济南市水环境规划课程设计

济南市水环境规划课程设计2（总30

页）-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-#地表水环境质量评价方法本次评价标准执行《地表根据水体的功能要求和济宁市环保局批复的环评标准，水环境质量标准》(GB3838-2002)in类。本次评价标准执行《地表评价方法采用单因子指数法进行现状评价。(1)计算公式CS=-i

iCsi式中：s.——污染物单因子指数；Ci——i污染物的浓度值，mg/l；Csi——i污染物的评价标准值，mg/l。(2)pH值标准指数的计算公式SPHj7.0—pH j7.0—pHsdpH<7.0jSpHjpH—7.0jpH—7.0supH>j式中：SpHj——pH单因子指数；pHj——j断面pH值；pHsd——地面水水质标准中规定的pH值下限；pHsu——地面水水质标准中规定的pH值上限。(3)DO标准指数的计算公式S=1DO—DO1/(DO—DO) DO>DODOj f j f s j sDOS=10—9—j DO<DODOj DO j sS式中：S——DO的标准指数；mg/l，计算公式常采用:mg/l，计算公式常采用:DO——某水温、气压条件下的饱和溶解氧浓度，fDO=468/(31.6+T)，T为水温，℃；fDO——溶解氧实测值，mg/l；jDO——溶解氧的评价标准限值，mg/l。

本次地表水环境质量现状评价结果见表7表7地表水环境质量现状评价结果评价因子1#2#3#4#5#PHCODBOD5DO氨氮石油类硫酸盐CODMn粪大肠菌群氯化物硝酸盐磷硫化物挥发酚活性氯苯氯乙烯5050505050汞铅镉六价铬铬铜镍锌砷苯胺硝基苯氰化物注：未检出按检出限一半计算6地表水环境影响预测与评价示范区开发建设过程中涉及到的地表水域泉河。本次评价将分析示范区建成后对泉河水体环境的影响。由于示范区废水经过园区污水处理厂处理后再排入外界水环境，把污水处理厂作为一个源看待，预测不同规划水平年示范区内污水处理厂排污对外部水体的影响程度。源强确定根据前面的污染源分析可知，扣除回用的部分中水，2015年、2020年废水表8污水处理厂污染物排放情况时间外排废水量（万m3/a）废水流量（m3/s）污染物浓度（mg/L）CODcrNH3-N2015年5052020年排水路线园区污水处理厂首先通过人工渠道排入阳城湿地，经过阳城湿地（污水处理厂的污水处理设施），从湿地出口经过管道排入莲花湖湿地，即入泉河，湿地介绍见，具体见图。由于在冬季湿地降解效果较差，因此污染物的衰减主要是通过湿地的自然降解（距离衰减），考虑到水流较慢，可以按几乎静止考虑，在湿地和拦河坝河道内选择零维模型进行预测。预测因子与方法1、预测因子和预测断面根据山东省“十一五”主要污染物排放总量指标及当地环保要求，本次评价选取COD、氨氮作为预测因子；2、预测范围和预测断面由于在5#断面下游有汶上县污水处理厂，因此本次水环境预测把阳城湿地和汶上污水处理厂排污口上方（5#断面）为预测，确定预测断面为阳城湿地出口、4#和5#断面。3、预测模式（零维模式）C=（CQ+CQ）/（Q+Q+KV）upuphhuph式中：C——预测断面污染物浓度，mg/L；Qup-上游来水流量，m3/s；Cup-上游来水水质，mg/L；Qh―污水流量，m3/s；Ch-污水水质，mg/L；K——降解系数，1/d；V 水体体积，m3。4、水质参数（1）k值的确定根据《山东省河流水环境容量研究》中对湖泊和湿地污染物降解系数的推荐值，COD和NH3-N降解系数分别取为d、d，具体见表。（2）水质参数的确定①背景浓度上游现状水质能够达标，因此背景浓度采用上游现状值，COD为13mg/L，NH3-N为L。②流量确定本评价中以现状枯水期测量的数据为基础，以上各断面流量在枯水期测量的基础上，加上污水处理厂排水流量。由于泉河为季节性河流，泉河在枯水期流量为s，各支流流量为0。③水体体积V的确定根据阳城湿地建设进度和根据拦水坝枯水期设计的水面宽度、水深来计算评价河段的水体体积，具体见表和表。④降解系数K根据《山东省河流水环境容量研究》（2006年12月）中COD和NH3-N降解系数具体见表9和表10。表8 2015年各断面的计算参数取值断面名称模型QUPQhV（m3）KCODKNH3-N

