進(jìn)入水功 能區(qū)的最大數(shù)量。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 不同的水功能區(qū)入河控制量可采用下面的方法來確定： 當(dāng)污染物入河量大于水環(huán)境容量時(shí)，以水環(huán)境容量作為污 染物控制量；當(dāng)污染物入河量小于水環(huán)境容量時(shí)，以現(xiàn)狀 條件下污染物入河量作為入河控制量。 污染物入河削減量 將水功能區(qū)的污染物入河量與其入河控制量相比較， 如果污染物入河量超過污染物入河控制量，其差值即為該 水功能區(qū)的污染物入河削減量。 Zuo

31、Qiting 水資源學(xué)教程 污染物排放控制量 為保證水功能區(qū)的水質(zhì)符合水域功能要求，根據(jù)陸域 污染源污染物排放量和入河量之間的關(guān)系表達(dá)式，由水功 能區(qū)污染物入河控制量所推出的水功能區(qū)相應(yīng)陸域污染源 的污染物最大排放數(shù)量，稱為污染物排放控制量。 污染物排放削減量 水功能區(qū)相應(yīng)陸域的污染物排放量與排放控制量之差， 即為該水功能區(qū)陸域污染物排放削減量。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 7.4.3水環(huán)境容量的分配 水環(huán)境容量的分配，是根據(jù)排污地點(diǎn)、數(shù)量和方式， 結(jié)合污染源排污量削減的優(yōu)先順序和技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的可行性等 因素，對(duì)各控制水域分配水環(huán)境容量。 水環(huán)境容量分配原則 公平原則 效率原則 水環(huán)境容

32、量充分利用原則 體現(xiàn)水功能區(qū)差異的原則 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 常用的分配方法介紹 等比例分配法 等比例分配法是在承認(rèn)各污染源排放現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上， 將受總量控制的允許排放總量等比例地分配到各水功能區(qū) 或污染控制單元所對(duì)應(yīng)的污染源中，各污染源等比例分擔(dān) 排放責(zé)任。 按貢獻(xiàn)率削減分配法 按貢獻(xiàn)率削減分配法是按照各污染源對(duì)總量控制區(qū)域 內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的影響程度大小，按污染物貢獻(xiàn)率大小來削減 污染負(fù)荷。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 費(fèi)用最小分配法 費(fèi)用最小分配法是以治理費(fèi)用作為目標(biāo)函數(shù)，以環(huán)境 目標(biāo)作為約束條件，使系統(tǒng)的污染治理投資費(fèi)用總和最小， 求得各污染源的允許排放負(fù)荷。 其分配采用

33、的方法是優(yōu)化方法，通過優(yōu)化方法求得的結(jié) 果能反映系統(tǒng)整體的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 7.5生態(tài)需水量的估算 * 7.5.1生態(tài)需水量的界定 生態(tài)需水量是指以水循環(huán)為紐帶、從維系生態(tài)系統(tǒng)自 身的生存和環(huán)境功能角度，相對(duì)一定環(huán)境質(zhì)量水平下客觀 需求的水資源量。 進(jìn)一步來說，維系生態(tài)系統(tǒng)最基本的生存條件及其最基 本環(huán)境服務(wù)功能所需求的水資源閾值，通常稱為最小生態(tài) 需水量。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 從生態(tài)需水量的定義可以看出，其有以下內(nèi)涵： 生態(tài)需水量要符合生態(tài)系統(tǒng)自然的時(shí)間和空間分布規(guī) 律。 生態(tài)需水量是指一個(gè)流域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)整體的需水量， 而不是

34、僅指某類生物個(gè)體或群體的需水量。 計(jì)算生態(tài)需水量的目的是尋求保障流域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng) 穩(wěn)定和健康的水資源合理開發(fā)利用的閾值。 生態(tài)需水量的計(jì)算應(yīng)該是在滿足水循環(huán)要求的基礎(chǔ)上來 實(shí)現(xiàn)。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 7.5.2生態(tài)需水量的計(jì)算方法 通常，按水資源的補(bǔ)給功能將流域劃分為河道外和河 道內(nèi)兩部分，并以此分別計(jì)算各部分的生態(tài)需水量。 河道外生態(tài)需水量為水循環(huán)過程中扣除本地有效降水后， 需要占用一定水資源量以滿足植被生存耗水的最基本水量。 河道內(nèi)生態(tài)需水量是維系河流或湖泊生態(tài)平衡的最小水 量。 森林 計(jì)算公式選擇 耦合 水循環(huán)界面過程和特征 城市河 湖 區(qū)域生態(tài)需水量 區(qū)域生 態(tài)系統(tǒng) 河道

