水功能区（共10篇）
水功能区 篇1
摘要：基于最严格的水资源管理制度的要求, 对水功能区主要污染物COD和NH3-N在规划年的排放量 (处理前) 进行了预测, 计算了水功能区纳污能力, 在此基础上对污染物的削减量进行预测, 确定了水功能区限制纳污控制指标, 并将研究成果应用于山东省胶南市, 为该市污染物的排放提供了技术依据。
关键词：3条红线,污染物排放总量,限制纳污指标,水域纳污能力
0 前言
实行最严格的水资源管理制度[1]的核心就是围绕水资源配置、节约和保护建立水资源管理的“三条红线”、即用水总量红线, 用水效率红线和水功能区限制纳污红线[2]。水功能区限制纳污红线是以各污染物的允许纳污量作为评价指标[3]。我国是一个水资源问题十分严重的国家, 水资源短缺、水污染严重、水生态环境恶化等问题已成为制约社会经济可持续发展的主要瓶颈。河流水功能区达标率偏低, 主要是由于水体所容纳的污染物总量超过了水功能区的纳污能力, 因此, 建立和确定水功能区限制纳污控制指标尤为重要。本文旨在探讨水功能区限制纳污控制指标, 并将研究成果应用于山东省胶南市。
1 水功能区限制纳污控制指标方法研究
1.1 水功能区限制纳污控制指标方法研究技术路线
在社会经济目前的发展阶段 (经济社会快速增长、污染负荷十分严重、污染物处理能力相对有限) , 水功能区限制纳污控制指标的确定取决于2个方面, 一是水功能区的水域纳污能力, 二是水功能区内污染物的排放总量。水功能区水域纳污能力反映的是自然因素, 即满足给定水功能区水文、水力学条件, 给定排污口位置, 满足水功能区某一水质标准的排污口最大排放量[4]。水功能区内污染物的排放总量反映的是人为因素, 即在社会经济发展状况下, 入河污染物排放总量的现状值。水功能区限制纳污指标的确定既要考虑水质目标要求, 同时还要尊重现阶段社会经济发展的需要。
根据上述思路, 本文提出的水功能区限制纳污指标确定的技术路线如图1所示。
1.2 研究区规划年污染物排放量 (处理前) 预测
1.2.1 单位GDP的污染物排放量预测
从理论上看, 一个国家或地区环境影响随着经济发展或时间的演变依次遵循3个“倒U形”曲线[5]规律, 即该演化过程需要先后经历环境影响强度的倒U形曲线、人均环境影响量的倒U形曲线和环境影响总量的倒U形曲线。
本次研究根据环境演变的3个“倒U形”曲线规律中的环境影响强度的倒U形曲线, 来预测规划年的污染物排放量。
由于社会经济的发展及人们对水环境质量的要求, 目前排放到河流中的污染物基本上都经过了工厂自身及污水处理厂的处理, 若以目前排放到河流中的污染物量来预测未来的排放量, 结果误差较大。而处理前的污染物的排放总量客观地反映了社会经济发展阶段与污染物排放量的客观规律, 较少受到人为因素的影响, 基础数据具有真实性与可靠性。因此, 为了科学预测规划年污染物的排放量, 本文以处理前的污染物排放量 (包括工厂自身及污水处理厂) 为基础, 对未来处理前污染物的排放总量进行预测, 并以此为主要依据确定水功能区限制纳污控制指标。
根据环境影响强度随时间的变化规律, 本次研究以研究区多年单位GDP的COD、NH3-N排放量为依据, 选取降半哥西分布曲线对规划年单位GDP的COD、NH3-N排放量进行预测。降半哥西分布函数表达式见式 (1) , 分布图见图2。
1.2.2 污染物排放总量 (处理前) 的预测
根据研究区经济发展规划, 即GDP每年的增长速度, 预测规划年研究区的GDP, 然后根据该地规划年单位GDP的COD、NH3-N排放量预测, 计算规划年研究区COD、NH3-N的排放总量 (处理前) 。
1.3 水域纳污能力计算
将在给定水域和水文水力学条件, 给定排污口位置, 满足水域某一水质标准的排污口最大排放量, 通称水域允许纳污量[4]。
1.3.1 水域纳污能力计算模型的选取
由于研究区河流狭长, 污染物进入河流后会充分混合, 因此本文采用河流一维水质模型[6]来计算, 见式 (2) 。
式中:U为河流断面设计流速, m/s;x为沿程距离, km;K为污染物综合衰减系数, 1/d;C (x) 为污染物沿程浓度, mg/L;C′为河段上断面的污染物浓度, mg/L。
计算过程中采用功能区首段面排污, 末段面达标, 稀释容量与自净容量求和的方法[7]进行计算水域纳污能力, 见式 (3) 。
式中:E为排污口与控制断面之间水域理想水域纳污能力, t/a;Q0为上游来水设计流量, m3/s;C0为河流中污水的本底浓度, mg/L;qw为污水设计排放流量, m3/s;Cs为控制断面水质标准, mg/L;其余符号含义同上。
1.3.2 模型参数的确定
(1) 设计流量。在计算水环境容量时, 一般采用连续30、10或7d最小日平均流量作为设计条件。根据《水域纳污能力计算规程》 (SL348-2006) , 河流设计流量可采用90%保证率最枯月平均流量或近10a最枯月 (即120个月份中月均流量最小的那个月) 平均流量。
(2) 设计流速。河流的设计流速为对应设计流量条件下的流速, 一般河道断面流速与断面流量具有正相关关系, 可采用经验公式U=a Qb来确定, a、b为待定系数[8]。
(3) 综合衰减系数。综合衰减系数的确定方法较多, 主要是通过现场观测实验和室内模拟试验方法获取。由于实测资料限制, 本文采用COD、氨氮综合衰减系数经验计算公式[9], 即KCOD=0.05+0.68 u, KNH3-N=0.061+0.551 u。
(4) 水质目标。根据《地表水环境质量标准》 (GB3838-2002) 中不同类别水质COD和NH3-N浓度限值, 可以确定研究区内主要控制水功能区段的本底浓度C0和水质目标Cs。
1.4 污染物削减量预测
本文认为到规划年水功能区限制纳污控制指标需要达到该地区水域纳污能力。由于污染物的总排放量较大, 要达到水域纳污能力的目标值, 需要进行大量削减。因目前处理能力有限, 短期内的排放量 (处理后) 达到水域纳污能力困难很大。因此, 需要逐年削减, 分析预测每年削减量 (率) 。
每年削减量 (率) 主要由2个方面决定, 一是目前的削减量 (率) 现状;二是实现纳污能力控制指标的规划年。预测时, 首先选定基准年, 削减率根据实际排放量和实际入河量的差值与实际排放量的比值求得。然后确定规划年, 基准年和规划年期间污染物削减率按照一定的比例增加, 使规划年达到水域纳污能力的目标值。
1.5 水功能区限制纳污指标确定
水功能区限制纳污指标的确定应取决于2个方面, 一是现状条件下当地污染物排放量, 二是当地水域纳污能力, 其计算公式见式 (4) 。
式中:β为权重系数。
β的具体取值讨论如下:
(1) 基准年纳污总量控制指标完全由当地COD、NH3-N总排放量及削减量决定, 即尊重基准年的COD、NH3-N的实际排放量 (处理后) , 根据实际排放量制定基准年的纳污控制指标, 此时β=0。
(2) 规划年纳污总量控制指标完全由当地的水域纳污能力确定, 即远期规划目标年COD、NH3-N排放总量经处理后, 必须达到水域纳污能力, 此时β=1。
(3) 在起始年与终止年之间, 纳污总量控制指标遵循式 (4) 变化, 本次研究β采用直线变化规律, 如图3所示。
水功能区限制纳污控制指标原则上就等于污染物入河控制量。根据水功能区限制纳污能力设计条件和水域纳污能力计算模型, 即可确定水功能区限制纳污控制指标。
2 研究实例
本文以山东省胶南市为实例, 应用上述研究方法, 确定其水功能区限制纳污指标。
根据胶南市近年来的COD、NH3-N排放总量及GDP数据可求得不同年份的胶南市环境影响强度, 即单位GDP的COD、NH3-N排放量。依据降半哥西分布对胶南市单位GDP的COD、NH3-N排放量进行预测, 结果见表1。
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依据表1及胶南市“十二五”规划, 可知胶南市不同规划年的污染物排放总量 (处理前) 。
鉴于胶南市其他水功能区均作为饮用水源地, 不允许排污, 故本次仅计算胶南市排污控制区的纳污能力, 即风河胶南排污控制区, 此排污控制区重点入河排污口仅有1处 (胶南市污水处理厂风河排污口) , 位于胶南市风河北岸滨海大道桥西200m处, 见图4。
根据胶南市污染物排放总量 (处理前) 及胶南市排污控制区水域纳污能力和污染物削减量的计算结果, 可制定胶南市规划年纳污总量控制指标。
