全国水资源综合规划
地表水资源保护补充技术细则
水利部水利水电规划设计总院 全国水资源综合规划技术工作组
二○○三年七月
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全国水资源综合规划地表水资源保护补充技术细则
目 录
前 言 ................................................................................................ 1 一 基本要求 .................................................................................... 1 二 工作程序 .................................................................................... 3 三 水功能区划复核补充与调整 .................................................... 4 (一) 水功能区复核 ................................................................ 4 (二) 补充与调整 .................................................................... 6 (三) 水质目标值拟定 ............................................................ 7 四 污染源排放量调查与估算 ........................................................ 8 (一) 调查对象和内容 ............................................................ 8 (二) 污染源排放量估算 ........................................................ 8 (三) 合理性分析 .................................................................... 9 五 污染物入河量调查与估算 ...................................................... 10 (一) 污染物入河量调查 ...................................................... 10 (二) 污染物入河量估算 ...................................................... 11 (三) 污染物入河量统计 ...................................................... 12 六 规划水平年污染源排放量预测 .............................................. 12 (一) 预测方法和步骤 .......................................................... 12 (二) 生活污染源预测 .......................................................... 13 (三) 工业污染源预测 .......................................................... 14 七 规划水平年污染物入河量预测 .............................................. 15 (一) 规划水平年污染物入河系数确定 .............................. 15 (二) 规划水平年污染物入河量计算 .................................. 15 八 水功能区纳污能力 .................................................................. 16 (一) 基本概念界定 .............................................................. 16 (二) 纳污能力设计条件 ...................................................... 17 (三) 纳污能力计算 .............................................................. 18
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九 规划水平年污染物控制量与削减量 ...................................... 19 (一) 污染物入河控制量和削减量 ...................................... 19 (二) 陆域污染物排放控制量和削减量 .............................. 19 十 面源污染估算与控制 .............................................................. 20 (一) 面源污染调查与估算 .................................................. 20 (二) 面源污染控制 .............................................................. 21 十一 规划措施 .............................................................................. 21 (一)保护措施 ........................................................................ 21 (二)治理措施 .......................................................................... 22 (三)保障措施 ........................................................................ 23 十二 投资匡算 .............................................................................. 24
