合肥工业大学环境工程概论_水利水电专业_刘佩贵_主要内容整理

环境工程概论 环境：指周围所在的条件，人们所在的周围地方与有关事物,包括社会环境和自然环境。 二环境的功能特性1. 整体性 2. 有限性3. 不可逆性4. 隐显性5. 持续反应性6. 灾害放大性 环境问题指由于人类不恰当的生产活动引起全球环境或区域环境质量恶化，出现了不利于人类 生存和发展的问题。 自然灾害问题（第一环境问题或原生环境问题）自然因素引起地震、洪涝、干旱、滑坡等 人为环境问题（第二环境问题或次生环境问题）：人为因素造成的环境污染或破坏而引起的环 境问题。一是不合理开发利用自然资源，超出环境承载力，形成生态环境质量恶化或自然资源 枯竭等现象，即生态环境破坏问题； 二是人口激增、城市化和工农业高速发展引起的环境污染和破坏问题。 研究内容1水环境特征2生态系统与环境的关系3污染物在自然环境中的迁移、循环和积累的过 程与规律4水污染状况的调查、评价和环境监测 5水污染的控制与规划 6水利工程对环境的影响7 环境影响评价 课程内容第一章 绪论 第二章水体污染与自净 第三章生态环境系统 第四章水资源保护 第五章 水质模拟模型 第六章水污染控制与规划 第七章水利工程对环境的影响 湿地生态系统指天然或人工、常久或暂时性的沼泽地、泥炭地或水域地带，带有静止或流动、 或淡水、半咸水或咸水的水体，包括低潮时水深不超过6m 的水域 特征(1)系统的生物多样性 (2)系统的生态脆弱性(3)生产力高效性 (4)效益的综合性(5)生态系统的 易变性 湿地三要素湿地水文、生物物理化学、湿地生物 生态平衡在一定时间内生态系统中的生物和环境之间、生物各个种群之间，通过能量流动、物 质循环和信息传递，使它们相互之间达到高度适应、协调和统一的状态。 三个平衡点1结构上的平衡2功能上的平衡3输入和输出物质数量上的平衡 生态平衡的调节机制1)自我调节机制（内部反馈机制）2）人工调节机制 保护生态平衡的基本途径1对自然资源进行多学科综合考察，制定符合生态学原理的开民利用 方案2开展生态系统全面研究，在掌握其规律的基础上，进行合理的调整。3 防灾、减灾， 整治生态环境，尤其对人为污染而造成的生态恶化区域。4加大力度保护濒危生物栖息地。 生态学在环境水利中的作用1） 利用生物监测与生物评价综合反映环境污染善与环境 质量化学监测和仪器监测2）利用生态系统中的能量流动特点阐明污染物质在环境中的迁移转 化规律3） 利用生态系统的自净能力降解、消除污染 水体：又称水环境，一般指江河、湖泊、沼泽、水库、地下水及海洋等贮水体的总称。应包括 水、水中的悬浮物、溶解物质、底泥甚至水生生物等，多是一个完整的生态系统，或是一具完 整的自然综合体。 水体环境条件河流水环境条件河流是动水环境，河水中的悬浮物质、溶解物质、水生生物及流 入的污染物，均随水流动，流动水面与大气交界面经常相互混掺，复氧条件好，利于水生生物 生长和有机污染物的降解。 按照湖中的温度梯度可将湖水分为湖上层、温跃层和湖下层，温跃层的温度随深度急剧下降 影响水体环境条件的主要因素有：温度、光照、溶解氧、流速、流量、pH值等。 水体污染概念指当污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体后，其含量超过了水体的自净 能力，使水体的水质和水体底质的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体 的使用价值，危害人体健康和生态环境，这种现象称为水体污染。 1. 