35、內(nèi)系統(tǒng) 草地 灌木 河流 濕地 河道內(nèi)生態(tài)需水量 河道外生態(tài)需水量 進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)分區(qū) 提取面積等信息 河道外系統(tǒng) 蒸發(fā)量確定 平衡關(guān)系（水沙、水鹽、水熱、水量） 資料收集、問題診斷 是否滿足水 量平衡控制 是 否 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 河道外生態(tài)需水量計(jì)算方法 其計(jì)算步驟為： 依據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)，將河道外的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行逐級(jí)分區(qū)， 并識(shí)別出不同生態(tài)分區(qū)中植被（林、灌、草等）覆蓋的 土地類型面積； 參考相關(guān)國(guó)家生態(tài)實(shí)驗(yàn)站的草地需水實(shí)驗(yàn)、林地需水實(shí) 驗(yàn)等文獻(xiàn)資料，確定不同區(qū)域不同植被類型的蒸發(fā)量； 根據(jù)不同植被類型的空間分布情況，扣除其消耗的有效 降雨量后，確定其消耗的水資源量，即為現(xiàn)狀條

36、件下各 種植被的河道外生態(tài)需水量。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 生態(tài)分區(qū) 為了能從空間上反映出區(qū)域現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)的分布、組成 特點(diǎn)，生態(tài)建設(shè)的布局和側(cè)重點(diǎn)，以及生態(tài)需水的差異性 規(guī)律，有必要對(duì)區(qū)域自然地理范圍進(jìn)行區(qū)劃以反映不同氣 候條件（降水和蒸發(fā)）和水文因素（徑流）對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的 影響。 以西北地區(qū)為例，介紹生態(tài)分區(qū)的實(shí)施原則和結(jié)果。 生態(tài)分區(qū)的原則 不同區(qū)域地理氣候、水（分）熱（量）組合的差異性原 則 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 自然環(huán)境條件的相似性和差異性原則 行政界域、水資源分區(qū)完整性原則 水資源條件主導(dǎo)性原則 西北生態(tài)分區(qū) 根據(jù)以上分區(qū)原則，將西北地區(qū)劃分為 5個(gè)一級(jí)分

37、區(qū)， 16個(gè)二級(jí)分區(qū)。 在二級(jí)生態(tài)分區(qū)內(nèi)，可通過遙感系統(tǒng)收集的土地利 用圖提取相應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)的面積資料，為生態(tài)需水量的計(jì) 算提供基礎(chǔ)資料。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 黃土高原東 南部亞區(qū) 秦嶺北坡亞區(qū) 洮河、白龍江 流域亞區(qū) 阿爾泰山 山地亞區(qū) 天山亞區(qū) 祁連山山 地亞區(qū) 錫林郭勒 高原亞區(qū) 陰山 鄂爾多 斯草原亞區(qū) 準(zhǔn)噶爾盆 地亞區(qū) 阿拉善高原亞區(qū) 河套灌區(qū)亞區(qū) 河西走廊半 荒漠區(qū)亞區(qū) 青海高 原亞區(qū) 塔里木盆 地亞區(qū) 柴達(dá)木盆 地亞區(qū) 青藏高 原亞區(qū) Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 量化方法 針對(duì)西北地區(qū)，可根據(jù)相應(yīng)的土地資源分類標(biāo)準(zhǔn)將林 地和草地劃分為有林地、灌木林、疏林地、

38、其他林地、高 覆蓋度草地、中覆蓋度草地和低覆蓋度草地七種類型。 根據(jù)不同地區(qū)不同植被類型的蒸騰量 ETi， 估算出當(dāng)?shù)氐?河道外生態(tài)需水量，其計(jì)算公式為： 式中： Wout為河道外生態(tài)需水量 ， m3； Ai為某種植被 i 相應(yīng)的面積 ， m2； ETi為某種植被 i的年總蒸發(fā)量 ， mm； P 為年降水量 ， mm； n為植被類型數(shù)量 。 1000/)( 1 n i Tiio u t PEAW Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 在干旱地區(qū)，當(dāng)土壤的含水量 大于土壤的臨界含水 量 k時(shí)，植被的蒸發(fā)是充足的，不受土壤水分的限制；而當(dāng) 土壤的含水量小于土壤的凋萎含水量 p時(shí)，植被的蒸散發(fā)停 止，

