11水资源保护.docx
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11水资源保护
幻灯片1
第9章水资源保护
9.1水资源保护的概念、任务和内容
9.2水体的污染和污水排放
9.3水环境质量监测和评价
9.4水资源保护措施
幻灯片2
第9章水资源保护
9.1水资源保护的概念、任务和内容
一、水资源保护的概念：
通过行政、法律、经济的手段，合理开发、管理利用水资源，保护水资源的质、量供应，防止水污染、水源枯竭、水流阻塞和水土流失、以满足社会实现经济可持续发展对淡水资源的需求。
包括地表水和地下水水量与水质的保护与管理两个方面。
二、水资源保护的任务和内容
（1）水资源管理体制的改革及其能力建设。
（2）提高水污染控制和污水资源化的水平，保护与水资源有关的生态系统。
（3）研究与开发与水资源污染控制与修复有关的现代理论、技术体系。
（4）强化水环境监测，完善水资源管理体制与法律法规，加大执法力度，实现依法治水和管水。
（5）强化气候变化对水资源的影响及其相关的战略性研究。
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第9章水资源保护
9.2水体的污染和污水排放
一、水体污染
1、水体主要是指河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、海洋等的总称。
水体分为陆地水体和海洋水体，陆地水体又可分为地表水体和地下水体。
2、水体污染
水体污染是指排入水体中的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水的物理、化学及微生物性质发生变化，使水体固有的生态系统和功能受到破坏。
3、水体污染特征
地表水体：
容易受到人类活动的影响，水质发生变化。
通常地表水遭受污染从表观上体现为水体的浊度和色度增高，水体浑浊，变色，有臭味，可视性很强，比较容易被发现。
同时水体的循环周期较短，污染的水体相对比较容易使水质恢复，也较易于净化。
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第9章水资源保护
9.2水体的污染和污水排放
一、水体污染
3、水体污染特征
地下水体：
一旦遭受污染很难被发现，具有隐蔽性；由于地下水是在含水层的孔隙介质的微孔中进行缓慢渗透的，即便已经遭受到相当程度的污染，也很难从颜色、气味或者鱼类的死亡鉴别出来，因为此时的地下水很可能从外观上仍然是无色、无味的，人们饮用了这样的地下水，中毒往往是慢性的，不容易被察觉，这就比较可怕。
当污染被发现后，即使我们采取一定的措施也很难将水质恢复，地下水的污染具有难以逆转性。
由于地下水在岩层中的流动速度非常缓慢，也因此依靠地下径流把污染物带走，则需要相当长时间，即使在切断污染来源后，靠含水层本身的自然净化作用，在短时间内也很难将水质恢复。
靠含水层本身的自然净化，少则需十年、几十年，多则需要上百年的时间。
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第9章水资源保护
9.2水体的污染和污水排放
二、水体污染的三要素：
污染源、污染物和污染途径
1、污染源：
凡能排放或释放污染物的来源和场所均称为污染源。
按照污染源形成的原因，可以把水体污染源分成两大类：
人为污染源和天然污染源。
1．人为污染源
由于人类的生活生产活动而产生的各种液态或固态的污染源我们称之为人为污染源。
按照这些污染源的分布特征我们又可以将人为污染源分为点源、面源和内源。
（1）点源
点源的特点是污染物集中排放，而且是长期连续集中排放。
①生活污水：
没有经过二级处理的，污染物以悬浮物和BOD为主，也含有一定量的细菌和病毒，重金属含量一般较低。
②工业废水：
工业废水同生产工艺、产品类型密切相关，水量往往较大，成分比较复杂，有些废水毒性很大。
主要污染物通常是有毒有害物质、悬浮物、酸碱度、石油类等。
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二、水体污染的三要素
1、污染源
（1）点源
③固体废物：
主要指各种生活、工业垃圾和污水处理厂的污泥等。
垃圾堆放后会产生垃圾渗滤液，里面会含有很多有毒有害物质和高浓度的有机物，对环境污染非常严重。
④矿床开采：
矿床开采会产生大量的劣质的矿石加工废水，对环境污染也很严重。
（2）面源（非点源）
