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水质监测及应用:水功能区纳污能力计算方法及应用

时间:2023-10-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:1)通过水质监测查清水体环境质量现状,为水质现状评价提供基础数据。表2.12专用类站点(断面)类别名称及界定表为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为监测断面。对现状年已开展水质监测的水功能区收集水质现状、监测单位、监测断面设置、监测指标和频次等资料;对现状年未开展水质监测的水功能区应说明原因。水功能区水质监测应按照《水环境监测规范》的要求进行。

水质监测及应用:水功能区纳污能力计算方法及应用

1.水质监测简介

水质监测是指为了掌握环境质量状况和水体污染物的动态变化,对水的物理、化学、生物特征指标取样、测定、分析,并进行记录或发出信号的过程。水质监测是在水质分析的基础上发展起来的,是对代表水质的各种标志数据的测定过程。水质监测是开展污染防治和水资源保护的基础,是贯彻执行水环境保护法规和实施水质管理的依据。

(1)水质监测目的。

1)通过水质监测查清水体环境质量现状,为水质现状评价提供基础数据。

2)为建立和验证水质污染模型提供依据。

3)强化对排污单位的排污监督与管理。

4)为水功能区水域纳污能力核定及污染物限制排污总量方案制定提供基础,加强水功能区管理。

5)确定水体主要污染物种类,揭示污染物的时空分布状况,追溯污染物的来源、污染途径、迁移转化和降解规律,预测水体污染的变化趋势。

6)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。

7)探明水污染原因与污染机理,进一步深入开展水环境及污染的理论研究。

(2)水质监测过程。

1)通过对区域(流域)水环境现状的调查布设水质站网。

2)基于区域(流域)污染源评价成果,结合区域规划与管理要求,确定水质监测项目。

3)选择合适的采样技术与监测方法,进行分析测试、数据处理和监测成果管理。

4)对测定分析并经处理后的监测数据进行归纳总结,形成水质监测报告。为保证监测资料的代表性、可行性和可靠性,在监测过程中必须实行实验室内部和外部质量控制。

2.水质监测站点分类与布设

(1)水质监测站点分类。水质监测站点(断面)分为基本站和专用站两个大类设置。为公用目的、经统一规划设立,能获取基本水环境与水生态要素信息的水质监测站为基本水质监测站。为科学研究、工程建设与管理运用等特定目的服务而设立的水质监测站为专用水质监测站,专用水质监测站也可分若干类,分类见表2.12。

表2.12 专用类站点(断面)类别名称及界定表

为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为监测断面。流经城市或工业区的河段,一般设置对照断面、控制断面和削减断面。

对照断面是为了弄清河流入境前的水质而设置的,应在流入城市或工业区以前,避开各类废水流入或回流处设置,一般对照断面只设一个。

控制断面是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。控制断面的数目应根据城市的工业布局和排污口分布情况而定。重要排污口下游的监测断面一般设置在距排污口500~1000m处。

削减断面是指废污水汇入河流后,经一段距离与河水充分混合后,水中污染物经稀释和自净而逐渐降低,其左、中、右三点浓度差异较小的断面。通常设在城市或工业区最后一个排污口下游1500m以外的河段上。

(2)水质监测站点(断面)布设的要求。

1)一般要求。

a.监测断面位置应避开死水区、回水区、排污口处,尽量选择顺直河段、河床稳定、水流平稳、水面宽阔、无急流、无浅滩处。

b.监测断面的布设应考虑社会经济发展,具有较好的代表性、完整性、可比性和长期观测的连续性。

c.充分考虑河段内取水口和排污口分布,支流汇入及水利工程等影响河流水文情势变化的因素,并与现有水文观测断面相结合。

2)分类要求。

a.水质基本站(断面)设置应满足江河湖库等水域整体水资源质量评价和开发利用与保护的基本要求,保持相对稳定。

b.国境、入海、省界、市界、县界水质监测站点设置位置要尽量靠近交界线,并能分清交接水体质量的责任。

c.取水水质监测站点的设置,对于单向流的河段应在取水点上游500~1000m处设置监测断面,对于感潮河段应在取水上、下游500~1000m处均设置监测断面,对于湖库应在取水点周围200~500m处设置代表性监测点。

d.退水(排污口)、支流口监测站点(断面)设置要避开回水区。

e.城市水质监测站点(断面)设置,在流经城市河段上游1000m左右处设对照断面一个,在城市下游1000m左右处设混合断面一个,亦可按下式计算混合断面位置;根据需要和实际情况,在对照断面与混合断面之间河段也可设置一个或若干个控制断面,即

式中 L——混合过程段长度,m;

B——河流宽度,m;

a——排污口到岸边的距离,m;

u——x方向(纵向)流速,m/s;

H——平均水深,m;

g——重力加速度,m/s2;