附 表 ............................................................................................ 26 附录Ⅵ-1 水功能区纳污能力参考计算方法 .............................. 30 (一) 水功能区纳污能力计算方法 ...................................... 30 1.一般河流水功能区纳污能力计算的一维模型 .............................. 30 2.感潮河段纳污能力计算的一维迁移方程 .................................... 30 3.均匀混合的湖(库)纳污能力计算的均匀混合模型 ................... 31 4.非均匀混合湖(库)纳污能力计算的非均匀混合模型 ................ 31 5.具有富营养化趋势的湖(库)纳污能力计算模型 ...................... 32 6.宽阔水域纳污能力计算的二维水质模型 .................................... 32 (二) 主要参数估值 .............................................................. 33 1.综合衰减系数 .......................................................................... 33 2.分散系数Ex、Ez ..................................................................... 34 附录Ⅵ-2 水资源综合规划水功能区编码方法 .......................... 35 (一) 编码说明 ...................................................................... 35 (二) 编码方法 ...................................................................... 35
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前 言
2002年8月,《全国水资源综合规划技术细则(试行)》下发以来,经一年的试行,各地水资源保护规划工作取得了较好的进展,但也出现对细则中水资源保护内容理解上不一致、难以操作等问题。为确保规划的统一性、完整性,增强可操作性,加快水资源保护规划工作进程,有必要对全国水资源综合规划地表水资源保护技术细则进行补充修订。本次修订对以下内容做了进一步明确和界定:水资源保护规划的技术路线,规划有关概念与术语的定义及内涵,采用的技术标准和要求,基本资料和有关成果按水资源三级区归并等要求,并按照规划工作程序对章节顺序进行了调整,可作为地表水资源保护规划工作的依据。
一 基本要求
1.水资源保护规划包括地表水与地下水资源的保护以及与水相关的生态环境的修复与保护等内容。本技术细则主要针对地表水资源的保护,不包含地下水保护及与水相关的生态环境修复与保护的内容。
2.地表水资源保护重点是水质的保护,主要考虑点污染源的污染防治。对于面源以污染类型区为单元,调查和估算其现状污染,结果归并到水资源三级区。面源污染严重的地区,提出面源污染控制措施。
3.根据全国水资源综合规划要求,现状水质评价、水功能区水质评价、水资源保护规划范围应与水功能区划的范围保持一致。本次规划范围确定为各流域和省(自治区、直辖市)水功能区划的范围。
4.规划水平年:规划基准年为2000年,规划水平年为2010、2020和2030年。
5.水功能区水质标准采用《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),并参照《渔业水质标准》(GB 11607-),《景观娱乐用水水质标准》(GB 12941-91)等。
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6.规划目标:保护区、保留区和缓冲区,各规划水平年一般应维持其水质状况不劣于现状水质,并控制污染物不超过现状污染物入河量;饮用水源区和需要改善水质的保护区,应在2010年前达到水功能区水质目标;其余水功能区,原则上应在2020年,最迟在2030年以前达到水功能区水质目标,各地可根据具体情况拟定。
7.江河、湖库的污染物控制指标,全国统一采用化学需氧量(COD)和氨氮;湖库增加总磷和总氮指标,以分析其富营养化情况;各流域和省(自治区、直辖市)可根据实际情况,增选本地区的主要污染物为控制指标,但全国统一规定的控制指标必须作为各地规划指标。
8.水功能区纳污能力的计算应与“水资源开发利用情况调查评价”、“水资源配置”中有关河道内用水的成果相协调。按照全国水资源综合规划要求,地表水资源保护规划2010年以前用现状水量计算功能区纳污能力;2010年以后,用规划条件水量计算功能区纳污能力,为了便于区分,前者称为现状纳污能力,后者称为规划纳污能力。在制定规划水平年污染物入河控制量时,应注意水功能区纳污能力的变化。
9.规划以水功能区为基本单元,按水资源三级区进行成果统计,各水功能区统计和计算成果均按照水资源分区与水功能区之间的对应关系,归并到水资源三级区,包括现状及各规划水平年污染物排放量、入河量、纳污能力、控制量、削减量等,拟定防治对策措施,并进行投资匡算。
10.应提交的地表水资源保护成果(包括电子版)如下:
①流域水资源保护规划
②流域水资源综合规划-水资源保护篇章 ③省(自治区、直辖市)水资源保护规划
④省(自治区、直辖市)水资源综合规划-水资源保护篇章 ⑤相关的表格及图纸 ⑥相关的数据库。
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二 工作程序
工作程序见框图。
水资源三级区 水功能区补充与调整 现状 规划 水功能区水质评价 各水功能区水质目标拟定 各水功能区对应陆域范围划定 污染源调查 入河排污口调查 各水功能区规划水平年污染物排放量预测 入河系数 开发利用区、部分缓冲区污染物入河量 规划条件 保护区、保留区、部分缓冲区污染物入河量 开发利用区、 部分缓冲区 污染物入河量 现状条件 现状纳污 能力计算 保护区、保留 区、部分缓冲 区污染物入河量 规划纳污能力计算 水资源三级区规划纳污能力 水资源三级区现状纳污能力 规划水平年污染物控制 量及削减量 水资源三级区规划水平年污染物入河控制量及削减量 水资源三级区规划水平年污染物排放控制量及削减量 规划水平 年削减量 (规划入河量- 现状入河量) 现状污染物削减量 水资源保护措施及投资匡算
工作程序框图
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1.根据各流域和省(自治区、直辖市)已进行的水功能区划,复核、补充和调整水功能区,划分与水功能区对应的陆域范围,调查污染源及排放量,调查入河排污口及污染物入河量,对开发利用区各二级功能区及部分缓冲区拟定现状设计条件,计算现状纳污能力,并归并到水资源三级区,确定污染物现状削减量。
2.对各规划水平年,进行污染物排放量和入河量的预测,开发利用区各二级功能区及部分缓冲区,拟定规划设计水量,计算规划纳污能力并归并到水资源三级区,确定各功能区污染物入河控制量和削减量。
3.对于难以划分水功能区对应的陆域范围或资料欠缺的地区,可将水资源三级区直接作为计算单元,计算水资源三级区污染物排放量和入河量总量,然后根据水量、国民经济产值、人口等,将入河量分配到各水功能区。
三 水功能区划复核补充与调整
按照水利部关于在全国开展水功能区划工作的安排,2000年全国各流域、省(自治区、直辖市)进行了水功能区划。根据《中国水功能区划》(试行),水功能区划分为两级区划,一级区分为保护区、缓冲区、开发利用区和保留区。二级区分为饮用水源区、工业用水区、农业用水区、渔业用水区、景观娱乐用水区、过渡区和排污控制区。水功能区的定义、划分方法,参见《中国水功能区划》(试行),水功能区水质标准采用《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)。
水功能区的复核、补充与调整应以《中国水功能区划》和各流域、省(自治区、直辖市)完成的水功能区划为基础进行,根据规划确定需要复核或补充水功能区划工作的水域,补充水功能区划成果,对区划成果的合理性进行检验,必要时可对水功能区类型、长度等进行局部调整,成果填报水功能区登记表6-3-1和6-3-2。 (一) 水功能区复核 1.水功能一级区复核
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首先复核保护区,然后缓冲区和开发利用区,最后复核保留区。具体方法如下:
