水環境質量監測與評價

2021-03-04 09:36:40 字數 4935 閱讀 2300

第 1 章 ***幹流基本概況

1.1流域的自然環境條件

1.1.1流域概況

***發源於普蘭店市安波鎮雞冠山流經四平鎮、沙包鎮、瓦窩鎮、元台鎮、大譚鎮、瓦房店城區、蓮山鎮、夾河廟鎮、普蘭店城區、楊樹房鎮,由大劉家鎮入海,全長約96.5km。樹枝狀水系。流域面積約988km2,平均坡降1.

3‰,總徑流約2.5億m3,平均徑流深256.7mm。

1.1.2河流流量及流速

***穿越流域內屬於南溫帶濕潤半濕潤季風氣候區,基本上是大陸性氣候。多年平均降雨量643 mm,由於受北溫帶半乾旱、半濕潤季風氣候影響,一年四季降雨量不均,相差很大,夏季盛行南風,多雨;冬季盛行西北風,乾燥。暴雨洪水多發生於6-9月份,冬季降水極少,降水模式為降雪。

多年平均蒸發量1825.6 mm。

1.1.3現狀環境問題

隨著普蘭店市民營、鄉鎮企業的不斷壯大和經濟迅速發展,工業汙染嚴重,發展能耗大、用水多、汙染大。

***流域的四平鎮、沙包鎮及大劉家鎮都是以農業生產為主導產業的鄉鎮。農藥、化肥的施用會對環境造成汙染。

第 2 章水質現狀監測

2.1水功能區劃分

***流域水系為樹枝狀,支流比較發育,對***進行水環境容量研究,目的在於掌握該河流不同河段的容量。因此本次研究中將***流域以劉大水庫、元台大橋、窪子店閘三個斷面為基準進行流域合併,劃分為四個區域(見圖2-1)。區域內的城鎮詳細情況見表2-1。

表2-1 ***流域水功能區劃

2.2水質現狀監測

2.2.1斷面鋪設

布設原則

取樣斷面是為檢測水引數而設定的採取水樣的橫斷面,根據河流與排汙口位置關係,可分為控制斷面、對照斷面和消減斷面。取樣斷面的布設遵循以下幾項原則:

(1)充分考慮本河段取水口、排汙口數量和分布及汙染物排放狀況,水文及河道地形、支流匯入及水工程情況,植被與水土流失情況;

(2)力求以較少的監測斷面和測點獲取最具代表性的樣品;

(3)避開死水區及回水區,選擇河岸順直、水流緩慢之處;

(4)盡量與水文斷面相結合。

布設方法

由於河流地處不同的地區,水系發育、水文條件、河道地形和工農業發展情況等各種自然和社會環境因素不盡相同,水域或水體具有不同的特性和特徵。因此應根據其主要特點,在不同的水域或區域分別設定水質站。河流取樣斷面的布設方法及要求如下:

(1)城市或工業區河段,應布設對照斷面、控制斷面和消減斷面;

(2)汙染嚴重河段可根據排汙口分布及排汙狀況,設定若干控制斷面,控制的排汙量不得小於本河段總量的80%。;

(3)有較大支流匯入時,應在匯合點支流上游及充分混合後的幹流下游處布設斷面;出入境國際河流、重要省際河流等水環境敏感水域,在出入本行政區界處應布設斷面。

(4)水質穩定或汙染源對水體無明顯影響的河段,可只布設乙個控制斷面;河流或水系背景斷面可設定在上游接近河流源頭處,或未受人類活動明顯影響的河段。

(5)水文地質或地球化學異常區,應在上下游分別布設斷面;

