DB41∕T 1949-2020 流域控制单元水质目标管理技术规范(河南省).pdf
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1、河 南 省 生 态 环 境 厅 河南省市场监督管理局 ICS 13.020.10 Z 05 DB41 河南省地方标准 DB41/T 19492020 流域控制单元水质目标管理技术规范 2020-01-21 发布 2020-04-21 实施 发布 DB41/T 19492020 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 工作流程 . 2 5 控制单元划定 . 2 6 水质目标确定 . 3 7 调查分析与评估 . 3 8 污染负荷核算 . 5 9 水环境问题识别 . 6 10 污染排放与水质响应关系建立 . 6 11 水环境容量计算 .
2、 7 12 允许排放量分配与削减 . 8 13 水环境保护方案制定 . 8 14 水质目标可达性分析 . 9 15 绩效评估 . 9 附录 A(资料性附录) 污染源排放状况调查内容 . 10 附录 B(资料性附录) 污染负荷核算推荐计算方法 . 11 附录 C(资料性附录) 水质参数确定 . 16 附录 D(资料性附录) 污染负荷分配方法 . 19 附录 E(资料性附录) 水环境保护方案制定措施 . 20 附录 F(资料性附录) 绩效评估方法 . 22 DB41/T 19492020 II 前 言 为贯彻中华人民共和国环境保护法中华人民共和国水污染防治法和河南省水污染防治条例,加强流域水环境管
3、理,促进流域控制单元水质目标管理技术规范化,制定本标准。 本标准由河南省生态环境厅提出并归口。 本标准起草单位:郑州大学环境技术咨询工程有限公司、郑州大学。 本标准主要起草人:梁亦欣、王燕鹏、张慧、于鲁冀、王莉、张培、马秋红、靖中秋、魏永华、焦军霞、吕晓燕、李廷梅、张志华、王斓琪、铁文利、赵雪霞。 DB41/T 19492020 1 流域控制单元水质目标管理技术规范 1 范围 本标准规定了流域控制单元水质目标管理技术的工作流程、控制单元划定、水质目标确定、调查分析与评估、污染负荷核算、水环境问题识别、污染排放与水质响应关系建立、水环境容量计算、允许排放量分配与削减、水环境保护方案制定、水质目标
4、可达性分析和绩效评估。 本标准适用于流域控制单元水质目标管理和技术工作。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件, 仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注明日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB 3838 地表水环境质量标准 GB 18596 畜禽养殖业污染物排放标准 GB/T 25173 水域纳污能力计算规程 GB 50014 室外排水设计规范 HJ 2.32018 环境影响评价技术导则 地表水环境 HJ/T 91 地表水和污水监测技术规范 HJ/T 355 水污染源在线监测系统运行与考核技术规范(试行) HJ/T 356
5、水污染源在线监测系统数据有效性判别技术规范 HJ/T 373 固定污染源监测质量保障与质量控制技术规范(试行) HJ 630 环境监测质量管理技术导则 SL 262012 水利水电工程技术术语 DB41/T 385 工业与城镇生活用水定额 DB41/ 1820 农村生活污水处理设施水污染物排放标准 地表水环境质量评价办法环境保护部2011年 水体达标方案编制技术指南(试行)环境保护部2016年 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 流域 地表水及地下水的分水线所包围的集水或汇水区域。 注:因地下水分水线不易确定,习惯指地表径流分水线所包围的集水区域。 3.2 控制单元 综合考虑