(1)保护区:将国家级和省级自然保护区水域全部划为保护区;对于地(市)级、县级自然保护区,则根据区内水域范围的大小,及其对水质有无严格要求等方面确定是否将其划为保护区。
对于已经建设或在规划水平年内将会实施的大型调水工程水源地、调蓄水库及其主要输水线路,划为保护区;对于在规划水平年内不会实施的,则划为保留区。
重要河流的源头一般划为源头水保护区,大型集中式饮用水源地应划为保护区。
(2)缓冲区:省界(际)水域或用水矛盾突出的地区水域划为缓冲区。 用水矛盾突出的地区是指上下游地区间或部门间矛盾比较突出、存在争议的水域。如上游开发利用区与下游保护区相接时,两区之间应以缓冲区连接。
(3)开发利用区:将水资源开发利用程度高,对水域有各种用水和排水要求的城市江(河)段划为开发利用区。水资源开发利用程度采用可采用“三项指标法”衡量,即以工业总产值、非农业人口和城镇生产生活用水量等三项指标的排序来衡量开发利用程度。对于指标排序结果虽然靠后,但现状排污量大,水质污染严重、现状水质劣于Ⅳ类的,或在规划水平年内有大规模开发计划的城镇河段也可划为开发利用区。
(4)保留区:划定保护区、缓冲区和开发利用区后,其余的水域均划为保留区。保留区是指目前开发利用程度比较低,为将来可持续发展预留的后备资源水域。国界河流的出、入境河段划为保留区。
2.水功能二级区复核
首先,确定区划具体范围,包括城市现状水域范围以及城市在规划水平年2030年涉及的水域范围。同时,收集划分功能区的资料:水质资料;取水口和排污口资料;特殊用水要求,如鱼类产卵场、越冬场,水上运动场等;收集陆域和水域有关规划资料,如城区的发展规划,码头规划等。然后,对各功能区的位置和长度进行协调和平衡,避免出现低功能到高功
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能跃变等情况。最后,考虑与规划衔接,进行合理性检查,对不合理的水功能区进行调整。具体方法如下:
(1)饮用水源区,主要根据已建生活取水口的布局状况,结合规划水平年内生活用水发展要求,将取水口相对集中的水域划为饮用水源区。划区时,尽可能选择上游或受其他开发利用影响较小的水域。
(2)工业用水区,根据工业取水口的分布现状,结合规划水平年内工业用水发展要求,将工业取水口较为集中的水域划为工业用水区。 (3)农业用水区,根据农业取水口的分布现状,结合规划水平年内农业用水发展要求,将农业取水口较为集中的水域划为农业用水区。 (4)渔业用水区,根据鱼类重要产卵场、栖息地和重要的水产养殖场位置及范围划分。
(5)景观娱乐用水区,根据当地是否有重要的风景名胜、度假、娱乐和运动场所涉及的水域划分。
(6)过渡区:根据相邻功能区的用水要求确定是否设置过渡区。其范围,现阶段可根据实际情况和经验来确定,低功能区对下游高功能区水质影响较大时,过渡区的范围应适当大一些,规划时根据纳污能力计算结果对范围进行复核。
(7)排污控制区:排污口较为集中,且位于开发利用区下游或对其它用水影响不大的水域可设置排污控制区。排污控制区的设置和范围应从严掌握。
(二) 补充与调整 1.补充与调整的原则
(1)已经批准的水功能区原则上不做调整。
(2)为便于规划成果的分析和后期水功能区的管理,同一个水功能区原则上不跨水资源三级区和省区(缓冲区除外),跨地级市的开发利用区原则上按市界进行拆分。
(3)水资源三级区中尚未划分水功能区的主要水域和重要水域,应补划。原则上,各水资源三级区内应划分水功能区,不能全留空白。
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(4)水资源三级区内水功能区的污染物入河量未能控制该水资源三级区污染物入河量90%以上时,应补划功能区,达到控制指标。
(5)已划分的水功能区,若有不合理的,或在使用和规划过程中出现问题和矛盾的,应进行调整。
2.补充与调整的要点
(1) 水功能区命名的规范性。
(2)编码统一采用水资源综合规划分区编码体系水功能区新编码,见附录Ⅵ-2“水资源综合规划水功能区编码方法”。
(3)相邻水功能区的止、起断面的名称必须一致。 (4)水域功能及水质类别确定是否合理。 (5)上下功能区间的衔接是否合理。
(6)湖库型大型集中式饮用水源地应划为保护区。 (三) 水质目标值拟定
1.水功能区划定后,应根据水功能区的水质现状、排污状况、水功能区水质类别要求以及当地技术经济等条件,拟定各一、二级水功能区的水质目标值,水功能区的水质目标值是水质控制指标的确定浓度值。
2.保护区、保留区和缓冲区的水质目标为保持现状水质。现状水质是指枯水期的平均值。当现状水质较差时,根据当地社会经济条件和需求,可适当提高水质目标值。
3.开发利用区各二级水功能区水质目标值的拟定应综合考虑:①水功能区水质类别;②水功能区水质现状;③相邻水功能区的水质要求;④水功能区排污现状与相应的规划;⑤用水部门对水功能区水质的要求,包括现状和规划;⑥社会经济状况及特殊要求。具体方法是,将水功能区水质现状与功能区主导功能水质类别指标进行比较后,按下述情况进行处理:
(1)当现状水质未满足功能区水质类别时,在综合考虑上述因素后,拟定水质目标值,该目标值可在不同规划水平年实现。
(2)当现状水质满足水功能区水质类别时,原则上按照水体污染负荷
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不增加的原则,拟定规划水质目标值。
4.注意的问题:
(1)COD、氨氮和当地主要特征污染物,均应拟定水质目标值。 (2)对于排污控制区,应根据水质现状和下游功能区水质要求拟定出口断面的水质目标值。
(3)注意同一水功能区现状与规划目标值之间的协调,相邻功能区水质目标值的协调。
(4)无水质现状资料的功能区,原则上需补测。区间无大的入河排污口时,也可用相邻水域水质资料推算。源头水可根据天然水的化学背景值推求。
四 污染源排放量调查与估算
(一) 调查对象和内容
污染源排放量是工矿企业污染物排放量和城镇生活污染物排放量的总称。工矿企业污染物调查内容为:地理位置、生产工艺、废水和主要污染物产生量、废水和主要污染物外排量、排放规律、排放方式、排放去向,对缺少资料的工矿企业进行污染源补充调查或补充监测,将调查结果填入附表3-8-1(1)(见《全国水资源综合规划地表水水质评价及污染物排放量调查估算工作补充技术细则》),其中火电厂直流式冷却水排放量应单列;城市生活污染物的调查结果相应填入附表3-8-1(2)。污染源排放量调查以2000年的调查监测资料为基础,以相近年份的调查监测资料作补充。 (二) 污染源排放量估算
1.工业废水排放量也可通过工业生产用水量和废水产生系数得到,废水主要污染物浓度可通过生产工艺类比得到。以废水排放量和废水水质浓度估算出工业企业主要污染物排放量。城市生活污水排放量也可通过生活用水量进行估算,生活污水排放量和污染物排放量可通过排放系数,用类比法确定。
如果逐一调查每个污染源有困难,应通过收集有关统计报表等手段,
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统计每个水资源三级区的废污水排放量和主要污染物排放量,再将水资源三级区的废污水排放量和主要污染物排放量分配到每个行政单元和水功能区,具体分配时,可根据社会经济指标或用水量指标进行分配,如以人口、工业产值和用水量等指标为权重进行分配。
2.为掌握进入水功能区的陆上主要污染源和主要污染物排放量,并为污染物削减量分配提供依据,应确定各水功能区所对应的陆域范围,其方法为:调查和收集有关入河排污口的设置、市政排水管网布置、企业和单位自行设置排污口资料,同时进行必要的实地勘查分析,查清相应的陆域范围,特别是对功能区水质影响大的污水排放源。
根据各水功能区与陆域污染源的对应关系,将附表3-8-1(1)和3-8-1(2)的结果按水功能区进行统计,可得到各水资源三级区及地级行政区的水功能区对应污染源废污水排放量和主要污染物排放量,统计结果填入附表3-8-2。
(三) 合理性分析
