12009-11-11
第五章 水环境规划
水环境规划是协调人类社会经济发展与水环
境保护之间关系的重要途径和手段。它是在
水资源危机纷呈的背景下产生和发展起来的，
特别是近 20年来，由于人口和经济的快速增
长，以致对水量、水质的需求越来越高；但
另一方面，水资源日益枯竭、水环境 污染日
趋严重，使水环境问题的矛质越来越尖锐。
水环境规划作为解决这一问题的有效手段，
因而受到了普遥的重视，并在实戏中得到了
广泛的应用。
2009-11-11 2
第一节 水环境规划的内容和类型
? 一,水环境规划的 内容
? 水环境规划是对某一时期内的水环境保护目标和措
施所作出的统筹安排和设计。其目的是在发展经济
的同时保护好水质，合理地开发和利用水资源，充
分地发挥水体的多功能用途，在达到水环境目标的
基础上，寻求最小（或较小）的经济代价或最大
（或较大）的经济和环境效益。水环境规划是区域
规划和城市规划的重要组成部分，因此，在规划中
必须贯彻经济建设与环境保护协调发展的原则。在
水环境规划时，首先应对水环境系统进行综合分析，
摸清水量水质的供需情况，合理确定水体功能和水
质目标，进而对水的开采、供给、使用、处理和排
放等各个环节作出统筹的安排和决策。一般来说，
水环境规划过程可概括如图 5一 1。
2009-11-11 3
明确
问题
确定规
划目标
选定规划
方法
拟定规划
措施
提出供
选方案 规划方案
图 5-1
2009-11-11 4
? 二,水环境规划的类型及层次
? 根据水环境规划研究的对象，可将其大体分为两
大类型，即水污染控制系统规划（或称水质控制
规划）和水资源系统规划（或称水资源利用规
划）。前者以实现水体功能要求为目标，是水环
境规划的基础；后者强调水资源的合理开发利用
和水环境保护，它以满足国民经济和社会发展的
需要为宗旨，是水环境规划的落脚点。
2009-11-11 5
第二节 水环境规划基础
? 在进行水环境规划时，往往会涉及一些与此规划紧密相关的
问题，如水环境容量的确定，水环境功能区和水污染控制单
元的划分，以及水环境规划模型的选择等问题。在一些水环
境规划中，这些问题对于确保规划目标的实现以及规划方案
的有效实施，将起到极为重要的作用。
? 一,水环境容量
? （一）水环境容量的定义
? 水环境容量源于环境容量，是指某水体在特定的环境目标下
所能容纳污染物的量。在理论上，水环境容量是环境的自然
规律参数与社会效益参数的多变量函数；它反映污染物在水
体中的迁移、转化规律，也满足特定功能条件下水环境对污
染物的承受能力在实践上，水环境容量是环境目标管理的基
本依据，是水环境规划的主要环境约束条件，也是污染物总
量控制的关键参数。水环境容量的大小与水体特征、水质目
标和污染物特性有关。
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? （二）水环境容量分类
? 水环境容量可根据应用机制的不同进行分类，分
类结果见图 5一 2
2009-11-11 7
自然水
环境容量
管理水
环境
容量
按水
环境
目标
分类
耗养
有机物
水环境
容量
有毒有
机物水
环境
容量
重金属
水环境
容量
稀释
容量
自净
容量
可更新
容量
不可更新
容量
按污染
物
分类
按讲解
机制
分类
按可再
生性
分类
按可
分配性
分类
图 5-2
2009-11-11 8
（三）水环境容量的设计条件
水环境容量的设计条件是根据已出现过的各种环境条件和污染
条件，如水文、水温、流速、流量、水质、排污浓度和排污量
等，考虑各种可预测到的未来变化范围，寻求最不利于控制污
染的自然条件，并提出这种自然条件下的环境目标条件及其他
约束条件。
平均化过程是设计条件的主要过程，即在稳态条件下平均化，
或在概率分布条件下平均化。由此构成了两类设计条件：随机
（或概率分布）设计条件和稳态（或定常）设计条件。
设计条件的内容主要包括自然条件、排污条件、目标条件和约
束条件等。时期、时段和保证率是建立这些条件必不可少的三
要素。建立设计条件的过程是对污染源及水质目标这一输入、
响应系统 的分析过程，是对污染最严重时期、时段，主要污
染指标及相应污染源已有资料的匹配和精度水平的分析过程，
也是对多年资料的统计参数和经验频率的分析过程。
2009-11-11 9
? 二、水环境功能区划分
(一 )水环境功能分区原则
? 地表水环境功能区划分的原则可归纳以下几点：
? 1,集 中式饮用水源地优先保护
? 2,不得降低现状使用功能
? 3,统筹考虑专业用水标准要求
? 4．上下游、区域间互相兼顾，适当考虑潜在功能要求
? 5．合理利用水体自净能力和环境容量
? 6．与陆上工业合理布局相结合
? 7,对地下饮用水源地污染的影响
? 8．实用可行，便于管理
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(二 )水环境功能分区依据
? 根据 GHZBl一 1999标准规定，地表水环境保护功能区名目如下：
? 1,自然保护区及源头水
? 2,生活饮用水区
? 3,渔业水域
? 4．风景游览区
? 5．工农业用水区及一般景观用水区
? (三 )水环境功能区划分的方法与步骤
? 1．系统分析
? 水环境保护功能区划分的目的，就是提出明确的水质保护 目标并
最终加以实现。确定该水质目标的过程是一个系统分析过程，见
图 5-3.
