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水资源保护水资源保护市政工程系市政工程系赵志伟赵志伟水资源保护的概念水资源保护，从广义上应该涉及地表水和地下水水量与水质地保护与管理两个方面。也就是通过行政的、法律的、经济的手段，合理开发、管理和利用水资源，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。在水量方面，尤其要全面规划、统筹兼顾、综合利用、讲求效益、发挥水资源的多种功能。同时，也要顾及环境保护要求和改善生态环境的需要。在水质方面，必须减少和消除有害物质进入水环境，防止污染和其他公害，加强对水污染防治的监督和管理，维持水质良好状态，实现水资源的合理利用和科学管理。水资源保护的任务和内容实现水资源的有序开发利用、保持水环境的良好状态具体内容为：1、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；2、提高水污染控制和污水资源化水平，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、工业和农业生产安全供水，建立安全供水保障体系；3、强化气候变化对水资源的影响及其相关战略性研究4、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；5、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。水环境质量监测与评价污染源调查目的：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，并揭示水污染发展的趋势，确定影响污染过程的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。内容：污染现状、污染源、污染途径和污染环境条件 水环境质量监测目的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；3.判断水污染对环境生物和人体健康造成的影响评价污染防治措施的实际效果，为制定有关法规，水环境质量标准、污染物排放标准等提供科学依据；4.探明各种污染物的污染原因以及污染机理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、井能获得准确数据的项目；(3)已有水质标准或其他规定的项目；(4)在水中含量已接近或超过规定的标准浓度和总量指标在上升的项目；(5)被分析样品具有广泛代表性。水质监测站网水质监测站网是在一定地区、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根据需要与可能，以最小的代价和最高的效率，使站用具有最佳的整体功能，是水质监测站网规划与建设的目标 监测断面的设置断面设置原则：(1)设在大量污水排入河流的主要居民区、工业区的上游和下游，(2)设在湖泊、水库，河口的主要出口和人121 (3)设在河流主淹、河口、湖泊和水库的代表性位置，(4)设在主要用水地区，如公用给水的取水口、商业性捕鱼水域或娱乐水填等：(5)设在主要支流汇入干流，河口或人海水域的汇合口 背景断面和监测断面背景断面：所谓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洁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.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，一般设置对照断画，监测断面和消减断面 采样时间和频率（1）饮用水源及重要水源保护区，全年采样8-12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2次；（4）面积大于1000km2的湖泊和库容大于1108m3的水库，每月应采样分析一次，全年不少于12次；（5）其他湖泊、水库，全年采2次，丰、枯水期各1次。