用工业用水量和城镇生活用水量减去耗水量所推求的排放量,与污染源调查结果进行对比分析,检验用水量、用水消耗量与废污水排放量的合理性。合理性判断方法为:
Q工业排放+Q生活排放=Q用-Q耗
式中:Q工业排放—调查得到的城镇工业企业排水量;
Q生活排放—调查得到的城镇生活排水量; Q用—城镇用(供)水量; Q耗—城镇耗水量。
如Q排≠Q用-Q耗,则应重新核实有关数据,直至合理。
工业耗水量包括输水损失和生产过程中的蒸发损失量、产品带走的水量、厂区生活耗水量等。一般情况可用工业取水量减去废污水排放量求得;也可根据工厂水平衡测试资料推求;还可进行典型调查,取综合耗水率计算耗水量。
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火电耗水量可按装机容量乘耗水定额计算,火电耗水定额采用调查值。直流式冷却火电厂的耗水率较小,应单列计算。
城镇生活耗水量的计算方法与工业基本相同,即由用水量减去污水排放量求得,也可采用典型调查确定耗水率的办法估算耗水量。
五 污染物入河量调查与估算
入河排污口是指直接排入水功能区水域的排污口。由排污口进入功能区水域的废污水量和污染物量,统称废污水入河量和污染物入河量。污染严重的小支流,可按排污口处理。
汇入水功能区的较大支流,如果支流口水质好于功能区的水质目标,则不考虑该支流上的污染源;如果支流口水质劣于功能区的规划水质目标,则需考虑支流上的污染源。 (一) 污染物入河量调查
以入河排污口为对象,调查水资源三级区内各水功能区的废污水入河量和主要污染物入河量。
通过实地勘察和收集资料,查清各水功能区内入河排污口。入河污染物资料的收集以2000年入河排污口监测资料为基础,若2000年资料不全,可用2000年前后1~2年的数据或进行入河排污口补充监测。调查内容主要为入河排污口的分布、位置、类型,对应的污染源的名称、污染源距入河排污口的距离等。重点分析流经大中城市的河段和水域的入河排污口及其排污情况,按照附表3-8-5(2)填写调查情况。
调查各水功能区内入河排污口的废污水入河量和主要污染物排放量,如排污口众多,全部调查有困难,可调查主要排污口,污水量或污染物排放量较大的入河排污口必须查清。将调查的入河排污口资料同相关部门的入河排污口资料进行对比分析,检验所调查的资料的合理性和正确性。
排入水功能区的废污水量和主要污染物量是污染源排放量扣除废污水输送过程中的损失量,可由入河排污口污水流量和污水水质观测资料求得。
无资料的入河排污口,原则上需进行补充监测。监测指标包括污水量、
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COD、BOD5、pH、SS、氨氮、挥发酚、总氮、总磷、汞、镉及区域特征污染物,其中污水量、COD和氨氮为必选项。 (二) 污染物入河量估算 1.污染物入河系数
水功能区对应的陆域范围内的污染源所排放的污染物,仅有一部分能最终流入功能区水域,进入功能区水域的污染物量占污染物排放总量的比例即为污染物入河系数,按下式计算:
入河系数污染物入河量污染物排放量
可通过对不同地区典型污染源的污染物排放量和入河量的监测、调查,充分利用各职能部门的污染物排放量和污染物入河量资料确定污染物入河系数。影响入河系数的因素众多,情况复杂,区域差异大。在确定现状污染物入河系数时,应考虑已建成的污水处理厂的效应。
根据资料情况,可分三种情况计算污染物入河系数:
(1)排污口污染物入河系数:入河排污口的污染物入河量及其对应的陆域污染源污染物排放量资料都具备时,则可按上式计算该排污口的污染物入河系数。
(2)水功能区污染物入河系数:不具备每个排污口的污染物入河量及其对应的陆域污染源污染物排放量资料,但具备水功能区的污染物入河量及其对应的陆域污染源污染物排放量资料时,则可按水功能区为单元,按上式计算水功能区的污染物入河系数。
(3)水资源三级区污染物入河系数:不具备每个排污口及功能区的污染物入河量及其对应的陆域污染源污染物排放量资料,则可按水资源三级区计算污染物入河系数。
2.污染物入河量
对有水质水量资料的入河排污口,根据废污水排放量和水质监测资料,按下式估算主要污染物排放量:
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W排=Q排×C排
式中:W排—污染物入河量;
Q排—废污水入河量; C排—污染物的入河浓度。
对于有污染源排污资料而无入河排污口资料的排污口,其污染物入河量用入河系数法确定:
污染物入河量=入河系数×污染物排放量 (三) 污染物入河量统计
将调查监测及估算结果按照各水功能区进行统计,可得到各水功能区的废污水入河量和主要污染物入河量,统计结果填入附表3-8-7。将附表3-8-7的结果按水资源三级区进行汇总,即按照附表3-8-7填报各水资源三级区废污水入河量和主要污染物入河量。
各水功能区进行入河排污口的调查统计的同时,需对水质劣于功能区规划水质目标的支流,按支流口断面的通量(浓度值取支流与该功能区目标值之差)推算该水功能区的污染物入河量,并与陆域排污量相对应。
六 规划水平年污染源排放量预测
在现状调查基础上,以水功能区对应陆域为单元,预测各规划水平年水功能区废污水排放量和主要污染物排放量;也可按城镇进行废污水排放量和主要污染物排放量预测,依据当地排污系统将排污量分解到水功能区对应陆域。按附表6-6-1填报规划水平年的废污水排放量和主要污染物排放量。
(一) 预测方法和步骤
规划水平年污染源排放量预测由城镇生活污染源预测和工业污染源预测两部分组成。生活污染源按当地规划水平年内的人口增长状况进行预测;工业污染源排放量可按工业产值产量、生产工艺和管理水平等进行预测,预测时应考虑需水预测成果。
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污染源排污量预测一般步骤为:基础资料收集和整理,预测模型选择和建立,运用模型进行预测。 (二) 生活污染源预测 1.按需水量进行预测
由现状城镇生活用水量与生活污水排放量可得出生活污水排放系数;依据城镇生活需水量预测结果乘以污水排放系数,可得到城镇生活污水排放预测量;依据该预测量和生活污水排放浓度可预测生活污水主要污染物排放量。
2.按人口进行预测
以现状人均废污水排放量和污染物排放量为计算依据,根据城市发展规划、城市非农业人口增长率和城市给排水规划等情况,预测各规划水平年城镇生活污水排放量:
Q生=Q0×(1+p)n
式中:Q生——规划水平年生活污水排放量; Q0——基准年生活污水排放量; P——人口增长率;
n——规划年与基准年的年份差值。
选择城市下水道进入城市污水处理厂的污水月均浓度作为生活污水平均浓度,可用下式得到城市生活污染物排放量:
M=C×Q生
式中:Q生——规划水平年生活污水排放量; C——生活污水排放浓度; M——城市生活污染物排放量。
根据当地居民人口分布、排污口设置规划等资料将生活污水排放量及污染物排放量分解到水功能区。
3.生活污染物排放量检验
计算得出人均生活排污量,并根据经验所得的人均产污系数对人均生
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活排污量进行检验,方法是:
用生活排污量除以非农业人口数和天数,得到人均每日生活污染物排放量,与人均产污系数的经验值进行对比验证。城市人均产污系数的经验值约为:COD 60~100g/人·日,氨氮4~8g/人·日。如人均每日生活污染物排放量在此范围内,则数值基本符合实际情况;偏离此范围20%以内,应根据实际情况分析其可能性;如偏离此范围20%以上,则应修正所得的污染物排放量数据。 (三) 工业污染源预测
根据国家,工业企业实行“增产不增污”的原则,即工业污染物应维持在现状水平不再增加,对于短期内难以实现这一原则或产业布局变化、产业结构调整的地区,可按下述方法预测规划水平年工业废水及污染物排放量。
1.按需水量进行预测
