三、地面水環(huán)境現狀調查與評價

　　(一)掌握不同類型污染源的調查方法

　　1.污染源類型：點源和面源(非點源)。污染物類型：持久性污染物、非持久性污染物、pH值和熱效應。

　　2.污染源調查原則及內容

　　⑴點源調查的基本內容: ①排放特點:調查確定排放口的平、斷面位置、排放方向、形式(分散或集中)。②排放數據:根據現有的實測數據、統(tǒng)計報表以及各廠礦的工藝路線等選定的主要水質參數，并調查現有的排放量、排放速度、排放濃度及其變化等。③用排水狀況:主要調查取水量、用水量、循環(huán)水量及排水總量等。④廢(污)水的處理狀況:主要調查廢(污)水的處理設備、處理效率、處理水量及進、出水質狀況等。⑵工業(yè)類非點源調查的基本內容: ①非點源概況:原料、燃料、廢料、廢棄物的堆放位置、面積、形式、堆放點的地面鋪裝及其保潔程度、堆放物的遮蓋方式等。②非點源的排放方式、去向與處理情況:應說明非點源污染物是有組織的匯集還是無組織的漫流;是集中后直接排放還是處理后排放;是單獨排放還是與生產廢水或生活污水合并排放等。③非點源的排污數據:根據現有實測數據、統(tǒng)計報表以及根據引起非點源污染的原料、燃料、廢料、廢棄物的物理、化學、生化性質選定調查的主要水質參數，調查有關排放季節(jié)、排放時期、排放量、排放濃度及其變化等數據。⑶其他非點污染源調查的基本內容: ①山地、草原、農地非點污染源，應調查有機肥、化肥、農藥的施用量，以及流失率、流失規(guī)律、不同季節(jié)的流失量等。②城市非點污染源，應調查雨水徑流特點、初期城市暴雨徑流的污染物數量。

　　3.水質因于選擇： 表 水質因子選擇

　　(二)掌握不同水體環(huán)境現狀調查的基本內容和要求

　　1.確定環(huán)境現狀的調查范圍：⑴應能包括受CP影響較顯著的地面水區(qū)域。在此區(qū)域內的調查應能全面說明與地面水環(huán)境相聯系的環(huán)境基本狀況，并能滿足EI預測的需要。⑵河流，要考慮污水排放量大小、河流規(guī)模確定排放口下游應調查河段長度。⑶湖(庫)、海灣，需考慮污水排放量大小確定調查半徑或調查面積。

　　2.確定環(huán)境現狀的調查時期⑴根據當地水文資料確定河流(口)、湖(庫)的豐、平、枯水期，同時確定三個時期的季節(jié)和月份。海灣確定大潮期和小潮期。⑵根據評價等級確定調查時期。⑶當調查區(qū)域面源污染嚴重，豐水期水質劣于枯水期時，一、二級評價的各類水域應調查豐水期，若時間允許，三級也應調查。⑷冰封期較長的水域，且作為生活飲用水、食品加工用水的水源或漁業(yè)用水時，應調查冰封期的水質、水文情況。

　　表3-16 對水環(huán)境調查時期的要求

　　3.進行水文調查與水文測量 表 水文調查與水文測量內容

　　4.進行現有污染源調查。在調查范圍內能對地面水環(huán)境產生影響的主要污染源均應進行調查。包括點污染源和非點污染源兩類。5.進行水質調查時應盡量利用現有數據資料，如資料不足時應實測。

　　(三)熟悉河流、湖泊常用環(huán)境水文特征及常用參數的調查方法

　　河川徑流的表示方法

　　流量Q：單位時間通過河流某一斷面的水量，單位為m3/s。

　　徑流總量W：在T時段內通過河流某一斷面的總水量，W=QT，單位m3、104m3、108m3。

　　徑流深Y：Y=QT/(1000F)，mm;F為流域面積，單位km2。

　　徑流系數α：某一時段內徑流深與相應降雨深P的比值，α=Y/P。

　　徑流模數：M=1000Q/F，常用單位L/( s?km2)

　　1.河流的基本環(huán)境水文與水力學特征

　　⑴河道水流形態(tài)的基本分類

　　①恒定均勻流。非感潮河道，且在平水或枯水期，河道均勻，流動可視為恒定均勻流。基本方程為：

　　v=C(Ri)½，Q=v?A式中：v―斷面平均流速，m/s;C―謝才系數，常用(1/n)R⅙表示，n為河床糙率;R―水力半徑(過水斷面積與濕周之比)，m;i―水面坡降或底坡;Q―流量，m3/s ;A―過水斷面面積，m2。

