环境质量评价4-1第四章1

1、水资源评价的重要性水资源评价的重要性水资源的重要性水资源的重要性基础资源基础资源战略资源战略资源时空分时空分布不均布不均水资源短缺水资源短缺水生态水生态/ /环境恶化环境恶化天然条件天然条件现代化进程现代化进程水问题水问题河河道道断断流流解决问题解决问题的思路、的思路、方法和理方法和理念改变念改变满足国满足国家需求家需求地表水地表水地表水地表水地下水地下水地表水地表水土壤水土壤水地下水地下水水资源水资源评价评价2007年年3月月22日，印度新德里，一日，印度新德里，一名儿童在公共水站饮水名儿童在公共水站饮水 Yellow River flows 1956-2000黄河水流量黄河水流量伊犁河北疆

2、伊犁河北疆调水调水14.2引额济乌济引额济乌济克克25.2南水北调南水北调西线西线80滇中调水滇中调水34东深供水东深供水23.7闽江调水闽江调水13太湖引江太湖引江170江苏引江江苏引江50海河引黄海河引黄46淮河引黄淮河引黄37南水北调东线南水北调东线148南水北调南水北调中线中线130引汉济渭引汉济渭15引黄济石引黄济石6大伙房输水大伙房输水18绰尔河引水绰尔河引水6引哈入锡引哈入锡1.2哈达山输水哈达山输水14.2呼玛河引水呼玛河引水20跨流域水资源配置工程图跨流域水资源配置工程图2030年主要跨年主要跨流域水资源配流域水资源配置工程图置工程图1996年的主题是：年的主题是：“为干渴的

3、城市供水为干渴的城市供水”1997年年的主题是：的主题是：“水的短缺水的短缺”1998年年的主题是：的主题是：“地下水地下水看不见的资源看不见的资源”1999年年的主题是：的主题是：“我们（人类）永远生活在缺水状态之中我们（人类）永远生活在缺水状态之中”2000年年的主题是：的主题是：“卫生用水卫生用水”2001年年的主题是：的主题是：“21世纪世纪的水的水2002年年的主题是：的主题是：“水与发展水与发展”2003年年的主题是：的主题是：“水水人类的人类的未来未来”2004年年的主题是：的主题是：“水与水与灾害灾害2005年年的主题是：的主题是：“生命之水生命之水”2006年年的主题是：的主

4、题是：“水与水与文化文化2007年年的主题是：的主题是：“水利发展与水利发展与和谐和谐社会社会”2008年年的主题是：的主题是：“涉水涉水卫生卫生”2009年年的主题是：的主题是：“跨界水跨界水共享的水、共享的机遇共享的水、共享的机遇”2010年年的主题是：的主题是：关注水质、抓住机遇、应对挑战关注水质、抓住机遇、应对挑战“2011年的主题是：年的主题是：“城市水资源管理城市水资源管理” 2012年的主题是：年的主题是：水与粮食安全水与粮食安全 4.2.1 河流水质模型简介河流水质模型简介4.2.2 河流的混合稀释模型河流的混合稀释模型4.2.3 守恒污染物在均匀流场中守恒污染物在均匀流场中的

5、扩散模型的扩散模型4.2.4 Streeter-Phelps（S-P）模型模型4.2.5 河流水质模型中参数估值河流水质模型中参数估值水体污染：指人类活动排放的污水体污染：指人类活动排放的污染物进入水体，使水质、底质的染物进入水体，使水质、底质的理化特性理化特性和水环境中的和水环境中的生物特性、生物特性、组成组成发生改变，从而影响水的有发生改变，从而影响水的有效利用，造成水质恶化，效利用，造成水质恶化，危害人危害人体健康体健康和和破坏生态环境破坏生态环境的现象。的现象。造成水体的水质、生物、底质质造成水体的水质、生物、底质质量恶化的各种量恶化的各种都称为都称为水体污染物水体污染物。色、味、透明

6、度、混浊度、悬浮物，这些指色、味、透明度、混浊度、悬浮物，这些指标进行城市和风景游览区水质评价时尤为重标进行城市和风景游览区水质评价时尤为重要。要。 还有还有热污染，放射性污染等热污染，放射性污染等细菌、大肠杆菌等，细菌、大肠杆菌等，伤寒、霍乱、细菌性痢伤寒、霍乱、细菌性痢疾的病原菌等疾的病原菌等。DO、COD、BOD、TOD、总有机碳、总有机碳TOC。（1） 硝酸盐氮、氨态氮、磷酸盐等营养盐类因子硝酸盐氮、氨态氮、磷酸盐等营养盐类因子及其它无机盐类。及其它无机盐类。（2） 毒性较小的：铁、铜、锌等；毒性较大毒性较小的：铁、铜、锌等；毒性较大的：汞、镉、铅、铬等的：汞、镉、铅、铬等（3）无毒有

