饮用水源地允许限制负荷估算要点.ppt
2023/8/30,1,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2007.4,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,2,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 设计水文条件选择 计算模型选择 容量规划方法选择,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,3,技术路线图,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,4,水质目标选择,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混合区急性混合区慢性混合区超标混合区,水体类型河流湖库分层不分层河口完全混合部分混合分层,水质目标,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,5,水质目标选择,河流保守物质功能区实置功能示意图,水质目标,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,6,水质目标选择,河流非保守物质功能区实置功能示意图,水质目标,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,7,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,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,8,河流混合区控制建议,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,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,9,河流混合区控制建议,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,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,10,湖库混合区控制建议,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,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,11,设计水文指标体系主要参数,径流量：Q（m3/s）水（潮）位：Z（m）流速：U（m/s）水温：T（）进潮量：W（m3）交换率：EA 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,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,12,不同水体规划可选择的主要指标参数,河流：径流量、水温、pH、硬度湖库：水位（容积）、流量、流速、水温、交换率、滞留时间河口：径流量、进潮量、潮位、水温、交换率、滞留时间,设计水文条件,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,13,基于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,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,14,水环境规划设计水文条件选择分类确定,保护目标分类生物安全人类健康生态安全,污染危害分类1.非毒理指标耗氧类（传统排污）细菌类（传统排污）富营养化类（传统排污）2.毒理指标金属类有机毒品类致癌类,设计水文条件,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,15,设计水文条件系统特征参数,允许平均期重现期T（或频率）控制时段平均方法,设计水文条件,不同目标可选的允许平均期水生生物急性毒理：1天水生生物慢性毒理：4天人类健康（致癌）：70年人类健康（非致癌）：30天或其它,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,16,重现期y（年）与保证率P(%)关系,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,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,17,控制时段选择,径流量的年内变化污染源污水量的年内时间变化 点源与非点源比例的关系可能形成的控制时段变化 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,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,18,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,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,19,保守物质稳态水文参数平均方法,调和平均流量 单日浓度 多日算术平均浓度 几何平均流量 多日几何平均浓度算术平均流量 多日调和平均浓度,设计水文条件,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,20,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,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,21,非保守物质稳态水文参数平均方法,调和平均流量 单日浓度 多日算术平均浓度,设计水文条件,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,22,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,0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,0,5,10,15,20,25,30,距离(km),浓度,Q=10,Q=20,Q=30,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,23,环境容量的概念,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：纳污总量小于容量则水体一定达标。多水质目标（如一个水体有多个功能区）条件下，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，而纳污总量小于容量则水体不一定达标。,容量分析,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,24,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,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,25,水质模拟上包线示意,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,26,固定点位设计流量QS小于峰值流量Qmax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,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,27,总量分配合理性指数TCRI,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,28,浓度包络线进行容量规划可以避免安全性问题,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,29,谢谢各位专家,谢谢各位,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,30,水系环境容量局部累加估算的局限性,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处理繁复 多个水质指标功能区协调困难可行性差感潮河段无法应用,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,31,河流混合区分析方法,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，零维模型模拟方法：远区计算法：平面二维解析法 平面二维累积流量法 近区计算法：二维或三维紊流模型(-模型等)稀释模型（UM、UPLUM、COMMIX、JETLAG等）,饮用水源地允许纳污量分析方法,2023/8/30,32,水质模拟上包线模式,旧模型：新模型：,