　　②非恒定流河道非恒定流常用一維圣維南方程描述。河道有側向入流時，基本方程為：

　　B―河道水面寬度，m; ―相應于某一高程z斷面沿程變化;z―河底高程，m;Sf―沿程摩阻坡度; t―時間;q―單位河長側向入流;vq―側向入流流速沿主流方向上的分量，m/s。

　　⑵設計年最枯時段流量：枯水流量的選擇一般分為兩種情況：①固定時段選樣，每年選樣的起止時間是一定的;②浮動時段選樣，每年選樣的時間是不固定的，適用于推求短時段(如<30d)設計枯水流量時。

　　⑶河流斷面流速計算。①實測流量資料多，繪制水位―流量，水位―面積，水位―流速關系曲線，由設計流量推求相應的斷面平均流速。②實測流量資料較少時，通過水力學公式計算。③用公式計算:

　　有足夠實測資料的計算公式： 經驗公式：

　　式中ν、Q、A意義同上;B―河寬;h―平均水深;α?β、γ、Δ―經驗參數，由實測資料確定。

　　⑷河流水體混合是流動水體單元相互摻混的過程，包括：分子擴散、紊動擴散、剪切離散等分散過程及其聯合作用。 表 水體混合過程(重點)

　　2.湖泊、水庫的環(huán)境水文特征

　　①湖泊、水庫的水量平衡關系式：W入=W出+W損±∆W

　　W入―湖(庫)的時段來水總量，包括湖庫面降水量，水汽凝結量，入湖庫地表徑流與地下徑流;W出―湖(庫)的時段內出水量，包括出湖庫地表徑流與地下徑流與工農業(yè)及生活用水量等;W損―時段內湖(庫)的水面蒸發(fā)與滲漏等損失總量;∆W―時段內湖(庫)蓄水量的增減值。

　　②湖泊、水庫的動力特征。湖流：湖、庫水在水力坡度力、密度梯度力、風力等作用下產生沿一定方向的流動。按成因，可分為風成流、梯度流、慣性流和混合流。湖流環(huán)狀流動可分為水平環(huán)流、垂直環(huán)流和蘭米爾環(huán)流(在表層形成的螺旋形流動)。湖水混合：湖、庫水混合的方式分為紊動混合(由風力和水力坡度作用產生)和對流混合(由湖水密度差異引起)。波浪：湖泊中的波浪主要是由風引起的，又稱為風浪。波漾：湖、庫中水位有節(jié)奏的升降變化，稱為波漾或定振波。

　　③水溫(較明顯的季節(jié)性與垂直變化)。容積和水深較小的湖泊，沒有溫度垂直分層。容積和水深較大的湖泊或水庫，水溫呈垂向分層。水溫垂向分布有三個層次，上層溫度較高，下層溫度較低，中間稱為溫躍層。湖(庫)水溫是否分層，比較簡單的而常用的是通過湖(庫)水替換的次數指標α和β經驗性標準來判別。α=年總入流量/湖庫總容積;β=一次洪水總量/湖庫總容積。當α<10，認為湖(庫)為穩(wěn)定分層型;當α>20，認為湖(庫)為混合型。最簡單經驗判別法，即以湖泊、水庫的平均水深H>10m時，認為下層水常不受上層影響而保持一定的溫度，此種為分層型;反之若H≤10m，湖泊、水庫可能是混合型。

　　常用水文特征值的獲取方法：收集資料法、實測法和公式計算法。首先應向有關的水文測量和水質監(jiān)測等部門收集現有資料，當資料不足時，應進行一定的水文調查和水質調查，特別需進行與水質調查同步的水文測量。一般情況，水文調查與水文測量在枯水期進行，必要時，其他時期可進行補充調查。水文測量的內容與擬采用的EI預測方法密切相關。

　　(四)了解河口、近海水體的基本環(huán)境水動力學特征及相應的調查方法

　　1.相關概念。⑴河口：入海河流受到潮汐作用的一段河段，又稱感潮河段。與一般河流最顯著的區(qū)別是常受到潮汐的影響。⑵海灣是海洋凸入陸地的那部分水域。海灣根據形狀、灣口的大小和深淺以及通過灣口與外海的水交換能力，分為閉塞型和開敞型兩類。⑶大陸架水區(qū)：位于大陸架上水深200m以下，海底坡度不大的沿岸海域，是大洋與大陸之間的連接部。