以2010年为基准年, 选取2020年为规划年。根据2010年胶南市城区主要入河排污口污水年入河量计算结果, 考虑未来的情况选用了3种情景, 即污水年入河量分别为0.05、0.06及0.07亿m3。胶南市COD、NH3-N控制指标的确定采用式 (4) 计算, 不同规划年的COD、NH3-N控制指标见表2、图5和表3、图6。
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3 结语
(1) 本文创造性地选用处理前的污染物排放量 (包括工厂自身及污水处理厂) 作为研究时的基础数据, 客观反映了社会经济发展阶段与污染物排放量的变化规律, 对预测污染物的变化趋势和科学制定污染物减排方案具有重要意义。
(2) 本文提出的水功能区限制纳污指标的确定应取决于2个方面, 即现状条件下当地污染物排放量和当地水域纳污能力, 既考虑了实际情况, 又考虑了其可行性, 具有可操作性和指导性。
参考文献
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水功能区 篇2
一、总体要求
根据《水功能区管理方法》和水利部《关于开展水功能区确界立碑工作的通知》（水资源〔2004〕117号）（以下简称《通知》）的要求，各级水功能区应设立标志碑。
标志碑要求美观、坚固耐用，采用钢筋混凝土材料现场浇制。
二、范围和数量
市级水行政主管部门对全市1000Km2以上河流水功能区确界立碑；县（区、市、自治县）级水行政主管部门对本区域内1000Km2以下河流水功能区确界立碑。
每个水功能区原则上设立1—2个标志碑；河长超过20Km或地处城区的，可以酌情增加标志碑个数。
水功能区标志碑尽量设置在交通方便、人流量较大的醒目地段，埋设时应考虑基础及当地风向，界碑应顺风设置。
三、标志碑规格
水功能区标志碑分为碑体、碑座和碑面三部分（见附图1-
1、1-
2、1-3）。
（一）碑体：强度C25。正面和背面各凹进2.5cm,形成1.8×1.5m的凹进碑面，边框宽7.5cm。
（二）碑座：分地上、地下两部份。地上部份强度C25，宽2.10m，厚0.40m，高0.60m；地下部份强度C20宽2.5m，厚0.60m，埋深1.00m。
（三）碑面：正面、背面、侧面、上面均用白色瓷砖贴面，边框用蓝色瓷砖贴面，瓷砖贴面做法详西南J516-P59-5408。主体部份1.8×1.5m为烧制好碑文的瓷砖，规格15×15cm，碑文为白底红字，“中国水利”标志图案为蓝色。瓷砖纵横缝宽不大于2mm，做到整齐划一，没有错位；瓷砖表面平整，没有明显的凹凸。
四、布筋原则
碑体受力筋为Φ8，筋长深入碑座地面以下36cm，构造筋为Φ6，单层双向配筋（见附图2-
1、2-
2、2-3）。
五、碑示内容及格式
（一）标志碑碑文内容主要为水功能区名称，河流、湖泊、水库名称，水功能区起始断面和终止断面，水功能区河流长度或湖泊、水库面积，水质保护目标，简要管理要求，立碑单位和时间。水功能区名称中，对于开发利用区，应在括号内标明其二级区名称（见附图3-
1、3-2示例）。
（二）碑文格式 1．标志碑正面
（1）以下适用于1000km2以上河流水功能区 ①标题：（字体：行楷）
×××河×××区
或
×××河×××开发利用区
（×××河×××区）
②正文：（字体：新魏）
经重庆市人民政府批准，×××河（湖、库）从×××至×××，划定为“×××区”，全长×××公里（面积×××平方公里），水质保护目标为××类。
③落款:（字体：行楷）
重庆市水利局
××××年××月（2）以下适用于1000km2以下河流水功能区 ①标题：（字体：行楷）
×××河×××区
或
×××河×××开发利用区
（×××河×××区）
②正文：（字体：新魏）
经×××县（区、市、自治县）人民政府批准，×××河（湖、库）从×××至×××，划定为“×××区”，全长×××公里（面积×××平方公里），水质保护目标为××类。
③落款:（字体：行楷）
×××县（区、市、自治县）水利（水务、农机）局
××××年××月
2．标志碑背面
标志碑背面上部为“中国水利”标志图案，下部为宣传标语（字体：方正姚体，见附图4示例）。
宣传标语可以从以下标语中选用： 保障饮水安全，维护生命健康 保障饮水安全是水利工作的第一任务 浪费和污染水是人类对水资源的最大侵害 保护河流生态
维护河流的健康生命
防止水源枯竭和水体污染，保证城乡居民饮用水安全 保护水资源
保护水环境，防治水污染 加强水资源统一管理与保护 依法加强饮水水源地保护
加强水资源管理和保护，保障水资源的可持续利用 3．碑文、标志格式
碑文为白色瓷砖红色字体烧制，标志为白色瓷砖蓝色图案烧制。
（1）标志碑正面排版（见附图5）
标题格式：标题在标题区域内排版。一级水功能区标题，行楷、红色；二级水功能区标题，行楷、红色，字号小于一级水功能区标题字号。凡二级水功能区均加括号，并同时标出一级水功能区。
正文格式：正文文字在在正文区域内排版。正文文字，华文新魏、红色。
落款格式：设立部门、设立日期在落款区域内排版。设立部门，行楷、红色；设立日期，行楷、红色，字号小于设立部门。
（2）标志碑背排版（见附图6）
谁是“功能水”背后的推手 篇3
日前，国内多家饮用水企业表示，今年夏天将在市场推广自己品牌的高端水。然而对此，国内外专家认识不一。
国内专家认为，水源地是高端水重要标志；而国外有专家认为有治病效果的水才算高端水。
消费心理催生功能水
改革开放之前，人们以为水是白来的，取之不尽，用之不竭，定义为“自来水”即可见一斑。改革开放后，精明的商家开始把水装入瓶子里卖钱，那时，人们才意识到水是商品，也可以赚钱。
几乎同时，国外自来水因污染致病等问题开始被公诸于众，包括自来水水源地污染导致流产多发、心脏先天性异常的孩子较多等。公开文献显示，因溶解于水中的铅会导致幼儿智力低下、成人神经障碍、消化系统障碍、老年人肾脏障碍、失眠和痴呆。日本于1987年全面禁止自来水管道使用铅管，净水机在日本兴起。于是，市场上适时出现了瓶装水、饮水机、净水机，甚至不少人认为在手中持一瓶矿泉水还是一种时尚，自此，商家便开始拿水大做文章。
在安全、健康的社会需求下，一些瓶装水企业纷纷推出有补充营养元素、调节免疫力、促进血液循环等功效的功能水，刮起一阵养生旋风。目前，新一轮的功能水概念正在风生水起。这包括弱碱性水、小分子团水、核磁共振水、太空水、雪山水等。
正是这一股饮用水需求的潮流，人们消费心理对其趋之若鹜，催生了象征时尚文化和生活品质的高端水，及被赋予营养、保健甚至医疗效果的功能水。
功能水大多“玩概念”
6月13日，广州药业公布王老吉凉茶研究的阶段性成果，称“王老吉凉茶具有延长动物寿命的作用”。
消息一出立刻引发网友广泛质疑，有网友表示，“延长动物寿命，需要多长时间才能科学验证出啊？广药正式收回王老吉才不到两年时间，居然就测出这一神奇结果！”网友甚至调侃称，“继板蓝根之后，又一剂‘神药’面世。”
一位饮用水企业的销售人员称，只要企业能提出新概念、能有好的广告，肯定能有市场份额。例如“有氧水，普通人喝好，孕妇喝更好了。”那么，功能强大的水到底是概念炒作，还是真的营养又健康呢？
业内人士认为，对于目前市场上销售的概念水和功能水还没有相关的国家标准，所谓的保健功能极有可能是商家炒作。即使这些功能水包装上的宣传功效属实，也并不是适合所有人饮用。因为每个人体质不同，对微量元素的需求也不一样。
据湖北省食品安全检验专家、高级工程师雷祖荣介绍，所谓功能水，多数是噱头，有名无实。例如“冰川水”，很多水其实都是冰川溶解后流下来的，成分都一样，不可能含维生素、蛋白质；小分子团水就是通过滤膜把所谓的大分子过滤掉后的水，其实并没有任何作用；离子水就是水里含比较多的离子，实际上就是我们所说的矿泉水。宣传功能水的种种功效，大多是为了增加卖点，对消费者起到误导作用，根本不可能治疗疾病。
广州军区武汉总医院营养科主任韩芳也表示，功能水所宣称的功能多数都是概念炒作，其实没什么特殊功能，更谈不上保健作用。
功能水并非人人适用
记者了解，目前市场上销售的功能水大体分为以下几种：
第一种，弱碱性水。很多功能水打出了“弱碱性”的标签，并称人体也是弱碱性的，因此碱性离子水对人体有好处。但专家表示，水进入胃里就会变成酸性，通常我们所说的人体呈弱碱性是指人体血液的PH值呈碱性，并不意味着喝一点弱碱性水就能改变体内的酸碱度。
第二种，富氧水。富氧水是指在纯净水里人为加入更多的氧气，这种水中的氧分子进入体内后，会干扰细胞的正常分裂，加速衰老。富氧水属于医疗用水，是针对特殊人群的，不能作为正常人群的饮用水。专家称，氧是好东西，但过犹不及会中毒。
第三种，小分子团水。一些厂家宣称长期饮用小分子团水可治疗高血压、心脏病等多种慢性病，“饮用后能改善人体生物化学作用，提高血浆高密度脂蛋白浓度。”
