环境影响评价-第六章

第六章水环境影响评价一、水环境质量现状评价二、水环境影响评价§1水环境质量现状评价

水环境是河流、湖泊、海洋、地下水等各种水体的总称。它是一个统一的整体。一个水体包括：水、底质和水生物。1、污染物排入水环境后的物理、化学和生物过程(1)物理过程（作用）

只对水中污染物的存在位置变化产生作用，而不对其性质变化产生作用。其主要过程（作用）包括：移流（推流、对流）、扩散（包括紊动扩散和离散等）、沉降或再悬浮，以上过程（及作用）常称稀释混合。

实现污染物在水体中的传输过程①对流（也称移流、推流等）

主要是说水中污染物受到水流运动作用，随水体流动一同迁移的情况。

②扩散（包括离散、弥散等）

主要是说水中污染物由高浓度区向低浓度区的迁移。它包括分子态扩散、水流紊动扩散和水流不均匀的离散等。扩散传输引起的质量通量通式：

Jm/t/d=–Dm/t/d

ðC/ðn式中，Jm/t/d—扩散的物质质量通量；Dm/t/d—扩散系数；ðC/ðn—污染物浓度沿曲面法线方向的梯度。一般水体流动对污染物的迁移作用要大于扩散作用。稀释混合—水中污染物分布由不均匀到均匀的过程

从排污口至水质均匀混合前的水域，称为混合区。排污口排放的污染物其影响水域的边界（即受排放污水影响水域与没有受到排放污水影响水域相接的边界线）称为污染带（河流、湖库）或污染锋面（海洋）。

一般河流的河宽远大于水深，因此污染物进入水体后垂向（沿水深方向）容易混合均匀。

在实用水质模型公式中，纵向（沿水流方向）主要考虑对流作用，横向（沿河宽方向）仅考虑扩散作用，垂向一般认为水质分布均匀。综上对水体对模型(2)化学过程（作用）

主要是水中污染物经过不同的化学反应过程（作用），其污染物的性质发生变化（如：有机变无机、高分子变低分子、溶解物生成难溶物等）。其主要过程（作用）包括：氧化或还原、分解或化合、溶解或再析出、酸碱中和、混凝及吸附等。(3)生物过程（作用）

水中污染物在水中生物（主要是水中微生物）的作用下，其性质或存在位置（状态）发生变化。其主要过程就是水生物对水中污染物的利用过程。主要原因是水中生物将某种（些）污染物作为自己的食物及营养（能量）的来源，它们消耗利用了水中的这种（些）污染物，起到了净化水质的作用。3.1地面水质量评价（1）水环境指数法

3、水环境质量现状评价方法（影响）2、水环境质量现状调查内容（详见Chap2）单项水质因子评价式中，Sij——标准指数（第i种污染物的环境质量指数）Cij——评价因子i在j点的实测浓度值，mg/LCsj——评价因子i的评价标准限制，mg/L溶解氧(DO)的标准指数：Sij=Cij/CsjDOf—某水温、气压条件下的饱和溶解氧浓度，DOf=468/（31.6+T）,T:水温,℃。DOs—溶解氧的评价标准限值，mg/L；DOj—在j点的溶解氧实测统计代表值，mg/L。SpH值的标准指数：式中，pHsd——评价标准中pH的下限值；6pHsu——评价标准中pH的上限值；9式中

PIj——第j类标准的内梅罗综合污染指数；Ci——第i种污染因子的实测浓度；

Sij——第i种污染因子的第j类标准的标准值。

PIj={[(Ci/Sij)平均2+(Ci/Sij)最大2]/2}1/2表1内梅罗水质指数污染等级划分标准PIj＜11～22～33～5＞5水质等级清洁轻污染污染重污染严重污染地表水环境质量标准（GB3838—2002）内梅罗（N.L.Nemerow）污染指数W值水质评价方法

评价顺序：赋予各项监测值以评分数（评分：表4－5,

地表水质单一项目或毒物的分级评分标准)将评分数转换成数学模式对水质进行污染分级写出污染表达式

数学模式：式中，S——监测总项数n——依次代表监测值得10分、8分、6

分、4分、2分的项数，4分和2分

的项数为超过地表水标准的项数。

污染分级：地面水质的综合评价分五级，

即W1级—

第一级（优秀级），也叫饮用级；W2级—第二级（良好级），也叫水产级；W3级—第三级（标准级），也叫地表级；W4级—第四级（污染级），也叫污灌级；W5级—第五级（重污染级），也叫弃水级。

