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1、饮用水源地允许（限制）负荷估算要点饮用水源地允许（限制）负荷估算要点富 国中国环境科学研究院2007.48/31/20241饮用水源地污染限制负荷计算方法设计要点 水质目标选择水质目标选择 设计水文条件选择设计水文条件选择 计算模型选择计算模型选择容量规划方法选择容量规划方法选择8/31/20242饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法技术路线图8/31/20243饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法水质目标选择l功能区虚置功能对功能区设置、调整、边界纠纷具有指导意义l混合区急性混合区慢性混合区超标混合区l水体类型河
2、流湖库l分层l不分层河口l完全混合l部分混合l分层水质目标8/31/20244饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法水质目标选择河流保守物质功能区实置功能示意图河流保守物质功能区实置功能示意图 水质目标8/31/20245饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法水质目标选择河流非保守物质功能区实置功能示意图河流非保守物质功能区实置功能示意图 水质目标8/31/20246饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法水质目标选择末断面控制中断面控制首断面控制水质目标8/31/20247饮用水源
3、地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法河流混合区控制建议l宽度控制有毒指标：1/3河宽传统指标：1/2河宽富营养化指标：1/2河宽l长度控制有毒指标：1/5功能区长度（45类功能区可1/4功能区长度）传统指标：1/4功能区长度富营养化指标：1/3 功能区长度l面积控制（解析解控制）有毒指标：1/15功能区面积（45类功能区可1/10功能区长度）传统指标：1/8功能区面积富营养化指标：1/6 功能区面积水质目标8/31/20248饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法河流混合区控制建议l宽度控制有毒指标：1/3河宽传统指标：1/
4、2河宽富营养化指标：1/2河宽l长度控制有毒指标：1/5功能区长度（45类功能区可1/4功能区长度）传统指标：1/4功能区长度富营养化指标：1/3 功能区长度l面积控制（解析解控制）有毒指标：1/15功能区面积（45类功能区可1/10功能区长度）传统指标：1/8功能区面积富营养化指标：1/6 功能区面积水质目标8/31/20249饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法湖库混合区控制建议l半径控制有毒指标：30m50m传统指标：100m200m富营养化指标：500m水质目标8/31/202410饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳
5、污量分析方法设计水文指标体系主要参数l径流量：Q（m3/s）l水（潮）位：Z（m）l流速：U（m/s）l水温：T（）l 进潮量：W（m3）l交换率：EAl 滞留时间：RT（天）根据具体情况也可选择其它能代表水体特征的参数设计水文条件8/31/202411饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法不同水体规划可选择的主要指标参数 l河流： 径流量、水温、pH、硬度l湖库： 水位（容积）、流量、流速、水温、交换率、滞留时间l河口： 径流量、进潮量、潮位、水温、交换率、滞留时间设计水文条件8/31/202412饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方
6、法允许纳污量分析方法基于生物安全生物安全的设计水文条件保护水生生物的水质基准，要考虑生物、生态及毒理学的信息。三要素：浓度，持续时间，发生频率持续平均浓度基准CCC：4天平均浓度，平均三年不超过一次（确定性模型可用）最大浓度基准(CMC)：1小时平均浓度，平均三年不超过一次 （概率稀释模型可用于保守物质）设计水文条件8/31/202413饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法水环境规划设计水文条件选择水环境规划设计水文条件选择分类确定分类确定保护目标分类保护目标分类l生物安全生物安全l人类健康人类健康l生态安全生态安全 污染危害分类污染危害分类l1.非毒理
7、指标非毒理指标l耗氧类（传统排污）l细菌类（传统排污）l富营养化类（传统排污）l2.毒理指标毒理指标l金属类l有机毒品类l致癌类设计水文条件8/31/202414饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法设计水文条件系统特征参数 l允许平均期l重现期T（或频率）l控制时段l平均方法 设计水文条件不同目标可选的允许平均期l水生生物急性毒理：1天l水生生物慢性毒理：4天l人类健康（致癌）：70年l人类健康（非致癌）：30天或其它 8/31/202415饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法重现期y（年）与保证率P(%) 关系l
8、重现期选择： 生物安全一般取三年；人类健康安全根据污染物类型确定 设计水文条件8/31/202416饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法控制时段选择 l径流量的年内变化径流量的年内变化l污染源污水量的年内时间变化污染源污水量的年内时间变化 l点源与非点源比例的关系可能形成的控制时段变点源与非点源比例的关系可能形成的控制时段变化化 l环境功能要求的控制时段环境功能要求的控制时段 大肠菌群（510月） DO(枯水时段、高水温时段） 富营养化（春、秋） 设计水文条件8/31/202417饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方