血浆高密度脂蛋白的确是一种与患心血管病的风险相关的蛋白，被誉为“血管清道夫”。但专家表示，目前提高其浓度的主要方法是抑制降解酶，仅通过饮水不能达到此效果。
其实，水的基本功能就是参与身体的生命运动，帮助新陈代谢，再就是排除有害物质。根据国家生活饮用水标准，只要是pH值在6.5～8.5之间，也就是从弱酸性到弱碱性的饮用水都是符合国家标准的。
水功能区 篇4
哈尔滨市境内的国家重要江河湖库水功能区划共划分39个区, 总河长为2115.0km。其中一级区共14个:保护区5个, 河长328.8km;保留区5个, 河长524km;缓冲区4个, 河长302.3km;开发利用区9个, 河长959.9km。开发利用区内二级区共25个, 其中饮用水区3个, 河长91.3km;农业用水区11个, 河长663.5km;景观娱乐用水区2个, 河长78.6 km;过渡区5个, 河长77.0km;排污控制区4个, 河长49.5km。
二、监测范围、频次及项目
监测范围为哈尔滨市境内的国家重要江河湖库水功能区, 共设置39个水质监测断面。地表水水功能区每两个月监测一次, 全年共监测六次。水功能区监测项目为《地表水环境质量标准》 (GB3838-2002) 基本项目中的19项, 即水温、p H、溶解氧、化学需氧量、五日生化需氧量、高锰酸盐指数、氨氮、挥发酚、氰化物、总磷、氟化物、六价铬、总汞、总砷、镉、铅、铜、锌、硒等共19项。
三、水功能区现状水质评价
评价项目包括高锰酸盐指数与氨氮。按照《地表水资源质量评价技术规程》 (SL395-2007) ;规定方法确定, 频次达标评价水功能区, 统计全年评价次数、计算年度达标率, 按照80%标准确定年度评价达标水功能区。
2014年哈尔滨市全年水功能区有3处监测断面为Ⅱ类水质, 有32处监测断面为Ⅲ类水质, 有2处监测断面为Ⅳ类水质, 有1处监测断面为Ⅴ类水质, 有1处监测断面为劣Ⅴ类水质。
(一) 保护区。全年保护区共有5处监测点, 水质类别介于Ⅱ~Ⅲ之间, 水质类别为Ⅱ类的有2处, 占评价监测点总数的40.0%, 水质类别为Ⅲ类的有3处, 占评价监测点总数的60.0%。主要超标项目为氨氮和高锰酸盐指数, 氨氮有2处监测点超标, 超标倍数在0.1~1.1倍之间, 最大值为1.05mg/L, 高锰酸盐指数有2处监测点超标, 超标倍数在0.1~0.5倍之间, 最大值为6.0mg/L。
(二) 保留区。保留区全年水质类别为Ⅲ类, 共计5处, 占评价监测点总数的100%。所有项目全部达标。
(三) 饮用水源区。饮用水源区全年水质类别均为Ⅲ类, 共计3处, 占评价监测点总数的100%。其中超过项目标准的有高锰酸盐指数和氨氮, 氨氮有两处是超过了标准的, 超标的倍数在1.5倍左右, 这一超标指数并不利值为1.78mg/L。高锰酸盐指数有2处超标, 超标倍数为0.05~0.7倍, 不利值为6.8mg/L。
(四) 农业用水区。农业用水区全年水质类别介于Ⅱ~劣Ⅴ之间。农业用水区全年平均水质类别为Ⅱ类的1处, 占评价监测点总数的9.1%, 农业用水区全年平均水质类别为Ⅲ类的9处, 占评价监测点总数的81.8%, 农业用水区全年平均水质类别为劣Ⅴ类水质1处, 占评价监测点总数的9.1%。主要超标项目为氨氮。其中氨氮1处监测点超标, 超标倍数为6.1倍, 最大值为10.6mg/L。
四、水功能区达标的状况分析
对于水功能区达标的情况分析, 我们主要是根据水功能区的评价内容和方法进行的, 主要是要求水期的达标评价要在各水功能区的单次达标评价成果上进行, 而在评价水期的时候, 要求达标率不应该小于百分之八十的水功能区为水期功能区。根据2014年哈尔滨全年水功能区达标统计, 在39个水功能区中28个水功能区水质达标, 达标率为80.0%;总河长为2115.0km, 达标河长为1675.4km, 河长达标率为81.1%。
(一) 保护区。汛期5个保护区, 评价总河长为328.8km, 其中1个达到目标水质要求, 达标率为20.0%。汛期主要超标项目为高锰酸盐指数和氨氮。非汛期5个保护区, 评价总河长为328.8km, 其中有3个监测点达到目标水质要求, 达标率为60.0%。
(二) 保留区。汛期5个保留区, 评价总河长为524km, 其中5个达到目标水质要求, 达标率为100%。非汛期5个保留区, 评价总河长为524km, 其中5个监测点全部达到目标水质要求, 达标率为100%。全年水质5个监测点有5个达到目标水质要求, 达标率为100%。
(三) 缓冲区。4个缓冲区评价总河长为302.3km, 汛期4个缓冲区, 评价总河长为302.3km, 水质均达到目标水质的要求, 达标率为100%。非汛期4个缓冲区, 评价总河长为302.3km, 2个达到目标水质要求, 达标率为50.0%, 主要超标项目为氨氮。全年水质4个监测点有4个达到目标水质要求, 达标率为100%。
(四) 饮用水源区。在饮用的水源区我们会发现, 三个饮用水源区的评价总河长在91千米左右, 在进入汛期的时候有一个监测点达到了目标水质的实际需求, 达标率在百分之三十三左右, 这里主要超标的有高锰酸盐指数和氨氮, 而在非汛期的时候, 有两个监测点达到了目标水质的实际需求, 达标率为百分之六十六左右, 这里主要的超标项目还是高能酸盐指数和氨氮, 而从全年的水质监测来看, 只有一个监测点的指标达到了水质的标准, 达标率在百分之三十三左右。主要超标项目为氨氮和高锰酸盐指数。
(五) 农业用水区。汛期11个农业用水区, 评价总河长为663.5km, 其中11个功能区全部符合目标水质要求, 达标率100%。非汛期11个农业用水区, 评价总河长为663.5Km, 其中10个监测点基本上都达到了水质的基本目标, 达标率在包分之九十以上, 这里主要的超标项目依旧是高锰酸盐指数和氨氮。全年的水质比中, 有十个监测点是达到了目标水质要求的, 达标率占到了百分之九十以上, 主要超标项目为氨氮和高锰酸盐指数。
(六) 景观娱乐用水区。2个景观娱乐用水区评价总河长为78.6km, 景观娱乐用水区的汛期2个监测点均达到目标水质要求, 达标率为100%。非汛期有2个监测点达到目标水质要求, 达标率为100%。全年水质的2个监测点全部达到目标水质要求, 达标率为100%。
(七) 过渡区。汛期5个过渡区, 评价总河长为77.0km, 其中有4个监测点达到目标水质, 达标率为80%, 主要超标项目为氨氮和高锰酸盐指数。非汛期5个过渡区, 评价总河长为77.0km, 其中3个监测点达到目标水质, 达标率为60.0%, 主要超标项目为氨氮和高锰酸盐指数。全年水质其中有4个监测点达到目标水质要求, 达标率为80.0%, 主要超标项目为氨氮和高锰酸盐指数。
五、水功能区监测管理中的对策建议
对于水功能区的水资源质量监测来说, 对水资源的开发利用、对功能区的排污总量控制、对水污染的防治是非常重要的。除此之外, 我们还要建立一个适应水资源监测的评价方法, 及时掌握水功能区水资源的质量状况, 这也是目前水功能区管理的实际需求, 建议在今后的水功能区管理中一定要不断强化水质监测站的理论研究工作。而随着工农业的快速发展, 地表水不断受到有机物污染的威胁, 在水质监测中可适当增加有机物的监测。
摘要：水资源对于我们人类来说是最为珍贵的资源, 对各个区域的水资源保护也是我们共同的责任, 科学做好区域水功能区监测是做好水功能区限制纳污管理的基本举措, 为了能够更加准确地掌握水功能区水资源的质量状况, 了解水功能区管理和入河口监督管理的实际需求, 本文主要对2014年哈尔滨市境内的国家重要江河湖库水功能区水质监测进行评价, 提出水功能区监测管理的建议。
关键词：水功能区,现状水质评价,达标评价
参考文献
[1]地表水环境质量标准.GB3838—2002
[2]朱玉仙, 黄义星, 王丽杰.水资源可持续开发利用综合评价方法[J].吉林大学学报 (地球科学版) , 2002
[3]王新民, 崔巍.变权组合预测模型在地下水水位预测中的应用[J].吉林大学学报 (地球科学版) , 2009
水功能区 篇5
江苏省主要湖泊水功能区划与水质达标分析
按照水功能区划的原则和方法,在江苏省洪泽湖、太湖、骆马湖、白马湖、高邮湖、宝应湖、邵伯湖、韬、长荡湖、石臼湖、固城湖11个主要湖泊水域上共划分了23个水功能区,其中有13个保护区、5个饮用水源区、4个渔业用水区、1个景观娱乐用水区,并对水功能区进行水质达标评价分析,提出对水功能区实施纳污总量控制、排污口的设置、水质监测及调整等具体管理措施.
