水环境质量评价(PPT-75页)

4水环境质量评价水资源评价的重要性水资源的重要性基础资源战略资源时空分布不均水资源短缺水生态/环境恶化天然条件现代化进程水问题河道断流解决问题的思路、方法和理念改变满足国家需求地表水地表水地下水地表水土壤水地下水水资源评价2007年3月22日，印度新德里，一名儿童在公共水站饮水2007年3月22日，在阿富汗首都喀布尔，一名女孩用独轮车往自家运水2007年3月21日，印度海德拉巴，妇女们在一水井前争抢接水2007年3月19日，南非西北部的吉拉斯一村庄，一名男孩在用泵取水。这个3500人的村庄只有一个水泵cfp图4月4日，云南省个旧市一小水库干涸见底，村民在库底捉泥鳅。由于干旱缺水，当地已经有3年无法种植水稻。自2009年以来，整个云南省遭遇持续三年干旱。中国与世界部分国家年径流总量比较(2000年)12000240003600048000600001200024000360004800060000加拿巴印美中年径流总量（亿立方米）俄罗总量大，世界第六中国与世界部分国家年径流人均量比较(2000年)250005000075000100000125000250005000075000100000125000巴加拿美印中世界人人均径流量（立方米/人）...世界人均的1/4，110位之后人均少YellowRiverflows1956-2000黄河水流量020040060080010001200195619601964196819721976198019841988199219962000Volume(108m3)Year伊犁河北疆调水14.2引额济乌济克25.2南水北调西线80滇中调水34东深供水23.7闽江调水13太湖引江170江苏引江50海河引黄46淮河引黄37南水北调东线148南水北调中线130引汉济渭15引黄济石6大伙房输水18绰尔河引水6引哈入锡1.2哈达山输水14.2呼玛河引水20跨流域水资源配置工程图2030年主要跨流域水资源配置工程图1996年的主题是：“为干渴的城市供水”1997年的主题是：“水的短缺”1998年的主题是：“地下水－－看不见的资源”1999年的主题是：“我们（人类）永远生活在缺水状态之中”2000年的主题是：“卫生用水”2001年的主题是：“21世纪的水2002年的主题是：“水与发展”2003年的主题是：“水——人类的未来”2004年的主题是：“水与灾害2005年的主题是：“生命之水”2006年的主题是：“水与文化2007年的主题是：“水利发展与和谐社会”2008年的主题是：“涉水卫生”2009年的主题是：“跨界水——共享的水、共享的机遇”2010年的主题是：关注水质、抓住机遇、应对挑战“2011年的主题是：“城市水资源管理”2012年的主题是：水与粮食安全世界水日(WorldWaterDay)-3月22日4.1水环境现状评价4.2水环境影响评价（水质模型）4.2.1河流水质模型简介4.2.2河流的混合稀释模型4.2.3守恒污染物在均匀流场中的扩散模型4.2.4Streeter-Phelps（S-P）模型4.2.5河流水质模型中参数估值目录4.1水环境现状评价水体污染及污染物水体污染：指人类活动排放的污染物进入水体，使水质、底质的理化特性和水环境中的生物特性、组成发生改变，从而影响水的有效利用，造成水质恶化，危害人体健康和破坏生态环境的现象。造成水体的水质、生物、底质质量恶化的各种物质或能量都称为水体污染物。分类依据类型示例点源如工矿废水、生活污水通过管道、沟渠集中排放面源如农田排水、矿山排水、城市和工业路面排水按排放方式分类分类线源雨水的地面径流持久性污染物如无机盐、重金属等非持久性污染物如喜氧有机物酸、碱度以pH表示按污染性质分类热效应以温度表示地面水污染源河流、湖泊、水库、沟渠等地下水污染源地下水体按接受污染水体分类海洋污染源世界海洋自然污染源径流经过富含矿物的区域、地热水按污染物产生来源分类人为污染源工矿企业等排放污水，可分为：工业污染源、农业污染源、生活污染源表4-1水体污染源分类1、感观性状及物理指标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要。还有热污染，放射性污染等2、微生物指标细菌、大肠杆菌等，伤寒、霍乱、细菌性痢疾的病原菌等。3、氧的平衡指标DO、COD、BOD、TOD、总有机碳TOC。水质污染的评价指标4、化学指标（三大类）（1）无机物指标硝酸盐氮、氨态氮、磷酸盐等营养盐类因子及其它无机盐类。（2）重金属指标①毒性较小的：铁、铜、锌等；②毒性较大的：汞、镉、铅、铬等（3）有机物指标①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。②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。4.1地表水指数评价模型4.1.1一般型水环境指数环境质量指数是无量纲数,表示污染物在环境中实际浓度超过评价标准的程度,即超标倍数。水质参数的标准指数1，表明该水质参数超过了水质标准，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。因此对溶解氧和pH值而言,其单项水质参数具有不同的定义式。标准指数法（1）一般水质因子（随水质浓度增加而水质变差的水质因子）Ii=Ci/Si式中：Ii——标准指数；Ci—评价因子i的实测浓度值（mg/L）；Si——评价因子i的评价标准限值（mg/L）。（2）特殊水质因子（DO和pH）①②DODODOsDOsDOSCSOCOI对于DODODODODOSCSCI对于910IDO—DO的标准指数；CDO—溶解氧实测值，mg/L；SDO—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（mg/L），计算公式常采用：OS=468/（31.6+T），T为水温，℃注意pH值—两端有限值，水质影响不同0.70.70.7pHpHpHIupH对于0.70.70.7pHpHpHIdpH对于IpH——≤pH的标准指数；pH——pH实测值；pHd——评价标准中pH的下限值；pHu——评价标准中pH的上限值。