(6)供水水源地、水生生物保護區以及河源型地方病發病區、水土流失嚴重區應設定斷面。城市主要供水水源地上游1000m處應布設斷面,重要河流的入海口應布設斷面。

(7)水網地區應按常年主導流向設定斷面;有多個岔路時應設定在較大幹流上,控制徑流量不得少於總徑流量的80%。

根據***流域的概況可知,所經普蘭店市重工業發展相對薄弱,且汙染源缺乏統計,排汙狀況主要以城市生活汙水為主。鄉鎮發展以農業為主,排汙狀況主要以農村汙水和農田汙水為主。所以只需在流經普蘭店市上游河段布設對照斷面,在普蘭店市下游不遠處布設控制斷面。

由於***入海,則在入海口附近布設消減斷面。分別在劉大水庫,元台大橋及窪子店攔河閘處設定監測斷面。詳見圖2-1。

檢測斷面如下圖2-2所示。

2.1.2.取樣

樣品採集應符合下列要求:①水質取樣應在自然流水狀態流水狀態下進行,不應擾動水流底部沉積物。以保證樣品代表性;②取樣地點和時間應符合要求;③取樣應經過專門訓練;④取樣時必須注意安全。

取樣時應注意以下事項

(1)水樣採集量是視監測專案及採用的分析方法所需水樣及備用量而定。

(2)取樣時。取樣器口部應面對水流方向。用船隻取樣時,船首應逆向水流,取樣在船舷前部逆流進行,以避免船體汙染水樣。

(3)除細菌、油等測定用水樣外,容器在裝入水前,應先用該取樣點水樣沖洗3次。裝入水樣後,應按要求加入相應的儲存劑後搖勻,並及時填寫水樣標籤。

(4)測定溶解氧與生化需氧量(bod5)的水樣採集時應避免曝氣,水樣應充滿容器,避免接觸空氣。

(5)因取樣器容積有限,需多次取樣時,可將歌詞採集的水樣倒入洗淨的大容器中,混勻後分裝,但本方法不適用於溶解氧及細菌等易變專案測定。

(6)取樣的應做好現場取樣記錄,填好水樣送送檢單,核對瓶籤。

2.1.3指標選擇

選擇原則:國家與行業水環境與水資源質量標準中已列入的專案;國家及行業正式頒布的標準分析方法列入的監測專案;反應本地區水體中主要汙染物的監測專案;專用站應依據監測目的選擇監測專案。所以本文選擇的水質指標為ph、do、nh3-n、codcr、bod、codmn等。

資料表2-2所示。

2.3監測專案分析

分析方法的選用應根據樣品型別、汙染物含量以及方法適用範圍等確定。分析方法的選擇應符合以下原則:

(1)國家或行業標準分析方法;

(2)等效或參照使用iso分析方法或其他國際公認的分析方法;

(3)經過驗證的新方法,其精密度、靈敏度和準確度不得低於常規方法。

從上述監測結果中並結合《地表水質量標準》(gb3838--2002)中對各因子所規定的等級標準可以知道,三個監測斷面 ph 值在 7~9 中變化,指標等級處於 i~v 類之間;其 d0值在 11~14 之間中變化,指標等級均處於 i 類;其 nh3-n 值在 o~5 中變化,其中劉大水庫監測斷面處於ⅱ類標準,元台大橋監測斷面超過 v 類標準,窪子店閘監測斷面處於ⅲ類標準之間;其 bod 值在 1~10 中變化,劉大水庫、窪子店閘監測斷面指標等級處於 i 類元台大橋監測斷面超指標等級處於ⅳ類標準。對於 cod 指標,元台大橋監測斷面超過 v 類標準,其它兩個監測斷面指標均位於ⅳ~v 類標準。

第三章水質現狀評價

3.1.單因素法

3.1.1.計算原理

1 單項水質引數i在j點的標準指標:

sij=cij/csi3—1)

式中,sij--(i,j)點的汙染物濃度或汙染物i在**點j的標準指標;

cij--(i,j)點的汙染物濃度或汙染物i在**點j的濃度,mg/l;

csi--水質引數i的水質標準,mg/l。

2 do指數標準為

sdo,j=│dof-doj│/(dof-dos) ,doj>dos (3—2)

sdo,j=10-9doj/dos , doj<,dos (3—3)

dof=468/(31.6+t)