作 者：李天淳 高鸣远 LI Tian-chun GAO Ming-yuan 作者单位：江苏省水文水资源勘测局,江苏,南京,210029刊 名：河海大学学报(自然科学版) ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF HOHAI UNIVERSITY (NATURAL SCIENCES)年，卷(期)：34(6)分类号：X824关键词：湖泊 水功能区划 水质评价 江苏省
水功能区 篇6
关键词：重点水功能区,监测,水质现状,淮安
1 概述
为加强水功能区的监督管理, 及时掌握水功能区水质状况, 为水资源保护和水污染防治工作提供及时、准确的科学依据, 淮安市相关主管部门从2004年11月开始对辖区内的全部缓冲区、饮用水源区、调水水质保护区进行每月1次的水质监测。本文以淮安市水利局2012年8月发布的《淮安市重点水功能区水质通报》中发布的监测数据为例, 详细分析淮安市目前重点水功能区达标情况以及主要超标项目, 并就重点水功能区水质的保护提出有针对性的建议。
《中国水功能区划》中明确了不同水域的主导功能以及功能顺序, 并制定了水域功能不遭破坏的水资源质量目标, 把水资源管理和质量目标分解到各功能区单元, 使管理和保护更具针对性, 通过不同功能区水资源质量目标的实现, 达到保障水资源可持续利用的目的。不同水功能区的水质质量目标见下表。
1.1 评价对象
评价对象为淮安市19个功能区水质现状, 其中一级区划保护区14个、保留区2个、缓冲区1个, 二级区划中饮用水源区2个。根据《省政府关于江苏省地表水环境功能区划的批复》 (苏政复[2003]29号) , 上述功能区的水环境质量目标均为Ⅲ类。
1.2 评价项目
评价项目主要有水温、PH、溶解氧、高锰酸钾盐指数、BOD5、氨氮、总磷、铜、锌、氟化物、砷、镉、六价铬、铅、氰化物、挥发酚、硫酸盐、氯化物、硝酸盐、铁、锰等21项指标。
1.3 评价方法
水功能区水质评价采用单指标评价法, 出现不同类别的标准值相同时, 按最优类别确定。对有2个 (含) 以上监测断面的水功能区, 根据以下方法确定评价代表值:缓冲区采用该功能区出口断面监测数据作为水质评价代表值, 饮用水源区采用水质最差的断面监测数据作为水质评价代表值, 其他功能区采用各断面水质监测数据的加权平均值作为水质评价代表值, 并以此评价水功能区是否达标。
2 监测结果
2.1 水功能区水质总体状况
由于8月份古运河调水保护区处在南水北调清淤工程期, 水质不参加评价, 实际参加评价的是18个水功能区。结果是:8月份淮安市水功能区总体水质状况略差, 在参评的18个水功能区中水质为Ⅰ类的水功能区为0%, Ⅱ类占33%, Ⅲ类占39%, Ⅳ类占11%, Ⅴ类占17% (见图1) 。
2.2 水功能区水质达标情况
在实际参评的18个水功能区中达标的是13个 (其中, 水功能区中保护区8个、保留区2个、缓冲区1个、饮用水源区2个) , 总体达标率约为72.2%, 较上一月提高了11.1个百分点, 水质比上月有明显好转。其中, 保留区、缓冲区、饮用水源区水质实现了100%达标;保护区的13个水功能区有8个达标, 达标率为61.5%。
2.3 水功能区断面水质
淮安市共有50个检测断面 (由于古运河2个断面不参评, 实际参评的断面为48个) , 水质为Ⅰ类的断面为0%, Ⅱ类占21%, Ⅲ类占39%, Ⅳ类占13%, Ⅴ类占23%, 劣于Ⅴ类占4%, 超过Ⅲ类水标准的断面占40% (见图2) 。
3 监测结果分析
3.1 8月份水功能区现状
8月份, 淮安市重点水功能区中保留区、缓冲区、饮用水源区水质均实现了100%达标, 13个保护区中唯有5个未达标。未达标的水质中超标项目主要是总磷、氨氮、高锰酸盐指数、溶解氧。富营养化程度由高到底依次是洪泽湖、白马湖、宝应湖、高邮湖。
3.2 1-8月份重点水功能区水质变化情况
从图3可以明显的看出, 淮安市目前所监测的19个重点水功能区水质为Ⅰ类的为0;Ⅱ类的除了2月、7月为0外, 4月和6月的比重最大, 占到所有水质状况的50%;2月、3月的Ⅲ类水质比重较大;在六类水质中就数Ⅳ类变化幅度最小, 变化区间在11.1%-16.7%之间;5月、7月和8月监测出Ⅴ类水质, 特别是7月还出现了劣Ⅴ水质, 占到整个监测功能区的11.1%, 这期间既有降雨产生径流, 增加水体稀释自净能力而使得水质变好的外在原因, 但还存在着一些生活污染、农业面源污染以及部分工业企业污染排放等原因。
4 改善水质措施分析
据分析, 淮安市水环境不能达标的原因有上游来水质量原因, 也有当地排污及管理的原因。针对区域尚未达标的水功能区水质超标问题, 当地相关部门可以从以下几方面加以解决或改善:
4.1 提高城镇生活污水处理率
截止到2010年底, 淮安市主城区累计已铺设各种规格的污水干管约150公里, 建成污水泵站8座, 污水检查井3500多座, 主城区污水处理能力已达16.5万吨/日, 年实际处理污水量近6000万吨, 主城区生活污水集中处理率达80%以上。虽然超过了全省平均水平, 但随着淮安市经济社会的发展以及城市化进程的加快, 环境污染形势依然严峻, 因此, 要加快城镇污水处理厂及管网配套建设工作, 提高生活污水及工业废水的接管处理率, 从源头上减少水污染物的排放量[1]。
4.2 加强境内闸坝统一调度管理
淮安境内河湖交错, 水网纵横, 京杭运河、新淮沭河、苏北灌概总渠、淮河入江水道、淮河入海水道、盐河等9条河流在境内纵贯横穿, 境内闸坝众多, 为此, 在充分利用雨水等自然条件基础上, 做好上中游水资源的合理调度分配工作, 使得境内重点水功能区的水体能经常得到充沛的新鲜水量, 提高河道以及相关重点水域功能区水体的自净能力。
4.3 加强农业污染源的防控
有专家估算, 目前中国水体氮磷污染物中来自工业废水、生活污水和农业面源污染的大约各1/3[2]。据统计, 2007年淮安市耕地化肥施用量达449.8公斤/公顷;农药总使用量达1146.1吨, 每公顷耕地使用量达2.93公斤, 利用率为30%到40%之间, 大部分多余药液进入了水体、土壤和农产品中;当地年产畜禽粪便约750万吨, 只有40%通过沼气处理和用作有机肥[3], 所有这些化肥、农药、畜禽粪便形成面源污染, 并成为周边水环境的重要威胁。为此, 要切实加大农业面源污染治理力度, 采取综合防治, 多措并举, 大力开展植树造林、沼气工程、推行测土配方、发展生态养殖等。
4.4 加大环境执法力度
虽然我国已建立起国家、省、市、县四级环境执法体系, 但是从现实看, 受各种因素制约, “环境执法难”成为全国的普遍现象, 对环境违法处罚力度不够, 违法成本低, 客观上造成了“企业无赖, 环保无奈”的现象[4]。为此, 要健全环境法规, 让执法时有法可依, 加强重点企业、区域的执法监督力度和处罚力度。
参考文献
【1】朱正伟, 徐作涛:淮河淮安段水污染状况及讨论【J】江西化工, 2009 (1) :100-102
【2】崔键, 马友华, 赵艳萍等.农业面源污染的特性及防治对策【J】中国农学通报, 2006, 22 (1) :335-340
【3】闵毅松, 朱海平.农业污染:回避不了的沉重现实[N]人民政协报, 2008-10-27
水功能区 篇7