地下水质监测污染物扩散形式的分类 1)渗坑，渗井的污染物随地下水泥动而在其下游形成条带状污染；2)点状污染扩散；3)带状污染扩散；4)块状污染扩散区；5)侧向污染扩散；监测项目的确定1.常规组分监测：钾、钠、钙、镁、硫酸盐、氯化物、重碳酸盐，pH值、总溶解性固体，总硬度、耗氧量、氨氰、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮等。2.有害物质监测：汞、铬、镉、铜、锌、砷、有机有毒物质、酚、氰等3.细菌监测（生物监测）：大肠菌群数、细菌总数等等。水体污染的理论体系水污染的含义：凡是在人类活动的影响下，水质变化朝着水质恶化方向发展的现象都是水污染必备条件：一、水质朝着恶化方向发展；二、这种变化是人类活动引起的。水体污染的特征 1.隐蔽性2.难以逆转性3.延缓性水体污染的三要素 污染源人为污染源1.点源：生活用水、工业废水、固体废物、矿床开采。2.面源：地面径流、农业生产3.内源天然污染源（海水和地下咸水的内陆推移）水体污染物和污染途径及生化作用将在水环境质量改善技术中讲解，请大家自己整理。内容一、城市发展中的水环境问题二、城市水环境质量改善技术三、解决城市水环境问题的思考城市水环境城市水环境特征有城市的整体性，既包括城市河流和湖泊，又包括城市供水和城市排水系统有固定的边界条件，既有物理的边界，又有法定的边界有独立的商品属性，可以将质量改善和开发融为一体，互相促进城市水环境功能城市给水城市排水城市生态用水城市景观用水城市娱乐用水城市发展中水环境问题水质恶化水量不足 水环境生态系统遭受破坏城市水环境问题水质恶化流经城市的河流约87%受到污染污水处理率不到20%，氮磷和有机物未得到有效处理城市内湖：2002年度城市内湖水质较差，除北京昆明湖水质达到类水质外，杭州西湖、武汉东湖和济南大明湖水质均为劣类城市水环境问题水量不足全国669座城市中，有400座城市缺水，180座严重缺水城市日缺水两600万立方米因城市缺水影响人口4000万因缺水影响产值20000亿城市水环境问题生态系统破坏道路、建筑用地逐年增多：“水泥森林”、城市”土地沙漠化“城市建设破坏生态系统：”三面光“河道、”“好水”草地等等导致城市水环境问题的原因与环境不相适应的粗放型经济发展点源污染未得到有效控制城市面源污染几乎没有考虑城市环境建设破坏生态系统城市水环境质量改善技术一、城市水环境污染源控制技术 1、点源污染控制技术（生活污水和工业废水）2、面源污染控制技术（城市地表径流）二、城市水环境水质净化技术 1、河道曝气充氧技术 2、重污染底泥疏浚技术三、城市水环境生态恢复技术 1、滨水岸生态构建技术 2、水生物恢复技术 3、水生动物恢复技术（一）城市地表径流污染控制技术1、植被控制技术原理：利用地表密植的植物截留地表径流中污染物（悬浮物、氮、磷、重金属）作用机理：吸附、沉淀、过滤、生物吸收类型：植草沟渠和漫流（一）城市地表径流污染控制技术植草沟渠 在输送地表径流的沟渠中植草 防止土壤侵蚀、提高悬浮固体的沉降效率漫流 在坡度较小的带状地面密植草皮 使水流发散漫流、提高土壤的渗透（一）城市地表径流污染控制技术应用实例应用实例美国佛罗里达美国佛罗里达ORLANDOORLANDO地区地区MAITLANDMAITLAND植草沟渠植草沟渠污染物总氮总磷PbCrCuZn削减负荷%516356617093（一）城市地表径流污染控制技术2、湿式滞留池技术 原理：利用人工滞留池去除地表径流中污染物（氮、磷、悬浮物）作用机理：沉淀、生物吸收 类型：湿式滞留池和干式滞留池（一）城市地表径流污染控制技术湿式滞留池 