式中,sdo,j--do的標準指數;

dof--飽滿和溶解氧濃度;

doj--溶解氧實測值;

dos--溶解氧的評價標準限值。

3 ph的標準指數

sph,j=│7.0-ph,j│/(7.0-phds),phj<7.0 (3—4)

sph,j=│phj-7.0│/(phsu -7.0),phj>7.0 (3—5)

式中,phsd——ph的下限值;

phj ——實測值;

phsu——ph的上限值。

水質引數的指標數》1,表明該水質引數超過了規定的水質標準,已經不能滿足使用要求。

3.1.2具體計算

1 水功能區劃分及各水域水質等級的確定 :本次課設將***流域以劉大水庫、元台大橋、窪子店閘三個斷面為基準進行流域合併。劉大水庫、元台大橋、窪子店閘三個斷面的水質等級分別為ⅱ級、ⅱ級、ⅲ級。

單因子標準指數的計算:根據單因子指數計算理算得單因子標準指數,並做出水質評價,如表3—1。

表3-1 單因子標準指數的計算結果

由單項水質引數評價可知,元台大橋斷面汙染指標超標最為嚴重, nh3-n、 codcr、 bod、codmn 均出現超標現象,而劉大水庫斷面 codcr、codmn 出現超標現象,窪子店閘斷面 nh3-n、codcr 出現超標現象。

3.2模糊綜合評價方法

3.2.1計算原理

模糊綜合評價是以隸屬度來描述模糊的水質分級界限的。這一方法不僅承認事物對某範疇的「非此即彼」的關係,而更強調事物對範疇的「亦此亦彼」的客觀存在的「中間過渡不分明性」即模糊性。因此,它能準確刻畫環境質量的客觀存在的狀況,並獲得符合實際的評價效果。

其計算步驟如下。

1 評價物件的因子集的建立

在環境質量評價中,因子集就是參與評價的m個汙染因子的實際測定質量濃度組成的模糊子集,記為

2 權重的確定

通常各因子的重要程度不同,因此對每個因子賦於1個相應的權重;的確定方法如下:首先計算單項因子權重值公式:

=/ (3—6)

式中,一第1種汙染物的權重值;

一第1種汙染物的實測濃度值;

一第i種汙染物並級環境標準的算術均值。

=(/)/ (3—7)

上述m項因子指標,分別計算出權重後,組成1個1×m模糊權重集:

3 用隸屬度來描述環境質量的分組界線。

隸屬度的確定方法如下:

假設水體水質可分為n個等級:z=(i級,ii級,,n級)。設表示某一樣品一種汙染因子的濃度,則對於等級z的隸屬關係可表示為:

3—8)

式中,—表示評價因子即指標i對級別j的隸屬度(i=1,2,3,,m;j=1,2,3, ,n)

—表示指標i的實測值;

—表示指標i在j級別時的標準值。

由此可建立各環境因素與各評價標準之間的模糊關係m*n的矩陣r

3—9)

④ 矩陣復合運算

模糊評價考慮所有因子的影響,將模糊權集a與模糊評價矩陣r復合運算方法見式2—10式,得到各被評事物的模糊綜合評價向量b。

3—10)

與模糊矩陣r進行復合運算a*r或一般運算,可得1×n集合b。在集合b中,取每行最大者所對應的水質等級數,為該月份水體的水質級別。

3.2.2 具體計算

(1)確定權重集

選取監測專案do、、、bod、作為本次模糊評價的評價因子,進行模糊評價。

第04章水環境質量評價習題

1.地面水水體的概念不僅包括水,而且包括水中的懸浮物 底泥和水生生物。2.在河流的托馬斯修正模型中增加了藻類生物的光合作用和呼吸作用對水中溶解氧的影響修正。3.環境汙染後,後導致被汙染水體生物種群內總的生物種類下降,而耐汙型種類的個體數增加。4.s p模型用於描述一維穩態河流中的 bod do 的變...

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