39、植被趨于凋萎。 干旱地區(qū)植被的實(shí)際蒸發(fā) Eci計(jì)算公式可表達(dá)為： 式中： i為 某種植被的郁閉度 ； Kci為某種植物的蒸發(fā) 系數(shù)； E0為水面蒸發(fā)量 。 P pk k pk p cii cii ci EK EK E 0 0 0 反映森林中喬木樹冠遮蔽地面 程度的指標(biāo)，由林冠的投影面 積與林地面積之比計(jì)算 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 以一年為時(shí)間區(qū)間，對(duì)上式進(jìn)行時(shí)間積分，可以得到 某種植物相應(yīng)的年蒸發(fā)量為： 式中： 為某種植物年平均蒸發(fā)系數(shù)； 為年水 面蒸發(fā)量； 為土壤的年平均含水量相對(duì)系數(shù)。 河道內(nèi)生態(tài)需水量計(jì)算方法 一般河道內(nèi)需水需考慮以下幾個(gè)方面：維持河流的 水環(huán)境容量；河流水生

40、生物的保護(hù)和利用；多沙河流 的水沙平衡；河流水力發(fā)電用水；河流航運(yùn)，等等。 KEKE ciiTi 0 icK 0E K Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 在生態(tài)需水范疇內(nèi)所指的河道內(nèi)需水主要是指具有重 大的社會(huì)、環(huán)境效益，包括防淤?zèng)_沙，水質(zhì)凈化，維持野 生動(dòng)植物生存和繁殖，維護(hù)沼澤、濕地一定面積等的生態(tài) 需水，不包括諸如水力發(fā)電、航運(yùn)等生產(chǎn)活動(dòng)所需的水量。 非汛期河道基本生態(tài)需水量 Wb 非汛期河道基本生態(tài)需水量是指在一年的時(shí)間里尤其 是枯水季節(jié)，為防止由于斷流等情況可能導(dǎo)致河流生態(tài)功 能受損河道所需要保持的水量。 其計(jì)算方法到目前還沒有統(tǒng)一，比較常用的是 “ 標(biāo)準(zhǔn) 流量設(shè)定法 ”。 Zuo

41、 Qiting 水資源學(xué)教程 7Q10法 即采用 90 保證率最枯連續(xù) 7天的平均水量作為河流最 小流量設(shè)計(jì)值。 由于該標(biāo)準(zhǔn)要求比較高，鑒于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平比 較落后，一般河流采用最近 10年最枯月平均流量或 90 保 證率最枯月平均流量作為最小生態(tài)需水量。 蒙大拿法 以預(yù)先確定的河流年平均流量的百分?jǐn)?shù)作為生態(tài)需水 量估算的標(biāo)準(zhǔn)。 該方法通常在研究?jī)?yōu)先度不高的河段中作為河流流量 推薦值時(shí)使用，或作為其他方法的一種檢驗(yàn)。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 月（年）保證率設(shè)定法 月（年）保證率設(shè)定法，是 7Q10法和蒙大拿法的一種 演化算法。 它主要根據(jù)系列水文統(tǒng)計(jì)資料，在不同的月（年）保 證

42、率 （ 如 50%、 75%、 90%） 前提下，以不同的天然徑流量 百分比作為河道生態(tài)需水量的等級(jí)，分別計(jì)算不同保證率、 不同等級(jí)下的月（年）河道基本生態(tài)需水量。 河道輸沙需水量 Ws 為了輸沙排沙，維持沖刷與侵蝕的動(dòng)態(tài)平衡所需要的 那部分生態(tài)需水量稱之為輸沙平衡需水量，簡(jiǎn)稱輸沙需水 量。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 河道內(nèi)水沙沖淤平衡問題，主要受河道外和河道內(nèi)兩 方面因素的制約和影響。 河道外的影響主要包括來水來沙條件，它與地質(zhì)、地貌、 降水等自然條件和流域土地資源利用、生態(tài)植被保護(hù)建設(shè)、 水土流失治理，以及河流整治等諸多人工要素有關(guān)。 河道內(nèi)的影響主要是水動(dòng)力學(xué)條件對(duì)河床邊界沖刷