　　⑴江河的淡水徑流：在河口水域淡水徑流對于鹽度、密度的分布起著極為重要的作用。一般情況下淡的徑流水因密度較海水小，于表層向外海擴展，并通過卷吸和混合過程逐漸與海水混合，而高鹽度的海水從底層楔入海口，形成河口鹽水楔。這樣的河口楔由底層的入流與表層的出流構成垂向環(huán)流來維持。鹽水楔溯江而上入侵河口段的深度主要由徑流大小決定，徑流小入侵就深，徑流大入侵就淺。

　　在有河流入海的海灣和沿岸海域，于豐水期常常形成表層低鹽水層，而且恰好與夏季高溫期疊合，因而形成低鹽高溫的表層水，深度一般在10m左右，它與下層高鹽低溫海水之間有一強的溫、鹽躍層相隔，形成界面分明的上下兩層結構，從而使流場變得十分復雜。

　　⑵潮汐與潮流：陸架淺海中的潮汐現象主要來自大洋，本地區(qū)產生的潮汐現象是微不足道的。潮流對陸架淺海污染物的輸運和擴散、海灣的水交換等起著極為重要的作用。

　　2.河口海灣的基本水流形態(tài)：水流的動力條件是污染物在河口海灣中得以輸移擴散的決定性因素。在河口海灣等近海水域，潮流對污染物的輸移和擴散起主要作用。潮流：內外海潮波進入沿岸海域和海灣時的變形而形成的淺海特有的潮波運動形態(tài)。

　　(五)了解不利水文條件及其確定方法

　　確定不利水文條件的方法：⑴根據水文、水質條件，確定不利于CP廢水排放的水期(不一定是枯水期);⑵在不利水期內，確定水質預測時段(如水期平均、連續(xù)最枯7/30天，最枯月等);⑶確定預測時段相應的環(huán)境水文特征值(如平均流量、流速、擴散系數、河寬、平均水深、坡度、彎曲系數等)。在河流水EIA中，通常都是選擇影響河流水環(huán)境質量的最不利條件作為計算水中污染物EI的計算條件。河流的枯水期(一般為冬季)流量小，自凈能力弱，是河流污染最嚴重的時期。通常選擇頻率為50%、80%、90%、95%的年最小月平均流量和流速，或選枯水期平均流量。

　　(六)熟悉單項水質參數法在水質現狀評價中的應用

　　⑴一般水質因子(隨水質濃度增加而水質變差的水質因子) Si,j=ci,j/cs,i

　　式中Si,j―水質評價因子i在第j點上的標準指數;ci,j―評價因子i在第j點上的實測統(tǒng)計代表值，mg/L;cs,i―評價因子i的評價標準限值，mg/L。

　　⑵特殊水質因子

　　①溶解氧(DO) a)DOj≥DOs時：SDO,j=|DOf-DOj|/(DOf-DOs) ;b)DOjs：SDO,j=10-9DOj/DOs

　　式中：DOf―飽和溶解氧的濃度，mg/L, DOf =468/(31.6+t) ,t―水溫，℃;

　　DOs―溶解氧的評價標準限值，mg/L;DOj―j點的溶解氧實測統(tǒng)計代表值，mg/L 。

　　②pH值(兩端有限值，水質影響不同)

　　a)當pHj≤7.0：SpHj=(7.0-pHj)/(7.0-pHsd) ;b)當pHj >7.0：SpHj=( pHj -7.0)/(pHsu-7.0)

　　式中：pHj―河流上游或湖(庫)、海的 pH值的實測統(tǒng)計代表值;pHsd、pHsu―分別為地面水水質評價標準中規(guī)定的pH下限值、上限值。

　　⑶判據：水質因子的標準指數≤1，表明該水質因子在評價水體中的濃度符合水域功能及水環(huán)境質量標準要求;否則，則表明該水質參數超過了規(guī)定的水質標準，已經不能滿足使用要求。

　　⑷實測統(tǒng)計代表值的獲取方法：①極值法適用于某水質因子監(jiān)測數據量少，水質濃度變化大的情況。②均值法適用于某水質因子監(jiān)測數據量多,水質濃度變化較小的情況。③內梅羅法適用于某水質因子有一定的監(jiān)測 數據量，水質濃度變幅較大的情況。式中c―某水質監(jiān)測因子的內梅羅值，mg/L;c極―某水質監(jiān)測因子的實測極值，mg/L;c均―某水質監(jiān)測因子的算術平均值，mg/L

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