第八章水资源保护

8 水资源保护8.1 水资源保护的 概念、任务、内容水资源保护：为了防止水污染，合理利用水资源，采取行政、法律、经济、技术等综合措施，对水资源进行积极的保护和科学管理内容：水量保护、水质保护水量方面：对水资源统筹规划、涵养水源、调节水量、科学用水、节约用水、建设节水型工农业和节水型社会。水质方面：制定水质规划，提出防治措施任务改革水资源管理体制并加强其能力建设，切实落实与实施水资源的统一管理，有效合理分配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。实现水资源的可持续利用，消除次生的环境问题，保障生活、工业和农业的安全供水，建立安全供水的保障体系强化气候变化对水资源的影响及其相关的战略性研究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 水资源利用中的主要问题一 水资源开发过度，生态破坏严重1 上游过度开发地表水资源，造成下游生态环境日益恶化。由于单方面强调地表水渠系利用率，使山前冲洪积扇地区河流补给地下水量大为减少，造成下游河道干涸、沙化天津黄河西北内陆河流流域二 城市供水集中，供需矛盾尖锐1 城市地区，工业。人口集中，供水地点范围有限，常年持续供水，要求供水保证率高。随着城市和工业的迅猛发展，大中城市水的供需矛盾日趋尖锐三超采地下水带来的环境问题1区域地下水位持续下降，降落漏斗面积不断扩大2泉水流量衰减或断流3地面沉降4地面塌陷5海水入侵四 水资源浪费严重五 水资源污染严重1 地表水污染严重2 地下水污染状况（1）以城市生活污染为主，造成地下水中总硬度、硝酸盐、总溶解固体等严重超标，氯化物、硫酸盐、氨氮、亚硝酸盐等逐年增长或超标（2）城市工业污染对地下水的影响，目前还是局部的小范围的，但有些城市污染比较严重。主要是挥发酚、氰化物、六价铬、汞等有害物质（3）沿海城市因过量开采地下水，引起海水入侵问题，已造成地下水中氯离子含量成倍增长，甚至引起地下水化学类型转化，水质进一步恶化（4）以城市为核心的多中心分布为特点的酸雨污染，已成为我国南方地区，特别是西南地区及重工业城市地下水的新污染源。（5）农业生产中使用的农药、化肥、未经处理的污水农灌造成严重的地下水污染六 水资源开发利用缺乏统筹规划 和有效管理8.2 水环境质量监测与评价一 污染源调查的目的判明水体污染现状、污染危害程度、污染发生过程、污染物进入水体的途径及污染环境条件，揭示水污染发展趋势，确定影响污染过程可能的环境条件和影响因素为控制和消除水污染、保护水资源提供治理依据二 水环境质量监测（1）提供代表水质量现状的数据，供评价水体环境质量使用（2）确定水体中污染物的时、空分布状况，追溯污染物的来源、污染途径、迁移转化和消长规律，预测水体污染的变化趋势1 监测的目的（3）判明水污染对环境生物、人体健康造成的影响，评价污染物防治措施的实施效果，为制定有关法规、水环境质量标准、污染物排放标准提供科学依据（4）探明各种污染物的污染原因及污染机理2 监测项目的选择原则（1）选择对水体环境影响大的项目（2）选择已有可靠的监测技术、并能获得准确数据的项目（3）已有水质标准或其它规定的项目（4）在水中含量乙接近或超过规定的标准浓度和总量指标，并且污染趋势还在上升的项目（5）被分析样品具有广泛代表性3 地面水水质监测（1）水质监测站网在一定地区、按一定原则、以适当数量的水质监测站构成的水质资料收集系统（2）监测断面的设置1）断面设置原则设置在污水排入河流的主要居民区、工业区的上游、下游设在湖泊、水库、河口的主要出口和入口设在主要用水区，如公用给水的取水口、商业性捕鱼水域或娱乐水域等设在主要支流汇入干流、河口或入海水域的汇合口2）背景断面水环境背景值是指未受或少受人类活动影响的区域内的天然水体的物质组成与基本含量。在清水河段中设置水环境背景采样断面或采样点。可得到整个水系或河流的水环境背景值3）监测断面为了弄清排污对水体的影响，评价水质污染状况所设的采样断面，也称控制断面。流经城市或工业区的河段，一般设置对照断面、监测断面和消减断面。对照断面：为了弄清河流入境前的水质而设置的。