43、作用 的結(jié)果。 一般情況下，根據(jù)來水來沙條件，可將河道輸沙需水 量分為汛期輸沙需水量、非汛期輸沙需水量和洪峰期輸沙 需水量。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 對(duì)于北方河流系統(tǒng)而言，汛期的輸沙量約占全年輸沙 總量的 80 左右，即河流的輸沙功能主要在汛期完成。 汛期輸沙需水量可由下面的公式計(jì)算得出： 式中： Ws為汛期輸沙需水量 ； St為汛期多年平均輸沙 量 ； Cmax為多年最大月平均含沙量的平均值 ； Cij為第 i年第 j 月的月平均含沙量 ； n為統(tǒng)計(jì)年數(shù) 。 maxC SW t s n i ijCnC 1 m a x )m a x ( 1 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 生物

44、棲息地維持水量 We 生物棲息地維持水量，是指維持河流、湖泊、濕地等 生物棲息場(chǎng)所處于健康、平衡的良好狀態(tài)，并能發(fā)揮其正 常生態(tài)功能所需要的水量。 河道濕周法 河道濕周法是利用河道濕周（指斷面上水體與河床接 觸的那部分長(zhǎng)度）作為棲息地的質(zhì)量評(píng)判指標(biāo)來估算期望 的河道內(nèi)流量值。 濕周法是基于生態(tài)學(xué)假設(shè)，即保護(hù)好臨界區(qū)域的水生物 棲息地的濕周，也將對(duì)非臨界區(qū)域的棲息地提供足夠的保 護(hù)。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 該法需要確定濕周與流量之間的關(guān)系。這種關(guān)系可從 多個(gè)河道斷面的幾何尺寸流量關(guān)系實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)推求， 或從單一河道斷面的一組幾何尺寸流量數(shù)據(jù)中計(jì)算得出。 濕周法河道內(nèi)流量推薦值是依據(jù)

45、濕周流量關(guān)系圖中影 響點(diǎn)（即濕周流量關(guān)系曲線中的拐點(diǎn)）的位置而確定。 0 50 100 150 200 250 0 20 40 60 80 100 流量/ m 3 /s 濕周 /m 影響點(diǎn) 圖 7-4 濕周與流量的關(guān)系曲線 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 R2CROSS法 該種方法的河流流量推薦值是基于這樣的假設(shè)，即淺 灘是最臨界的河流棲息地類型，而保護(hù)淺灘棲息地也將保 護(hù)其他的水生生物棲息地。 R2CROSS法適用于一般淺灘式的河流棲息地類型 。 最小水位法 最小水位法是指根據(jù)湖泊或濕地生態(tài)系統(tǒng)的水位和水 深來確定其生態(tài)需水量的計(jì)算方法。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 最小水位法可

46、表達(dá)為，維持湖泊或濕地不同生態(tài)系統(tǒng) 需求和滿足不同環(huán)境功能的最小水位中的極大值與水面面 積的乘積，可由下面的公式計(jì)算得出： 式中： Hmin為維持湖泊不同生態(tài)系統(tǒng)需求和滿足不同 環(huán)境功能的最小水位中的極大值 ； S為水面面積。 環(huán)境納污需水量 Wp 不同水體的水力學(xué)特性不同，選用的納污能力計(jì)算方 法也有所不同。 SHW e m i n Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 河流納污需水量計(jì)算方法 由一定目標(biāo)下的水環(huán)境容量推求河流的最小設(shè)計(jì)流量。 首先將河流劃分為若干河段，并將每一小段看作是一個(gè) 閉合水體，由河流水質(zhì)模型計(jì)算每個(gè)河段的水質(zhì)濃度、污 染物入河量和水環(huán)境容量，由此計(jì)算該河段的環(huán)境納污需

47、 水量 Qvi（ i 1， 2， ， n）， 最后對(duì)各河段求和即可得到 整個(gè)河流的環(huán)境納污需水量。 Qvi必須同時(shí)滿足以下條件： Qvi Qwi； QviQni(p)（ pp0） ， 其中 為河流稀釋系數(shù)； Qwi 為 i河段達(dá)標(biāo)排放的污水總量； Qni(p)為在不同設(shè)計(jì) 保證率 p下 i河段的河道流量 。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 湖泊生態(tài)需水量計(jì)算方法 根據(jù)湖泊的稀釋、自凈功能來計(jì)算納污需水量。 在現(xiàn)狀排放量已定的情況下，滿足湖泊稀釋、自凈能力 所需的最小需水量如下： 式中： V為 枯水期湖泊所需最小蓄水量 ； T為枯水 期時(shí)段，取決于湖泊水位年內(nèi)的變化 ； Qc為現(xiàn)狀污廢水排

