水环境规划PPT

1、水环境规划水环境规划学院：环境学院专业：环境工程成员：单源源、佘秋明、杨兰兰 水环境规划水环境规划 水环境规水环境规划的内容划的内容和类型和类型水环境规水环境规划基础划基础水环境规水环境规划的技术划的技术基础基础规划方案规划方案的综合的综合评价评价沈阳市水沈阳市水环境规划环境规划的案例的案例分析分析第一节 水环境规划的内容和类型 水环境规水环境规划的内容划的内容（1）明确问题）明确问题（2）确定规划目标）确定规划目标（3）选定规划方法）选定规划方法（4）拟定规划措）拟定规划措施施 （5）提出供选方案）提出供选方案 （6）规划实施）规划实施水环境规划的内容和类型 （一）水污染控制系（一）水污染控

2、制系统规划统规划-水质控制规划水质控制规划- -为实现水体功能要求为实现水体功能要求- -水环境规划的基础水环境规划的基础（二）水资源系统规（二）水资源系统规划划-水资源利用规划水资源利用规划- -满足经济、社会、生态满足经济、社会、生态环境对水量的要求环境对水量的要求水环境规划的类型及尺度（1）流域水污染控制规划）流域水污染控制规划 分段进行，统筹兼顾（2）城市（区域）水污染控制规划）城市（区域）水污染控制规划 满足城市（区域）的用水要求（水量、水质） -应符合全流域整体规划要求（3）水污染控制设施规划）水污染控制设施规划 污水处理厂及其进出管道系统规划 要求：技术上可行（治理效果好，合理布

3、局） 经济上合理（厂内运行成本、输送成本）（一）水污染控制系统规划水环境规划的类型及尺度 （二）水资源系统规划水环境规划的类型及尺度 （1）流域水资源规划）流域水资源规划 统筹安排全流域的水资源开发利用 注意协调上下游关系、各部门关系、自然和社会关系（2）地区水资源规划）地区水资源规划 以行政区或经济区为对象的水资源规划。应满足全流域规划要求（3）专业水资源规划）专业水资源规划 防洪规划、水力发电规划、灌溉规划、航运规划、综合利用枢纽或单项工程规划。第二节 水环境规划基础 水环境功 能区划水污染控 制单元水环境容量水环境污染控制规划模型 水环境规划基础水环境功能区划 （一）水环境功能区划原则（

4、一）水环境功能区划原则(1)集中式饮用水源地优先保护。(2)不得降低现状使用功能。(3)优质水优用及低质水低用。(4)统筹考虑专业用水标准要求。(5)上下游、区域间互相兼顾，适当考虑潜在功能要求；合理利用水体自净能力和环境容量。(6)与工业合理布局相结合。(7)实用可行，便于管理等。( (二二) )水环境功能分区依据水环境功能分区依据 地表水环境质量标准GB 3838-2002的规定： 类：主要适用于自然保护区及源头水、国家自然保护区 。 类：主要适用于集中式生活饮用水地表水源区一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等 ； 类：主要适用于集中式生活饮用水地表水源区二级保护

5、区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区； 类：主要适用于一般工业用水区及人体非接触的娱乐用水区； 类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。（三）水环境功能区划分的方法与步骤（三）水环境功能区划分的方法与步骤（1）对环境保护目标进行全面分析，既考虑环境保护的需要，又考虑经济、技术的可行。（2）将环境目标具体化为环境质量标准中的数值。（3）对功能可达性进行分析，确定引起污染的主要人为污染源。（4）建立污染源与水质目标之间的响应关系，将各种污染源排放的污染物输入各类水质模型，以评价污染源对水质目标的影响；（5）分析减少污染物排放的各种可能的途径和措施；（6）通过对多个可行方案的

6、优化决策，确定技术、经济最优的方案组合；（7）通过政策协调和管理决策，最终确定环境保护目标和水环境功能区划分方案。 水环境规划基础水环境功能区划 水环境功能区划系统分析过程 水环境规划基础水环境功能区划 （二）水污染控制单元解析归类（二）水污染控制单元解析归类 （1）水污染控制单元划分； （2）对各控制单元的主要功能进行说明，包括主要功能、位置、范围以及各功能区应执行（GB 3838-2002）的类别或专业用水标准； （3）水质现状及控制断面的确定； （4）排放状况和主要污染源情况分析，包括污染源的位置、排放方式、排放强度和排放量等。 （5）排放量与水质预测。 （6）主要水环境问题诊断。 （7