随着我国社会经济的高速发展, 环境管理已成为决定我国未来发展成功与否的关键要素之一[1]。而河流生态系统健康评价作为一种河流管理的评估工具和技术手段[2], 具有分析河流生态系统受干扰状况及确定不同河流区段的环境管理、生态修复目标的作用而逐渐成为研究热点。20世纪80年代, 国外对河流生态系统健康评价的指标体系和评价方法开展了研究和探索;无脊椎动物预测及分类计划 (River Invertebrate Prediction and Classification System, RIVPACS) [3]和生态完整性指数 (Index of Biological Integrity, IBI) [4]是出现的两种重要的河流健康评价与监测生物学方法。1989年, 美国提出了快速生物评价协议 (rapid bioassessment protcols, RBPs) [5]为全国水质管理提供基本水生生物数据。1990年, 美国开启了环境监测评价计划 (Environmental Monitoring and Assessment Program, EMAP) [6], 对国内河流的环境状态进行监测评价。同一时期, 澳大利亚政府提出了溪流健康指数 (Index of Stream Condition, ISC) [7], 对河流状态的评价包括水文地貌、水质、无脊椎动物和鱼类、生态毒理学等内容;英国发展了河流生态环境调查法 (River Habitat Survey, RHS) , 对英国河流水文及栖息地状况进行评价;南非政府提出栖息地完整性指数 (index of habitat integrity, I-HI) [8], 对河流栖息地的干扰状况进行评价, 包括河床河道的改变、饮水、河岸植被、植被入侵等内容。
我国学者从20世纪90年代开始对生态系统健康进行研究, 罗跃初等[9]对流域生态系统健康评价方法进行了阐述, 并提出流域生态健康综合评价应包括生态学、物理化学、社会经济和人类健康四个范畴。李国英[10]提出“堤防不决口, 河道不断流, 污染不超标, 河床不抬高”是体现“维持黄河健康生命”这一终极目标的4个主要标志。蔡其华[11]在阐述健康长江的基础上, 提出包括水资源利用率、河道生态需水量满足程度、水功能区水质达标率等16项指标的健康长江指标体系。
河流健康是水环境保护的最终目标, 而水生态功能分区是开展河流健康评价的基础[12]。近年来, 已有学者对辽宁省辽河流域 (以下简称辽河流域) 健康状况进行了评价研究[13,14,15], 评价多限于自然表征因子健康状况的评价, 未考虑人类干扰状况以及恢复状况, 综合性不强, 且采用评价方法未能处理由于评价过程中存在大量主观判断而导致的模糊性的问题, 影响了评价的准确性。本文基于解决以上问题, 并充分考虑研究尺度和水生态功能分区的作用, 以辽河流域清河、汎河两个典型小流域的11个水生态功能三级分区为基本评价单元[16] (图1) , 采用改进层次分析法与模糊综合评价法相结合构建流域水生态系统健康评价模型, 从物理结构状况、水质状况、生物状况、人类干扰状况、恢复状况五个方面构建了层次分析指标体系, 对清河、汎河两个小流域的健康状况进行综合评价。通过对结果的分析识别健康状况较差区域的限制因子, 为流域的规划、管理和保护以及流域综合治理提供科学依据。
1 研究区域概况
研究区域为位于辽宁省铁岭市境内的清河流域 (123.84°~125.19°E、42.19°~42.93°N) 和汎河流域 (123.59°~124.55°E、42.00°~42.34°N) , 见图1。清河、汎河均为辽河铁岭段12条一级支流之一, 两个流域地势东高西低, 经济结构均属于自然经济类型, 以农牧业为主。其中清河流域面积约为5 674.3km2, 河流长217km, 流经清原县的英额门镇、土口子乡和大孤家镇, 开原市的李家台乡、八棵树镇和林丰满族乡。清河中下游有一座国家大 (Ⅱ) 型水库-清河水库, 是当地重要的水源地。清河流域土地利用方式主要以农业用地为主, 是典型的农业生产区。汎河流域面积为1 180.5km2, 河流长为102km, 流经铁岭县白旗寨乡、鸡冠山乡、大甸子镇、李千户乡、铁岭经济开发区、铁岭市汎河镇, 从汎河镇的药王村汇入辽河。汎河流域主要土地利用方式以林业用地为主, 流域内设有汎河省级自然保护区, 保护区东西长102km, 南北宽24km, 面积达512.05km2, 保护区主要保护对象为汎河流域湿地生态系统和大面积的水源涵养林, 有着“铁岭肾脏”的美名。
2 研究方法
2.1 数据来源
所用数据来源包括现场调查和采样分析以及2011年《辽宁统计年鉴》、《辽宁省国民经济和社会发展统计公报》、《辽宁省环境质量报告书》等相关数据统计资料。在研究区域内11个水生态功能三级分区 (清河流域7个, 汎河流域4个) 中采样点分布见图1, 采样时间为2011年8月。
2.2 基于改进层次分析法的模糊综合评价法
本文首先采用改进层次分析法确定权重, 然后用多层次模糊综合评价法对流域水生态系统健康状况进行综合评价, 评价过程如下。
2.2.1 建立评价指标体系
参考流域水生态系统健康的内涵及前人的评价研究成果, 根据流域实际情况、数据的可获得性和采到样本质量, 采用层次分析法构建了流域水生态系统健康评价指标体系, 见图2。指标体系分为三层, 逐层递归, 即目标层、准则层、指标层, 准则层包括物理结构状况、水质状况、生物状况、人类干扰状况和恢复状况。
2.2.2 确定评价目标及各指标元素评价集
本文将各指标分为“健康、亚健康、一般、疾病、严重疾病”5种状态标准。水质状况指标的分级标准主要参照国家地表水环境质量标准[17], 物理结构状况指标分级主要借鉴了Barbour的评价方法[15], 生物状况指标分级标准参照文献[14,18], 其他指标标准主要针对研究区域的实际情况, 通过多区域对比分析来确定标准值。对清河、汎河流域水生态系统健康评价指标分级见表1。
2.2.3 权重的计算
本文采用改进层次分析法计算评价因子权重。传统层次分析法多数情况下只能依靠大致的估算来调整判断矩阵进行一致性检验, 带有盲目性, 往往需要多次调整才能通过一致性检验。改进AHP法是以解决上述问题为出发点, 利用最优传递的概念, 使其自然满足一致性要求, 直接求出权重。因此本文采用改进层次分析法确定各层权重与层次排序总权重 (表3) 。具体计算步骤见文献[19]。
2.2.4 构建隶属度模糊关系矩阵
在指标层各评价因素与其评价集之间进行单因素评价, 建立隶属度模糊关系矩阵R。定性指标隶属度值主要采用专家判断赋值的方法确定。定量指标分为正指标 (指标值越大越好) 和负指标 (指标数值越小越好) 。设指标层第i项指标实际值为xi, 该指标各健康等级隶属度标准值为Vin, 则其隶属度rij计算公式如下:
(1) 正指标:
(1) 当xi>Vi1时, ri1=1;ri2=ri3=ri4=ri5=0
(2) 当Vi (j+1) ≤xi≤Vij时, 对 (j+1) 级健康等级的隶属度ri (j+1) 为:
对第j级健康等级的隶属度rij为:rij=1-ri (j+1) , j=1, 2, 3, 4。
对其他健康等级隶属度为0。
(3) 当xij
(2) 负指标:
(1) 当xi
(2) 当Vij≤xi≤Vi (j+1) 时, 该指标对 (j+1) 级健康等级的隶属度ri (j+1) 为:
对第j级健康等级的隶属度:rij=1-ri (j+1) , j=1, 2, 3, 4。
对其他健康等级隶属度为0。
(3) 当xij>Vi5时, ri5=1;ri1=ri2=ri3=ri4=0。
2.2.5 进行模糊层次综合评价
本文流域水生态系统健康评价指标体系分为三层, 因此需进行二级模糊综合评价, 即指标层对准则层和准则层对目标层的评价。在得到各指标权重值和隶属度的基础上, 由低到高逐层完成模糊合成:为模糊合成算子, 本文采用算子M (·, +) , 即:
式中:B为模糊合成结果;wi为第i项评价项目归一化处理后权重值;rij为第i项评价项目相应第j级健康程度的隶属度值, 第二级模糊合成时用第一级模糊合成结果替换;m为评价指标个数。
最后根据最大隶属度原则, 选取隶属度最大值对应健康程度等级作为评价结果, 得出判断结论。
3 结果与分析
计算得出清河、汎河流域11个水生态功能三级分区模糊健康评价结果 (图3和表3) 。
