第三节 水灾害
水灾害 ——
水过多,洪灾,涝灾、潮灾 ……
水过少,旱灾
水过多、过少所形成的对人类生存发展的
不利影响。
洪水灾害 ——
由于水体(江、河、湖等)中的水量超过其最
大容纳限量而溢出的现象。
1、洪水危害
范围广:陆地 2/3,江河中下游
损失大:人员伤亡,财产损失
■ 黄河 —— 悬河
1117年 (宋 ):决口淹死百余万人
1642年 (明 ):水淹开封城,34/37
■ 1998年长江、松花江、嫩江流域特大洪水
受灾人口 2.23亿,死亡 3004人
倒塌房屋 5万间,受灾农作物 3.18亿亩
直接经济损失 2342亿元
2、形成原因
( 1)自然因素
暴雨、融冰、融雪等
( 2)人为因素
A.都市化
B.荒地毁林
C.修建水坝
( 3)地质因素
滑坡
断裂
海啸
冰凌洪水
3、防洪减灾
原始社会、奴隶社会:适应生存
封建社会:土堤技术,堤防工程
近现代:坝工技术,水库建设
由于堤防不断加高,洪水蓄泄的空间越来越
小,防汛负担和防汛风险也不断加重,加高
加修堤防与抬高洪水位的恶性循环,如万一
溃堤决口,将造成更大的毁灭性灾害。
江河洪水是一种自然现象,要完全消除洪灾是不可能的。
人类既要适当控制洪水,改造自然;又须主动适应洪水的
客观规律,协调人与洪水的关系。要约束人类自身的各种
破坏生态环境和过度开发利用土地的行为,从无序、无节
制地与洪水争地转变为有序、可持续地与洪水协调共处。
考虑工程措施与非工程措施的结合,成为防洪减灾发展的方向。
人与洪水的协调共处
工程措施 ——
指通过 兴建水库, 修筑堤防, 整治河道, 开辟
分洪区 等工程,改变洪水的自然状况,包括调
蓄洪量、削减洪峰、加大泄量,分洪、滞洪等,
以防止或减轻发生洪水灾害的不利影响。
( 1)水库工程
水库的主要作用是拦蓄(滞)调节洪水,削减
洪峰,减轻下游防洪负担。
长江三斗坪 ——
三峡水利枢纽坝址
长江三峡水利枢纽规划效果图
*长江三峡水利工程:
■ 坝址控制流域面积 l00万 km2,设计正常蓄水
位 l75m,防洪库容 221.5亿 m3。
■ 荆江河段两岸地区的防洪标准将由目前的不
足 10年一遇提高到百年一遇。
■ 电站装机总容量 l820万 kW,每年约替代原煤
4000 - 5000万 t 。
( 2)堤防工程
运用工程措施, 挡, 住洪水对保护对象的侵袭。
湖北荆江大堤 海河干流防护堤
★ 用河堤防御江河、湖的洪水泛滥
江苏洪泽湖大堤洞庭湖防洪蓄洪工程
★ 用湖堤防御湖泊的洪水泛滥
汉口长江防水墙 上海黄浦江防汛墙
★ 用围堤保护城市地区不受洪水侵袭
钱塘江口造滩防浪工程秦山核电站防浪工程
★ 用海堤或挡潮闸防御海潮
( 3)分蓄行洪工程
开辟分洪区,分蓄(滞)河道超额洪水。
黄河的东平湖分洪区
( 4)河道整治
人工扩大河槽、裁弯取直、清除阻水建筑物,
以加大江河的泄洪量。
下荆江裁弯工程
( 5)绿化工程
通过植树造林、涵水固沙,防止或减轻洪水灾害。
黄河上游水土保持工程 黄河护岸丁坝绿化
多种工程措施协同 ——
■ 上中游:修建水库,植树造林
■ 中下游:修筑堤防,整治河道,分洪区
非工程措施 ——
非工程措施不是控制洪水,而是通过工程以外
的法规 /政策、经济、技术等多种控制手段,以
减轻洪灾损失的各种措施。
( 1)建立洪水预报预警系统
黄河护滩抢险现场