6、水体、汇水范围、控制断面和行政区划而划定的水环境空间管控单元。 注:因水质目标管理需要考虑行政边界,增加控制单元考虑行政区划的要求。 DB41/T 19492020 2 3.3 水质目标 河流或控制断面水质预期要达到的水质标准。 3.4 水质目标管理 根据水体的自然条件和自净能力, 将污染负荷控制在最大允许排放量范围之内的水环境管理技术方法。 3.5 水环境容量 在设计的水文条件、水质目标条件下,水体所能容纳的某种污染物的最大允许纳污量。 3.6 最大允许排放量 指满足水质目标要求下污染源允许排放的最大污染负荷量。 3.7 安全余量 考虑污染负荷和受纳水体水环境质量之间关系的不确定因素, 为保
7、障受纳水体水环境质量改善目标安全而预留的污染负荷量。 4 工作流程 流域控制单元水质目标管理技术的工作流程包括控制单元划定、水质目标确定、调查分析与评估、污染负荷核算、水环境问题识别、污染排放与水质响应关系建立、水环境容量计算、允许排放量分配与削减、水环境保护方案制定、水质目标可达性分析、绩效评估。工作流程见图1。 控制单元划定水环境保护方案制定不达标反馈调整水质目标可达性分析水质目标确定污染负荷核算水环境问题识别污染排放与水质响应关系建立允许排放量分配与削减绩效评估实施反馈调整调查分析与评估水环境容量计算 图1 流域控制单元水质目标管理技术工作流程图 5 控制单元划定 5.1 一般要求 DB
8、41/T 19492020 3 5.1.1 以现有流域控制单元划分成果为基础,根据水体类型、水文特征、污染特征、水体达标和跨界情况细化控制单元。 5.1.2 控制单元划定应遵循行政管理隔离原则、汇水区边界隔离原则、水体类型隔离原则、便于明确环境质量责任主体原则、利用已有监测断面原则。 5.2 划分方法 5.2.1 数据处理 收集能够覆盖流域范围的各级行政边界、水系分布等矢量数据,统一地理坐标系,必要时可采用人工数字化等手段将村庄、社区边界进行矢量化处理。 5.2.2 汇水区识别 汇水区识别方法按照水体达标方案编制技术指南(试行)参3的规定执行。 5.2.3 控制断面选取 宜优先选取跨行政区交界
9、的国家及省考核的监测断面作为控制断面, 其次选用市、 县考核监测断面、水功能区监测断面等作为控制断面。 5.2.4 划分及校正 结合控制断面和汇水区内汇水特征, 将行政区与水文单元融合, 建立控制断面-控制河段-对应陆域的水陆响应关系。对于树状河流的单个河段,根据地形图、汇水区、入河(湖)支流等因素,基于行政边界划分控制单元的陆域范围。对于河网区域,根据等高线、河网水系汊点等因素,基于行政边界划分控制单元的陆域范围,与河网水域连成一个封闭的控制单元。 5.3 命名 控制单元命名一般采用 “XX流域+XX河流或河段+XX市控制单元” 的形式; 若控制单元涉及多个地市,可采用“XX流域+XX河流+
10、XX市-XX市控制单元”的形式。 6 水质目标确定 6.1 控制单元的水质目标设置宜考虑政府责任目标、水功能区目标及其他政府中长期水质考核目标确定。 6.2 控制单元无具体责任目标和考核目标时,可参照控制单元水质现状、上下游断面的水质目标,以控制单元水质不下降和不影响下游水质目标实现为原则进行确定。 6.3 水质目标控制因子按 GB 3838 中地表水环境质量标准基本项目选择。水质超标污染物和存在超标风险的污染物应确定为重点控制因子。 水质超标污染物为近 5 年曾出现超标的污染物。 存在超标风险的污染物为虽未出现水质超标现象,但近年控制断面监测浓度呈现上升趋势或临近超标(距离目标值 20%以内
11、)的污染物。 7 调查分析与评估 7.1 一般要求 7.1.1 调查分析内容包括社会经济、土地利用、水文水资源、污染源排放、水质、水环境管理状况。 DB41/T 19492020 4 7.1.2 调查分析方法包括资料收集、现场调查、现状监测。宜收集近 510 年的相关资料,水文水资源应收集近 10 年或更长系列的相关资料。 7.2 社会经济状况调查分析 调查行政区划、建成区范围、人口数量、城镇化率、产业结构、主要经济指标,分析评价社会经济发展现状。 7.3 土地利用状况调查分析 收集流域内土地利用状况数据,统计土地利用类型、面积及比例。 7.4 水文水资源状况调查分析 7.4.1 河流水文调查