2009-11-11 11
功能分区
提出保护
目标
选择相应
的环境质
量标准
建立排污量与环境
质量标准间的定
量关系污染源
影响评价
分析实现目标可供选
择的方法，规划不同
总量的控制途径，进
行指定功能，可达性
分析
负责分配，工程规划，环境
，技术和经济综合优化
政策协调
行政决策
现状功能可达性
分析确定主要
人工污染源
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
Ⅴ
ⅥⅦ
2009-11-11 12
? 2．划分步骤
? 水环境功能区可分为 4个阶段，即技术准备、定性
判断、定量决策和综合评价。
? 三、水污染控制单元
? 在水环境规划中，水污染控制单元是由源和水域两
部分组成的可操纵实体。水域是根据水体不同的使
用功能并结合行政区划而定，源则是排人相应受纳
水域的所有污染源的集合。水污染控制单元作为可
操作实体，既可体现输人响应关系时间、空间与污
染物类型的基本特征，又可以在单元内与单元间建
立量化的输人响应模型，反映出源与目标间、区域
与区域间的相互作用；优化决策方案可以在控制单
元内得以实施；复杂的系统问题可以分解为单元问
题来处理，以使整个系统的问题得到最终解决。
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? 四、水环境 污染控制规划模型
? 在水污染控制系统规划中，规划方法的选
择是决定规划成败的关键，也是规划的核
心内容。根据解决水污染问题的途径，可
将水污染控制系统规划分为两大类，即系
统的最优化问题和规划方案的模拟选优问
题。
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? 第一、最优化问题
? 所谓水污染控制系统的最优化问题，就是利用数学
规划方法，科学地组织污染物的排放或协调各个治
理环节，以便用最小的费用达到所规定的水质目标。
对于这类问题可分为三种：排污口最优化处理、最
优化均匀处理和区域最优化处理
? 第二、模拟选优问题
? 规划方案的模拟选优与最优规划方法不同，其是先
进行污水输送与处理设施规划研究，提出各种可供
选择比较的规划方案，这时，可先不考虑污水输送
和处理系统与水体之间的关系，然后对各种方案中
的污水排放与水体之间的关系进行水质模拟计算，
检验规划方案的可行性，最后从可行方案中找出比
较好的方案。该方法将定性分析与定量计算结合在
一起，先定性确定模拟的范围再进行定量的模拟计
算，最后选优确定最佳实用方案。
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第三节 水环境规划的技术措施
? 水环境污染整治的途径大致有两种：一是
减少污染物排放负荷，二是提高或充分利
用水体的自净能力。与第一种途径相应的
技术措施包括清洁生产工艺、污染物排放
浓度控制和总量控制、污水处理、污水引
灌、氧化塘和土地处理系统等。与第二种
途径相应的措施包括河流流量调控、河内
人工复氧和污水调节等。
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第四节 规划方案的综合评价
? 水环境规划方案制定后，为了检验和比较
各个方案的可行性与可操作性，可通过费
用一效益分析、可行性分析以及水环境承
载力分析，对规划方案进行综合评价，从
而为最佳规划方案的选择与决策提供科学
依据。
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第五章 水环境规划
水环境规划是协调人类社会经济发展与水环
境保护之间关系的重要途径和手段。它是在
水资源危机纷呈的背景下产生和发展起来的，
特别是近 20年来，由于人口和经济的快速增
长，以致对水量、水质的需求越来越高；但
另一方面，水资源日益枯竭、水环境 污染日
趋严重，使水环境问题的矛质越来越尖锐。
水环境规划作为解决这一问题的有效手段，
因而受到了普遥的重视，并在实戏中得到了
广泛的应用。
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第一节 水环境规划的内容和类型
? 一,水环境规划的 内容
? 水环境规划是对某一时期内的水环境保护目标和措
施所作出的统筹安排和设计。其目的是在发展经济
的同时保护好水质，合理地开发和利用水资源，充
分地发挥水体的多功能用途，在达到水环境目标的
基础上，寻求最小（或较小）的经济代价或最大
（或较大）的经济和环境效益。水环境规划是区域
规划和城市规划的重要组成部分，因此，在规划中
必须贯彻经济建设与环境保护协调发展的原则。在
水环境规划时，首先应对水环境系统进行综合分析，
摸清水量水质的供需情况，合理确定水体功能和水