7、机物：糖类、脂肪、蛋白质等，这些无毒有机物：糖类、脂肪、蛋白质等，这些物质主要是影响水体中溶解氧。物质主要是影响水体中溶解氧。毒性有机物：石油、石油化工产品、人类合毒性有机物：石油、石油化工产品、人类合的各类稠环、杂环芳香化合物、杀虫剂等。的各类稠环、杂环芳香化合物、杀虫剂等。4.1地表水指数评价模型地表水指数评价模型4.1.1 一般型水环境指数一般型水环境指数环境质量指数是无量纲数环境质量指数是无量纲数,表示污染物在环境中表示污染物在环境中实际浓度超过评价标准的程度实际浓度超过评价标准的程度,即超标倍数。即超标倍数。水质参数的标准指数水质参数的标准指数1，表明该水质参数超，表明该水质参数超过

8、了水质标准，已经不能满足使用要求。过了水质标准，已经不能满足使用要求。Ii 数值越大表示该单项的环境质量越差。因此数值越大表示该单项的环境质量越差。因此对对而言而言, 其单项水质参数具其单项水质参数具有不同的定义式。有不同的定义式。（1）一般水质因子（随水质浓度增加而）一般水质因子（随水质浓度增加而水质变差的水质因子）水质变差的水质因子）式中：式中：Ii标准指数；标准指数；Ci评价因子评价因子i的的实测浓度值（实测浓度值（mg/L）；）；Si评价因子评价因子i的评价标准限值（的评价标准限值（mg/L）。）。 DODODOsDOsDOSCSOCOI对于DODODODODOSCSCI对于910ID

9、ODO的标准的标准指数；指数； CDO溶解氧实测值，溶解氧实测值，mg/L；SDO溶解氧的评价标准限值，溶解氧的评价标准限值，mg/L。OS某水温、气压条件下的饱和溶解氧浓度某水温、气压条件下的饱和溶解氧浓度（mg/L），计算公式常），计算公式常采用：采用：OS=468/（31.6+T），），T为水温，为水温，注意注意pH值值两端两端有限值，水质有限值，水质影响不同影响不同0 . 70 . 70 . 7pHpHpHIupH对于0 . 70 . 70 . 7pHpHpHIdpH对于IpHpH的标准的标准指数；指数；pHpH实测实测值值；pHd评价标准中评价标准中pH的的下下限值限值； pHu评价

10、标准中评价标准中pH的的上限值上限值。例题：已知某河流水体温度例题：已知某河流水体温度为为24.9oC，实测水体，实测水体DO和和DO标准分别为标准分别为5.16mg/L和和5mg/L,实测河流水体实测河流水体pH值值=7.1，水体的，水体的pH值标准限值值标准限值为为6-8，求该河流水体，求该河流水体DO和和pH的标准指数值。的标准指数值。水体饱和溶解氧水体饱和溶解氧O s=468/(31.6+24.9)=8.28mg/LDODODOsDOsDOSCSOCOI对于0 . 70 . 70 . 7pHpHpHIupH对于因此该水体因此该水体DO指数为指数为0.951，pH指数值为指数值为0.1。

11、(5.165mg/L)(pH7.17.0)1. N.L.Nemerow (内梅罗内梅罗)指数指数内梅罗指数是一种突出最大值的计权型多因子内梅罗指数是一种突出最大值的计权型多因子环境质量指数。环境质量指数。选用的水质指标：温度、颜色、选用的水质指标：温度、颜色、透明度、透明度、pH值、大肠杆菌数、总溶解固体、值、大肠杆菌数、总溶解固体、SS、TN、碱度、氯、铁、锰、硫酸盐和、碱度、氯、铁、锰、硫酸盐和DO。 把把水的水的用途分为三类：人类直接接触使用的；间用途分为三类：人类直接接触使用的；间接接触使用的；不接触使用的。接接触使用的；不接触使用的。根据不同用途根据不同用途设定不同的水质标准，计算水

12、质分指数设定不同的水质标准，计算水质分指数 PIi（ Ii2，max Ii2，平均平均）/21/2 总指数总指数PIi Wi Pii例题例题4-1：在某河流的在某河流的3个采个采样断面上进行采样分析结果如表样断面上进行采样分析结果如表1所示（所示（mg/L），如果河流的），如果河流的水水40%用于游泳（断面用于游泳（断面A1），），40%用于渔业（断面用于渔业（断面A2），），20%用于航运（断面用于航运（断面A3），），计算各断面内梅罗水质指数和河计算各断面内梅罗水质指数和河流总的内梅罗水质指数流总的内梅罗水质指数 污染因子污染因子标准标准A1A2A3BOD546.510.35.41COD1

13、532.217.524.59总氰化物总氰化物0.20.0170.0020.007挥发酚挥发酚0.0050.0150.0130.006总镉总镉0.0050.0030.0020.007溶解氧溶解氧53.45.164.69温度温度-2524.924.3OS8.2698.2838.372总汞总汞0.00010.001 0.0002 0.0012总砷总砷0.0500.010.01总氮总氮10.91.456.52AverageMax内梅罗指数内梅罗指数A1Ci/SiA2Ci/SiA3Ci/Si1.6252.5751.3532.1471.1671.6390.0850.010.03532.61.20.60.4