48、入量 ； Cs為水質(zhì)目標(biāo)濃度 ； CB為背景值濃度 ； K為水體中污 染物的降解系數(shù) ； qs為計(jì)算時(shí)段內(nèi)從湖泊中排泄的流量。 TKCCC qCCQTV sBs sBsc )( )( Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 城市河湖需水量 Wc 目前，對(duì)城市河湖需水量的計(jì)算主要有兩種方法：直接 計(jì)算法、間接計(jì)算法。 直接計(jì)算法，就是根據(jù)城市河湖水面面積乘以需水定額 直接計(jì)算得到，計(jì)算公式為： 式中： A為城市河湖水面面積 ； WD為單位水面需水定 額。 Dc WAW Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 間接計(jì)算法，是根據(jù)城市人均河湖生態(tài)需水指標(biāo)乘以 人口數(shù)間接計(jì)算得到。計(jì)算公式為： 式中： P為城

49、市人口總數(shù) ； U為人均城市河湖需水指 標(biāo) 。 由于河道內(nèi)用水在滿足某一種主要需水目標(biāo)時(shí)，還可 兼顧其他用水要求，因此，河道內(nèi)的生態(tài)需水量不是上述 各項(xiàng)分量的簡(jiǎn)單累加，而要根據(jù)它們?cè)谒h(huán)過程中的相 互關(guān)系來綜合計(jì)算。 UPW c Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 一種簡(jiǎn)化的河道內(nèi)生態(tài)需水量計(jì)算方法為 ： Win Wb Ws We Wp Wc Wd 式中： Win為河道內(nèi)總的生態(tài)需水量 ； Wb為非汛期河 道基本生態(tài)需水量 ； Ws為河道輸沙需水量 ； We為生物棲息 地維持水量 ； Wp為環(huán)境納污需水量 ； Wc為城市河湖需水量 ； Wd為河道內(nèi)生態(tài)需水量重復(fù)計(jì)算部分 。 Zuo Qiti

50、ng 水資源學(xué)教程 7.6水資源保護(hù)的內(nèi)容、步驟和措施 7.6.1水資源保護(hù)的內(nèi)容和目標(biāo) 水資源保護(hù)是為了防止因不恰當(dāng)?shù)拈_發(fā)利用水資源而 造成水源污染或破壞水源，所采取的法律、行政、經(jīng)濟(jì)、 技術(shù)等綜合措施，以及對(duì)水資源進(jìn)行積極保護(hù)與科學(xué)管理 的做法。 水資源保護(hù)主要包括水量和水質(zhì)兩個(gè)方面，具體內(nèi)容包 括： 一方面 是對(duì)水量合理取用及其補(bǔ)給源的保護(hù)，包括對(duì)水 資源開發(fā)利用的統(tǒng)籌規(guī)劃、水源地的涵養(yǎng)和保護(hù)、科學(xué)合 理地分配水資源、節(jié)約用水、提高用水效率等，特別是保 證生態(tài)需水的供給到位； Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 另一方面 是對(duì)水質(zhì)的保護(hù)，包括調(diào)查和治理污染源、進(jìn) 行水質(zhì)監(jiān)測(cè)、調(diào)查和評(píng)價(jià)、

51、制定水質(zhì)規(guī)劃目標(biāo)、對(duì)污染排 放進(jìn)行總量控制等， 其中按照水環(huán)境容量的大小進(jìn)行污染 排放總量控制是水質(zhì)保護(hù)方面的重點(diǎn)。 水資源保護(hù)的 目標(biāo) 是，在水量方面必須要保證生態(tài)用 水，不能因?yàn)榻?jīng)濟(jì)社會(huì)用水量的增加而引起生態(tài)退化、環(huán) 境惡化以及其他負(fù)面影響；在水質(zhì)方面，要根據(jù)水體的水 環(huán)境容量，來規(guī)劃污染物的排放量，不能因?yàn)槲廴疚锍瑯?biāo) 排放而導(dǎo)致飲用水源地受到污染或危及到其他用水的正常 供應(yīng)。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 7.6.2水資源保護(hù)的步驟 調(diào)查水資源現(xiàn)狀及存在的問題 水功能區(qū)劃工作 預(yù)測(cè)不同水平年 污染負(fù)荷變化 計(jì)算水環(huán)境容量 計(jì)算污染物控制 量和削減量 計(jì)算生態(tài)需水量 水資源供需分析