I——河床纵向坡度。

3.水功能区水质监测

开展水功能区水质监测工作前,应调查区域(流域)内水功能区名称、所在行政区、范围、水功能区类别、所在水资源区、水体类型、所在河流(湖、库)信息、水质目标、水功能区标识、监测断面及标识建设情况等基础资料。对现状年已开展水质监测的水功能区收集水质现状、监测单位、监测断面设置、监测指标和频次等资料;对现状年未开展水质监测的水功能区应说明原因。

水功能区水质监测应按照《水环境监测规范》(SL 219—2013)的要求进行。

(1)水功能区监测断面(测点)设置技术要求。

1)一般要求。

a.水质监测断面(测点)设置必须符合《水环境监测规范》(SL 219—2013)要求。

b.水质监测断面(测点)应尽量利用现有的监测断面(测点)。

c.水质监测断面(测点)应尽量靠近已有水文站,以便取得相应水量资料计算污染物量。

d.水质监测断面(测点)设置应考虑交通方便,提高监测时效性

e.水功能区内水质监测断面(测点)应根据水功能区划具体情况,如河流长度、宽度、湖库水域面积以及其他水文情况,设置一个或若干个水质监测断面(监测点),并能反映功能区内水质状况。

f.对于河段较短的功能区,可设置一个水质监测断面,断面应设在能控制功能区内水质最不利情况的地方,一般应设置功能区内主要排污口下游。考虑到污水从排污口排放后在河道内需要一定的混合过程,因此监测断面设置应距主要排污口一定距离,该距离的长度按有关水质监测规定执行,实际工作中可考虑设置在混合过程段与充分混合段交界处。(www.xing528.com)

对于河段较长的功能区,可设置两个或多个水质监测断面,断面应设在能控制功能区内水质状况的地方,如主要排污口下游、水文站附近、水利工程附近等。

g.对于分左、右岸划分的功能区,可设置水质监测点而无需设置水质监测断面,水质监测点设置原则及方法与水质监测断面相同。

2)各功能区分类要求。

a.保护区采样断面布设方法与要求。

ⅰ.自然保护区应根据所涉及保护区水域分布情况和主导流向,分别在出入保护区和核心保护区水域布设采样断面;保护区水域范围内有支流汇入时,应在汇入点支流上游处布设采样断面。

ⅱ.源头水保护区应在河流上游未受人类开发利用活动影响的河段布设采样断面,或在水系河源区第一个村落或第一个水文站以上河段布设采样断面。

ⅲ.跨流域、跨省及省内大型调水工程水源地保护区,应根据水源地保护区类型分别按河流或湖库采样断面规定布设;水源地核心保护区应布设一个或若干个采样断面。

b.保留区采样断面布设方法与要求。

ⅰ.保留区内水质稳定的,应在保留区下游区界处布设一个采样断面。

ⅱ.保留区内水质变化较大的,应分别在区内主要城镇、主要取排水等水域布设若干个采样断面。

c.缓冲区采样断面布设方法与要求。

ⅰ.缓冲区采样断面应根据跨行政区界的类型、区界内影响水质的主要因素以及对相邻水功能区水质影响的程度布设。

ⅱ.上、下游相邻行政区界缓冲区,区间水质稳定的,可在行政区界处布设一个采样断面;区间水质时常变化的,应在分别区界上下游布设采样断面。

ⅲ.左、右岸相邻行政区界缓冲区,区间水质稳定的,在相邻行政区界河段的上游入境处、下游出境处分别布设采样断面;区内污染物随流态变化可能跨左、右岸相邻行政区界时,应增设采样断面。

ⅳ.左、右岸相邻行政区界缓冲区,两岸有支流汇入时,应在汇入点支流上游增设采样断面;有入河排污口污水汇入时,应视其污染物扩散情况,在入河排污口下游100~1000m处增设采样断面。

ⅴ.湖泊、水库缓冲区应根据水体流态特点分别在区界处布设采样断面。河道型水库采样断面布设按照河流缓冲区布设方法与要求布设。相邻水功能区水质管理目标高于缓冲区水质管理目标的,在相邻水功能区区界处增设采样断面。

ⅵ.水网地区和潮汐河流缓冲区,在上、下游区界处分别布设采样断面;河网分布和往复水流运动规律复杂的,应根据污染程度或对相邻水功能区水质的影响程度,在区界内和各行政区界处增设若干个采样断面。