由现状工业用水量与工业废水排放量可得出现状工业废水排放系数;依据当地规划水平年的工业耗水率,预测规划水平年的工业废水排放系数;由工业需水量预测结果乘以规划水平年的工业废水排放系数,可得到规划水平年的工业废水排放量。工业污染物排放量的主要预测方法是废水排放量乘以废水排放浓度,废水排放浓度根据现状工业污染物排放浓度、工业结构、废水处理程度、排放标准等因素确定。
2.按工业产值进行预测
以当地现状万元产值工业废水排放量为预测依据,结合当地经济社会发展规划进行工业废水及污染物排放量预测:
Q工=qD(1-k)
式中:Q工——规划水平年工业废水排放量; q——基准年万元产值工业废水排放量; D——规划水平年工业产值(万元); k——预测期工业用水循环利用率的增量。
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工业废水中污染物排放量可用类似的方法预测,也可用现状水质浓度或达标浓度和规划水平年废水排放量计算得到。根据当地经济社会发展规划和产业结构的变化状况等资料将工业废水量及污染物排放量分解到水功能区。
七 规划水平年污染物入河量预测
(一) 规划水平年污染物入河系数确定
根据现状污染物入河系数,结合规划水平年的城市发展规划或城市化水平、产业布局和结构调整,考虑管网改造、排污口优化、截污工程等可能导致的入河系数变化的因素拟定规划水平年污染物入河系数。拟定规划水平年污染物入河系数时不考虑目前未列入建设计划的污水处理厂的效应。可根据实际情况,综合考虑上述因素,对现状污染物入河系数进行适当调整得到规划水平年污染物入河系数。就入河系数而言,在其他条件不变的情况下,集中排污比分散排污大;短距离排污比长距离排污大;不易降解的污染物比易降解的污染物大。 (二) 规划水平年污染物入河量计算
规划水平年污染物入河量的预测以水功能区为单元,预测各水功能区的入河废污水量和主要污染物入河量。按水资源三级区和地级行政区统计各规划水平年废污水入河量和主要污染物入河量。
各规划水平年污染物排放量预测值乘以相应的规划水平年入河系数即为规划水平年污染物入河量。
根据资料情况,按如下工作顺序估算水资源三级区规划水平年废污水入河量和主要污染物入河量:
(1)如果排污口调查和相应污染源调查资料比较详尽,则首先计算该排污口的污染物入河量。
(2)如果不具备排污口的资料,但具备水功能区与对应陆域污染源的资料,则计算该水功能区的污染物入河量。
(3)对其他不具备资料的排污口和水功能区,则以水资源三级区为单
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元,以上述(1)、(2)工作为基础,估算水资源三级区污染物入河量。在这种情况下,为满足下一步规划和后期管理的需要,再将水资源三级区的污染物入河量预测结果分配到相应的行政单元和水功能区,具体分配时,可根据社会经济指标或用水量指标进行分配。
显然,计算单元越小,则污染物入河量预测的精确度越高,所以应尽量查清各功能区、入河排污口及污染源的资料。规划水平年污染物入河量预测结果填入附表6-6-1。
八 水功能区纳污能力
(一) 基本概念界定
1.水功能区纳污能力:指对确定的水功能区,在满足水域功能要求的前提下,按给定的水功能区水质目标值、设计水量、排污口位置及排污方式下,功能区水体所能容纳的最大污染物量,以吨/年表示。
按照水资源综合规划要求,“水资源配置”中河道内用水的成果以2010年为界。因此,水功能区纳污能力要按现状水量和规划条件水量分别计算,即2010年以前(含2010年)用现状水量计算纳污能力,称现状纳污能力;2010年以后,用水资源2030年规划条件计算纳污能力,称为规划纳污能力。
2.保护区和保留区纳污能力
保护区和保留区的水质目标原则上是维持现状水质,其纳污能力则采用其现状污染物入河量。对于需要改善水质的保护区,需提出污染物入河量及污染源排放量的削减量,其纳污能力需要通过计算求得,具体方法同开发利用区纳污能力计算。
3.缓冲区纳污能力
缓冲区纳污能力分两种情况处理:水质较好,用水矛盾不突出的缓冲区,可采用其现状污染物入河量为纳污能力。水质较差或存在用水水质矛盾的缓冲区,按开发利用区纳污能力计算方法计算。
4.开发利用区纳污能力
开发利用区纳污能力需根据各二级水功能区的设计条件和水质目标,选择适当的水量水质模型进行计算。
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5.水资源三级区纳污能力
水资源三级区纳污能力由三级区内所有水功能区的纳污能力相加而得。三级区的纳污能力也分为现状纳污能力和规划纳污能力。 (二) 纳污能力设计条件
水功能区纳污能力计算的设计条件,以计算断面的设计流量(水量)表示。现状条件下,一般采用最近10年最枯月平均流量(水量)或90%保证率最枯月平均流量(水量)作为设计流量(水量)。集中式饮用水水源地,采用95%保证率最枯月平均流量(水量)作为其设计流量(水量)。对于北方地区部分河流,可根据实际情况适当调整设计保证率,也可选取平偏枯典型年的枯水期流量作为设计流量。
由于设计流量(水量)受江河水文情势和水资源配置的影响,规划条件下的设计流量(水量)应根据水资源配置推荐方案的成果确定。
1.设计流量的计算
有水文长系列资料时,现状设计流量的确定,选用设计保证率的最枯月平均流量,采用频率计算法计算。无水文长系列资料时,可采用近10年系列资料中的最枯月平均流量作为设计流量。无水文资料时,可采用内插法、水量平衡法、类比法等方法推求设计流量。
2.断面设计流速确定 有资料时,可按下式计算:
V=Q/A
式中,V为设计流速;Q为设计流量;A为过水断面面积。
无资料时,可采用经验公式计算断面流速,也可通过实测确定。对实测流速要注意转换为设计条件下的流速。
3.岸边设计流量及流速
宽深比较大的江河,污染物从岸边排放后不可能达到全断面混合,如果以全断面流量计算河段纳污能力,则与实际情况不符。此时纳污能力计算需采用按岸边污染区域(带)计算的岸边设计流量及岸边平均流速。计算时,要根据河段实际情况和岸边污染带宽度,确定岸边水面宽度,并推
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求岸边设计流量及其流速。
4.湖(库)的设计水量一般采用近10年最低月平均水位或90%保证率最枯月平均水位相应的蓄水量。
根据湖(库)水位资料,求出设计枯水位,其所对应的湖泊(水库)蓄水量即为湖(库)设计水量。 (三) 纳污能力计算
纳污能力计算应根据需要和可能选择合适的数学模型,确定模型的参数,包括扩散系数、综合衰减系数等,并对计算成果进行合理性检验。
1.模型的选择
小型湖泊和水库可视为功能区内污染物均匀混合,可采用零维水质模型计算纳污能力。
宽深比不大的中小河流,污染物质在较短的河段内,基本能在断面内均匀混合,断面污染物浓度横向变化不大,可采用一维水质模型计算纳污能力。
对于大型宽阔水域及大型湖泊、水库,宜采用二维水质模型或污染带模型计算纳污能力。
不论采用哪种水质模型,对所采用的模型都要进行检验,模型参数可采用经验法和实验法确定,计算成果需进行合理性分析。
2.初始浓度值Co的确定
根据上一个水功能区的水质目标值来确定Co,即上一个水功能区的水质目标值就是下一个功能区的初始浓度值Co。
3.水质目标Cs值的确定
水质目标Cs值为本功能区的水质目标值。 4.综合衰减系数的确定
为简化计算,在水质模型中,将污染物在水环境中的物理降解、化学降解和生物降解概化为综合衰减系数。所确定的污染物综合衰减系数应进行检验。经确定并进行了检验的污染物综合衰减系数填入附表6-5-1中。
纳污能力参考计算方法详见附录Ⅵ-1。纳污能力计算成果经合理性分析
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后,填入附表6-5-1。
九 规划水平年污染物控制量与削减量
(一) 污染物入河控制量和削减量 1.污染物入河控制量
根据纳污能力和规划水平年污染物入河量,综合考虑水功能区水质状况、当地技术经济条件和经济社会发展,确定水功能区各规划水平年污染物入河控制量。分别按以下情况确定:
(1)对于规划水平年污染物入河量小于纳污能力的水功能区,一般是经济欠发达、水资源丰沛、现状水质良好的地区,可采用小于纳污能力的入河控制量进行控制。
(2)对于规划水平年污染物入河量大于纳污能力的水功能区:①2030水平年统一采用规划纳污能力作为入河控制量;②饮用水源区和保护区各水平年入河控制量均采用现状纳污能力进行控制;③对开发利用区各水功能二级区、需改善水质的保护区及水质污染严重的缓冲区,应综合考虑功能区水质状况、功能区达标计划和当地社会经济状况等因素确定2010、2020水平年入河控制量。
2.污染物入河削减量:各规划水平年水功能区的污染物入河量与其入河控制量相比较,如果污染物入河量超过污染物入河控制量,其差值即为该水功能区的污染物入河削减量。
3.污染物入河控制量和入河削减量必须对应到水功能区,原则上应分配到入河排污口。
(二) 陆域污染物排放控制量和削减量
1.污染物排放控制量:规划水平年功能区相应陆域的污染物排放控制量等于该功能区入河控制量除以规划条件下的入河系数。
2.污染物排放削减量:规划水平年功能区相应陆域的污染物预测排放量与排放控制量之差,即为该功能区陆域污染物排放削减量。
3.考虑面源贡献:在制定陆域污染物排放控制量和削减量时应结合面
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源污染估算成果,对面源污染所占比例较大、对水质影响程度较高的区域,其陆域污染物排放控制量制定要留有余地。
污染物入河控制量、入河削减量、排放控制量和排放削减量成果分别按水功能区和水资源三级区填入附表6-7-1中;按城市填入附表6-7-2中。
十 面源污染估算与控制
(一) 面源污染调查与估算
面源污染调查的对象包括农村生活污水及固体废弃物、化肥农药使用情况、畜禽养殖、水土流失和城镇地表径流五项。
调查估算的程序:首先依据已有成果,分析确定面源污染类型区;然后调查与估算各类型区面源污染负荷量,确定面源污染重点区及代表因子;最后针对面源污染严重区,提出污染控制的对策和措施。
农村生活污染源调查与估算:生活污水产生量的估算采用人均综合排污系数法,农村生产、生活垃圾根据区域作物种植种类以及生活状况进行调查。考虑区域内的河流系统分布状况,估算区域农村生活污水、固体废弃物的排放系数、入河系数和面源污染入河量。
农药、化肥使用及污染负荷调查:主要调查统计化肥(需要折算为有效成分以氮、磷计量)和农药(需要折算为有效成分以有机氯、有机磷计量)施用量。采用化肥、农药流失参数估算当地的化肥、农药流失量。对于资料缺乏地区可参考有关资料估算流失量。
禽畜养殖污染源调查:调查散养畜禽的养殖种类和数量,根据典型调查资料或经验系数估算畜禽养殖污染物排泄量。规模化、集约化畜禽养殖企业按点源处理。
水土流失污染负荷调查与估算:根据当地水土流失类型,调查土壤中总氮、总磷含量,利用污染物富集系数对水土流失污染负荷进行计算。
城镇地表径流及污染负荷调查与估算:根据城镇地表不透水面积和年降雨量,结合典型调查,采用产污系数法进行污染负荷估算。
面源污染调查和估算方法详见《全国水资源综合规划地表水水质评价
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及污染物排放量调查估算工作补充技术细则》中的面源污染调查评价部分。面源污染估算成果填入附表6-10-1。 (二) 面源污染控制
根据面源污染调查和估算成果,分析面源污染占总污染量的比重及对水功能区水质的影响程度,进而确定面源污染重点控制区。根据该区面源污染的类型,确定主要的产污因子,针对面源主要产污因子,提出面源污染控制的规划措施。面源污染规划措施可从以下几方面考虑:
1.农业措施
将土地利用规划与功能区水质管理目标相结合,根据不同的目标和要求,分析农业面源污染的空间分布特点,确定农业面源控制的关键区,从而制定出相应的对策。如调整农业产业结构和耕作方式,科学合理地施用化肥、农药,实施有机-无机多功能复混肥生产技术等。
2.生态措施
优先扶持高效水土保持型的植被系统,减少暴雨径流,控制水土流失。也可在受纳水体的岸边按照不同的功能种植不同的植物带,充分发挥植物带的生态净化功能。
利用村镇地域的天然或人工多水塘系统或水陆交错带的自然净化生态功能,建设人工湿地,截留净化农业径流中的氮磷及有机物,底泥还田,加强氮磷等物质在陆地生态系统内的循环,从而减少面源污染对水体的影响。
3.工程措施
采取包括沉沙池、渗滤池、集水设施和水处理设施,改造与修建暴雨径流汇集与缓冲的沟渠系统等工程措施控制面源污染。面源污染治理既需要具体的工程措施及其不同工艺组合,也要采用综合的整治对策。
十一 规划措施
(一) 保护措施
1.制定饮用水源保护区和大型集中式饮用水源地保护方案,落实监督
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管理措施,防止水源枯竭和水体污染,保证城乡居民饮用水安全。
2.做好河源区的生态系统保护和建设工作,保证河源生态环境不被破坏。发挥这些区域的资源、景观、地理优势,发展无污染的绿色产业和生态农业,并采取措施提高这些区域的水资源与水环境承载能力。
3.按照以水资源的可持续利用支持经济社会可持续发展的原则和保护优先的原则,严格在现状水质较好的区域建设大规模、重污染的开发项目。
4.强化节水意识,推广科学用水、节约用水、污水资源化。采取各种自然和生态方法处理生活污水。 (二) 治理措施
1.对污染源实施严格监督管理,控制污染物排放。全面推行污染物排放总量控制和取排水许可制度,污染物排放总量逐步削减达到规划控制量的要求。
按照以水定供、以供定需的原则,调整产业结构和工业布局,进行技术改造,推行清洁生产,厉行节水减污。提高工业用水重复率,加大工业废水处理,坚决淘汰落后的生产工艺、产品,关停高耗水、重污染的企业。
各地方应根据水功能区排污总量控制的要求和工业污染源承担的污染物削减责任,采取综合治理措施。
2.加强城市污水处理设施建设,包括城市集中污水处理厂、居民小区污水处理设施、排污管网改造、入河排污口整治和严格控制设置排污口等。城市的供水设施要与排水管网、污水处理设施以及中水回用设施统筹安排,同时建设。
3.采取工程措施提高水环境容量和水体自净能力:主要有水工程调度、引水减污、疏浚清淤等工程措施。水工程调度主要适用于有闸坝控制的水体,应结合水情、自然条件,加强水量调度,提出调度方案。引水减污应提出具体的工程规模、调水量,并分析提高水资源承载力的效果以及减污效果。清淤措施应提出清淤量及实施方案。
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4.生态修复措施:通过工程与非工程措施,修复已经破坏的生态环境。如湿地的恢复与保护措施,退耕还林、还草、还湖措施等。通过水资源的合理配置,使生活、生产和生态用水得以兼顾。解决水资源短缺地区的河道断流等生态问题。
5.重视面源和内源治理。湖泊、水库等封闭和半封闭水域,氮、磷污染主要来自面源污染,需采取措施控制面源污染。
积极发展生态农业,改进耕作方式,调整农业种植结构,提高作物对氮磷的吸收效率;采取生物措施与工程措施相结合的方法,加强水土流失治理,减少土壤氮磷的流失率。
通过控制湖库围网养殖规模,减少氮磷在湖库中的积存;严格控制向河流湖库倾倒或堆置垃圾和废物。
6.为实施水功能区的管理,检验水资源保护规划的落实情况,必须加强水功能区的水质监测和主要入河排污口污染物监测,结合已有规划成果,提出监测断面、项目、站点布设等内容。 (三) 保障措施
1.完善水资源保规体系
依据国家现有法律、法规,尽快制订流域水资源保规以及地方性配套法规。
2.强化流域管理
《水法》规定我国水资源实行流域管理与区域管理相结合的管理。但长期以来,我国水资源管理以区域管理为主,流域管理比较薄弱,导致部分地区转嫁污染导致水事纠纷的现象时有发生,因此,应强化水资源的流域统一管理。
3.加快制度建设