从评价结果中可以得出:根据最大隶属度原则, 汎河流域4个水生态功能三级分区中, 有3个处于“健康”状态 (Ⅳ-5-2、Ⅳ-5-3、Ⅳ-5-4) , 1个处于“一般”状态 (Ⅳ-5-1) 。清河流域7个水生态功能分区中, 有1个处于“健康”状态 (Ⅳ-5-11) , 2个出于“亚健康”状态 (Ⅳ-5-10、Ⅳ-5-12) , 2个处于“一般”状态 (Ⅳ-5-9、Ⅳ-5-13) , 2个处于“疾病”状态 (Ⅳ-5-8、Ⅳ-5-14) 。其中清河流域水生态功能三级区Ⅳ-5-8对于“疾病”健康等级的隶属度为0.519, 健康状况是所有区域健康状况最差的。区域Ⅳ-5-9对于一般的隶属度为0.342, 对于疾病的隶属度0.341, 二者几乎相等, 说明此区域整体健康状况正处在从“一般”向“疾病”转变的临界状态, 健康状况较差。汎河流域整体健康状况明显优于清河流域, 两个流域健康状况整体呈现出从上游到下游逐渐恶化的趋势。区域 (Ⅳ-5-8、Ⅳ-5-9、Ⅳ-5-14) 健康状况较差的原因主要是因为这些区域位于清河流域下游, 人口密集, 农业及养殖业发达, 水体受农业面源及生活源污染严重。区域Ⅳ-5-8内河流接纳了区域内昌图县、银河工业区和大量小造纸企业的工业生产生活废水, 导致该区域水质急剧恶化, 水生态环境破坏严重。区域Ⅳ-5-9内清河水库周边, 旅游业发达, 建有多家宾馆对该区段河流水质造成了一定的影响。区域Ⅳ-5-14内, 水土流失导致堆放在河道内的大量禽畜粪便、生活垃圾和含有农药化肥的表层土进入河流水体, 使该区段河流受到严重污染。
4 结语
水功能区 篇8
1 水功能区水质现状评价
1.1 河流水功能区评价指标
p H值、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、铜、锌、氟化物、硒、砷、汞、镉、六价铬、铅、氰化物、挥发酚、粪大肠菌群。
1.2 湖库型水功能区评价指标
p H值、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、铜、锌、氟化物、硒、砷、汞、镉、六价铬、铅、氰化物、挥发酚、粪大肠菌群、总磷、总氮、透明度、叶绿素a。
1.3 水功能区水质现状
根据吉林省水环境监测中心四平分中心2014年监测成果, 对四平市地表水功能区水质现状进行评价。全市14个地表水功能区中 (水功能一级区7个, 其中保护区2个、缓冲区5个;水功能二级区7个, 其中饮用水源区3个、农业用水区3个、排污控制区1个) , 全指标评价有2个功能区达标, 有12个水功能区不达标, 其主要超标项目为高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷和总氮。双指标评价, 全年有6个水功能区达标, 有8个水功能区不达标, 其主要超标项目为高锰酸盐指数和氨氮。从评价结果看, 四平市水功能区受污染严重, 详见表1。
1.4 全市县级行政区水功能区水质达标情况统计
现状评价结果表明:县级行政区水功能区水质达标率 (双指标) 从高到低依次为四平市区、伊通县、梨树县、双辽市。全市全指标评价达标率为14.3%, 双指标评价达标率为42.8%, 达标率较低, 详见表2。
2 影响水功能区达标因素分析
2.1 水功能范围内的河流水质较差, 均受到不同程序污染
四平市境内总河长为655.9 km, 由于西辽河巴彦塔拉镇至省界段23.0 km常年无水, 故评价河长为632.9km。评价结果表明达标河段60.0 km, 占总河长9.15%, 其余河段水质均不达标, 受到不同程度污染。
全年水质类别为Ⅲ类的河长60.0 km, 占总河长9.15%;水质类别为Ⅳ类的河长67.8km, 占总河长的10.3%;水质类别为Ⅴ类的河长102.0km, 占总河长的15.6%;水质类别为劣Ⅴ类的河长418.1km, 占总河长的63.7%。评价结果见图2。
2.2 点污染源废污水及污染物排放量较大
四平市仅2014年废污水入河总量为2975.6万t, COD入河总量为3750.6t, 氨氮入河总量为650.3t。其中工业废污水入河量为534.6万t, 占入河总量的18.0%, COD入河量为855.4t, 占入河总量的22.8%, 氨氮入河量为43.6t, 占入河总量的6.70%, 混合废污水入河量为2441.0万t, 占入河总量的82.0%, COD入河量为2895.2t, 占入河总量的77.2%, 氨氮入河量为606.7t, 占入河总量的93.3%, 详见表3。
其中梨树县污水处理厂和双辽市污水处理厂自2012年以来, 一直处于非正常运行状态, 大量污染物未实现达标排放, 直接进入境内河流中, 对当地河流水质造成了严重污染。
3 水功能区污染防治措施
3.1 入河排污口的整治
入河排污口的整治主要包括排污口的规范化建设工程、生态净化工程、排污口合并与调整工程、污水经处理后回用、入河排污口关闭等整治措施。
严格限制设置入河排污口水域:对于污染物入河量已经削减到纳污能力范围内或者现状污染物入河量小于纳污能力的水域, 在不新增污染物入河量的控制目标前提下, 采取“以新带老、削老增新”等手段, 严格限制设置新的入河排污口。在现状污染物入河量未削减到水域纳污能力范围内之前, 该水域不得新建、扩建入河排污口。
对于位于饮用水水源保护区及其它涉水类自然保护区等敏感区域内水功能区划定为禁止区;对省界缓冲区及现状水质不达标或排污量超水功能区纳污能力的区域划定为严格限制区;其余划定为一般限制区。
3.2 污水处理回用
回用方案包括农田灌溉、绿化用水等, 但农田灌溉、绿化等回用水不应回流入原水域。对于未按有关要求建设再生水处理回用系统、再生水回用率达不到要求的城市区域, 提出限制新设入河排污口等措施。
对于排污量大、对水功能区水质达标影响突出的排污污企企业业, , 若若采采取取上上述述整整治治措措施施仍仍无无法法满满足足水水功功能能区区水水质质目目标标要要求求, , 则则关关闭闭或或搬搬迁迁排排污污企企业业。。
3.3控制污染源
点源污染的控制:四平市及周边城镇直接向河流水库排污, 导致水功能受到污染, 使其水质超标的根本原因。因此, 严格控制点源污染, 大幅度消减污染物排放量, 做到达标排放, 是解决问题的根本。
面源污染的控制:包括农田建设、水土保持、合理施肥、村落综合整治、鱼塘改造、推广绿色农业等多方面, 是一项系统工程, 并非一蹴而就, 需要全社会多个管理部门综合协调。
4结束语
水功能区污染的防治除上述列举的几种方法外, 还有深层曝气、机械清淤、超声波除藻等多种方法, 具体采用什么方式和方法, 不能一概而论, 还要进行大量实验研究并结合实际情况而定。由于导致水功能区污染的原因比较复杂, 既有外因也有内因, 既有点源污染又有面源污染, 因而还需要水行政主管理部门高度重视和深入研究, 并建立健全控制管理、指标考核机制, 完善管理制度, 切实保护好水资源, 保证水资源的永续利用, 为四平市经济社会的可持续发展和生态建设目标的实现提供可靠保障。
摘要：通过对四平市水功能区水质监测资料分析, 评价了水功能区现状, 并找出其未达标原因, 提出切实可行的污染防治措施, 为有关部门决策提供参考依据。
水功能区划分级分类体系研究 篇9
水资源是自然资源和社会经济的基本单元体,水资源可持续利用是自然资源与社会经济可持续发展的重要保障,保证水资源可持续利用是实现经济社会可持续发展的前提条件。随着人口增长、经济社会发展对水资源需求的不断加大,水资源的不足、浪费和污染问题日趋加剧,严重困扰着人类的生存和发展。为了全面贯彻《中华人民共和国水法》,履行水行政主管部门的“三定”职责,对实行最严格水资源管理制度工作进行全面部署和具体安排,进一步明确水资源管理“三条红线”的主要目标,促进水资源合理开发利用和节约保护,保障经济社会可持续发展和用水安全,开展水功能区划的研究工作具有重要意义。
近年来,国内对水功能区划的研究有了一定的进展,主要是从水功能区划标准、管理、水质、限制纳污、评价指标、划分方法及实践等方面进行总结与归纳。比如,纪轶群[2]等将北京房山地下水功能区划一级功能区分三种,并进一步细分为二级功能区,为满足房山区经济社会可持续发展和合理开发利用保护水资源作了基础性研究。夏军[3]等综合考虑水量与水质的联合评价问题,并结合水功能区划目标,以滦河流域为例,提出单元系统水量水质模型和多河段系统的可用水资源量评估方法。胡琪坤[4]等提出了针对天津市地下水类型特征的浅层和深层地下水三级功能区划体系,并按照类型特征对天津市浅层和深层地下水分别进行了功能区划分。曹建廷[5]从水量对水质的影响、水量对生态的影响、水资源配置中的环境流量以及应对气候变化等方面,阐述了可持续水资源规划的内涵。