( 2)洪泛区(分蓄洪区)
的运用和管理
( 3)救灾
干旱灾害 ——
特定地域长期无雨或严重少雨,以致水资源供给不
足,而对人类生产、生活与生态环境所发生的严重
不利影响。
1、旱灾的危害
渐进性:洪灾一条线,旱灾一大片
时间长:数月 —— 数年
■ 农业减产:植物生长不良,生物量减少,饥荒。
■ 供水不足:工业和城市用水短缺,人畜饮水困难。
■ 生态破坏:土地退化,植被死亡,物种灭绝。
旱灾危害的主要表现:
全球陆地面积的 25%年平均降雨量小于 250mm,属于
干旱地区。
2、干旱的分布
我国是世界上干旱危害较严重的国家之一。
我国近代各次自然灾害中最严重的一次灾难:
1876- 1878年连续三年干旱,遍及河南、山西、陕西、
甘肃、山东、安徽等 18个省,在旱灾中心地区 80%的
人被饿死,死亡人数达 1300万人。
( 1)加强长期预报
3、旱灾的减灾措施
( 2) 推广人工降水
? 主要是根据不同云层的物理特性,向云中播撒水滴、
盐粉或溶液滴、碘化银或固体二氧化碳(即干冰)等
催化剂,使云滴或冰晶增大到一定程度,降落到地面,
形成降水。这是人工影响天气中进行得最多的一项试
验及应用。
浙江防渗渠河南人民胜利渠
( 3)发展节水灌溉
■ 改进地面灌溉方式
浙江余姚茶园喷灌
电动时针式喷灌机 滴 灌
■ 发展喷灌、滴灌
第四节 水污染
一、废水中污染物浓度大
二、废水成分复杂且不易净化
三、带有颜色或异味
四、废水水量和水质变化大
1、点污染源
工业废水
一、水污染的主要来源
生活污水 主要来自家庭、商业、学
校、旅游服务业及其他城
市公用设施,包括厕所冲
洗水、厨房洗涤水、洗衣
机排水、沐浴排水及其他
排水等。
生活污水中 99.9%是水,固体物不到 0.1%
大量合成洗涤剂
2、面污染源
农业面源污染
城市径流污染
1、悬浮物
使水体变浑,影响水生植物的光合
作用,吸附有机毒物、重金属等,
形成危害更大的复合污染物沉入水
底,日久形成淤积,妨碍水上交通
或减少水库容量,增加挖泥负担。
2、耗氧有机物
排入水体后能在微生物作用下分解
为简单的无机物,在分解过程中消
耗氧气,使水体中的溶解氧减少 。
影响鱼类和水生生物的生存,造成
水体变黑发臭 。
三、主要的水污染物质
3、植物性营养物
主要指含有氮、磷的无机、有机化合物,易引
起水中藻类及其他浮游生物大量繁殖,形成富
营养化,使自来水处理厂运行困难,造成饮用
水的异味,严重时会使水中溶解氧下降,鱼类
大量死亡,甚至会导致湖泊的干涸灭亡。
4、重金属
重金属是具有潜在危害的重要污染物质,
从 50年代前后日本出现的水俣病和骨痛
病, 均已查明是由于汞, 镉污染引起的
公害病 。 重金属的环境污染已受到人们
极大的关注 。
5、难降解有机物
指难以被微生物降解的有机物,能
在水中长期稳定地存留,并通过食
物链富集最后进入人体。它们中的
一部分化合物即使在十分低的含量
下仍具有致癌、致畸和致突变的作
用 。6、石油类
主要来源于船舶废水、工业废水、海上石油开
采及大气石油烃沉降 。它会阻止氧进入水中,
妨碍水生植物的光合作用 。同时,石油还会粘
附在鱼鳃上,使之呼吸困难直至死亡,还会抑
制水鸟产卵和孵化。食用在含有石油的水中生
长的鱼类等水产品,会危及人体健康。
7、酸碱
主要来自矿山排水及许多工业废水 。它