面源为受外界气象、水文条件控制的不连续性、分散排放污染物质。
面源多为人类在土地上活动所产生的水体污染源，包括农业、农村生活、矿业、石油生产、施工等。
面源分布广泛，物质构成与污染途径十分复杂，如地面雨水径流、农村生活污水与分散畜牧业废物、农村种植业固废、农药化肥流失、水土流失等。
目前，非点源对水体的污染随着点源控制力度的加大，已逐渐成为水体水质恶化的主要原因。
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二、水体污染的三要素
1、污染源
（2）面源
构成面源的主体
①地面径流：
初期降雨污染
②农业生产：
农业生产过程中会施用各种农药、化肥等确保农业产量，而这些物质只有一少部分是被植物吸收了，大部分都残留在农田的土壤和水中，降雨或灌溉以后，这些农药和化肥就会进入水中，对附近水体造成污染。
天然水体中的有机物质、植物营养素，主要指氮磷以及农药等都主要来自农田排水，在长江水质监测中，雨季和农田耕作繁忙季节，长江水中有机氯农药的含量往往上升为枯水期和农闲时节的2倍以上。
（3）内源：
内源是指地面水体内部存在的污染源。
地面水体底部在较为适宜的物理、化学、水文、生物作用下，受浓度梯度的控制，会长期缓慢地向目标水体释放污染物，造水体物理性状的改变或化学组分的变化，降低水体的使用功能。
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二、水体污染的三要素
1、污染源
（3）内源
对湖泊而言，底泥是它非常重要的一个污染内源，底泥主要来自水中各种污染物的沉积，这些沉积在水面底部的物质会长期缓慢的向水体释放污染物。
以太湖为例，根据太湖水污染防治规划资料，底泥释放总氮占总污染量的18.5%，总磷占29.4%，这种含量意味着即便太湖周围不再向湖内排放污染物，仅靠湖底的底泥释放出的污染物就可以引起藻类的爆发。
可见内源是造成水体水质恢复缓慢，治理周期增加，治理投入增大的重要因素。
2.天然污染源
如地下水开采可能会导致天然污染源，比如海水进入开采含水层，导致地下水的污染。
幻灯片9
第9章水资源保护
9.2水体的污染和污水排放
二、水体污染的三要素
2、污染物质
未经处理的工业废水、矿山废水、农田排水、和生活污水中含有各种污染杂
质，如果任意排入水体就会造成水体污染。
水污染可根据污染物质的不同而主要
分为物理性污染物质、化学性污染物质和生物性污染物质三大类。
（1）物理性污染
水体的物理性污染是指水温、色度、臭味、悬浮物以及泡沫等
（2）化学性污染物质
化学性污染物质主要包括无机离子、重金属离子、有机有毒物质、需氧有机物
质、油类污染物质及植物营养物质等。
（3）生物性污染物质
生物性污染主要指病原微生物的污染，生活污水和医院废水、制革、屠宰、洗毛等工业废水，以及牧畜污水排入水体后，往往可带入一些病原微生物（病菌，病毒，寄生虫）。
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第9章水资源保护
9.2水体的污染和污水排放
二、水体污染的三要素
2、污染物质
常见的水体污染物：
1）毒性物质。
毒性物质主要来自于化学性污染。
化工行业产生的大量化学物质经过各种途径进入水体，对环境和人体健康产生危害。
毒性物质也分无机和有机两大类。
有机的有毒物质主要有有机氯或有机农药，如多氯联苯、酚类等等。
无机的有毒物质主要有非金属毒性物质CN-、F-、S2-和重金属物质等。
它们对人体都会有一定的毒性，很多还是致癌致畸致突变的三致物质，是我们水质安全保障系统监控的对象。
2）可生物降解的有机质。
这些污染物主要来源于酿酒厂、屠宰厂等的工业废水，废水中主要以可生物降解的有机质为主，在生物降解的过程中会大量消耗水中的溶解氧，导致水质恶化、鱼类等水生生物死亡。
3）营养物质。
主要指氮、磷和有机碳，这些物质主要来源于农业生产、生活污水等，水中含有较多的营养物质会导致水体的富营养化。
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第9章水资源保护
9.2水体的污染和污水排放
二、水体污染的三要素
3、污染途径
1）地表水污染途径
地表水体的污染途径主要有连续注入式或间歇注入式两种。
生活污水、工业废水不经处理连续不断的直接排放于水体中属于连续注入式污染。
农田排水和固体废弃物堆砌地点在降雨时产生的淋滤液属于间歇注入式污染。
2）地下水污染途径
地下水的两种污染途径一种是直接污染，另一种是间接污染（二次污染）。