1 水功能区划原则
1.1 可持续发展原则
可持续发展是在承载力的基础上进行的再生利用,结合水资源可持续开发利用,合理规划水功能区的分类,服务于水资源的开发利用,保证本地区的供需平衡关系,不以破坏后期水资源为代价,为人类健康和生态环境构成奠定基础,促进水资源—社会经济—生态环境可持续发展。
1.2 统筹兼顾、重点突出原则
水功能区划的划分是将一个区域作为一个整体进行考虑,考虑上、下游,左、右岸,前期、后期开发进行统筹安排,满足水功能区的需求。同时,以开发利用和保护为重点,分清主次,对重点对象优先保护。
1.3 水质水量并重原则
水资源在保证水量和水质的情况下能体现水资源的利用价值。在进行水功能区划分时,既要保证水资源的数量,又要在满足数量的基础上,保证水质安全,不能降低水质标准。在没有对水质标准有要求或者只对水量有要求时,水功能区划分都不能单独进行,保证质与量的并重。
1.4 实施管理可行原则
水功能区的划分要与行政区界或流域划分保持一致,对水资源进行统一管理。水功能区划以保证水资源统筹规划可实施为基础,合理管理不同区域的水资源,既满足区域的实际需求,又要适应经济技术的发展。
2 区划分级与分类体系
水功能区划通过对水资源和水生态环境现状分析,根据国民经济发展规划与江河流域综合规划的要求,将江、河、湖、库划分为不同使用目的的水功能区,并提出保护水功能区的水质目标。在整体功能布局确定的前提下,对重点开发利用水域详细划分多种用途的水域界限,以便为科学合理开发利用和保护水资源提供依据[6]。按照《全国水功能区划技术大纲》和《水功能区划分类标准》(GB/T 50594—2010),水功能区划采用二级体系,即一级区划和二级区划。水功能区划分级分类如下图所示。
2.1 一级水功能区划
一级水功能区划从宏观上解决水资源开发利用与保护的问题,是一种纵向角度发展的区划,主要是协调同一地区之间,近期与远期的用水关系,主要满足长期可持续发展的需求,明确水质、水量的控制目标,一级水功能区划共分4个区,具体内容如下:
a.保护区。指对水资源保护、自然生态系统与珍稀濒危物种保护有重要意义的水域,需划定进行保护的水域。
b.开发区。指为满足城镇生活、工农业生产、渔业和景观娱乐等功能需求而划定的水域。
c.缓冲区。指为协调省际间、矛盾突出的地区间用水关系而划定的水域。
d.保留区。指目前开发利用程度不高,为今后水资源可持续利用而保留的水域。
2.2 二级水功能区划
二级水功能区划主要协调各行业以及各用水部门之间的关系,是一种横向角度发展的区划,明确不同用水领域主要需水量,协调各部门对水量和水质要求的问题。
一级水功能区划分类中,不同方面各包含各自的重点对象。一级水功能区划是水资源的基本区划,这个区划体现了水资源持续利用、高效配置相结合的原则。二级水功能区划是根据水资源的利用形式、管理模式、服务对象、区划内容,在一级水功能区划的基础上划分9个二级区,既保证了水资源的统一协调,又满足了各方面对水资源的要求,对水资源的保护具有一定的指导意义。
3 区划的程序与思考
3.1 区划程序
a.一级水功能区划程序。从研究区域的自然状况、社会经济状况、用水现状等方面,收集、分析研究区域相关资料,根据区划依据和一级水功能区划原则,初步划分出一级水功能区。向主管部分和分管部门征求意见后再进行调整和修改,最终形成一级水功能区划成果。
b.二级水功能区划程序。二级水功能区划在一级水功能区划的基础上进行划分。在一级水功能区划成果中,对各部门用水现状和需求、地方自然资源状况、地方社会经济状况、水污染状况、水质状况、排污状况等进行资料分析,对开发区、保护区、保留区进行区划,根据相关资料分析成果及二级水功能区划依据和原则,初步进行二级水功能区划分。与一级水功能区划程序相同,向相应主管部门征求意见和进行修改后,最终形成二级水功能区成果。
c.区划报告及报批。在形成的一、二级水功能区成果的基础上,根据《水功能区划分标准》(GB/T50594—2010)的要求,编制水功能区划报告和相关图表。经审查后征求相关部门意见,最终由同级人民政府批准实施。
3.2 对水功能区划工作的思考
a.水功能区划的研究工作已经取得了一定的进展,在研究成果的基础上,与水资源的可持续利用相结合,得到了水功能区划标准,从而解决了研究区域用水效率和用水保护之间矛盾问题。目前,水功能区划的研究主要是集中在一点上,缺乏整个面上的研究成果;不同领域的过渡也是今后水功能区划研究的一个重点。
b.水功能区研究是对水量和水质研究的一种延续和进步,以往的研究注重的是水的数量和质量之间的比较关系,哪个区域水量处于哪个级别,水质属于几类水。在研究区的功能性研究基础上,以水功能区为研究单元,不同的功能区,水质情况有所不同,直接影响到对水资源保护的评价,两种功能的结合,直接反映出评价结果的可靠性,对今后不同研究区域的不同水资源的量化研究提供了一种实际的研究依据。
4 结语
水功能区 篇10
《黄帝内经》曰: “饮入于胃,游溢精气,上输于脾。脾气散精,上归于肺,通调水道,下输膀胱。水精四布,五经并行,合于四时五藏阴阳,揆度以为常也。”这些指出正常水液是通过肺脏的通调水道作用来输布全身的,故肺脏水液代谢功能的失调可以引起多个脏腑水液代谢紊乱。有学者通过Bradford法检测正常组和哮喘组豚鼠尿中水通道蛋 白2( aquaporin-2,AQP-2) 含量得出: 哮喘组豚鼠小便量显著减少( P < 0. 05) 、尿AQP-2显著升高( P < 0-01) ; 提示肺失宣降状态下,AQP-2表达的增加抑制了豚鼠体内水液代谢速度,导致小便量明显减少;故认为AQP-2的正常表达是保证肺主行水和肺通调水道功能的基础[1]。有研究发现慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者过多二氧化碳潴留能增加肾脏AQP-2的表达,过多AQP-2能增加肾集合管对水的重吸收,从而使患者水负荷过重导致外周水肿的发生,而患者在水肿发生前即有尿液AQP-2的增加[2]说明了慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者的肺脏呼吸功能的失调可很敏感引起肾脏中AQP-2基因的表达,进一步促进了水肿发生。
2 AQP-2 与肾脏水液代谢功能失调之间的关系
《素问·水热穴论》指出: “少阴何以主肾,肾何以主水? 歧伯对曰: 肾者,至阴也,至阴者,盛水也;肺者,太阳也,少阴者,冬脉也,故其本在肾,其末在肺,皆积水也。”因此中医上认为肾脏功能失常是机体水液代谢功能紊乱的根本因素。同时肾脏的气化功能在水液的正常运行中起重要作用。在基础研究中有国内外学者通过对小鼠的AQP-2基因敲除、活组织的检测及酶联免疫法等得出: AQP-2存在于肾内髓部集合管主细胞胞浆内囊胞和顶质膜,还存在于末端结肠上皮顶质膜及内耳内淋巴囊上皮细胞中; 特异性参与尿液浓缩[3]及稀释[4],与尿液的生成及变化有重大关系。现代生物学研究证实:AQP-2为抗利尿激素依赖式水通道蛋白,在抗利尿激素为零值时主细胞管腔膜AQP-2数量极少,水渗透通透性也极低; 当血浆抗利尿激素水平显著升高时主细胞管腔膜AQP-2水通道蛋白数量急剧增加,水渗透通透性也显著升高[5],这与中医因肾阳虚衰引起的水液泛滥极为相似。在相关疾病的临床观察中发现: 随着先天性肾积水患儿肾积水程度的加重,其尿液中的AQP-2的浓度和尿渗透压均进行性下降,提示肾脏AQP-2表达与肾脏积水程度密切相关,指出AQP-2变化是先天性肾积水肾脏浓缩稀释功能受损的重要分子基础之一[6]。另有报道显示:急性和慢性肾功能衰竭时AQP-2表达均降低,并指出AQP-2的变化与肾集合管上皮细胞损伤程度密切相关; 同时自由基、一氧化氮、肿瘤坏死因子等都会导致肾集合管AQP-2蛋白表达下降[7]。国外学者用链脲佐菌素诱导糖尿病发现几天后的糖尿病大鼠肾脏髓质顶端及基底部的AQP-2含量明显高于正常组[8],这也证实下消初期可引起AQP-2的增多。在中医治疗肾脏疾病方面研究发现: 黄芪能上调阿霉素肾病大鼠肾髓质AQP-2mRNA的表达,同时降低肾脏AQP-2蛋白表达,认为这是黄芪能改善阿霉素肾病大鼠水钠潴留状态的重要原因[9]。且临床复方治疗肾气虚型研究结果表明: 上调肾小管和集合管主细胞的AQP-2基因表达能达到治疗作用[10]。而在泽黄煎剂对糖尿病大鼠肾脏水通道蛋白表达的调节研究中发现: AQP-2蛋白在肾集合管表达,而在肾小球和肾间质未见表达; 且观察到在早期泽黄煎剂能减少动物的尿量和尿蛋白排泄率与在晚期可以利水消肿,增加尿量以减少尿蛋白排泄率似乎矛盾[11]; 这是否说明中医在治疗糖尿病肾病或者其他所有疾病的整个过程中都起到正性作用,甚至能降低最后事件的发生都是很值得探索的问题。