d.开发利用区采样断面布设方法与要求。

ⅰ.饮用水源区应在取水口处、取水口上游500m或1000m的范围内分别布设一个采样断面。

ⅱ.工业用水区、农业用水区应分别在主要取水口上游1000m范围内布设采样断面。区间有入河排污口的,应在其下游污水均匀混合处布设采样断面。

ⅲ.渔业用水区一般布设一个或若干个采样断面。区内有国家、省级重要经济和保护鱼虾类的产卵场、索饵场、越冬场、洄游通道的,应根据区内水质状况增设采样断面。

ⅳ.景观娱乐用水区可根据长度或水域面积,布设一个或若干个采样断面。

ⅴ.过渡区应在下游区界处布设采样断面。下游连接饮用水源区的应根据区界内水质状况增设采样断面。

ⅵ.排污控制区应在下游区界处布设采样断面,区间入河污水浓度变化大的,应在主要入河排污口下游增设采样断面。

(2)水功能区监测断面采样技术要求。河流采样断面上采样点的设置,应根据河流的宽度和深度而定。具体要求见表2.13,采样垂线上设置的采样点应符合表2.14的要求。对湖泊和水库的采样断面,除了出入湖、库的河流汇合处及湖岸功能区的分布等因素外,还要考虑面积、水源、鱼类回流和产卵区等。断面上采样点设置的确定方法与河流相同。湖泊、水库有温度分层现象时,应对湖泊、水库的水温、溶解氧进行监测调查,确定分层状况与分布后,分别在垂线上的表温层、斜温层和亚温层设置采样点。

表2.13 采样垂线的设置

表2.14 采样垂线上采样点的设置

(3)水功能区监测断面监测时间与频次。水功能区中的开发利用区是监测的重点,监测频率应较高,其他功能区监测频次可少一点。用水矛盾突出的水域,监测次数可适当增加。受水利工程控制或影响的水功能区,监测频次应依据水工程调度与运行办法确定。具体要求如下。

1)水功能一级区中的保护区(自然保护区、源头水保护区)、保留区、河流水系背景监测断面应每年采样6次,丰水期、平水期、枯水期各2次。

2)水功能一级区中的缓冲区、跨流域等大型调水工程水源地保护区监测断面,应每月采样1次,全年不得少于12次;发生水事纠纷或水污染严重时,应增加采样频次。

3)水功能二级区中的重要饮用水源区监测断面,应按旬采样,每月3次,全年36次;一般饮用水源区监测断面,每月采样2次,全年24次。

4)其他水功能二级区监测断面,每月采样1次,全年不得少于12次;相邻水功能区间水质有相互影响的或有水事纠纷的,应增加采样频次。

5)位于潮汐河段和河口的水功能区,监测断面采样频次每年不得少于3次,按丰水期、平水期、枯水期进行,每次采样应在当月大汛或小汛日采高平潮与低平潮水样各一个;全潮分析的水样采集时间可从第一个落憩到出现涨憩,每隔1~2h采一个水样,周而复始直到全潮结束。

6)地处高原、高寒地区及偏远山区等交通不便的水功能区,监测断面采样频次原则上在每年丰水期、平水期、枯水期或汛期、非汛期各采样1次。

(4)水功能区监测断面监测项目。水功能区水质监测项目应按国家《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)或《水环境监测规范》(SL 219—2013)中规定的地表水监测项目选用。各类专用水质监测站设置目的较为明确,其监测项目要根据水体使用功能和监控目标而定,如渔业用水区功能按渔业水质标准或对应地表水标准规定项目进行监测,农灌功能水域项目应按农灌水质标准或相对应地表水标准规定项目进行监测等。

水功能区水质监测项目分为常规项目和非常规项目,按照水功能区所在水域的不同及功能特性,水质监测项目见表2.15。一般情况下,水功能区水质监测项目应符合表2.15所列的常规项目的基本要求,受技术、资金等条件限制无法满足常规项目监测要求的,应按照以下原则选定水质监测项目。

1)选择国家和行业地表水环境,水资源质量标准中规定的监测项目。

2)选择国家水污染物排放标准中要求控制的监测项目。

3)选择能反映本地区天然水化学特征与污染源特征的监测项目。

4)选择已有可靠的监测技术,并能获得准确数据的监测项目。

5)选择对水资源开发利用起控制作用的因子。

6)选择在水中含量已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监测项目。

此外,可综合考虑本地区污染源特征、地区经济发展水平、监测条件的改善及技术水平的提高等因素,酌情增加监测某些非常规项目。

水工程控制或影响的水功能区水质监测项目,除应符合表2.15的常规项目要求外,还应根据工程类型与规模、影响因素与范围等增加其他监测项目;泄洪期间还应增测气体过饱和等监测项目。

表2.15 水功能区地表水监测项目

续表

二甲苯指邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯。
② 三氯苯指1,2,3-三氯苯、1,2,4-三氯苯和1,3,5-三氯苯。
③ 四氯苯指1,2,3,4-四氯苯、1,2,3,5-四氯苯和1,2,4,5-四氯苯。
④ 二硝基苯指邻二硝基苯、间二硝基苯和对二硝基苯。
⑤ 硝基氯苯指邻硝基氯苯、间硝基氯苯和对硝基氯苯。
⑥ 多氯联苯指PCB-1016、PCB-1221、PCB-1232、PCB-1242、PCB-1248、PCB-1254和PCB-1260。

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