(m3/s)(m3/s)阳城湿地出口零维模型6200004#零维模型2620005#零维模型99800表9 2020年各断面的计算参数取值断面名称模型Qup(m3/s)Qh(m3/s)V(m3)KCODKNH3-N阳城湿地出口零维模型12400004#零维模型2600005#零维模型99800预测结果在泉河来水达标的情况下，污水处理厂运行稳定的情况下，排污对各预测断面水质影响情况具体见表10。表10 各预测断面预测结果 单位：mg/L预测断面2015年2020年CODNH3-NCODNH3-N阳城湿地出口预测值4#预测值5#预测值地表水环境影响评价评价标准及结果只评价泉河4#和5#断面，本次评价标准采用《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中ni类标准，评价方法同地表水环境质量现状评价，采用单因子指数法（具体见第5章地表水环境质量现状监测与评价）。评价结果具体见表11。表11地表水环境影响预测评价结果表预测断面2015年2020年执行标准CODNH3-NCODNH3-NCODNH3-N4#预测值205#预测值20水质达标保障措施（1）阳城湿地为降低园区污水处理厂污染物浓度，园区配套建立阳城湿地，阳城湿地水面面积1800亩，水深约2m。湿地床层自下而上各层填料的分布为：夯实粘土、土壤、不同粒径和功能的砾石级配区、表层种植土。深度不同的湿地床，填料的厚度构成不同。部分地区在粘土上敷设一层防水土工膜。在湿地植物种植过程中，基于因地制宜的原则，通过浮叶植物、沉水植物和挺水植物的优化组合，建立具有良好生物多样性和生物稳定性的河流湿地生态系统，能够有效防止单一物种生态系统造成的病虫害和外来物种的入侵问题。在湿地植物种植过程中，基于因地制宜的原则，通过浮叶植物、沉水植物和挺水植物的优化组合，建立具有良好生物多样性和生物稳定性的河流湿地生态系统，能够有效防止单一物种生态系统造成的病虫害和外来物种的入侵问题。在水体植草、种小型乔木，各种水环境中，水下部分可以种植水草。在保证自身结构绝对安全的前提下，通过块体的结构特点可以种植一定面积的高等水生植物，可以去除水体中的营养物，使水质得到改善，污水处理厂排出的污染物浓度大大降低。景观河湿地规划建设多组串联、多组并联的潜流式流人工湿地。为提高湿地处理效率，将湿地系统分为多级潜流型人工湿地与氧化塘相结合，采用水平潜流和垂直潜流串并联结合的形式。湿地四周采用砖墙、土工膜整体焊接护围。底部平整设坡，坡度采用1%〜2%。湿地结构由湿地填料、湿地植物、集配水系统及导膜管构成。湿地床层自下而上各层填料的分布为：夯实粘土、土壤、不同粒径和功能的砾石级配区、表层种植土。深度不同的湿地床，填料的厚度构成不同。部分地区在粘土上敷设一层防水土工膜。在湿地植物种植过程中，基于因地制宜的原则，通过浮叶植物、沉水植物和挺水植物的优化组合，建立具有良好生物多样性和生物稳定性的河流湿地生态系统，能够有效防止单一物种生态系统造成的病虫害和外来物种的入侵问题。总之，项目建成后，由于区域地表水水质改善，湿地生态系统的结构和功能将得到优化，生产力提高，环境容量将提高。类比我国潜流湿地实际运行经验，通过多种植物的科学配置，建设生物栖息地，恢复生物物种多样性，优化湿地系统生态结构，改善景观河道沿岸的自然生态系统，设计进水水质CODW50mg/L，氨氮WL，出水水质CODW20mg/L，氨氮WL，出水能够满足《地表水环境标准》（GB38382002的HI类标准。由于在冬季湿地降解效果较差，因此污染物的衰减主要是通过湿地的自然降解，考虑到湿地内水流较慢，可以按几乎静止考虑，在湿地内选择零维模型进行预测，预测结果具体见，根据预测结果，阳城湿地建设规模和蓄水能力能够满足要求。