直接污染是指地下水中的污染物是直接来自于污染源的，这些污染物在迁移的过程中，化学性质没有任何改变，比如污染源是农药有机氯，水中的污染组分也是有机氯，这很常见，也是地下水污染的主要方式。
间接污染是指污染物不是来自于污染源，而是在地下水的迁移过程中经过复杂的物理、化学、生物反应后的产物。
比如地下水硬度往往是比较高的，这是水流经岩溶地区产生的物理化学反应间接污染造成的，这就属于间接污染。
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9.2水体的污染和污水排放
二、水体污染的三要素
4、污染水体的物化与生化作用
污染物随污水排入水体后会发生一系列物理、化学和生物化学基本作用及其综合作用，使水质发生改变。
主要过程，一个是水体污染物质扩散水污染恶化的过程；另一个是水体污染的自净作用。
这两个过程可以同时产生和同时存在，它们在一定的条件下可以相互转化。
在某一水域或一定时间内，存在的一种相对主要的过程，决定着水体的总特征。
5、污水排放
（1）污水排放控制的法律法规体系
目前，水环境保护法律主要有《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国海洋环境保护法》、《中华人民共和国水法》，这些法律法规的颁布基本上实现了水资源保护活动的有法可依。
水环境保护的法规性文件和政策中最重要的是排污收费制度和排污许可证制度。
2003年7月1日国务院颁布了《排污费征收使用管理条例》。
条例规定直接向环境排放污染物的单位和个体工商户，应当依照本条例的规定缴纳排污费。
条例从污染物排放种类、数量的核定，排污费的征收，排污费的使用，罚则等方面作了明确的规定。
（2）污水排放标准
国家污水排放标准包括《污水综合排放标准》（GB8978—1996）以及众多的行业排放标准。
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第9章水资源保护
9.2水体的污染和污水排放
三、城市污水集中处理
1、城市污水的收集系统
建立城市污水的收集系统，避免污水任意排放进入水体，不仅可以防止水污染，改善水体环境，保护水资源，而且为城市污水的处理和再生利用打下基础。
城市污水的收集排放系统包括室内的污水管道系统及设备、室外的污水管道系统和管道上的泵站、检查井等附属设施。
如苏州在2002年开始进行的污水支管到户工程就历时3年，花费3.4亿元。
2、城市污水的处理系统
城市污水在排入受纳水体之前或利用污水经再生处理作为城市用水的补充水源之前，一般应根据受纳水体的要求进行适当有效的处理。
确定污废水的处理程度时首先应考虑如何能够防止水体受到污染，保障水环境质量，同时适当考虑水体的自净能力。
因此，处理程度主要取决于污水原水水质和处理后水质的要求。
污水处理程度确定以后，就应选择适当的处理方法。
《污水综合排放标准》标准分级
1排入《地表水环境质量标准GB3838》Ⅲ类水域（划定的保护区和游泳区除外）和排入GB3097中二类海域的污水，执行一级标准。
2排入GB3838中Ⅳ、Ⅴ类水域和排入GB3097中三类海域的污水，执行二级标准。
化学需氧量（COD）城镇二级污水处理厂一级标准60mg/L二级标准120mg/L。
3排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，执行三级标准。
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第9章水资源保护
9.2水体的污染和污水排放
3、污水的处理方法：
物理法：
是利用物理作用来分离水中呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变其化学性质。
主要包括沉淀、气浮、筛网过滤、离心分离、蒸发、超滤、反渗透等方法。
化学法：
是利用化学反应或物理化学作用处理回收可溶性废物或胶体性物质。
属于化学法的有中和法、氧化还原法、混凝法、电解法、汽提法、萃取法、吹脱法、吸附法、离子交换法、电渗析法等。
生物法：
主要利用微生物的作用，使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为无害的物质。
根据微生物的类别，目前常用的生物法可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。
好氧处理法中又有活性污泥法、生物膜法、生物氧化塘、污水灌溉、土地处理系统等。