设在流入城市或工业区以前，避开各类污水 流入或汇流设置，对照面只设一个监测断面：为了弄清特定污染源对水体的影响，评价 水质状况而设置的消减断面：污染物汇入河流，经过一段距离与河水充 分混合，水中污染物经稀释、自净而逐渐 降低对照面消减断面主要城市主要城市（4）采样时间、频率1）饮用水水源及重要水源保护区，全年采样812次；2）重要水系干流及一级支流，全年采样12次；3）一般中小河流。全年采样6次，丰、平、枯水期各两次；4）面积大于1000km2的湖泊和库容大于1*108的水库，每月应采样分析1次，全年不少于12次；5）其它湖库，全年采样2次，丰、枯水期各1次4 地下水水质监测（1）监测项目的确定 1）常规组分监测 2）有害物质监测 3）细菌监测三 水环境质量评价（1）地面水环境质量标准（GB383888）1 水环境质量标准（2）地下水质量分类标准(GB/T14848-93)2 水环境质量评价方法水环境评价具有的特征：1）系统中污染物之间存在复杂关系，各种污染物质对环境质量的影响程度不一2）水质分级标准难以统一3）对水体质量的综合评判存在模糊性（1）单要素污染指数该法可对各种污染组分进行分别评价，是多要素污染指数评价的基础I1，未污染；I1污染（2）内梅罗指数内梅罗指数将水体用途分为三类：1）与人体直接接触（j1）：包括饮用、游泳、饮料制造用水等2）间接接触（j2），养鱼、农业用水3）不接触(j=3)，工业用水、冷却水、航运等该指数反映了水体中多种污染物的污染规律，综合考虑了水体的综合用途。由于忽略了次高值，评价结果偏高（3）地下水水质综合评价法8.3 水体污染的理论体系一 水体污染的含义1 地表水体污染的含义人类直接或间接地把物质、能量引入河流、湖泊、水库、海洋等水域，因而污染水体和底泥，使其物理化学性质、生物组成及底质情况恶化，降低了水的使用价值（中国大百科全书（环境科学）三种看法：认为水体在受到人类活动的影响后，改变了它的自然状况，即进入水体的某种物质的含量超过了水体的本底值；认为某种污染物进入水体后，使水体质量变劣，破坏了水体的原有用途；认为人类活动造成进入水体的物质数量超过了水体自净能力，导致水体质量恶化2 地下水污染的含义受人类活动污染的地下水，是由人类活动直接或间接引起的溶解固体及悬浮固体含量超过国内或国际上制定的饮用水和工业用水标准的最大允许浓度的地下水；不受人类活动影响的天然地下水，也含有超过标准的组分，在这种情况下，也可根据其某些组分超过天然变化值的现象而定为污染（德国梅思斯教授 地下水性质）污染是指地下水的物理、化学。生物特性的改变，从而限制或阻碍地下水在各方面的利用（法国的J J 弗里德教授 地下水污染）污染是指由于人类活动的结果使天然水水质变到其适应性遭到破坏的程度（美国学者米勒教授）凡是由于人类活动而导致进入水环境的溶解物，不管其浓度是否达到使水质明显恶化的程度都称为污染物，而把污染一词作为污染物浓度已达到人们不能允许程度的水质状况的一个专门术语（弗里基、彻里 地下水）分歧：污染物标准 污染原因判断水体是否污染必备的条件：水质朝着恶化的方向发展 这种变化是由人类活动引起的 二 水体污染的特征隐蔽性难以逆转性延缓性地下水污染的特征地下水污染的特征三 水体污染三要素1 污染源（1）人为污染源由于人类一系列的工农业生产和生活活动过程中，所产生的能够造成水体污染的液体或固体物质的源。又分为点源、面源、内源。1）点 源长期连续集中排放污染物质，并对水体环境构成严重危害的污染源生活污水工业废水固体废物（生活垃圾、工业垃圾、污水河渠、污水处理厂的污泥）矿床开采2）面源受外界气象、水文条件控制的不连续性、分散排放污染物质地面径流农业生产3)内源地面水体内部存在的污染源（1）天然污染源2 水体污染物（1）天然水体成分与构成（2）水体污染物构成1）毒性物质2）其他污染物质可生物分解的有机质营养物质好氧物质生物污染物质悬浮固体物放射性物质（3）污染途径1）污染方式2）污染途径直接污染，间接污染四 污染水体的物理与生物作用1 对水体恶化的作用（1）在富含营养物质的水体中，有机物的分解，导致水体中DO含量显著降低，水体处于无氧或厌氧环境，嫌气细菌大量繁殖。水体恶臭；低等生物大量繁殖成为优势种群，高等生物由于不适应这种环境而大量死亡，水体生态环境和生物多样性遭受极大的破坏。