（2）泉河流域综合治理工程根据国家南水北调水污染防治规划的要求对汶上县泉河流域进行综合治理，拟对泉河流域泉河段桩号0+000—26+000的区域，南泉河段桩号0+000—11+500的区域，小新河三段区域分别通过底泥处理，修建氧化塘、兼性塘并同时通过在河道两侧漫滩种植芦苇做人工湿地等措施进行综合治理。南泉河：在小新河段－南泉河桩号11＋000处建好氧塘1座；南泉河段桩号11＋000处－6＋000处建好氧塘1座；南泉河段桩号6＋000－南泉河桩号0＋000（泉河段桩号11＋100）建好氧塘1座。泉河：泉河段桩号26＋000－24＋000建好氧塘1座；桩号24＋000－20＋000建好氧塘1座；桩号20＋000－17＋000建好氧塘1座；桩号17＋000－7＋000建好氧塘1座；桩号7＋000－1＋000河道两侧漫滩种植芦苇做人工湿地，以确保处理效果。具体见图。为了保险起见河道两侧应设人工湿地。由于河道上游漫滩面积较小，河道两侧也没有成片的荒芜土地，因此，本工程河道上游处理部分不采用土地处理系统或人工湿地。但是南北泉河交汇口下游河道较宽水流速度缓慢，且河道两侧漫滩面积较大水深较浅，适合在两侧做人工湿地处理系统，将河道中的水引到芦苇荡，通过吸附、沉淀及吸收作用，去除水中的氮、磷及浮游植物，达到对水体进行自然净化的目的。这种净化过程循环进行，确保河道水质洁净，类似医学上的对病人血液体外透析处理。芦苇具有很好的净化功能，污染物与其茎部接触产生沉淀作用，芦苇的根部与茎部可吸收某些污染物。另外，附着在茎部上的微生物可对污染物产生吸附分解作用。经过上述分析，最终形成了好氧塘-植-物塘-人-工湿地的处理工艺。工程总投资万元，利用南水北调专项资金3440万元，其余部分由国内城市配套建设资金来解决。项目实施后，整治河道总长约，新建湿地面积25万平方米，新建好氧塘8座。本项目2008年12月通过环评手续。7.区域水环境承载力分析水环境容量是满足水环境质量标准要求的最大允许污染负荷量或纳污能力。它是以环境目标和水体稀释自净规律为依据，因此，水环境容量可划分为稀释容量和自净容量两部分。计算参数选取时期为河流枯水期。根据前面分析，联想（汶上）循环经济示范区废水处理依托区内的污水处理厂，处理后的废水一部分回用后，其余经过。因此，本次评价以污水处理厂的废水污染物排放情况和污水处理厂的纳污河流的环境容量进行比较，说明区域水环境容量的满足情况。计算河段根据纳污水体的分布情况，考虑到汶上县污水处理厂排放情况，本次水环境容量计算以污水处理厂排污口至汶上县污水处理厂排污口上游5#断面为计算河段，汶上县污水处理厂下游河段，示范区污水处理厂不再分配。计算因子选取参照污水处理厂的废水排放特征和《关于下发山东省“十一五”主要污染物排放总量控制计划和环境保护重点工程的通知》的具体要求，本次评价选取COD和NH3作为本次评价水环境容量的计算因子。

图水环境计算断面设置图水环境计算断面设置影响因素影响水环境容量的主要因素有：①水体功能要求；②水体稀释自净规律：影响水体稀释自净的差值容量，及各种自净作用的同化容量；③水量及随时间的变化：水量的大小决定着差值容量的大小，也影响水体的自净作用；另外水量的交换速度对同化容量也有影响；④水体自然背景值：水质自然背景值越高，环境容量越小，反之环境容量越大；⑤排污点的位置与方式：排污点分布均匀时，可推算得最大环境容量，排污点较集中时，水体的环境容量就相应减少。预测方法河流流量是经常变化的，水质及污染物质的背景浓度也是经常改变的，向河流排放污染物大多是通过水流进入的，因此，污染物的迁移、转化、自净、降解与河流（河段）的物理形态、化学性质等方面的作用十分复杂。河流水环境容量计算的常用模型有：零维模型、一维模型、二维模型、“黑箱”模型等。对于宽阔（即宽深比足够大）的河道，污染物自岸边排入水体后，需要在很长距离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，若用零维或一维方法来求解纳污能力，就会使得计算出的纳污能力大大超过实际的纳污能力，此时，需要采用二维水质模型来计算纳污能力。