7、）控制路线的制定，包括浓度控制、总量控制或浓度控制与总量控制相结合。 （8）允许排放量的确定。（一）划分（一）划分 （1）对于每一个控制单元，可单独进行环境评价，实施不同的控制路线。 （2）针对不同的水质目标和污染物，在同一区域可以有多种控制单元的划分方案。 （3）在每个控制单元内，污染物排放清单应该齐全，水域控制断面应有常规监测资料。 （4）对各控制单元间的相互影响，应根据水量和质量平衡关系，通过污染物的输入和输出来定量表达。 水环境规划基础水污染控制单元 （一）水环境容量概念（一）水环境容量概念 水环境容量是指水体在特定的环境目标下所能容纳污水环境容量是指水体在特定的环境目标下所能容纳污染

8、物的量。大小和水体特征、水质目标、污染物特性有关。染物的量。大小和水体特征、水质目标、污染物特性有关。 在理论上，水环境容量是环境的自然规律参数与社会效益参数的在理论上，水环境容量是环境的自然规律参数与社会效益参数的多变量函数。它反映污染物在水体中的迁移、转化规律，也满足特定多变量函数。它反映污染物在水体中的迁移、转化规律，也满足特定功能条件下，水环境对污染物的承受能力。功能条件下，水环境对污染物的承受能力。在实践上，水环境容量是环境目标管理的基本依据，是水环境规在实践上，水环境容量是环境目标管理的基本依据，是水环境规划的主要环境约束条件，也是污染物总量控制的关键参数。划的主要环境约束条件，也

9、是污染物总量控制的关键参数。 水环境规划基础水环境容量 （二）水环境容量分类（二）水环境容量分类 水环境规划基础水环境容量 水环境规划基础水环境污染控制规划模型 iLOnVLLmULstCZiiiniii21010.)(min0（一）最优化问题（一）最优化问题2.2.均匀处理最优均匀处理最优规划模型规划模型3.3.区域处理最优区域处理最优规划模型规划模型jiQQqQQQQqstQCQCZjiijiiiniijnjjiiijniijnjniii,0,0.)()(min11111区域处理最优规划是区域处理最优规划是排放口处理最优规划排放口处理最优规划和均匀处理最优规划和均匀处理最优规划的综合。求解

10、比较复的综合。求解比较复杂，目前还没有比较杂，目前还没有比较成熟的技术求解这一成熟的技术求解这一类问题。类问题。1.1.排污口最优排污口最优规划模型规划模型选用条件：选用条件：采用数学方法进行最优化的条件难以具采用数学方法进行最优化的条件难以具备时。备时。与最优规划方法的区别：与最优规划方法的区别：先进行污水输送与处理设施规划，提出几种可先进行污水输送与处理设施规划，提出几种可供选择的规划方案，然后采用水质模型，计算各种方案中污水排放后水域供选择的规划方案，然后采用水质模型，计算各种方案中污水排放后水域控制断面的水质，找出比较好的方案。控制断面的水质，找出比较好的方案。这种方法选优的结果，在很

11、大程度上取决于规划人员的经验。因此，采这种方法选优的结果，在很大程度上取决于规划人员的经验。因此，采用模拟选优方法时，要求尽可能多提出一些初步规划方案，以供筛选。用模拟选优方法时，要求尽可能多提出一些初步规划方案，以供筛选。 （二）模拟选优（二）模拟选优 水环境规划基础水环境污染控制规划模型 第三节 水环境规划的技术措施 水环境水环境规划的规划的技术措技术措施施清洁生清洁生产和循产和循环经济环经济污水污水处理处理提高或提高或充分利充分利用水体用水体纳污容纳污容量量生态修生态修复技术复技术水资源水资源开发利开发利用与保用与保护技术护技术一、清洁生产和循环经济一、清洁生产和循环经济 清洁生产是指对

12、生产过程和产品实施综合防治战略，以减少对人类和环境的风险。 对生产过程，包括节约原材料和能源，革除有毒材料，减少所有排放物的排污量和毒性。 对产品来说，减少从原材料到最终处理的产品的整个生命周期对人类健康和环境的影响。 水环境规划的技术措施 建立污水处理厂。 一、二、三级处理。 建立生态工程，如：人工湿地等。二、污水处理二、污水处理 水环境规划的技术措施 人工人工复氧复氧污水污水调节调节河流流河流流量控制量控制三、三、提高或提高或充分利用水充分利用水体纳污容量体纳污容量 水环境规划的技术措施 恢复水生态恢复水生态系统的结系统的结构和功能构和功能恢复水恢复水系环境系环境维护和改维护和改善水系的善