3 AQP-2 与脾胃水液代谢功能失调之间的关系
《素问·至真要大论》: “诸湿肿满,皆属于脾。”《脾胃论·脾胃盛衰论》: “百病皆由脾胃衰而生也。”中医学认为水液的生成有赖于脾胃的水谷运化。有专家通过总结国内外脾主运化水液与水通道蛋白的研究文献后得出: 津液代谢是联系脾胃功能与水通道蛋白2的纽带,认为水通道蛋白的正常表达可能是脾主运化水液的分子生物学基础[12]。有研究表明在脾胃湿热证中,湿重于热时测量尿中AQP-2明显减少,而在热重于湿时尿中AQP-2明显增多[13]。观察脾胃湿热证大鼠湿、热偏重模型及在三仁汤、白虎加苍术汤的干预下大鼠尿液中AQP-2的变化的实验发现: 脾胃湿热证大鼠湿、热偏重模型存在AQP-2含量增高,而三仁汤、白虎加苍术汤对大鼠尿液中的AQP-2含量具有调节作用,能降低已增高的AQP-2的含量; 说明AQP-2对脾胃湿热证型有重要鉴别作用,且得出中医祛湿的作用机制可能是通过降低人体AQP-2的含量来达到调整细胞内外的水液平衡[14]。另有实验研究认为,AQP-2在胃体中间粘膜组织的表达减少可能是湿阻中焦证临床证候产生的原因之一,亦可能是口渴口干等津液代谢失调的根本原因[15]。
4 AQP-2 与心脏水液代谢功能失调之间的关系
《素问·五脏生成篇》: “诸血者,皆属于心。”《素问·痿论》: “心主身之血脉。”中医上认为津血同源,心脏亦是参与了水液代谢平衡的调节,故心气、心阳虚等的发生可引起水液平衡失调。卢武生等[16]在监测心力衰竭模型大鼠尿中AQP-2时发现,随着心肌梗死的面积的逐渐增多,尿中的AQP-2的浓度也逐渐升高; 但尿中AQP-1及AQP-3的表达并无明显变化,而同时水潴留亦增加,导致低钠血症的进一步加重,这表明AQP-2是特异性增加的。临床研究也证明慢性心力衰竭患者尿中AQP-2与其血钠浓度呈负相关[17],提示AQP-2是慢性心力衰竭患者调节水潴留的关键性蛋白。以上研究为心阳虚证提供了新的思路和研究基础。在高血压病的病因研究中,Roxas[18]发现对盐敏感的Dahl SS /Jr大鼠给予高盐饮食后,其肾脏中的AQP-2的转录显著增加,这说明APQ-2的表达改变可能是引起高血压病的一个原因之一。
5 AQP-2 与肝脏水液代谢功能失调之间的关系
《金匮·水气病篇》曰: “肝水者,其腹大不能自转侧,胁下腹痛。”故指出肝脏的疏泄功能失调可引起水肿等病症的出现。在肝硬化腹水研究中发现:腹水大鼠模型肾脏皮髓质的AQP-2蛋白及其mR-NA全面上调,而在解释多项采用由BDL制备的肝硬化( 代偿) 动物模型的实验中发现,血浆抗利尿激素( 又称血管升压素,vascular vasopressin,AVP) 水平正常,AQP-2在肾皮质中的表达降低,而在内髓中无明显改变,其直接原因是AQP-2表达的下调,这也可能是肝硬化代偿阶段对于水潴留的一种适当反应; 当进展至失代偿阶段时,伴随着血浆AVP水平的增高才会出现AQP-2的上调,并认为丹参能下调肝硬化腹水时肾组织中AQP-2的高表达[19]。临床中证实肝硬化腹水患者存在AVP和肾脏AQP-2浓度增高,且血浆AVP的变化亦影响AQP-2的表达[20]。
6 AQP-2 与大肠水液代谢功能失调之间的关系
《脾胃论》指出: “大肠主津,小肠主液。”故当大肠功能失常,则大肠中的水液不得吸收,水与糟粕俱下,就可出现肠鸣、腹痛、泄泻等病症。Gallardo等[21]在研究大鼠 的结肠上 皮细胞时 发现AQP-2mRNA的确在远端结肠隐窝表达,表面吸收上皮细胞也有少量表达( 胃肠道的其他部位没有发现表达) ; 而且发现AQP-2蛋白与H+-K+-ATP酶共存表达于表面吸收细胞的顶部,并发现水剥夺可提高原位杂交信号及AQP-2蛋白表达水平; 这些可证实AQP-2存在于结肠并参与水液调节,这说明AQP-2与大肠分清泌浊功能有关系。有研究发现: 用宣白承气汤从 肠论治慢 性阻塞性 肺疾病得 出,使AQPsmRNA表达增强是其产生相关效应的作用环节之一; 进一步证实大肠分清泌浊功能与AQP-2的表达密切相关,亦从侧面证明运用中医治疗相关水液代谢疾病时AQP-2与疾病的好转存在明显的相关性[22]。
7 AQP-2 与子宫水液代谢功能失调之间的关系
《黄帝内经·五脏别论》云: “女子胞,主月事及胎儿,为女子先天之本。”中医学认为女子胞功能失调可以引起月经周期及白带分泌的异常。国外学者发现AQP-2能够在外源性雌激素的诱导下表达于小鼠子宫肌层和内膜的腺上皮和腔上皮细胞[23]。有实验从AQP-2在人不同时期子宫内膜中的表达入手,证实了AQP-2在人子宫内膜中的表达,且在月经周期的不同时期表达量不同,从而为揭示雌激素作用下的水在人子宫内的转运机制提供了理论依据。但由于本实验所取标本有限,增生期的标本也限于增生早中期,目前无晚期标本,因此有关AQP-2在人增生晚期内膜中的表达有待更深的研究; 而AQP-2在人子宫内膜液体分泌中作用亦有待于进一步探索[24]。另有学者通过对子宫肿瘤组织的病理切片研究后发现: AQP-2存在于子宫内膜上皮细胞胞质及胞膜,且参与了宫腔液体的增减[25],指出AQP-2的变化是引起子宫液体分泌变化的重要原因之一。
8 AQP-2 与膀胱水液代谢失调之间的关系
《素问·灵兰秘典论》: “膀胱者,州都之官,津液藏焉,气化则能出矣。”故膀胱功能的失调可引起尿失禁、少尿等病症。现代研究发现AQP-2定位于人膀胱黏膜上皮细胞的细胞膜及胞质中,在研究腺性膀胱炎患者中发现: AQP-2在炎症组织中表达较正常组织弱,即其相关组织中的阳性指数( 阳性指数 = 阳性面积/测量组织面积×阳性强度灰度值)较正常膀胱粘膜组织明显减少且差异有显著性( P < 0. 01)[26],这些都说明了膀胱功能的失调可引起AQP-2表达的异常,进一步可引起膀胱水液功能的失调而导致尿量减少。但临床上相关研究较少,故可以从AQP-2的表达来研究膀胱水液失调为相关疾病的治疗提供新方法。
9 小结
科学研究表明: 人体中的三分之二是水,没有水就没有生命; 并且它能决定大分子的结构、活性和反应,在生命的 过程中处 于中心地 位[27]。而AQP-2为水通道蛋白中一员,是人体各脏腑水液正常代谢所必须的非常重要的通道。综上可知:中医脏腑与水液代谢的关系可以通过AQP-2的变化来反映; 当人体水液代谢正常时,AQP-2在各脏腑中都有正常表达; 而水液代谢紊乱时相关脏腑都可出现AQP-2浓度及相关AQPmRNA表达的明显变化。通过进一步研究各脏腑对AQP-2浓度变化影响来了解人体水液代谢情况,不但可以为中医相关脏腑疾病的诊疗提供更加科学的依据,也为中医理论的现代化研究提供新方法和新思路,对指导中医临床诊疗规范和丰富中医理论均有重要意义。
摘要：经过多年的研究,目前对水通道蛋白2(aquaporin-2,AQP-2)的蛋白质基本结构、功能及作用机理方面都有较清晰的了解。但关于中医脏腑水液代谢功能失调与AQP-2关系的研究较少。从动物实验、临床观察、药物治疗等方面,都证实中医各脏腑的水液失调均可直接或间接引起AQP-2基因表达的变化,主要表现在相关组织或尿中APQ-2浓度的变化,并都存在相关性联系。这些为中医相关脏腑水液功能失调的深入研究提供现代医学基础。