质目标，进而对水的开采、供给、使用、处理和排
放等各个环节作出统筹的安排和决策。一般来说，
水环境规划过程可概括如图 5一 1。
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明确
问题
确定规
划目标
选定规划
方法
拟定规划
措施
提出供
选方案 规划方案
图 5-1
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? 二,水环境规划的类型及层次
? 根据水环境规划研究的对象，可将其大体分为两
大类型，即水污染控制系统规划（或称水质控制
规划）和水资源系统规划（或称水资源利用规
划）。前者以实现水体功能要求为目标，是水环
境规划的基础；后者强调水资源的合理开发利用
和水环境保护，它以满足国民经济和社会发展的
需要为宗旨，是水环境规划的落脚点。
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第二节 水环境规划基础
? 在进行水环境规划时，往往会涉及一些与此规划紧密相关的
问题，如水环境容量的确定，水环境功能区和水污染控制单
元的划分，以及水环境规划模型的选择等问题。在一些水环
境规划中，这些问题对于确保规划目标的实现以及规划方案
的有效实施，将起到极为重要的作用。
? 一,水环境容量
? （一）水环境容量的定义
? 水环境容量源于环境容量，是指某水体在特定的环境目标下
所能容纳污染物的量。在理论上，水环境容量是环境的自然
规律参数与社会效益参数的多变量函数；它反映污染物在水
体中的迁移、转化规律，也满足特定功能条件下水环境对污
染物的承受能力在实践上，水环境容量是环境目标管理的基
本依据，是水环境规划的主要环境约束条件，也是污染物总
量控制的关键参数。水环境容量的大小与水体特征、水质目
标和污染物特性有关。
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? （二）水环境容量分类
? 水环境容量可根据应用机制的不同进行分类，分
类结果见图 5一 2
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自然水
环境容量
管理水
环境
容量
按水
环境
目标
分类
耗养
有机物
水环境
容量
有毒有
机物水
环境
容量
重金属
水环境
容量
稀释
容量
自净
容量
可更新
容量
不可更新
容量
按污染
物
分类
按讲解
机制
分类
按可再
生性
分类
按可
分配性
分类
图 5-2
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（三）水环境容量的设计条件
水环境容量的设计条件是根据已出现过的各种环境条件和污染
条件，如水文、水温、流速、流量、水质、排污浓度和排污量
等，考虑各种可预测到的未来变化范围，寻求最不利于控制污
染的自然条件，并提出这种自然条件下的环境目标条件及其他
约束条件。
平均化过程是设计条件的主要过程，即在稳态条件下平均化，
或在概率分布条件下平均化。由此构成了两类设计条件：随机
（或概率分布）设计条件和稳态（或定常）设计条件。
设计条件的内容主要包括自然条件、排污条件、目标条件和约
束条件等。时期、时段和保证率是建立这些条件必不可少的三
要素。建立设计条件的过程是对污染源及水质目标这一输入、
响应系统 的分析过程，是对污染最严重时期、时段，主要污
染指标及相应污染源已有资料的匹配和精度水平的分析过程，
也是对多年资料的统计参数和经验频率的分析过程。
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? 二、水环境功能区划分
(一 )水环境功能分区原则
? 地表水环境功能区划分的原则可归纳以下几点：
? 1,集 中式饮用水源地优先保护
? 2,不得降低现状使用功能
? 3,统筹考虑专业用水标准要求
? 4．上下游、区域间互相兼顾，适当考虑潜在功能要求
? 5．合理利用水体自净能力和环境容量
? 6．与陆上工业合理布局相结合
? 7,对地下饮用水源地污染的影响
? 8．实用可行，便于管理
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(二 )水环境功能分区依据
? 根据 GHZBl一 1999标准规定，地表水环境保护功能区名目如下：
? 1,自然保护区及源头水
? 2,生活饮用水区
? 3,渔业水域
? 4．风景游览区
? 5．工农业用水区及一般景观用水区
? (三 )水环境功能区划分的方法与步骤
? 1．系统分析
? 水环境保护功能区划分的目的，就是提出明确的水质保护 目标并
最终加以实现。确定该水质目标的过程是一个系统分析过程，见
图 5-3.