滞留池内有一定量的水，停留时间、流域面积、暴雨特征是影响效率的主要因素干式滞留地 滞留池中平时没有水，用于控制暴雨径流、削减洪峰流量（一）城市地表径流污染控制技术应用实例应用实例美国华盛顿州美国华盛顿州BELLEVUEBELLEVUE市湿式滞留地市湿式滞留地污染物总悬浮物总磷CaPbCuZn负荷削减%824753734671（一）城市地表径流污染控制技术3、渗透技术 原理；使地表径流暂时存储起来、逐步渗透到地下来去污染物（溶解性污染物）作用机理：过滤、吸附、离子交换、生物降解 类型：多孔路面、渗渠、渗坑、渗井 （一）城市地表径流污染控制技术渗滤技术适用技术 土壤具有很好的渗透性 地下水位底于渗滤系统3米以上 径流中悬浮固体含量小 渗滤系统有足够存储地表径流的空间（一）城市地表径流污染控制技术多孔路面 用多孔沥青或有孔混凝土修筑的路面，径流通过并存储在其下的碎石垫层中并最终慢慢渗入土壤 适于坡度平缓、交通量小且面积有限的地区 去除效率：92%烃类污染物、85%悬浮固体 缺点：易于堵塞（一）城市地表径流污染控制技术4、湿地技术 原理：使地表径流进入湿地系统通过湿地植物去除污染物（氮、磷、有机物、悬浮物）作用机理：沉淀截留、植物吸附 类型：人工湿地、天然湿地（一）城市地表径流污染控制技术应用实例应用实例美国美国COLORADOCOLORADO暴雨塘湿地系统暴雨塘湿地系统污染物总氮总磷总悬浮物COD CuZn负荷削减%315171565766（一）城市地表径流污染控制技术重大专项应用武汉汉阳区城市水环境质量改善课题城市面源污染控制技术与示范工程规模：10Km2目标；控制城市面源（一）城市地表径流污染控制技术重大专项应用 镇江 淄博 深圳 桂林 苏州（二）城市水环境水质净化技术1、河道曝气充氧原理：通过人工向水体中充入空气或氧气，加速水体复氧过程，提高水中溶解氧的浓度，恢复和增强水中好氧微生物的活性，净化去除水中的污染物，从而改善河流的水质。作用机理：生物降解（二）城市水环境水质净化技术类型 移动式（曝气复氧船）固定式（充氧站）橡胶坝跌水曝气充氧（二）城市水环境水质净化技术适用情况 污水截流系统和污水处理厂建成之前的河道 建成之后应对暴雨混合溢流、企业排污等突发事故 河水有一定的深度（二）城市水环境水质净化技术应用实例英国太晤士河 曝气复氧船 1977年：10tO2/d 1985年：30tO2/d 效果：应对暴雨期间混合溢流、减少鱼类缺氧窒息死亡（二）城市水环境水质净化技术应用实例德国柏林河 曝气复氧船 1994年：5tO2/d 效果：保持河流的净化功能和水质（二）城市水环境水质净化技术应用实例北京清河河段（4Km）固定式充氧设备 1990年8月26日9月29日 效果：消除河段的臭味、BOD下降60%、DO从0上升到47mg/l（二）城市水环境水质净化技术重大专项应用上海：苏州河整治 根据示范工程河道水质水文及污染源情况计算确定充氧量的方法、充氧装置的形式各种充氧设备的效果与适用性研究、充氧设备的布置方法研究与其他治理技术的组合方法研究、治理工程综合技术经济分析等（二）城市水环境水质净化技术2.水上浮岛净化技术原理：在受污染水面采用特制的浮床载体种植耐污性强的陆生植物，通过植物对营养盐的吸收利用和植物根系对悬浮物的吸附作用，净化水质和提高透明度，美化景观。作用机理：生物吸附、生物吸收（二）城市水环境水质净化技术类型 水上植物：旱伞草、空心菜、黄花菖蒲等 水上花卉：美人蕉、木本月季花、樱桃椒等应用实例日本的部分河流与湖泊太湖五里湖重大项目确立：苏州、深圳、北京（二）城市水环境水质净化技术3.重污染底泥环保疏浚技术 原理：通过机械清除河道中重污染底泥，削减河道内源污染，净化水质。疏浚过程中注意生态系统的保护和底泥的最终处理。作用机理：机械转移 类型：底泥疏浚船（二）城市水环境水质净化技术4.砾石接触氧化技术原理：通过在河流中设置一定量的砾石层做填充床，使河流断面上微生物的附着膜变为多层，提高河流的净化能力。