污染表达式：SWJ-C

式中，S——监测总项数；WJ——污染级别；C——超标项数。例：15W2-3，

表示监测项数为15项，水质属W2级，有3项

超过地面水标准。（2）水环境质量生物学评价

1）一般描述对比法（区系、种类、数量、资源状况等）（定性的方法，没有标准，可比性差）2）指示生物法

利用对水体中有机污染物或某种特定污染物较敏感或耐性较高的生物种类的存在或缺失来反应。指示种生物的选择（生命较长、生活点固定）:

静水中主要用底栖动物或浮游生物；

流水中主要用底栖生物或着生生物；大型无脊椎动物是应用较多的指示生物。

3）生物指数法

把水质变化引起的生物群落的生态效应用数学方法表达出来，可得到群落结构的定量数值。

①贝克（Beck）指数I=2nⅠ+nⅡ

式中，I—生物指数值nⅠ—不耐有机污染的动物种类数nⅡ—能忍受中等程度的污染但非完全缺

氧条件的动物种类数

I=0，水体重污染；I=1-10，中等污染；I>10，净水。②种的多样性指数种的多样性是群落生态水平的独特的生物学特征I、格立松（Gleason）多样性指数

d=S/㏑N

式中，S—种类数；N—个体数。

d值越大，表示水质越干净。II、Simpson多样性指数d=1–∑(ni/N)2或d=1/∑(ni/N)2

式中，ni

—i种的个体数（或其他现存量参数）；N—总个体数（或其他现存量参数）。III、Shannon–Weaver

多样性指数H=-∑(ni/N)·ln(ni/N)

式中，ni和N同上式。

目前该法应用最多。3.2

地面水体底质的评价

（1）单因子指数：Ii=Ci/Li

式中Ci

——

底质中污染物的实测值；Li——

湖区土壤中i污染物的自然含量。

（2）计算出各参数的污染指数后，按内梅罗公式

P=[(最大

+平均)/2]1/2P—底泥污染指数

（3）将计算得的P值对底质污染状况分级。

3.3

地下水质量评价方法

（监测法、综合指数法-内梅罗）§2水环境影响评价1、评价等级

评价等级划分依据：建设项目的污水排放量、污水水质的复杂程度、各种受纳污水水域的规模以及对水质的要求。

地面水环境影响评价分级判据（内陆水体）—见下表海湾环境影响评价分级判据河流与河口，按建设项目与附近河段多年平均流量与平水期平均流量化分为：水域规模大小界定（内陆水体）污水水质复杂程度：复杂：污染物类型≥3，或只含2种污染物，但需预测其浓度的水质参数数目≥10；中等：污染物类型＝2，且需预测其浓度的水质参数数目<10，或只含1种污染物，但需预测其浓度的水质参数数目≥7；简单：污染物类型＝1，需预测浓度的水质参数数目<7。

污染物类型持久性污染物（难降解、毒性大、易长期累积）非持久性污染物酸和碱（pH表征）废热（温度表征）《污水综合排放标准》中污染物分类I类污染物（Hg、镉、铬、砷、铅、镍、铍、银、苯并比、放射性αβ），一律在车间或车间处理设施排放口采样；II类污染物（水中除I类污染物），在排放单位排放口取样。地表水功能分类（依据水域环境功能和保护目标）：Ⅰ类主要适用于源头水、国家自然保护区；Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等；Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触娱乐用水区；Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。不同功能类别分别执行相应类别的标准值。2、评价范围

确定原则应包括项目对周围地面水环境影响较显著的区域；尽量按照将来污染物排放进入天然水体后可能的达

到水域功能质量标准要求的范围；污水排放量；受纳水域的特点；评价等级。建设项目的工程概况及工程性质（参阅有关文件）

地面水环境影响评价等级和编写工作大纲的地面水部分环境现状调查水文调查与水文测量水质调查污染源调查选择预测方法建设项目的工程分析筛选拟预测的水质参数预测环境影响国家、地方有关地面水的法规（含标准）评价建设项目的环境影响1.提出环保建议和措施2.小结3、水环境影响评价工作程序4、环境影响识别

（参见第四章）（1）对地表水水量和水质影响的识别

a、项目的类型与其影响的直接联系；

（重点分析水的利用、废水回用与处理及其引起周围水体水量与水质改变的情况。

)b、项目所在位置与水体所受影响的联系；c、识别位于特殊地点的拟建项目的要求；d、对每方案进行具体的工程分析，识别其影响。

（2）现状评价因子的筛选

原则：①按等标排放量（或等标污染负荷）Pi值大小排序，选择排位在前的因子。②在受项目影响的水体中已造成严重污染的污染物或已无负荷容量的污染物。③经环境调查已经超标或接近超标的污染物。④地方环保部门要求预测的敏感污染物。5、影响预测