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功能分区
提出保护
目标
选择相应
的环境质
量标准
建立排污量与环境
质量标准间的定
量关系污染源
影响评价
分析实现目标可供选
择的方法，规划不同
总量的控制途径，进
行指定功能，可达性
分析
负责分配，工程规划，环境
，技术和经济综合优化
政策协调
行政决策
现状功能可达性
分析确定主要
人工污染源
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
Ⅴ
ⅥⅦ
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? 2．划分步骤
? 水环境功能区可分为 4个阶段，即技术准备、定性
判断、定量决策和综合评价。
? 三、水污染控制单元
? 在水环境规划中，水污染控制单元是由源和水域两
部分组成的可操纵实体。水域是根据水体不同的使
用功能并结合行政区划而定，源则是排人相应受纳
水域的所有污染源的集合。水污染控制单元作为可
操作实体，既可体现输人响应关系时间、空间与污
染物类型的基本特征，又可以在单元内与单元间建
立量化的输人响应模型，反映出源与目标间、区域
与区域间的相互作用；优化决策方案可以在控制单
元内得以实施；复杂的系统问题可以分解为单元问
题来处理，以使整个系统的问题得到最终解决。
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? 四、水环境 污染控制规划模型
? 在水污染控制系统规划中，规划方法的选
择是决定规划成败的关键，也是规划的核
心内容。根据解决水污染问题的途径，可
将水污染控制系统规划分为两大类，即系
统的最优化问题和规划方案的模拟选优问
题。
2009-11-11 14
? 第一、最优化问题
? 所谓水污染控制系统的最优化问题，就是利用数学
规划方法，科学地组织污染物的排放或协调各个治
理环节，以便用最小的费用达到所规定的水质目标。
对于这类问题可分为三种：排污口最优化处理、最
优化均匀处理和区域最优化处理
? 第二、模拟选优问题
? 规划方案的模拟选优与最优规划方法不同，其是先
进行污水输送与处理设施规划研究，提出各种可供
选择比较的规划方案，这时，可先不考虑污水输送
和处理系统与水体之间的关系，然后对各种方案中
的污水排放与水体之间的关系进行水质模拟计算，
检验规划方案的可行性，最后从可行方案中找出比
较好的方案。该方法将定性分析与定量计算结合在
一起，先定性确定模拟的范围再进行定量的模拟计
算，最后选优确定最佳实用方案。
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第三节 水环境规划的技术措施
? 水环境污染整治的途径大致有两种：一是
减少污染物排放负荷，二是提高或充分利
用水体的自净能力。与第一种途径相应的
技术措施包括清洁生产工艺、污染物排放
浓度控制和总量控制、污水处理、污水引
灌、氧化塘和土地处理系统等。与第二种
途径相应的措施包括河流流量调控、河内
人工复氧和污水调节等。
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第四节 规划方案的综合评价
? 水环境规划方案制定后，为了检验和比较
各个方案的可行性与可操作性，可通过费
用一效益分析、可行性分析以及水环境承
载力分析，对规划方案进行综合评价，从
而为最佳规划方案的选择与决策提供科学
依据。
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