作用机理：生物降解应用实例：日本部分河流效 果：BOD从22mg/l下降到6mg/l我国立项：淄博孝夫河 北京北环水系（三）城市水环境生态恢复技术1、滨水岸生态构建技术 原理：通过在滨水岸带的岸上种植乔木、灌木和草被陆生植物和水边种植芦苇、菖蒲等湿生植物，构建稳定的滨水岸带生态系统应用实例：美国、日本、欧洲的众多城市河流、湖泊重大专项应用：淄博孝夫河 镇江 桂林2、水生植物恢复技术 原理：通过人工方法种植适于该地区生长的挺水植物、沉水植物、附着植物、微型植物等，恢复水生植物系统（三）城市水环境生态恢复技术（三）城市水环境生态恢复技术挺水植物：芦苇、茭草等（水深0.8米）沉水植物：马来眼子菜、苦草、黑藻等(水深0.8米)附着植物：苔藓等微型植物：藻类（三）城市水环境生态恢复技术应用实例 日本霞浦湖流域城市河流美国五大湖流域城市河流专项应用淄博孝夫河苏州镇江（三）城市水环境生态恢复3、水生动物恢复技术原理：在水环境质量得到初步改善的前提下，通过人工方法放养适于该地区生长的浮游动物、鱼类、虾和底栖动物等，恢复水生动物系统（三）城市水环境生态恢复应用实例 日本失作川美国CHESAPEAKE湾流域城市河流重大专项应用武汉汉阳区城市水环境质量改善课题受污染景观水体修复技术与工程示范规模：汉阳区目标：四湖连通重建六湖生态系统解决城市水环境问题的思考城市水环境质量改善失一项重要的系统工程，必须充分认识与城市经济发展和人民生活质量提高的紧密联系，才能始终得到重视。城市水环境质量改善是一项重大系统工程，必须将技术应用和政策措施、资金投入、工程实施同时进行，才能发挥技术的作用。解决城市水环境问题的思考城市水环境质量的改善是一项复杂的系统工程，必须在市长的领导下统一规划，多部门配合，共同实施，才能高效的推进。城市水环境质量改善是一项有利的系统工程，必须体现城市水环境的价值，采用市场经济运作模式，才能长效地管理和维护城市水环境。城市水环境质量改善是一项艰巨的系统工程，必须持之以恒，才能逐步改善水环境质量。污水排放工程污水排放工程污水排放控制的法律法规体系水环境保护法律中华人民共和国环境保护法1989中华人民共和国水污染防治法1996中华人民共和国海洋环境保护法1982中华人民共和国水法1988以上是我国水资源保护的基本法律依据其他规范标准关于征收污水排污费的通知关于加大污水处理费用的征收力度，建立城市污水排放和集中处理良性运行机制的通知污水排放标准国家标准、地方标准、行业标准参加国家环保局、地方环保局、轻工业部等环境相关文件。城市污水集中处理城市排水系统1.作用2.排水体制的选择3.工业废水的处理4.特殊情况污水处理系统污水处理程度的确定1.回用水水质符合相应用水的水质标准（生活杂用水、绿化用水、洗车用水、冷却水等水质标准）2.排入受纳水体污水综合排放标准（GB8978）具体排放标准的确定一级排放地表水环境质量标准中类水域，海水水质标准中二类海域。二级排放地表水环境质量标准中、类水域，海水水质标准中二类海域。污水厂出水排放的污染物总量，必须小于水体的环境规划和环境影响评价确定的污染物总量控制标准。污水处理系统工艺的选择依据经济指标处理单位水量投资、削减单位污染物投资、处理单位水量电耗和成本、削减单位污染物电耗和成本、占地面积、运行性能可靠性、管理维护难易程度、总体环境效益等。处理级别指标一级处理、二级处理、三级处理（深度处理）污水排放工程1.排放水体及排放口的位置（1）排放水体要求（2）排放口设置要求1、2、3（3）排放口型式 岸边式排放口离岸式排放口扩散管布置的外部条件设在河床稳定、冲淤幅度小的水域设在水体深、流速大、无明显向岸流的水域要与污水处理工程的整体规划相协调，排放口应设在与污水汇集与处理相近的地方，以减少输送污水管线的长度，从而降低工程造价及运行管理费避开水源保护区、主航道、养殖场、游泳场、码头等；设置在近岸处时，要考虑边滩变化特点，防止排放口被淤死。