在最枯月或枯水期的设计条件下，本规划项目排污所涉及的河流不具有较大的宽深比，不必采用二维模型计算。鉴于此，均采用零维或一维模型计算环境容量。本次评价污水处理厂排污口至大坝出口采用零维模型计算环境容量，大坝出口至王皋大桥（5#）采用一维模型进行容量计算，王皋大桥（5#）至黄旗堡桥（6#）采用一维模型进行容量计算，黄旗堡桥（6#）至汶河入潍河（8#）采用零维模型进行计算，计算公式为：（1）湿地消减模型本次环评使用完全混合模式和Streeter—Phelps模式进行反推，求出可保证断面水质达标的废水污染物排放量。模式如下：W=86.4XQ （C-C）净化 净化 进出卬净化湿地工程净化量（kg/d）；Q净化湿地工程净化的废水量（m3/s）,C进排入湿地工程的污染物浓度（mg/l）。C出排出湿地工程的污染物浓度（mg/l）。（2）零维模型W=86.4（QC-QC）+0.001KVCI dnsiupoi iisi甘』 [C，当上方河段水质目标要求低于本河段时；其中：c=4soic，当上方河段水质目标要求高于或等于本河段时V_•oi式中：wi—第i河段水环境容量（kg/d）；Qup—上游流量（m3/s）;Qdn—上游流量（m3/s）；Vi—第i河段设计水体体积（m3）；Ki—第i河段污染物降解系数（d1Csi—第i河段所在功能区水质目标值（mg/l）；Coi—第i河段上方河段所在水功能区水质目标值（mg/L）。主要参数选取（1）计算河段长度各环境容量计算河段长度具体见表和表。（2）模型参数确定①水质目标值的确定河流各河段水质目标值C；由该河段的水功能区划确定，根据《济宁市人民政府关于济宁市地表水环境功能区划方案的批复》，执行《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中田类标准，故本次评价水质目标值Cs取分别为20mg/l、NH3-N为I。②流速、流量流量与流速具体确定方法见节，本评价中以现状枯水期测量的数据为基础，以上各断面流量在枯水期测量的基础上，加上污水处理厂排水流量。③污染物降解系数根据《山东省河流水环境容量研究》（2006年12月）中河流污染物降解系数的设计值，讲解系数见表12和表13。表12 2015年各断面的计算参数取值断面名称模型Qup（m3/s）Qh（m3/s）V（m3）KCODKNH3-N阳城湿地湿地消减模型620000排污口至4#断面零维模型2620004#断面至5#断面零维模型99800表2020年各断面的计算参数取值断面名称模型Qup（m3/s）Qh（m3/s）V（m3）KCODKNH3-N阳城湿地湿地消减模型1240000排污口至4#断面零维模型2620004#断面至5#断面零维模型99800表13阳城湿地进出浓度值项目COD（mg/L）NH3-N（mg/L）C进C出C.C出2015年502020年50河段水环境容量计算结果将上述所选参数带入公式计算得到各计算河段各规划时段的环境容量值，具体见表14。表14 计算河段水环境容量计算结果 单位：t/a计算河段2015年2020年CODNH3-NCODNH3-N阳城湿地消减量排污口至4#断面4#断面至5#断面合计污染物排放量的可接纳性根据《山东省河流水环境容量研究》（2006年12月）：最大允许排污量是指陆上点源在满足水质目标前提下所允许排放的最大污染物数量，是对陆上点源而言的，它应与污染物排放量相比较，以确定污染物排放削减量和排放削减率。环境容量是指在满足水质目标前提下，水体承纳污染物数量的能力，是对水体而言的，它应与污染物入河量相比较，以确定污染物入河削减量和入河削减率。因此，最大允许排污量和环境容量是有区别的，表现在前者对陆上点源污染物排放量的约束，后者是对水域污染物入河量的约束；同时两者又具有相同之处，即其目的都是通过对污染物排放量的限定来实现水域的水质目标。