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第9章水资源保护
9.2水体的污染和污水排放
4、净化要求和处理程度：
（根据不同需要而采用污水处理方法）
一级处理：
只是去除污废水中较大的悬浮物，主要应用物理处理法。
通常利用筛滤去除较大悬浮物，利用重力沉淀去除无机颗粒、有机颗粒，和油类颗粒物等。
污废水经过一级处理后，一般不能达到排放要求，尚需进行二级处理，一级处理只是预处理。
二级处理：
主要是去除一级处理后污水中的有机物质。
经过二级处理后的污水一般可以达到污水的排放标准和农田灌溉标准。
但经过二级处理后，水中还存在着一定的悬浮物、生物不能分解的溶解性有机物、溶解性无机物、氮磷等营养物质，并含有病毒和细菌。
在一定条件下仍然可能造成水体的污染。
三级处理：
也称为深度处理，污水三级处理的目的主要是在二级处理的基础上作进一步的深度处理以去除污水中的植物营养物质从而控制受纳水体富营养化的问题，或使处理后的水回用达到节约水资源的目的。
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第9章水资源保护
9.2水体的污染和污水排放
5、城市污水排放工程
污水的排放工程主要包括排放管渠及附属设施、排放口和水质自动监测设施。
1）排放水体及排放口位置
（1）在生活饮用水地表水源、一级保护区、风景名胜、重要渔业等水体附近是禁止设置排污口的，如果已经设置了排污口，要限期拆除或限期治理。
（2）在《地表水环境质量标准》中的ⅠⅡ类水域，Ⅲ类水域划定的保护区和游泳区，以及《海水水质标准》中规定的一类海域，是禁止新建排污口的，现有的排污口要按照水体功能的要求，实行污染物总量控制。
（3）在允许设置排放口的地方，排放口应尽量设在取水口的下游，以避免对取水口造成污染。
（4）在沿海沿江城市，在严格进行环境影响评价的基础上，可以利用附近水体较大的环境容量实施污水排海或污水排江工程。
如日本函馆市就采用了合流雨、污水直接排海的排水制式，污水排放口距岸边约4km，距水面65米，以确保环境安全。
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第9章水资源保护
9.2水体的污染和污水排放
2、排放口设置要求
1）设置采样点，以利于污水出水水质的监测。
2）设置流量计量装置，以利于污水流量的计量。
3）设置环境保护图形标志，起到警示作用。
3、排放口的形式。
根据出水口位置的不同，我们可以把出水口分成岸边式和江心分散式两种。
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第9章水资源保护
9.3水环境质量监测和评价
一、水环境质量监测
目的：
及时、准确、全面的反映水环境质量现状及发展趋势，为水环境管理、规划、污染防治等提供科学依据。
分类：
监视性监测、应急监测、特性目的监测、研究性监测。
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第9章水资源保护
9.3水环境质量监测和评价
一、水环境质量监测
4.分析方法：
化学法、电化学法、原子吸收分光度法、离子色谱法、气相色谱法、等离子体发射光谱（ICP-AES）法等。
其中，化学法（包括称量法、滴定法）和分光光度法目前在国内外水环境常规监测中已普遍被采用。
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第9章水资源保护
9.3水环境质量监测和评价
二、水环境质量评价
分类：
回顾评价、现状评价、预断评价。
回顾评价：
是对已经建成的工程产生的环境影响进行评价。
现状评价：
是对在建工程或已建工程的现状进行环境质量评价。
预断评价：
是对计划兴建工程可能对环境造成的影响。
评价方法：
一般统计法、综合指数法、数理统计法、模糊数学综合评判法、浓度级数模式法、Hamming贴近度法。
一般统计法：
基本原理是以监测点的检出值与背景值或饮用水标准比较，统计其检出数，检出率，超标率及其分布规律。
方法特点是，简单明了，但应用有局限性，只适用于水环境条件简单、污染物质单一的地区，适用于水质初步评价，不能反应总体水质状况。
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第9章水资源保护
9.4水环境保护措施
一、加强水资源环境保护的法律法规建设
二、加强水资源保护的管理体制建设