13、水系的景观效果景观效果四、生态四、生态修复技术修复技术节水优先治污为本五、水资源开发利用与保护技术五、水资源开发利用与保护技术 水环境规划的技术措施 多渠道开源第四节 规划方案的综合评价 水环境承载力分析水环境承载力分析 检验和比较备选方案的可行性和可操作性检验和比较备选方案的可行性和可操作性选择和选择和决策决策费用效益分析费用效益分析方案可行性分析方案可行性分析 规划方案的综合评价 （一）费用效益分析（一）费用效益分析污水处理厂的费用函数l 污水处理厂费用受多方面的影响：折旧、人工、管理、处理量、处理效率 l 现考虑处理量和处理效率污水处理厂的费用函数：根据经验表现为幂函数关系： 规划方案的

14、综合评价 （二）（二）方案可行性分析方案可行性分析技术上环境目标的可达性分析技术上环境目标的可达性分析费用上落实投资的可行性分析费用上落实投资的可行性分析水环境目标的可达性分析-建模、预测、分析污水处理投资的可行性分析-按环保投资占国民生产总值比例；污水处理投资占工业基础建设投资比例。 规划方案的综合评价 （三）（三）水环境承载力分析水环境承载力分析 水环境承载力是指水环境承载力是指某一地区某一地区、某一时间某一时间、某种状态某种状态下，水环境对经济发展和生活需求下，水环境对经济发展和生活需求的的支持能力支持能力。 规划方案的综合评价 1.可用水资可用水资源总量与源总量与总用水量总用水量之比之

15、比2.单位污单位污水的处理水的处理投资投资3.每年引每年引进水量进水量4.污水污水处理率处理率5.单位单位BOD排放量的工排放量的工业产值业产值1.水环境承载力指标水环境承载力指标6.COD控制控制目标与目标与COD浓度之比浓度之比7.单位水资单位水资源消耗量的源消耗量的工业产值工业产值 规划方案的综合评价 2.水环境承载力的定量表述水环境承载力的定量表述 首先按列进行归一首先按列进行归一化处理：化处理： 然后按行求归一化然后按行求归一化后向量的模，用以表示后向量的模，用以表示水环境承载力的大小。水环境承载力的大小。 中国环境年鉴中国环境年鉴20082008主要水系干流水质状况评价中可以看出，

16、与长主要水系干流水质状况评价中可以看出，与长江、黄河、珠江、淮河、松花江、海河相比，辽河的劣江、黄河、珠江、淮河、松花江、海河相比，辽河的劣V V类水体所占比类水体所占比重最大，一类、二类水体占比重很小，面临着严重的环境污染问题。重最大，一类、二类水体占比重很小，面临着严重的环境污染问题。 沈阳市水环境规划的案例分析 内容： 在沈阳市水环境规划在沈阳市水环境规划(20062015)(20062015)这一规划中，这一规划中，以以20082008年为基年为基准年，为了最大限度保护和改善沈阳市的地表水环境质量，利用水资准年，为了最大限度保护和改善沈阳市的地表水环境质量，利用水资源和生态经济潜力这一

17、目标，采取了对沈阳市的地表水环境进行功能源和生态经济潜力这一目标，采取了对沈阳市的地表水环境进行功能区划分，建立良性循环的地表水生态系统等措施，实现在区划分，建立良性循环的地表水生态系统等措施，实现在20062006年至年至20152015年内的水环境统筹安排和设计。年内的水环境统筹安排和设计。类型： 依据研究对象的不同：沈阳市水环境规划依据研究对象的不同：沈阳市水环境规划(20062015)(20062015)以实现以实现水体功能要求为目标，属于水体功能要求为目标，属于水污染控制系统规划水污染控制系统规划( (或称水质管理规划或称水质管理规划) ) 依据研究尺度的不同：沈阳市水环境规划依据研

18、究尺度的不同：沈阳市水环境规划(20062015)(20062015)属于属于城城市层次的水环境规划市层次的水环境规划 沈阳市水环境规划的案例分析-水环境规划的内容和类型 沈阳市水环境规划的案例分析-水环境规划的基本步骤 一、基础信息采集、问题诊断及确定规划目标一、基础信息采集、问题诊断及确定规划目标 规划区背景规划区背景: : 包括包括( (一一) )社会经济状况社会经济状况，主要介绍了区域人口、生，主要介绍了区域人口、生产总值以及各产业所占比例等。产总值以及各产业所占比例等。( (二二) )水文水系分布水文水系分布，主要介绍流经沈，主要介绍流经沈阳地区的辽河水系、浑河水系以及北沙河水系等河