14、1.43.880.95131.558-1021200.20.20.91.456.52计算结果计算结果断面断面A1：PI1=（2.47072+102）/20.5=7.2837断面断面A2：PI2=（1.26152+2.62）/20.5=2.0434断面断面A3：PI3=（2.87832+122）/20.5=8.7260因此总的内梅罗水质指数因此总的内梅罗水质指数PI=0.47.2837+0.42.0434+0.28.7260 =5.4760根据根据PIi（ Iimax2 Ii平均平均2）/21/2niiiCCp10水质指标水质指标总砷总砷挥发酚挥发酚总氰化物总氰化物 铬（铬（6价）价）总汞总汞实

15、测值实测值（mg/L）0.0250.0050.10.010.0001标准值标准值（mg/L）0.050.0050.20.050.0001权重权重0.20.20.10.20.3解：解： I水水0.13891010-20182-4270.2-0.52480-908-9820-40144-6240.1-1.018105-12086-8640-80106-10181.0-2.01260-804-680-150610-15122.0-5.0612061-42150-300215-2565.0-10.0340-6040-10300025-50310.0010-402例题：例题：某水体监测结果为：悬浮固体：

16、某水体监测结果为：悬浮固体：25mg/L，BOD：5.5 mg/L，氨氮：，氨氮：1.3mg/L，DO：5.2 mg/L，解答：首先查表解答：首先查表4-5，得到悬浮固体、，得到悬浮固体、BOD、氨氮、氨氮、DO等等4个评价参数的分级分别为：个评价参数的分级分别为：14、24、12、4分，根据它们的权重系数分别为：分，根据它们的权重系数分别为：2，3，3，2，则，则WQI=14+4+24+12/（2+2+3+3）=5.4介于污染水和严重污染水之间。介于污染水和严重污染水之间。1970年，年，RMBrown等发表了评价水质污等发表了评价水质污染的水质指数染的水质指数(WQI)。选取了。选取了11

17、种重要水质参数。种重要水质参数。即溶解氧、即溶解氧、BOD5、混浊度、总固体、硝酸盐、混浊度、总固体、硝酸盐、磷酸盐、磷酸盐、pH、温度、大肠杆菌、杀虫剂、有毒元、温度、大肠杆菌、杀虫剂、有毒元素素等，确定每个参数的相对重要权系数。水质指等，确定每个参数的相对重要权系数。水质指数数WQI按下式计算：按下式计算：WQI=WiPi Wi=1 (4-11)式中：式中：WQI为水质指数，其数值在为水质指数，其数值在0100之间；之间；Pi为第为第i个参数的质量，在个参数的质量，在0100之间；之间；Wi为第为第i个参数的权重值，在个参数的权重值，在01之间。之间。水质参数水质参数重要性评价值重要性评价

18、值中介权重中介权重最后的权重最后的权重Wi溶解氧溶解氧1.41.00.17大肠菌密度大肠菌密度1.50.90.15pH2.10.70.12BOD52.30.60.10硝酸盐硝酸盐2.40.60.10磷酸盐磷酸盐2.40.60.10温度温度2.40.60.10浑浊度浑浊度2.90.50.08总固体总固体3.20.40.08合计合计=5.9=1.003.W值水质评价方法值水质评价方法一般情况下，一般情况下，BOD5、DO、COD、挥发性酚、氰化、挥发性酚、氰化物、物、Cu、As、Hg、Cd、Cr6+、氨氮、阳离子合成、氨氮、阳离子合成洗涤剂（洗涤剂（ABS）、石油）、石油等等13项为必测。项为必测

19、。SNn10Nn8Nn6Nn4Nn2式中式中S监测总项数监测总项数; Nn10、Nn8、Nn6、Nn4、Nn2分分别为监测值得别为监测值得10分、分、8分、分、6分、分、4分、分、2分的项数。分的项数。4分和分和2分项数为超过地表水标准项数分项数为超过地表水标准项数。污染表达式：污染表达式：SWJ-C式中式中S监测总项数；监测总项数；WJ污染级别；污染级别；C超标项数。超标项数。（优秀级，饮用级）：（优秀级，饮用级）：114-130；（良好级，水产级）：（良好级，水产级）：94-114；（标准级，地表级）：（标准级，地表级）：52-94；（污染级，污灌级）：（污染级，污灌级）：26-52；：26（重污染级，弃水级）（重污染级，弃水级） 解答：解答：13项目监测数据对应的得分情况是：项目监测数据对应的得分情况是：DO2.2mg/L2分分 BOD55 mg/L4分分COD20 mg/L4分分 酚酚0.005 mg/L8分分氰化物氰化物0.01mg/L10分分 Cu0.5mg/L4分分As0.03mg/L8分分 Hg0.002mg/L4分分Cd0.03mg/L4分分 Cr6+0.04mg/L10分分石油石油0.2mg/L6分分 NH4+- N32.8mg/L2分分ABS1.2mg/L4分分数学模式：数学模式：13 N210