河流污染特点1）污染物扩散快2 ）污染程度随径污比而变化3) 污染危害大，影响范围广4) 河流污染较易控制 (河水自净能力强) 2. 湖泊污染特点1）污染物来源广、途径多、种类复杂、面源污染占比重大2 ）污染物的搬运、混 合、稀释的能力较弱3) 水温分层影响水质4) 对污染物的生物降解、转化和富集作用强 自净机制分为：物理净化、化学净化和生物净化。 物理净化1.稀释与扩散2. 吸附与沉淀(沉降) 3.挥发 化学净化 1.氧化还原反应2.酸碱中和作用3. 吸附与凝聚 生物化学净化 影响水体自净的因素1. 污染物的自净种类和特性 2. 水体的水情要素 3. 溶解氧含量 4. 水生生物5. 其它环境因素 水环境容量指某一水环境单元在给定的环境目标下所能容纳的污染物的量，即指环境单元依靠 自身特性使本身功能不至于破坏的前提下能够允许容纳的污染物的量。 影响因素 1)自然环境 (水体的特征)2) 污染物特性3) 社会环境 (水质目标) 水环境容量特征1. 地带性2. 可再分配、不可再分配环境容量3. 稀释、自净容量4. 可更新、不可更新容量5. 耗氧有机物、有毒有机物、重金属水环境容量 水资源保护：指为了满足水资源可持续利用的需要，采取经济、法律、行政和科学的手段，合 理地安排水资源的开发利用，并对影响水资源的经济属性和生态发生的各种行为进行干预，以 维持水资源的正常经济使用功能和生态功能。 污染源调查。普查法、现场调查法、经验估算法、物料平衡法等 调查内容点源污染面源污染工业污染源生活污染源农业污染源 综合评价法1排污量法2) 污径比法3 超标法4排毒指标法5等标污染负荷法（等标指数法） 等标污染负荷法1） 等标污染指数2）等标污染负荷3 ）污染负荷比 1对照断面：设在污染排放口上游未受污染处，反映水体的初始状况 2控制断面：设在污染排放口下游，污水与河水充分混合处 3消减断面：在控制断面下游污染物浓度明显下降、水质好转处设置消减断面，反映水体对污 染物的稀释自净能力及水质恢复情况。 水质评价方法1 感观性状评价2 氧平衡评价3 污染指数法4. 内梅罗水质指数型5. 水质模糊评价法6. 生物学水质评价法7罗斯水质指数 罗斯水质指数评价河流水质的方法仅选取生化需氧量、氨氮、悬浮固体和溶解氧4个参数 按各参数的重要性确定各参数的权重分别为：生化需氧量和氨氮均为3，悬浮固体为2 ，溶解氧 浓度及溶解氧饱和率均为1。 WQ1=评分值/ 权重值 水资源保护途径一、减少工业废污水排放量1.改革生产工艺 2. 重复利用废水3. 回收有用成分二、妥善处理城市及工业污水 水利工程对水文情势的影响(1) 水库存蓄了洪水，往往也截留了非汛期的基流，若水库调节能力有限，造成下游河道水位大幅 度下降以至断流，并影响周围地下水水位，入海口也会因河水流量减少造成咸水倒灌，海岸线 后退等。(2)以发电为主的水库，多在电力系统中担任峰荷， 下泄流量日变化幅度大，致使下游河道水位变化较大，影响航运、灌溉引水位和养鱼等。(3)河 道附近多为工农业集中发展的地区，人口稠密，工业废水、生活污水排放量较大，当水库下游 河道流量大幅度降低时，水质将急剧恶化，影响下游人民生活和工农业用水，影响地区环境质 量。 对水质有利影响1库内大体积水体流速低，滞留时间长，使悬浮物沉降，浊度、色度均降低 2库内流速低，藻类繁殖活跃，呼吸作用产生CO2及深层CO2的增多使水中Ca2+Mg2+产生沉降 ，降低水体硬度。