会破坏水生生态系统的平衡;影响渔业
生产,腐蚀船只、桥梁及其他水上建筑。
用酸化或碱化的水浇灌农田,会破坏土
壤的理化性质,对工业、农业、渔业和
生活用水都会产生不良的影响。
8、病原体
生活污水、医院污水和屠宰、制革、
洗毛、生物制品等工业废水,常含
有各种病原体,如病毒、病菌、寄
生虫,会传播霍乱、伤寒、胃炎、
肠炎、痢疾以及其他病毒传染的疾
病和寄生虫病。
四、水污染特征
河流污染
湖泊(水库)污染
海洋污染
地下水污染
特点:
■ 污染程度随径流量变化
■ 染物扩散快
■ 污染影响大
我国的河流污染状况:
中国主要河流有机污染普遍,面源污染日益突出。
辽河、海河污染严重,淮河水质较差,黄河水质不容
乐观,松花江水质尚可,珠江、长江水质总体良好。
各大流域片的主要污染河段均集中在城市河段,
63.8%的城市河段为 IV至劣 V类水质。
河流污染 ——
Ⅰ 类,主要适用于 源头水, 国家自然保护区;
Ⅱ 类,主要适用于集中式 生活 饮用水水源地一级保护区,
珍贵 鱼类 保护区, 鱼虾产卵场等;
Ⅲ 类,主要适用于集中式 生活 饮用水水源地二级保护区,
一般 鱼类 保护区及游泳区;
Ⅳ 类,主要适用于一般 工业 用水区及人体 非直接接触 的娱
乐用水区;
Ⅴ 类,主要适用于 农业 用水区及一般 景观 要求水域 。
,地表水环境质量标准, ( GB3838-2002)
特点:
■ 污染来源广, 途径多, 种类复杂
■ 污染稀释和搬运能力弱
■ 生物降解和累积能力强
我国主要湖泊富营养化状况:
主要湖泊富营养化问题突出:滇池, 太湖
湖泊(水库)污染 ——
特点:
■ 污染来源广泛
■ 污染难于治理
■ 污染危害严重
我国地下水污染状况:
主要集中在北方地区
地下水污染 ——
我国近海污染状况:
渤海, 东海, 南海
以渤海为例:
60年代以前,3次; 70年代,9次; 80年代,74次
90年代,1990年 34次, 1998年 22次, 1999年 7月 3日, 出现
了 1500 km2面积的严重赤潮, 7月 15日更扩大到了 6500 km2。
2000年仅辽宁, 浙江两次较大赤潮造成的渔业损失就近 3亿元 。
特点:
■ 污染源多而复杂
■ 污染的持续性强
■ 污染扩散范围大
海洋污染 ——
五, 水污染控制
基本控制模式 —— 三级控制
源头控制
污水集中处理
尾水最终处臵
再利用 /环境水体
接管标准
出水标准
环境标准
一级控制
二级控制
三级控制
五, 水污染控制
基本控制模式 —— 三级控制
源头控制
污水集中处理
尾水最终处臵
再利用 /环境水体
接管标准
出水标准
环境标准
一级控制
二级控制
三级控制
源头控制
1,工业废水
■ 优化产业结构, 调整规划布局
■ 清洁生产
单位产品耗水量 ( 国外先进水平 —— 国内平均水平 )
钢铁行业,3~5m3/t—— 70~100m3 /t
油炼制行业,0.2m3/t—— 5~6m3/t
■ 就地处理:达到污水排放标准
源头控制源头控制
2,生活污水
■ 合理进行人口密度及分布规划
■ 公众教育
现代水输的不利影响
,绿色消费,,, 绿色生活,,无磷洗衣粉
源头控制源头控制
3,面源水污染
■ 城市径流
收集雨水利用
减少硬质地面
增加绿化用地
■ 农村面源
发展节水农业
减少土壤侵蚀
合理利用农药
截流农业污水
畜禽粪便处理