最大允许排污量和环境容量之间的关系用下式表示：水功能区最大允许排污量=水功能区环境容量水功能区污染物综合入河系数水功能区污染物综合入河系数可由该水功能区全部点源污染物入河量与全部点源污染物排放量比值确定，从阳城湿地经过管道排入泉河，转化成最大容许排污量时，综合入河系数取1，则最大允许排污量见表15。表15计算河段最大允许排放量单位：t/a项目2015年2020年CODNH3-NCODNH3-N示范区污水处理厂排放量（t/a）在规划年内所有的污水均进入污水处理厂，计算河段点源上除园区污水处理厂外，无其他废水污染源，泉河上游来水必须达标，因此，本次评价以污水处理厂各规划时段的废水污染物排放情况和计算河段的最大允许排污量进行对比，分析河段内纳污满足情况。根据前面对示范区各部分废水排放时段、排放去向的初步分析，处理后的废水排放及计算河段的环境容量对比情况具体见表16。表16评价河段各规划时段环境容量的满足情况项目2015年2020年CODNH3-NCODNH3-N河流最大纳污量^%）排放量（t/a）CCPS值评价河段最大纳污量能够满足市污水处理厂污染物排放量的要求。总结：通过以上计算发现，2020年NH3-N的CCPS值大于1,分析其原因，2020年NH3-N排放量大于河流最大纳污量，推算过去可知，2020年精细化工中水回用量没有计算，考虑精细化工中水回用量，则排放废水量为a，其流量为s，最后推算2020年NH3-N排放量是，COD排放量是，2020年CCPS值：COD是，NH3-N是，值小于1，河段最大纳污量能够满足市污水处理厂污染物排放量的要求。参考文献.丁世刚,王立本.济南市区水环境承载力现状及可持续性发展对策J].资源开发与市场,2007,23(11):995-1001.刘红玲，韩美，潘再东.关于济南市水资源优化配置的初步探讨J]菏泽学院学报,2006,28(5):125-128.王莉芳，陈春雪.济南市水环境承载力评价研究[几环境科学与技术,2011,34(5):199-202.丁艳华,杨俊,杨莉,曾庆福.模糊数学在水环境评价中的应用J].能源与环境,2008,(1):7-8.张鑫，王纪科等.区域地下水资源承载力综合评价研究[」.水土保持通报,2001,21(3),24-27..郦桂芬.环境质量评价[M],北京：中国环境科学出版社,1989:56-62..魏思源，付宇，黄钊.水环境现状评价方法的分析与探讨J].2010,31(4):134-136附录1：采用由国家环保局颁布的《水和废水监测分析方法》(第四版)和《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中推荐的方法进行。详见表。表 地表水监测分析方法序号项目名称标准代号标准名称检出限1PHGB/T6920-1986水质pH值的测定玻璃电极法/2氨氮GB/T7479-1987水质铵的测定纳氏试剂比色法mg/L3BOD5GB/T7488-1987水质五日生化需氧量(BOD5)的测定稀释与接种法2mg/L4DOGB/T11913-1989水质溶解氧的测定电化学探头法mg/L5硫化物GB/T16489-1996水质硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法L6石油类GB/T16488-1996水质石油类和动植物油的测定红外光度法L7CODcrGB/T11914-1989水质化学需氧量的测定重铬酸盐法mg/L8磷酸盐: GB11893-89钼酸铵分光光度法

9铜、锌、铅、镉GB/T7475-1987水质铜、锌、铅、镉的测定原子吸收分光光度法铜、锌、L镉L铅mg/L10砷SL水质砷的测定原子荧光光度法咫/L111粪大肠菌群水和废水监测分析方法（第四版）' 多管发酵法个/L12SSGB/T11901-1989水质悬浮物的测定重量法4mg/L13硫酸盐HJ/T84-2001离子色谱法mg/L14氯化物HJ/T84-2001离子色谱法mg/L15活性氯GB/四甲基联苯胺比色法mg/