例题：已知某河流水体温度为24.9oC，实测水体DO和DO标准分别为5.16mg/L和5mg/L,实测河流水体pH值=7.1，水体的pH值标准限值为6-8，求该河流水体DO和pH的标准指数值。水体饱和溶解氧Os=468/(31.6+24.9)=8.28mg/LDODODOsDOsDOSCSOCOI对于IpH=(7.1-7.0)/(8-7.0)=0.10.70.70.7pHpHpHIupH对于IDO=(8.28-5.16)/(8.28-5)=0.951因此该水体DO指数为0.951，pH指数值为0.1。解答(5.16＞5mg/L)(pH7.1＞7.0)1.N.L.Nemerow(内梅罗)指数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。选用的水质指标：温度、颜色、透明度、pH值、大肠杆菌数、总溶解固体、SS、TN、碱度、氯、铁、锰、硫酸盐和DO。把水的用途分为三类：人类直接接触使用的；间接接触使用的；不接触使用的。根据不同用途设定不同的水质标准，计算水质分指数PIi＝[（Ii2，max＋Ii2，平均）/2]1/2总指数PIi＝∑WiPii例题4-1：在某河流的3个采样断面上进行采样分析结果如表1所示（mg/L），如果河流的水40%用于游泳（断面A1），40%用于渔业（断面A2），20%用于航运（断面A3），计算各断面内梅罗水质指数和河流总的内梅罗水质指数污染因子标准A1A2A3BOD546.510.35.41COD1532.217.524.59总氰化物0.20.0170.0020.007挥发酚0.0050.0150.0130.006总镉0.0050.0030.0020.007溶解氧53.45.164.69温度-2524.924.3OS8.2698.2838.372总汞0.00010.0010.00020.0012总砷0.0500.010.01总氮10.91.456.52AverageMax内梅罗指数A1Ci/SiA2Ci/SiA3Ci/Si1.6252.5751.3532.1471.1671.6390.0850.010.03532.61.20.60.41.43.880.95131.558------1021200.20.20.91.456.522.4711.2622.878102.6127.2842.0438.726不同断面的水质实测值计算结果断面A1：PI1=[（2.47072+102）/2]0.5=7.2837断面A2：PI2=[（1.26152+2.62）/2]0.5=2.0434断面A3：PI3=[（2.87832+122）/2]0.5=8.7260因此总的内梅罗水质指数PI=0.4×7.2837+0.4×2.0434+0.2×8.7260=5.4760根据PIi＝[（Iimax2＋Ii平均2）/2]1/22、北京西郊水质质量系数P这是1975年进行北京西郊环境质量评价时提出的，1976年北京东南郊在评价时也曾采用。niiiCCp10P﹤0.20.2-0.50.5-1.01.0-5.05.0-1010-100﹥100清洁微污染轻污染中度污染较重污染严重污染极重污染本指数可用于地下水评价，在地下水评价时把C0i改为饮用水标准即可。P地下水00～0.50.5～11～55～10清洁微污染轻污染中度污染较重污染3、南京水域质量综合指数1）、表达式：I水＝1/n·∑WiPiPi＝Ci/Si∑Wi＝12）、评价参数：砷、酚、氰、铬、汞；3）、按综合指标值对水质进行分类：I水0.2，清洁；I水＝0.2～0.4，尚清洁；I水＝0.4～0.7，轻污染；I水＝0.7～1.0，中污染；I水＝1.0～2.0，重污染；I水2.0，严重污染。判断该水域的环境质量。水质指标总砷挥发酚总氰化物铬（6价）总汞实测值（mg/L）0.0250.0050.10.010.0001标准值（mg/L）0.050.0050.20.050.0001权重0.20.20.10.20.3南京某三类水域，实测得以下水质指标：解：I水＝0.1380.2，则该水域清洁水质指标总砷挥发酚总氰化物铬（6价）总汞实测值Ci（mg/L）0.0250.0050.10.010.0001标准值Si（mg/L）0.050.0050.20.050.0001权重Wi0.20.20.10.20.3Pi＝Ci/Si0.51.00.50.21.0WiPi0.100.200.050.040.30I水＝1/n·∑WiPi0.1384、上海水质指数上海地区水系水质调查组和华东师范大学地理系在对黄浦江评价时提出了“有机污染综合评价值A：00330DODONNHNNHCODCODBODBODAiiiii下标带i的均为实测值；下标为0的均为标准值。分级情况：A﹤00～11～22～33～4﹥4污染等级012345级别良好较好一般轻度污染中度污染严重污染4.1.2分级型指数分级型指数是在计算水质指数时，不直接同各参数的测定值或相对污染值来统计，而是先把它们分成等级，然后按等级进行计算，然后根据不同指标的权重值相乘，最后将得到的分值与综合评价表对比，判断水质的级别。1.罗斯（S.L.Ross）水质指数WQI选用悬浮固体、BOD、DO、氨氮4个评价参数，并给予权重（表4-4）。在计算水质指数时，先把它们分成等级，然后按等级进行计算（见表4-5），其计算式为：WQI=∑分级值/∑权重值（4-10）WQI值（整数）将水质指数分成从0-10的11个等级，数值越大，则水质越好，各级指数可进行如下分级：WQI=10天然纯净水WQI=8轻度污染水WQI=6污染水WQI=3严重污染水WQI=0水质类似腐败的原污水悬浮固体BOD氨氮DODO浓度（mg/L）分级浓度（mg/L）分级浓度（mg/L）分级饱和度（%）分级浓度（mg/L）分级0-10200-2