1）预测工作的准备

①预测水质因子的筛选

根据工程分析、地区环境质量现状、当地的环保要求从正常排放、非正常排放、事故排污三种状况筛选和确定建设期、运行期和服务期满后拟预测的水质因子。②预测范围的确定：与已确定的现状评价范围一致③预测点的确定：选择有污染代表性的点排污口下游的取用水敏感点（保护目标）；水文及水质突变处（如支流入汇、其它排污口等水域处等）；水文监测断面及水质例行监测断面处；较大水工建设物所在水域等。④预测时期选择：丰水期、平水期和枯水期（北方河流要考虑冰封期）一般情况下

一级评价：丰、平、枯（或平、枯水期）；

二级评价：平、枯（或枯水期）；

三级评价：枯水期。⑤预测阶段选择建设过程、生产运行和服务期满后2）预测方法的选择

a、定性分析法（专业判断、类比调查）b、定量预测法（物理模型、数学模型*）

重点是数学模式法

河流及污染物特征适用的水质模式持久性污染物(连续排放)完全混合过程段河流完全混合模式横向混合过程段（1）平直河段河流二维稳态混合模式（直角坐标系）（2）弯曲河段河流二维稳态累积流量模式（累积流量坐标）沉降作用明显的河段河流一维稳态模式，沉降作用近似为非持久性污染物（连续排放）完全混合过程段河流一维稳态模式，一级动力学方程横向混合过程段（1）平直河段河流二维稳态混合衰减模式（直角坐标系）（2）弯曲河段河流二维稳态累积流量衰减模式（累积流量坐标）沉降作用明显的河段河流一维稳态模式，考虑沉降作用的反应方程式近似为溶解氧河流一维DO－BOD耦合模式（如S－P模式）瞬时源（或有限时段源）中、小河流河流一维准稳态模式（流量定常－污染负荷变化）大型河流河流二维准稳态模式常用的河流水质模型

（1）完全混合模型

适用条件（“且”的关系）：

河流充分混合段；持久性污染物；河流为恒定流；废水连续稳定排放。3）水环境影响评价中常用的水质模型C＝(CpQp＋ChQh)/(Qp＋Qh)式中,C——废水与河水混合后的浓度，mg/L；Cp——河流上游某污染物的浓度，mg/L；Qp——河流上游的流量，m3/s；Ch——排放口处污染物的浓度，mg/L；Qh——排放口处的污水量，m3/s。排污口下游某断面的浓度计算公式（2）一维水质模型

—目前应用最广泛

适用条件（“且”的关系）：河流充分混合段；非持久性污染物；河流为恒定流；废水连续稳定排放。

①一维稳态水质模型式中，K1—污染物降解的速率常数,单位：1/d或1/hD—弥散系数②忽略纵向弥散的一维稳态水质模型此种水质模型的微分方程中（D＝0），故：

（x/υ=t）（3）BOD-DO模型①斯特里特—费尔普斯（Streeter-Pheleps）模型适用条件：河流充分混合段；

污染物有耗氧性有机污染物；

需要预测河流溶解氧状态；

河流为恒定流动；

污染物连续稳定排放。S-P模式仅限于BOD5和DO的水质影响预测。式中，L0,C0—分别为河段起端（x=0时）河水中的BOD和DO浓度，mg/L;L,C—分别为在距离起端处河水中的BOD和DO的浓度，mg/L

Cs—河水中的饱和溶解氧浓度，mg/L;D—河水中的氧亏值；D0—河流起始的氧亏值；k1,k2—分别为BOD耗氧和大气复氧系数，1/d或1/h;V—河段平均流速，km/d或km/h。水质模型：L=L0exp(-k1x/v)

C＝Cs-D河水中出现最低溶解氧浓度处的临界DO浓度Cc和临界距离Xc：Xc＝υ/(K2－K1)㏑{K2/K1[1－(K2/K1－1)(Cs－C0/L0)]}Cc＝CS-Dc