19、流情况。阳地区的辽河水系、浑河水系以及北沙河水系等河流情况。( (三三) )规划规划目标与指标目标与指标，根据沈阳市水环境保护规划指标体系指标，进一步实现，根据沈阳市水环境保护规划指标体系指标，进一步实现对地表水质治理的规划。对地表水质治理的规划。 经过初步的背景调研，为进一步找出水环境问题经过初步的背景调研，为进一步找出水环境问题, ,该规划进行了水该规划进行了水环境系统综合分析与评价。其中包括环境系统综合分析与评价。其中包括对污染物排放和水系水质的评价对污染物排放和水系水质的评价, ,与水环境问题的诊断两部分。与水环境问题的诊断两部分。 根据分析，根据分析，目前沈阳市的水环境问题主要为目前

20、沈阳市的水环境问题主要为:(:(一一) ) 水资源供给矛水资源供给矛盾突出，生态环境需水量短缺盾突出，生态环境需水量短缺; (; (二二) ) 地表水污染严重，地下水亦出现地表水污染严重，地下水亦出现了超标现象了超标现象; (; (三三) ) 污水处理率较低，污水回用量有待提高污水处理率较低，污水回用量有待提高; (; (四四) ) 城城区水系景观被破坏，河流水生态系统健康受到威胁。区水系景观被破坏，河流水生态系统健康受到威胁。二、选定规划方法，拟定规划措施二、选定规划方法，拟定规划措施 沈阳市水环境规划的案例分析-水环境规划的基本步骤 水环境规划中通常采用两类规划方法水环境规划中通常采用两类

21、规划方法:数学规划法和模拟比较法。数学规划法和模拟比较法。在一般在一般规划中多采用模拟比较法，规划中多采用模拟比较法，在沈阳市水环境规划在沈阳市水环境规划(2006(20062015)2015)中未中未体现这一规划方法选择过程体现这一规划方法选择过程。 在水环境规划的方案中，可供考虑的措施包括在水环境规划的方案中，可供考虑的措施包括:经济结构和工业布局调整经济结构和工业布局调整;实施清洁生产工增加污水处理设施等。实施清洁生产工增加污水处理设施等。案例中的规划主要采取了水资源保案例中的规划主要采取了水资源保护及开发利用、城镇污水处理及资艺；提供水资源利用率护及开发利用、城镇污水处理及资艺；提供水

22、资源利用率; ;充分利用水充分利用水体的自净能力；农业与城镇非点源污染防治；水系生态恢复；源化规体的自净能力；农业与城镇非点源污染防治；水系生态恢复；源化规划、水环境生态修复与景观规划、水环境监控与管理这四项基本措施划、水环境生态修复与景观规划、水环境监控与管理这四项基本措施，针对上节中提到的水环境问题提出了解决对策，有针对性，不片面概括，不针对上节中提到的水环境问题提出了解决对策，有针对性，不片面概括，不失为一系列全面的综合的规划措施。失为一系列全面的综合的规划措施。 当然，案例中并未提及的措施也有可能被考虑并列举，但在之后的规划方当然，案例中并未提及的措施也有可能被考虑并列举，但在之后的规

23、划方案优选与评估中确定了以上措施更可行并且效益最佳。案优选与评估中确定了以上措施更可行并且效益最佳。 沈阳市水环境规划的案例分析-水环境规划的基本步骤 三、三、规划方案优选和评估规划方案优选和评估 拟定了规划措施之后，要通过一系列评估方法对规划方案进行优拟定了规划措施之后，要通过一系列评估方法对规划方案进行优选，不但考虑是否能达到规划目标，在当前的技术条件下，更要考虑选，不但考虑是否能达到规划目标，在当前的技术条件下，更要考虑是否符合经济条件，从而实现经济与环境的和谐发展。是否符合经济条件，从而实现经济与环境的和谐发展。在沈阳市水在沈阳市水环境规划环境规划(2006(20062015)2015

24、)的最后提出了规划方案的综合评价，也就是的最后提出了规划方案的综合评价，也就是为什么选择为什么选择选定规划方法，拟定规划措施选定规划方法，拟定规划措施中提到的几项措施作为最终中提到的几项措施作为最终方案措施的原因。其中包括费用分析、效益分析和目标可达性分析。方案措施的原因。其中包括费用分析、效益分析和目标可达性分析。水环境功能区划：水环境功能区划： 在沈阳市水环境规划在沈阳市水环境规划(2006 (2006 2015) 2015)中没有提到具体功能区划的划中没有提到具体功能区划的划分，但从辽宁省水功能区划工作成果分析一文中提到的成果看，辽宁省分，但从辽宁省水功能区划工作成果分析一文中提到的成果