1、建立统一的行政管理机构
2、建立统一的水务管理体制
3、水资源保护的具体管理措施
三、水资源保护的经济政策
1、工程税费征收
2、水资源费征收制度
3、排污收费制度
4、可交易用水权和排污许可证
5、水资源保护的具体经济措施
幻灯片22
9.4水环境保护措施
四、水资源保护的工程技术措施
（1）水利工程措施
（2）农林工程措施（3）市政工程措施
（1）水利工程措施
通过水利工程的引水、调水、蓄水、排水等各种措施，可以改善或破坏水资源状况。
①调蓄水工程措施
通过在江河湖泊上修建一系列的水利工程（如水库和闸坝），改变天然水系的丰、枯水期水量不平衡状况，控制河川径流量，使河流在枯水期具有一定的生态用水量来稀释净化污染物质，改善水质状况。
②进水工程措施
从汇水区流出的水一般要经过若干沟、渠、支河而后流入湖泊、水库，在其进入湖库之前可设置渗滤沟、渗滤池、小型水库等工程措施来沉淀、过滤掉有害物质，确保水质达标后，再进入到湖库中。
幻灯片23
四、水资源保护的工程技术措施
（1）水利工程措施
③江河湖库的底泥疏浚工程
通过对江河湖库的底泥疏浚，可以将底泥中的营养元素、重金属等有害物质直接除去，这是解决河道底泥污染物释放的有效措施。
疏浚有干式疏浚和带水疏浚两种形式。
干式疏浚是将河（湖）水抽干，再使用排干疏浚设备，如推土机和刮泥机等疏浚底泥。
带水疏浚则是在不排河（湖）水的情况下疏浚底泥，最主要的设备是挖泥船。
污泥船上配有刮吸式或铲吸式挖掘头等设备，防止挖掘过程中底泥的扩散。
太湖底泥总蓄积量为19亿立方，疏浚深度以40-50cm为宜，利用密闭无扰动抽吸式头部掘进。
幻灯片24
第9章水资源利用与保护
9.4水环境保护措施
（2）农林工程措施
①减少面源
在汇流区域内，应科学管理农田，控制施肥量，加强水土保持，减少化肥的流失。
在有条件的地方，宜建立缓冲带，改变耕种方式，以减少肥料的施用量和流失量。
②植树造林，涵养水源
通过森林的综合作用，发挥其涵养水源和调节径流的效能。
③发展生态农业
建立养殖业、种植业、林果业相结合的生态工程，将畜禽养殖业排放的粪便有效利用于种植业和林果业，形成一个封闭系统，使生态系统中产生的营养物质在系统中循环利用，而不排入水体，减少对水环境的污染和破坏。
幻灯片25
9.4水环境保护措施
（3）市政工程措施
①加强污染源的综合治理
对于工业污染源，对环境危害严重的应优先安排资金、技术力量给予治理，确保污染物的排放满足总量控制要求。
此外，在水环境综合整治中，还要坚持走集中与分散相结合的道路，在广大乡村设置小型的垃圾回收和处理设施，减小面源污染带来的危害。
在工业污染源治理的同时，还要重视对城市生活污水、粪便以及垃圾的治理，逐步兴建生活污水处理厂和城市垃圾处理站，将污染物统一集中处理。
②建设城市污水、雨水截流工程
为了有效地控制水体污染，应对河流下水道的溢流进行严格控制，采取改合流制为分流制,优化排水系统，积极利用雨水资源等措施与办法。
幻灯片26
9.4水环境保护措施
③建设城市污水处理厂并提高其处理效率
“十一五”节能减排目标是，2010年底全国城市污水处理率不低于70%，东部发达省份力争达到县县建成污水处理厂。
全国城镇污水处理设施2011年第一季度建设和运行情况的通报:
2011年第一季度，全国城镇污水处理厂累计处理污水89.20亿立方米，运行负荷率（每日实际进水量/每日设计处理量）74.98%，累计削减化学需氧量（COD）总量241.08万吨，平均削减化学需氧量（COD）浓度271mg/L。
36个大中城市城镇污水处理厂本季度累计处理污水量30亿立方米，运行负荷率高于全国平均水平6.5个百分点，达到81.48%。
本季度尚有607座投入运行1年以上的城镇污水处理厂没有达到国家有关要求，平均运行负荷率不足60%。
（4）生物工程措施：
利用水生生物及其食物链系统达到去除污染物。
幻灯片27
五、污染源控制和水源地保护
1、污染源控制
2、建立水资源保护带
3、综合开发地下水和地表水资源
4、强化地下水资源的人工补给
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第9章水资源利用与保护
9.4水环境保护措施
四、水资源保护的工程技术措施
1、加强水体污染的控制和治理，完善城市下水道系统和城市污水处理厂的工程建设。
2、节约用水，提高水的重复利用率
3、通过引水、调水、蓄水、排水、底泥疏浚等水利工程改善水质状况
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