乡镇企业废水及村镇生活污水处理
五, 水污染控制
基本控制模式 —— 三级控制
源头控制
污水集中处理
尾水最终处臵
再利用 /环境水体
接管标准
出水标准
环境标准
一级控制
二级控制
三级控制
一级导流 —— 城市污水截流管网
完善下水道系统 ——
■ 旧城区:雨水 /污水合流制,适当的改造
■ 新城区:雨水 /污水分流制
五, 水污染控制
基本控制模式 —— 三级控制
源头控制
污水集中处理
尾水最终处臵
再利用 /环境水体
接管标准
出水标准
环境标准
一级控制
二级控制
三级控制
污水集中处理
■ 物理处理法
■ 化学处理法
■ 生物处理法
主导:城市污水处理厂
处理方法分类 ——
污水集中处理
去除物质 —— 不溶性的、呈悬浮状态的污染物。
主要工艺 —— 筛滤截留、重力分离、离心分离等。
处理设备 —— 格栅和筛网、沉砂池和沉淀池、气浮
装臵、离心机、旋流分离器等。
■ 物理处理法
污水集中处理
去除物质 —— 呈溶解、胶体状态的污染物。
主要工艺 —— 中和、混凝、化学沉淀、氧化还原、
吸附、离子交换、膜分离等。
■ 化学处理法
污水集中处理
微生物作用
分为:好氧生物处理、厌氧生物处理
多种处理方法、多个处理单元有机组合
■ 生物处理法
常规工艺流程 ——
污水集中处理
一级处理
处理方法:物理法
净化效率:悬浮物 60% ~70%
有机物 20% ~40%
二级处理
处理方法:生物法
净化效率:有机物 70% ~90%
三级处理
处理方法:化学法、物化法
净化效率:满足排放及回用需要
工业废水处理流程 ——
污水集中处理
成分复杂多变,没有通用的集中处理工艺流程。
五, 水污染控制
基本控制模式 —— 三级控制
源头控制
污水集中处理
尾水最终处臵
再利用 /环境水体
接管标准
出水标准
环境标准
一级控制
二级控制
三级控制
二级导流 —— 城镇尾水导流系统
尾水导流形式 ——
■ 管道:城区,造价高
■ 明渠:郊外,造价低,植树绿化
五, 水污染控制
基本控制模式 —— 三级控制
源头控制
污水集中处理
尾水最终处臵
再利用 /环境水体
接管标准
出水标准
环境标准
一级控制
二级控制
三级控制
尾水最终处臵
主导:污水生态工程
? 利用土壤 -微生物 -植物系统的自我调控机制和对污
染物的综合净化功能, 既达到对城市污水及部分工业
废水的高级净化处理, 又可利用其中的有用物质, 实
现污废水的资源化 。
■ 效果好 — 达到或超过常规系统的处理程度
污水生态工程的特点:
尾水最终处臵
■ 费用低 — 水、土壤、细菌、高等植物和阳光
■ 空间大、时间长
五, 水污染控制
基本控制模式 —— 三级控制
源头控制
污水集中处理
尾水最终处臵
再利用 /环境水体
接管标准
出水标准
环境标准
一级控制
二级控制
三级控制
再利用 /
■ 城市回用
■ 工业回用
■ 农业回用
■ 地下水回灌
■ 生态回用
再利用途径:
关键 —— 控制水质标准
■ 自然 角度:长期缺水
■ 社会角度:确实需要
■ 经济角度:经济可行
■ 技术角度:有效去除(潜在微量有毒有害物质)
再利用 /
废水再利用应考虑到诸多因素 ——
/环境水体
■ 就近水域
■ 排江
■ 排海
尾水最终出路:
关键 —— 控制水质标准
北线工程☆
中线工程☆
南线工程☆
案例简介 — 江苏水系污染控制