（4）二维水质模型

适用条件：

平直、断面形状规则河流混合过程段；

持久性污染物；

河流为恒定流动；

废水连续稳定排放；

对于非持久性污染物，需采用相应的衰减模式。<1>二维稳态混合模式适用对象：大、中型河流

①岸边排放

②非岸边排放

式中，C（x,y）－（x,y）点污染物垂向平均浓度，mg/l；

H－平均水深，m；

B－河流宽度，m；

a－排放口与近岸水边的距离，m；

My－横向混合系数，m2/s；

Ch－河流水质背景浓度（mg/L）。<2>二维稳态混合累积流量模式

①岸边排放

式中：q=Huy

Mq=H2uMy

c(x,q)－(x,q)处污染物垂向平均浓度，mg/L；

Mq－累积流量坐标系下的横向混合系数；

适用条件：

弯曲河流、断面形状不规则河流混合过程段；

持久性污染物；

河流为非恒定流动；

废水连续稳定排放；

对于非持久性污染物，需要采用相应的衰减模式。（5）河流混合过程段与水质模式选择

预测范围内的河段可以分为充分混合段，混合过程段和上游河段。

充分混合段：是指污染物浓度在断面上均匀分布的河段，当断面上任意一点的浓度与断面平均浓度之差小于平均浓度的5%时，可以认为达到均匀分布。

混合过程段极限长度的估算公式：

式中：Lmax——混合过程段极限长度（m）；

B——河段平均河流（断面）宽度（m）；

a——排污口与近岸水边的距离（m）

u——河段（断面）平均流速（m/s）；

H——河段平均（断面）水深（m）；

g——重力加速度（m/s2）；

J——河段河流坡度。充分混和段应选择完全混合、一维模式；混和过程段应采用二维、三维模式。

湖泊、潮汐河口常用水质模型（1）湖泊完全混合衰减模式适用条件：

小湖（库）；

持久性污染物；

污染物连续稳定排放。

动态模式

平衡模式预测浓度随时间的变化反映长期平均浓度（2）湖泊推流衰减模式

适用条件：

大湖、无风条件；

非持久性污染物；

污染物连续稳定排放。

式中：Ф为混合角度，可根据湖（库）岸边形状和水流状况确定，中心排放取2弧度，平直岸边取弧度。（3）常用潮汐河口水质模式

①一维动态混合衰减模式——一般情况适用条件：潮汐河口充分混合段；

非持久性污染物；

污染物排放为连续稳定排放或非稳定排放；

需要预测任何时刻的水质。②O’conner河口模式（均匀潮汐河口）——特殊情况

上溯(x＜0，自x=0处排入)

下溯(x>0)适用条件：均匀的潮汐河口充分混合段；

非持久性污染物；

污染物连续稳定排放；

只要求预测潮周平均、高潮平均和低潮平均水质。例1计划在河边建一座工厂，该厂将以2.83的流量排放废水，废水中总溶解固体（总可滤残渣和总不可滤残渣）浓度为1300mg/L，该河流平均流速v为0.457m/s，平均河宽W为13.72m，平均水深h为0.61m，总溶解固体浓度Cp为310mg/L，问该工厂的废水排入河完全混合后，总溶解固体的浓度是否超标（设标准为500mg/L）？解cp＝310mg/L河流的流量为：Qp＝v×W×h＝0.457×13.72×0.61＝3.82（）

ch＝1300mg/L,Qh＝2.83（）根据完全混合模型：结论：超标例2某河段的上断面处有一岸边排放口稳定地向河流排放污水，其污水排放特征为：Qh=4.5m3/s，BOD5(h)=60mg/L；河流水环境特征参数为Qp=25.0m3/s，BOD5(p)=2.6mg/L。假设污水一进入河流就与河水均匀混合，试计算在排污口断面处BOD5的浓度？解：①BOD5(0)====11.4（mg/L）hh例3一个改扩建工程拟向河流排放废水，废水量Qh＝0.15，苯酚浓度为Ch＝30mg/l，河流流量Qp＝5.5，流速Vx＝0.3m/s，苯酚背景浓度为Cp＝0.5mg/l，苯酚的降解系数K＝0.2/d，纵向弥散系数Dx＝10。假设污染物一进入河流就与河水充分混合，试求排放点下游10km处的苯酚浓度。

解：起始点处完全混合后的初始浓度为（1）考虑纵向弥散条件下的下游10km处的浓度，则C＝C0exp[υ/2D(1－m)x]＝1.28×exp（2）忽略纵向弥散时的下游10km处的浓度，则：C＝C0exp（-k1t）

由上例可见，在稳态条件下，忽略弥散系数与考虑纵向弥散系数的差异很小，常可以忽略。例4：一河段的上断面处有一岸边污水排放口稳定地向河流排放污水，其污水特征为：Qh=19440m3/d，BOD5(h)=81.4mg/L。河流水环境参数值为：Qp＝6.0m3/s，BOD5(p)＝6.16mg/L，B＝50.0m，H＝1.2m，u＝0.1m/s，J＝0.9‰，K1=0.3/d。试计算混合过程段（污染带）长度。如果忽略污染物质在该段内的降解和沿程河流水量的变化，在距完全混合断面10km的下游某断面处，河水中的BOD5