25、看，辽宁省境内境内 296 296 条河流、条河流、 214 214 座水库进行了水功能区划。座水库进行了水功能区划。共划分了共划分了408 408 个一级区，个一级区，其中，保护区其中，保护区 83 83个；缓冲区个；缓冲区32 32 个；开发利用区个；开发利用区 293 293 个；个；560 560 个二级区，其个二级区，其中，饮用水源区中，饮用水源区 202 202 个；工业用水区个；工业用水区 27 27 个；农业用水区个；农业用水区 224 224 个；渔业用个；渔业用水区水区 38 38 个；景观娱乐用水区个；景观娱乐用水区 7 7 个；排污控制区个；排污控制区 32 32 个，

26、过渡区个，过渡区 30 30 个。个。 按地级行政区统计，有水质目标的功能区段沈阳按地级行政区统计，有水质目标的功能区段沈阳 50 50 个，达标个数和达个，达标个数和达标河流长度占全省百分比均为倒数。由此观之，尽管有较好的功能区划分布，标河流长度占全省百分比均为倒数。由此观之，尽管有较好的功能区划分布，但依照功能区划达标比率亟待提高。但依照功能区划达标比率亟待提高。 沈阳市水环境规划的案例分析-水环境规划基础 水环境规划基础主要分为水环境功能区划、水污染控制单元、水水环境规划基础主要分为水环境功能区划、水污染控制单元、水环境容量、水环境污染控制规划模型四部分。环境容量、水环境污染控制规划模型

27、四部分。水环境容量水环境容量: 沈阳市水环境规划沈阳市水环境规划(20062015)对对“沈阳市水资源供需平衡预测及沈阳市水资源供需平衡预测及水环境容量水环境容量” 进行了较详细的分析，得出预测结论：进行了较详细的分析，得出预测结论：2010年、年、2015年和年和2020年沈阳市将分别缺水约年沈阳市将分别缺水约1.2亿亿m3、2.4亿亿m3、3.5亿亿m3。根据容量核定方。根据容量核定方法，计算得到法，计算得到沈阳市的沈阳市的 COD 理想水环境容量为理想水环境容量为67214t、可利用水环境容量、可利用水环境容量为为66953t、最大允许排放量、最大允许排放量78737t；NH3-N理想水

28、环境容量理想水环境容量3356t、可利用、可利用水环境容量水环境容量3319t、最大允许排放量、最大允许排放量3901t。水污染控制单元和水环境污染控制规划模型：水污染控制单元和水环境污染控制规划模型： 这两个因素这两个因素皆在模型处理中起到很重要的作用，规划中省略了控制单元皆在模型处理中起到很重要的作用，规划中省略了控制单元划分和使用的最优化或者模拟选优模型。划分和使用的最优化或者模拟选优模型。 沈阳市水环境规划的案例分析-水环境规划基础 沈阳市水环境规划的案例分析-规划方案的综合评价 综合措施的确定，离不开规划方案的综合评价，费用综合措施的确定，离不开规划方案的综合评价，费用- -效益分析

29、、方案可效益分析、方案可行性分析、水环境承载力分析等十分必要。本案例中也具体列出了以下三种行性分析、水环境承载力分析等十分必要。本案例中也具体列出了以下三种综合评价项目：综合评价项目： 到到20102010年沈阳市需实年沈阳市需实施河流综合整治和生态修施河流综合整治和生态修复工程、污水处理工程、复工程、污水处理工程、中水回用及雨水利用工程、中水回用及雨水利用工程、工业源污染控制工程、水工业源污染控制工程、水环境监测能力建设项目环境监测能力建设项目5 5大类大类3535项，项，估算初步投入估算初步投入248047248047万元万元。如表。如表3 3所示。所示。图图2 2为表为表1 1中各项目占总投中各项目占总投资的百分比饼状图。资的百分比饼状图。费用分析：费用分析： (2)环境效益：环境效益： 规划实施规划实施可能带来的环可能带来的环境效益主要为：境效益主要为：改善城市景观改善城市景观环境，提升城环境，提升城市形象；吸尘市形象；吸尘阻沉；涵养水阻沉；涵养水源；降低热岛源；降低热岛效应；恢复生效应；恢复生物物种；防洪物物种；防洪防泄；提升环防泄；提升环境价值等。境价值等。 沈阳市水环境规划的案例分析-规划方案的综合评价 (3)社会效益：社会效益：