52、制定水資源保護(hù)措施 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 7.6.3水資源保護(hù)主要措施 一般來講，水資源保護(hù)措施分為工程措施和非工程措 施兩大類。 工程措施 水資源保護(hù)可采取的工程措施包括水利工程、農(nóng)林工 程、市政工程、生物工程等措施。 水利工程措施 通過水利工程的引水、調(diào)水、蓄水、排水等各種措施， 可以改善或破壞水資源狀況。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 調(diào)蓄水工程措施 通過在江河湖泊上修建一系列的水利工程（如水庫和閘 壩），改變天然水系的豐、枯水期水量不平衡狀況，控制 河川徑流量，使河流在枯水期具有一定的生態(tài)用水量來稀 釋凈化污染物質(zhì)，改善水質(zhì)狀況。 進(jìn)水工程措施 從匯水區(qū)流出的水一般

53、要經(jīng)過若干溝、渠、支河而后流 入湖泊、水庫，在其進(jìn)入湖庫之前可設(shè)置滲濾溝、滲濾池、 小型水庫等工程措施來沉淀、過濾掉有害物質(zhì)，確保水質(zhì) 達(dá)標(biāo)后，再進(jìn)入到湖庫中。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 江河湖庫的底泥疏浚工程 通過對(duì)江河湖庫的底泥疏浚，可以將底泥中的營(yíng)養(yǎng)元素、 重金屬等有害物質(zhì)直接除去，這是解決河道底泥污染物釋 放的有效措施。 農(nóng)林工程措施 減少面源 在匯流區(qū)域內(nèi)，應(yīng)科學(xué)管理農(nóng)田，控制施肥量，加強(qiáng)水 土保持，減少化肥的流失。在有條件的地方，宜建立緩沖 帶，改變耕種方式，以減少肥料的施用量與流失量。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 植樹造林，涵養(yǎng)水源 通過森林的綜合作用，發(fā)揮其涵

54、養(yǎng)水源和調(diào)節(jié)徑流的效 能。 發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè) 建立養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)、林果業(yè)相結(jié)合的生態(tài)工程，將畜 禽養(yǎng)殖業(yè)排放的糞便有效利用于種植業(yè)和林果業(yè)，形成一 個(gè)封閉系統(tǒng)，使生態(tài)系統(tǒng)中產(chǎn)生的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在系統(tǒng)中循環(huán) 利用，而不排入水體，減少對(duì)水環(huán)境的污染和破壞。 市政工程措施 加強(qiáng)污染源的綜合治理 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 對(duì)于工業(yè)污染源，對(duì)環(huán)境危害嚴(yán)重的應(yīng)優(yōu)先安排資金、 技術(shù)力量給予治理，確保污染物的排放滿足總量控制要求。 此外，在水環(huán)境綜合整治中，還要堅(jiān)持走集中與分散相 結(jié)合的道路，在廣大鄉(xiāng)村設(shè)置小型的垃圾回收和處理設(shè)施， 減小面源污染帶來的危害。 在工業(yè)污染源治理的同時(shí)，還要重視對(duì)城市生活污水、

55、糞便以及垃圾的治理，逐步興建生活污水處理廠和城市垃 圾處理站，將污染物統(tǒng)一集中處理。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 建設(shè)城市污水雨水截流工程 為了有效地控制水體污染，應(yīng)對(duì)合流下水道的溢流進(jìn)行 嚴(yán)格控制，采取改合流制為分流制（即污水、雨水分別由 不同下水道系統(tǒng)收集輸送），優(yōu)化排水系統(tǒng)，積極利用雨 水資源等措施與辦法。 建設(shè)城市污水處理廠并提高其處理效率 考慮城市的自然、地理、經(jīng)濟(jì)及人文等實(shí)際情況、城市 水污染防治的需要以及經(jīng)濟(jì)上的可行性等多方面因素的影 響，對(duì)污水處理廠進(jìn)行規(guī)劃。 Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 生物工程措施 生物工程措施主要考慮利用水生生物及其食物鏈系統(tǒng) 達(dá)到去除水體

56、中氮、磷和其他污染物質(zhì)的目的。 非工程措施 加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)、監(jiān)督、預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)工作 做好地表飲用水源地和地下飲用水源地的保護(hù)工作 積極實(shí)施污染物排放總量控制，逐步推行排污許可證制度 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 水資源保護(hù)法律法規(guī)建設(shè) 水資源學(xué)教程 Zuo Qiting Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you

57、！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Zuo Qiting 水資源學(xué)教程 Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！ Thank you！