9、法河流保守物质设计水文条件7Q10及30Q10 设计流量的问题 近似用算术平均代替调和平均的问题河流保守物质模拟的常规技术零维稳态水文条件分析技术（ 稀释容量 4B3及30B10）-危险时段可以判断，稳态即可确定安全设计水文条件8/31/202418饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法保守物质稳态水文参数平均方法 l调和平均流量调和平均流量 单日浓度 多日算术平均浓度 l几何平均流量几何平均流量 多日几何平均浓度l算术平均流量算术平均流量 多日调和平均浓度设计水文条件8/31/202419饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污
10、量分析方法河流非保守物质设计水文条件研究7Q10及30Q10 设计流量的问题用算术平均代替调和平均误差大危险时段无法确定（流量大，有的断面反而危险）河流非保守物质模拟的常规技术一维稳态水文条件分析技术 （淡水稀释自净容量 4B3及30B10 ）准动态可以解决稳态模型误差大形成的安全问题，但不能解决危险时段的选择问题设计水文条件8/31/202420饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法非保守物质稳态水文参数平均方法 l调和平均流量调和平均流量 单日浓度 多日算术平均浓度 设计水文条件8/31/202421饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分
11、析方法允许纳污量分析方法非保守物质设计水文条件的安全性分析设计流量加大，下游浓度抬升可能导致下游高功能区超标0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5051015202530距离(km)浓度Q=10Q=20Q=308/31/202422饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法环境容量的概念l单水质目标（如一个湖泊以混合均匀浓度为水质目标），一般可以采用先计算容量，再以小于等于容量的条件分配总量的方式进行水环境规划，其隐含的充分必要条件是：纳污总量小纳污总量小于容量则水体一定达标。于容量则水体一定达标。l多水质目标（如一个水体有多个功能区）条
12、件下，纳污总量与环境容量的关系为必要条件：纳污总量大于容量则一定有功能区超标，而纳纳污总量小于容量则水体不一定达标污总量小于容量则水体不一定达标。 容量分析8/31/202423饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法单源包络线方程原模型：包络模型： 包络线方程可得到稳定排放负荷下，河流流量范围内每点浓度的最大值8/31/202424饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法水质模拟上包线示意8/31/202425饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法 固定点位设计流量固定点位设计流量Q
13、SQS小于峰值流量小于峰值流量QmaxQmax时按容量总量分配方案执行存在超标危险时按容量总量分配方案执行存在超标危险 水质模拟上包线示意8/31/202426饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法总量分配合理性指数总量分配合理性指数TCRI 指标指标内容内容表达方式表达方式科学性指标C1环境容量利用率分配负荷量与分配区域排污口环境容量之比公平性指标C21容量利用与水资源贡献比例1-（分配负荷比例i-入海径流贡献比例i）2C22人口（生存排污权）1-（分配负荷比例i-人口比例i）2 C23农田（生存生产排污权）1-（分配负荷比例i-农田面积比例i）2 C2
14、4城市（发展达标排污权）1-（分配负荷比例i-GDP比例i）2 经济指标C3（治理费用较低）1-（分配负荷比例i -现状负荷量i）28/31/202427饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法浓度包络线进行容量规划可以避免安全性问题8/31/202428饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法l谢谢各位专家谢谢各位8/31/202429饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法水系环境容量局部累加估算的局限性l上下游功能区不和谐将导致计算的反复上下游功能区不和谐将导致计算的反复 上下游功
15、能区不和谐处理繁复 多个水质指标功能区协调困难l可行性差可行性差l感潮河段无法应用感潮河段无法应用8/31/202430饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法河流混合区分析方法l简单方法简单方法传统污染物：1/2河宽稀释流量，零维模型有毒污染物：1/3河宽稀释流量，零维模型l模拟方法：模拟方法： 远区计算法：l 平面二维解析法l 平面二维累积流量法 近区计算法：l 二维或三维紊流模型(-模型等)l 稀释模型（UM、UPLUM、COMMIX、JETLAG等）8/31/202431饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法水质模拟上包线模式旧模型：新模型： 8/31/202432饮用水源地饮用水源地饮用水源地饮用水源地允许纳污量分析方法允许纳污量分析方法