（2）水体环境条件、有机物负荷的改变，使得污染物质的化学结构发生变化，进而改变污染物的毒性（3）物理、化学、生物学的沉积作用，大量有害金属组分、难分解的有机物、营养物质在水体底泥中积累，在食物链、营养链中高度富集2 对水体的净化作用（1）稀释作用（2）沉淀作用（3）吸附作用（4）有机物分解8.4 污水排放工程8.4.1 污水排放控制的法律法规体系8.4.2 城镇污水集中处理8.5 水资源保护措施一、加强水资源保护立法，实现水资源的统一管理1 设立行政管理机构2 水资源立法英英 国国美美 国国日日 本本中中 国国1973年 关于保护和改善环境的若干规定1984年 中华人民共和国水污染防治法1988年 中华人民共和国水法1989年 中华人民共和国环境保护法2、水资源优化配置三、节约用水，提高水的重复利用率四、综合开发地下水和地表水资源 五 强化地下水资源的人工补给1 人工补给地下水的目的（1）补充地下水量，增大含水层的储存量，进行季节性和多年性调整（2）抬高地下水位，增加孔隙水压力，控制地面沉降（3）防止或减少海水入侵含水层（4）改善地下水的水质（5）改变地下水温度（6）保持地热水、天然水和石油地层的压力2 地下水人工补给的方法及 适用的水文地质条件（1）直接法1）地表水渗入补给法2）井内灌溉渗水补给（2）间接法诱导补给法六 建立有效的水资源保护带1 建立流域水资源质量保护系统2 水源地保护区3 保护区功能与划分的原则（1）根据国家有关水源保护区划分的法规、标准规定和政策，一般将水源保护区划分为：安全卫生防护区（一级区）安全卫生防护区（一级区）缓冲区（二级区）缓冲区（二级区）准保护区准保护区（2）地面水源保护区划分原则1）一级保护区划分原则一级保护区的范围不应小于饮用水源卫生防护带划定的范围根据地面水源的水质现状，自然环境、污染源的分布、汇水及径流条件，划定的水源保护区在一定的安全系数保证的条件下，保护区的范围尽可能小，以利于管理2）二级保护区划分原则不小于卫生防护原则作为一级保护区的缓冲带，在保证取水点水质的前提下，尽可能缩小划定范围，以利管理及避免与经济建设发生矛盾3）准保护区的划分原则污染到达一级保护区边界必须到达国家地面水环境质量标准类水质要求，并符合国家规定的生活饮用水卫生标准具有控制污染作用的准保护区设置在二级保护区上游，包括已污染的上游河段对区域内的主要污染物实行总量控制，确保水源地水质符合不同供水目的的水质标准（3）饮用水地下水源保护区划分原则1)一级保护区划分原则一级保护区位于开采井的周围，其边界的划分以病原菌从一级保护区边界透过包气带覆盖层进入含水层，并随地下水从一级保护区边界到供水井的最小距离不小于饮用水水源地卫生防护带距离（30m）2）二级保护区划分原则二级水源地位于一级保护区外，以保证集水有足够的滞后时间，以防止除病原菌以外的其它污染二级保护区的范围在满足生活饮用水水质标准的前提下，尽可能小3）准保护区的划分原则地下水准保护区位于保护区以外的主要补给区，包括可能的污染源与水源地之间的截获带监控区的设置应考虑从监测孔到水源地的径流区间内保证有充足的时间发现污染，采取措施消除污染，确保水源地的正常运行七 强化水体污染的控制与治理1 地面水体污染控制与治理2 地下水污染控制与治理3 治理技术（1）污染包气带土层治理换土法、微生物治理技术、焚烧法、表面活性剂清洗、吹脱法、植物修复1）生物治理生物治理：在适宜的环境条件下，通过生物降解将复杂有机物组分转化成简单组分，从降解组分中微生物得到生长所需的能量。2）生物通气具有降低气体量、强化有机物及半挥发物质的生物降解、降低或消减气体处理要求，费用低、效果好。所需要的典型场地条件：污染物好氧降解，场地条件适宜或场地条件可调整以适应生物降解3）植物修复利用植物对污染物的吸收、积累、植物及其根际微生物区将污染物降解矿化、污染物固定、达到净化土层中的污染物。植物修复技术：植物萃取技术；植物萃取技术；植物降解技术；植物降解技术；植物固定化技术植物固定化技术（2）污染地下水治理污染源的控制和根除对于治理效果十分重要。通过有效的异位或原位的物理、化学、生物方法去除地下水中的污染物，达到地下水水质净化、恢复的目的1）物化技术活性炭吸附法活性炭吸附法臭氧分离法臭氧分离法泡沫分离法泡沫分离法电解法电解法沉淀法沉淀法中和法中和法氧化还原法氧化还原法2）生物净化技术实质是在适宜的环境条件下，微生物通过降解有机污染物获得自身生长繁殖所必需的碳源和能源的同时，将有毒大分子有机物分解成无毒的小分子物质，最终矿化为CO2、H2O3）反应墙技术反应墙是人工构筑的一座具有还原性的地下填充墙4）抽出处理技术