3库内水滞留时间长利于有机质降解和细菌死亡，利于水体净化 不利影响1库内水流速度小，降低了水气界面交换的速率和污染物的迁移扩散能力，因此复氧 能力弱、水体自净能力低2库内水流速小、透明度增大，利于藻类光合作用，若入库水流营养 物质多，水深较浅，易形成富营养化3悬移质沉积于库底，长期累积，若含有毒物质或难降解 的重金属，则形成次生污染源4成层型水库，除水温分层外，水质也随之分层且随季节变化 5 库区农业发展所排放的废水进入水库，不易排出库外，形成次生污染源，影响水库水质 对土壤的影响。浸没，沼泽化，盐渍化 调水研究内容1用水区的水资源研究 2区域水资源供需分析 3区域水资源合理配置和开发潜力4供 水区水资源及调水量分析 调水研究特点1工程项目多，除输水工程还有蓄水、引水和提水工程等；2 输水线路长、施工期 长、基本建设投资大；3涉及受益、受损问题等； 4调水工程对周围环境的影响很复杂，若忽视 不利影响会使环境恶化、自然灾害加剧。 调水工程环境效应1供水区1)若供水区径流不足或调水时间安排不当，调水将影响该地区用水 从而影响经济发展。2)供水区水量减少，改变原河道水沙关系以致加重淤积降低水体自净 能力加重污染，影响河流对地下水的补给关系。3)调水过多减少入海的淡水量，可使海湾中污 染加剧，破坏海域生态平衡，并造成海水倒灌、地下淡咸水分界向陆地内 移，影响地下水质及下游河岸、河口的稳定。 2输水区1)大量地表水体的渗漏可使周边地下水位上升，增加区域水体的盐积累，诱发输入地 区的水渍灾害和次生盐渍化。2)移民和古文化遗迹拆迁和破坏 3)可能产生地域性水生疾病的迁 移和过境水体生态系统的改变4) 输水工程与过境水体的融合可利用当地水体的调蓄能力，有利于调水量的调控和供水保证率的 提高，但一定程度上占用当地水体的调蓄能力，降低防洪标准，增加洪涝灾害的发生率。 3受水区1)改变水文和径流条件，使水温、水质及泥沙输送条件改变。2)改变地下水补给条件， 引起周边地下水位升高，可能产生土地盐碱化、沼泽化等；3)改变受水区的水生和陆地生态环 境，加速沿线经济发展，增加取水量和排污量4)考虑不周可造成受水区疾病的传染和蔓延，尤 其注意从热带适于病菌和蚊虫生长区调水 环境影响评价的分类 按照对象分为：建设项目环境，规划环境，战略环境； 按照环境要素分为：大气环境，水环境，噪声环境，固体废物环境等； 按照时间分为：环境质量现状评价，环境影响预测评价，环境影响后评价。 根据开发建设活动的不同：单个建设项目、区域开发、公共政策 环境影响评价内容：环境状况调查: 包括气象、水文、泥沙、水温、水质、地质、土壤、陆生和水生生物及人口、土地、工农业、 矿产、人群健康、景观与文物、污染源等。调查范围视工程规模、性质、地理位置及不同方案 的环境要素而定。除本工程直接影响外还应考虑可能影响的邻近地区。环境影响识别：根据工 程的功能、特性，结合本地区环境特点，选择对环境影响大的环境因子进行影响性质的识别( 有利与不利、直接与间接、短期与长期、明显与潜在等)，筛选主耍环境因子并进行影响顽测 。预测和综合评价：预测方法：对难以度量的环境因子可用类比法、机理分析法，对能准确度 量的可建数学模型和物理模型。预测年限一般为运行后35年作为预测水平年。环境预测结果 ：应与无工程时的环境状况对比，并结合国家和地方颁布的环境质量标准进行评价。 综合评价方法1类比分析法2相互作用矩阵法3其他定性方法4环境质量指标法 水污染控制的工程措施污水处理厂、氧化塘、土地处理厂。 氧化塘：好氧塘水深一般为0.30.5m 阳光可透射至塘底，全部水深范围内均处于好氧状态。 兼性塘水深一般为1.52m，好氧反应和厌氧反应在城内同时进行。在阳光可透射的水层，其作 用与好氧塘相同；在阳光不能透射的水层(底层) 则呈厌氧反应。 厌氧塘水