完善用水总量控制与定额管理制度,分地区、分行业制定用水定额,按用水单位落实节水责任。严格执行取水许可制度,实行建设项目水资源论证及用水和节水评估。推行排污许可和总量控制制度。
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4.建立健全水功能区管理机制
严格执行《水功能区管理办法》;建立水功能区管理的相关技术标准;落实相关地、市水功能区的管理、保护责任,建立水资源保护与排污总量控制实时监控管理系统。
5.建立适应市场经济的投入机制
按照、地方和企事业单位、居民等在水资源保护中的地位与责任,合理分摊有关费用。应完善水资源保护税费,推进改革水价,保障水土保持生态环境建设、水资源保护管理、监测、科研等项目。与此同时,在污水处理、垃圾处置、污水回用等项目的实施中应引入市场机制,实现投资建设、运营、管理的市场化、企业化和集约化。吸引外资和社会资本参与水资源保护工程建设,形成多渠道、多层次的投资、融资及运作机制。
6.加快能力建设,开展科学研究
加大对监测机构、队伍、设备和技术方面的投入力度,尽快提高统一、科学、高效的全流域监测、预报和应急管理能力。建立流域水污染事故预警和应急处理体系,建立水污染事故处理会商机制以及相应的信息管理系统和决策支持系统,提高对突发水污染事故的处理能力。
7.强化社会监督,鼓励公众参与
提高公众的资源忧患意识和环境保护意识,增强保护水资源的自觉性。有关部门和地方要及时发布关于水资源和水环境保护工作信息,依法保障公众的环境知情权。加强对举报违法排污行为的支持力度,拓宽公众参与和监督渠道。
十二 投资匡算
根据水资源保护各类工程的总体规模匡算其一次性建设投资(不包括运行费),并划分事权,明确责任。
工业废水处理厂可根据处理规模参考城市污水处理厂匡算投资。城市污水处理设施投资匡算采用建设部1996年《全国市政工程投资估算指标》
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中的单价指标和占地指标。引水减污按引水水利工程匡算投资。疏浚清淤按疏浚清淤工程量单方投资进行计算。
水功能区水质监测设施投资按设置的监测断面和监测项目需要增加的监测站点和监测能力费用匡算,包括基建、设备、征地等资金。可参考现有监测站点基建费用进行估算。
地表水资源保护投资匡算成果填入附表6-8-1。
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附 表
附表6-3-1 ______省(自治区、直辖市)区水功能一级区登记表
所 在 编码 水功能一级区名称 : : 流域 水系 水资源地级 三级区 行政区 河流 湖库 范围 起始范围 终止范围 湖库 长度 水质 面积 (km) 现状 (km2) 水质 目标 区划 依据 备注 注:水功能区长度、面积只填一列;既有长度又有面积的,填写长度,面积在备注中进行说明。
附表6-3-2 ______省(自治区、直辖市)区水功能二级区登记表
编码 : 湖库 范围 河流 水质 长度功能 水质 水质 水功能二级区名称 流域 水系 所在水功能一级区 面积 湖库 起始范围 终止范围 代表断面 (km) 排序 现状 目标 (km2) : 区划 依据 备注
附表6-5-1 ______省(自治区、直辖市)水域纳污能力计算
水功能区 水资源三级区 一级 二级 水平年 现状 规划 COD 水质目标设计水量综合衰减系数纳污能力(mg/L) (m3/s、m3) (1/d) (t/a) 氨氮 水质目标设计水量综合衰减系纳污能力(mg/L) (m3/s、m3) 数(1/d) (t/a) : : : 26 / 39
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附表6-6-1 ______省(自治区、直辖市)污染物排放量及入河量预测
废污水 水功能区 水资排放量(万t/a) 源三水平年 所在地级区 一级 二级 工业 生活 合计 级市 2000年 2010年 2020年 2030年 : : : 注:入河系数指年入河(湖库)数量占年排放量的百分数。
COD 排放量(t/a) 工业 生活 入河系入河量( t/a) 合计 数(%)氨氮 排放量(t/a) 工业 生活 合计 入河系入河量数(%) (t/a)
附表6-7-1 ______省(自治区、直辖市)不同水平年水功能区污染物入河总量控制及排放量控制规划成果
水资源水功能区 三级区 一级 二级 年COD量(t/a) 水平年 排放量 入河量 年氨氮量(t/a) 纳污能入河控入河削排放控排放削纳污能入河控入河削排放控排放削减排放量 入河量 力 制量 减量 制量 减量 力 制量 减量 制量 量 2000年 2010年 2020年 2030年 : : : 注:估算不同水平年污染物入河控制量时,对2010年以前可采用现状纳污能力,2010年以后用规划纳污能力控制。
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附表6-7-2 ______省(自治区、直辖市)不同水平年城市污染物入河总量控制及排放量控制规划成果
年COD量(t) 年氨氮量(t) 废污水年废污水取水量排放总量 名所在水资水平年 纳污能入河控入河削排放控排放削纳污能入河控入河削排放控排放削3排放率(万m) 排放量 入河量 (万m3) 排放量 入河量 (%) 称 源一级区 力 制量 减量 制量 减量 力 制量 减量 制量 减量 2000年 2010年 2020年 2030年 : : 注:1. 按建制市填写此表
2.现状数据按城市建成区填写,预测数据按规划城区填写。
城市 附表6-10-1 ______省(自治区、直辖市)2000年主要面污染源估算成果表 单位:吨
水资源三级区或地级行政区 污染负荷量 产生量 入河量 : : 城镇地表径流(t) 化肥使用(t) 农村生活污水及固体废弃物(t) 水土流失(t) 畜禽养殖污水(t) 合计(t) TP COD 氨氮 TN TP COD 氨氮 TN TP COD 氨氮 TN TP COD 氨氮 TN TP COD 氨氮 TN TP COD 氨氮 TN 注:1)按三级区及地级行政区分别统计。
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附表6-8-1 ______省(自治区、直辖市)地表水资源保护投资估算成果表 投资单位:亿元
工业污染控制 一级区 水平年 工业废水处理 污水处理厂 城市污水处理 配套管网 投资 其他设施 排污口改造 投资 水体综合整治 监测措施 引水减污 疏浚清淤 投资 处理规模 投资 (万t/d) 2010年 2020年 2030年 : 数量 引水量 疏浚量 监测站点投资 投资 投资 投资 (个) (万m3) (万m3) (个) 其他措施 投资 合计 座数 投资 公里 : :
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附录Ⅵ-1 水功能区纳污能力参考计算方法
(一) 水功能区纳污能力计算方法
水功能区纳污能力是指满足水功能区水质目标要求的污染物最大允许负荷量。其参考计算方法主要有以下几种:
1.一般河流水功能区纳污能力计算的一维模型 一维对流推移方程为 u解得:
Ck•C (Ⅵ-1) XCxC0expkxu (Ⅵ-2)
式中,C(x)为控制断面污染物浓度(mg/L);C0为起始断面污染物浓度(mg/L);k为污染物综合自净系数(1/s),k值一般以1/d表示,计算时应换算成1/s;x为排污口下游断面距控制断面纵向距离(m);u为设计流量下岸边污染带的平均流速(m/s)。
将计算河段内的多个排污口概化为一个集中的排污口,概化排污口位于河段中点处,相当于一个集中点源,该集中点源的实际自净长度为河段长的一半,设河段长度为L,则污染物自净长度为L/2。因此,对于功能区下断面,其污染物浓度为:
CX=L=C0exp(-kL/u)+m/Qrexp(-kL/2u) (Ⅵ-3) 式中,Qr为设计流量。