水资源保护措施水资源保护措施加强水资源保护立法、实现水资源统一管理1.设立行政管理机构水利局环保局水务局公共事业局排水管理处自来水集团加强水资源保护立法、实现水资源统一管理2.水资源立法中华人民共和国水法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水污染防治法中华人民共和国防治海岸工程建设项目污中华人民共和国防治海岸工程建设项目污染损害海洋环境管理条例染损害海洋环境管理条例污水综合排放标准节约用水，提高水的重复利用率农业节水工业节水生活节水循环经济中重点讲解综合开发地下水和地表水从水循环的角度来看，将地表水和地下水的水量分开来计算是不科学的。两者之间存在着相互转化关系。请看水循环图结合每一个地区的特点，按照科学的、统一的规划，实行全面的综合调度，就有可能更合理地利用现有的水资源和水利工程，进一步向弃水、蒸发夺取可观的水量，使之转化为可供利用的水资源。Ground SurfaceSUNEnergyAtmospheric Water Vapourand Cloud StorageOceansGroundwaterStorageSurface WaterPrecipitationEvaporationEvaporationCondensationInfiltration,PercolationTranspirationVegetationOverland FlowSurface RunoffBase FlowGroundwaterRecharge强化地下水的人工补给定 义地下水人工补给，又称为地下水人工回灌、人工引渗或地下水回注是借助某些工程设施将地表水自流或用压力注入地下含水层以便增加地下水的补给量，达到调节控和改造地下水体的目的。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)防止或减少咸水入侵含水层。(4)改善地下水的水质。(5)改变地下水温度。(6)保持地热水、天然气和石油地层的压力水源水质要求(1)回灌水源的水质要比原地下水的水质好，最好达到快用水的标准；(2)回灌水不会引起区域性地下水的水质变坏和污染；(3)回灌水中不应含有能使井管和过滤器腐蚀的特殊离子或气体。补给方式：废水处理后补给、异地地下水补给，层间补给。地下水人工补给的方法直接法之地表入渗补给法淹没或灌溉入渗补给法、水盆地入渗补给法沟渠入渗补给法河流入渗补给法地下水人工补给的方法直接法之井内灌注渗水补给自流回灌自流回灌是将回灌水导入回灌井中，使回灌井中的水位与地下水水位间始终保持一个水头差，形成水力坡度，以促使渗流不断补给地下水但含水层必须保证水路通畅，具有一定透水能力这种方法投资小，但效率也低真空回灌真空回灌也叫负压回灌，适用于地下水位埋藏较深(静水位埋藏深度大于10m)、含水层渗透性能较好的地区，对回灌量不大的深井也可适用其特点是不易损坏滤网，回灌量较低。压力回灌地下水人工补给的方法间接补给法诱导补给法诱导补给法是一种间接的人工补给地下水方法在河流或其他地表水体(如渠道、池塘、湖泊等)附近凿井，抽取地下水，使地下水位降低，从而增大地表水和地下水之间的水头差，诱导地面水大量渗入。地下水回灌效果指标和井堵塞回灌井的注水性能回灌井的出水性能气相阻塞悬浮物阻塞生物化学阻塞化学沉淀粘粒膨胀和扩散含水层细颗粒重组建立有效的水资源保护带建立流域水资源质量保护系统建立水资源保护区 地面水源保护区划分原则（一、二、准保护区）地下水源保护区划分原则（一、二、准保护区）建立有效的地下水源卫生防护带 戒严带、限制带、监视带卫生防带护半径强化水体污染的控制与治理生物技术物化技术实施流域水资源的统一管理建立有效的水资源分区管理体制按流域统一管理水资源 提供可靠稳定的供水 严格控制排放的污水水质实行切实有效的水质目标管理办法大力实行节约用水政策提高供水项目的整体效益实现管理的自动控制开展综合经营