2.感潮河段纳污能力计算的一维迁移方程 基本方程为
CCCuxEXKP•C (Ⅵ-4) tXXX将水力参数取潮汐半周期的平均值,变为稳定情况来求解,即认为排
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污口是定常量排放,且
C=0,方程的解为: t'uC0涨潮时 Cxexp (1M)xM2Ex
(Ⅵ-5) (Ⅵ-6)
'uC0落潮时 Cxexp(1M)x M2Ex其中, C0'[m][m],当Qh〈〈Qr时C0' QhQrQrM14KpEx/u2
(Ⅵ-7)
式中,Ex为纵向离散系数,m2/s。
此外,各地也可根据当地河流特性和污染特征,选用其他符合当地实际的水质数学模型。
3.均匀混合的湖(库)纳污能力计算的均匀混合模型
C(t)Khmm0mm0(C0)exp(Kht) (Ⅵ-8) KhVKhVQK V(Ⅵ-9)
平衡时:
C(t)mm0 KhV (Ⅵ-10)
式中,C(t)为计算时段污染物浓度(mg/L);m为污染物入湖(库)速率(g/s);m0=C0Q,为污染物湖(库)现有污染物排放速率(g/s);Kh为中间变量(1/s);V为湖(库)容积(m3);Q为入湖(库)流量(m3/s);K为污染物综合衰减系数(1/s);C0为湖(库)现状浓度;t为计算时段(s)。
4.非均匀混合湖(库)纳污能力计算的非均匀混合模型
CrC0Cpexp(KpHr22Qp)KpHr2mC0exp()Qp2Qp31 / 39
(Ⅵ-11)
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式中,Cr为距排污口r处污染物浓度(mg/L);(mg/L);
QpCp为污染物排放浓度
为污水排放流量(m3/s);为扩散角,由排放口附近地形决
定。排污口在开阔的岸边垂直排放时,=;排污口在湖(库)中排放时,
=2;H为扩散区湖(库)平均水深(m);r为距排污口距离(m)。
5.具有富营养化趋势的湖(库)纳污能力计算模型 可采用狄龙模型
I(p1Rp)L(p1Rp)[P]rVrh (Ⅵ-12)
Rpq[P]1q[P]aiai (Ⅵ-13)
I式中,[P]为湖(库)中氮、磷的平均浓度(mg/m3);p为年入湖(库)的氮、磷量(mg/a);Lp为年入湖(库)的氮、磷单位面积负荷(mg/m2•a);V为湖(库)容积(m3);h为平均水深(m);rQ/V(1/a);Q为湖(库)年出流水量(m3/a);Rp为氮、磷在湖(库)中的滞留系数;qa和qi分别为年出流和入流的流量(m3/a);[P]a和[P]i分别为年出流和入流的氮、磷平均浓度(mg/m3)。
湖(库)中氮、磷最大允许负荷量:
[m]Ls•A
(Ⅵ-14) (Ⅵ-15)
Ls[P]shQ(1Rp)v式中,[m]为氮、磷最大允许负荷量(mg/a);Ls为单位湖(库)水面积,氮、磷最大允许负荷量(mg/m2 a);A为湖(库)水面积(m2);[P]s为湖(库)中磷(氮)的年平均控制浓度(mg/m3)。
有富营养化趋势湖(库)的计算,也可根据情况选择其他适用的数学模型。
6.宽阔水域纳污能力计算的二维水质模型
对于宽阔水域的江河湖库,污染物自岸边排入水体后,需要很长距离
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才能在断面上充分混合,浓度在排放口附近断面沿横向变化很大,若用一维方法来求解纳污能力,使得计算出的纳污能力大大的超过实际纳污能力。因此需采用二维水质模型来计算纳污能力。
二维水质模型
CC2C2CuEx2Ey2kC txxy (Ⅵ-16)
式中, C为污染物浓度;Ex、Ey分别为污染物沿x、y方向的分散系数,k为污染物综合自净系数。
上述二维基本方程可简化,用解析解求解;也可用数值解求解。
(二) 主要参数估值
1.综合衰减系数 (1)分析借用
对于以前在环评、环保规划、环保科研等工作中可供利用的有关资料经过分析检验后采用。
无资料时,可借用水力特性、污染状况、及地理、气象条件相似的邻近河流的资料。
(2)实测法
选取一个河道顺直、水流稳定、中间无支流汇入、无排污口的河段,分别在河段上游(A点)和下游(B点)布设采样点,监测污染物浓度值,并同时测验水文参数以确定断面平均流速。综合衰减系数(K)按下式计算:
KVCAlnXCB (Ⅵ-17)
式中,V为断面平均流速;X为上下断面之间距离;CA为上断面污染物浓度;CB为下断面污染物浓度。
对于湖库:选取一个排污口,在距排污口一定距离处分别布设2个采样点(近距离处:A点,远距离处:B点),监测污染物浓度值,并同时监测污水排放流量。布设采样点时应注意:采样点附近只能有一个排污口,
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且附近无河流汇入,近距离采样点不宜离排污口过近以免所采水样不具备代表性;远距离采样点也不宜离排污口过远,以免超出排污口影响区。
综合衰减系数(K)用实测数据进行估值:
K2Qp22H(rBrA)lnCACB (Ⅵ-18)
式中,rA、rB分别为远近两测点距排放点的距离(m)。
用实测法测定综合衰减系数简单易行,但误差较大,建议监测多组数据取其平均值。
(3)经验公式法
可以根据各种经验公式推求综合衰减系数。如:
怀特根据美国23个河系,36个河段资料进行多元回归分析,得到:
0.49K10.3Q1
K139.6P0.34
式中,Q -河流流量,m3/s;P -河床湿周,m
此外,各地还可根据本地实际情况采用其他方法拟定综合衰减系数。 2.分散系数Ex、Ez
河流分散系数建议使用以下经验值: 纵向离散系数:Ex=5.93hu* 横向扩散系数:Ey=0.15hu*
其中u*为摩阻流速,u*ghI,h:水深;I:水面比降。
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附录Ⅵ-2 水资源综合规划水功能区编码方法
(一) 编码说明
为了符合水资源综合规划的统一要求,水功能区编码依据全国水资源综合规划水资源分区编码规则和原水功能区编码规则制定。
水功能区编码既反映水功能区的类别属性,又反映水功能区的空间信息及其相互关系,具有完整性,并留有扩展余地。
水功能区编码满足唯一性要求,即能够准确地反映特定水域的功能及位置,以便于数据库系统检索和图上标注。
(二) 编码方法
水功能区编码共有14位,分为三段。编码的第一段为7位,表示该水功能区所在水资源分区编码;第二段为4位数字,表示水功能一级区;第三段为3位数字,表示水功能二级区,具体为:
第一段 第二段 第三段
□□□□□□□------□□□□------□□□
第一段的7位编码统一采用全国水资源综合规划技术细则附件2《全国水资源分区》编码,其中第6、第7位可视功能区具体情况选编,至少应编到第5位(水资源三级区)。
第二段的4位编码为水功能一级区编码。其中第1、2位数字为本水资源分区中水功能一级区的顺序号,应在本水资源分区的范围内按上游至下游、左岸至右岸的顺序由小到大编写;其中第3位数字作为以后一级功能区增加所预留的编码;其中的第4位数字为类别标识,以“1”表示保护区、以“2”表示保留区、以“3”表示开发利用区、以“4”表示缓冲区。
第三段的3位编码为水功能二级区编码。其中的第1、2位数字为该水功能一级区中各水功能二级区的顺序号,应在水功能一级区的范围内按上游至下游、左岸至右岸的顺序由小到大编写,即从01编至99;其中的第3
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位数字为类别标识,以“1”表示饮用水源区、以“2”表示工业用水区、以“3”表示农业用水区、以“4”表示渔业用水区、以“5”表示景观娱乐用水区、以“6”表示过渡区、以“7”表示排污控制区。
一级功能区编码第三段数字统一为000。
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