12、内容包括水位、水深、河宽、流量、流速等,收集相关水文站近 10 年最枯月平均流量或 90%保证率最枯月平均流量、多年平均流量等数据;没有水文站的可通过水文比拟法估算近 10年最枯月平均流量或 90%保证率最枯月平均流量。 调查资料还需满足响应模型参数确定及水环境容量计算时设计水文条件的要求。 7.4.2 水文现场调查条件若许可宜调查一个水文年的丰水期、平水期和枯水期。一般情况下,可只调查枯水期和丰水期。若条件不允许,可只调查枯水期。 7.4.3 收集流域内水资源总量、水资源可利用量,各项蓄水、引水、提水工程的位置、规模、取水口、取水量,供水设施的位置、规模和供水范围,工业、农业、生活、城镇公共
13、、生态等各类用水现状及规划。自备水源比重较大的地区应增加自备水源调查。 7.4.4 调查流域内防洪、水电、灌溉、供水等水利水电工程基本情况。收集水利水电工程占地面积、汇水面积、工程规模,调查水利水电开发对水资源利用以及下游生态流量的影响情况。 7.4.5 根据调查内容分析流域水资源与开发利用程度、生态流量满足程度、水域岸线空间占用状况。 7.5 污染源排放状况调查分析 7.5.1 收集污染源普查、环境统计、排污监测、排污许可证登记等数据,优先采用在线监测、监督性监测或统计数据分析污染源排放状况。 7.5.2 对工业污染源、污水处理厂、生活污染源、农业面源、城镇地表径流面源排放污染物现状、位置、
14、污染物入河情况等开展状况调查,调查内容参见附录 A。 7.5.3 收集入河排污口排污量、排放浓度、排放位置等资料,如有必要对典型排污口开展水质监测,调查内容参见附录 A。 7.5.4 以控制单元为单位,汇总分析各类污染源排放量数据,分析企业达标排放情况、污水处理厂排放处理效率及出水稳定情况。 7.6 水质调查与监测 7.6.1 水质调查宜覆盖控制单元内所有一级支流,条件许可时可覆盖二级支流,应能够反映水体水质的现状,优先收集国家、省、市、县考核断面例行监测数据,无例行监测数据时,应根据需要开展水质监测。 7.6.2 水质调查指标按水质目标控制因子选取, 应重点关注流域超标污染物和存在超标风险的
15、污染物。监测要求应符合 HJ/T 91 规定,且能满足计算环境容量对水质参数的要求。 7.7 水环境管理状况调查 DB41/T 19492020 5 调查流域水环境管理机构设置、 水环境污染防治及治理实施措施和工程、 区域水环境监管能力建设状况。 7.8 地表水水质评价 7.8.1 评价指标与方法按地表水环境质量评价办法和 HJ 2.32018 中附录 D 执行。 7.8.2 评价流域水质达标状况与变化特征,明确水功能区、政府责任目标断面达标评价结论、水质指标的标准指数、水质超标因子、超标程度,分析超标原因。 7.8.3 对各个水质指标的标准指数从大到小排序, 排在前 35 位的污染物可作为主
16、要污染物。 如溶解氧的标准指数较高,可将 COD、氨氮等耗氧性污染物列为主要污染物。 8 污染负荷核算 8.1 一般要求 8.1.1 污染负荷核算方法包括实测法、物料衡算法、产污系数法和模型估算法,核算方法宜依次优先选用,所需参数应满足国家或地方相关技术标准、规范的要求。部分推荐核算方法参见附录 B。 8.1.2 污染负荷总量应包括现状负荷量和新增负荷量。现状负荷量核算应能反映一年内污染源的排污情况。 新增负荷量应预测水质目标达标年内新增污染负荷, 具体方法按照 水体达标方案编制技术指南(试行)的规定执行。 8.1.3 以控制单元为单位,统计各类污染源污染负荷数据,分析控制单元内主要污染源及各
17、类污染源污染负荷占比、行业排放占比、区域污染源集中情况等。 8.2 实测法 适用于有在线监测或监督性监测数据的工业源及污水处理厂。 采用符合 HJ 630、 HJ/T 91、 HJ/T 355、HJ/T 356、HJ/T 373 要求的自动监测数据或者手工监测数据测算污染物实际排放量。 8.3 物料衡算法 适用于生产工艺相对简单、 活动水平参数容易获得且数据质量较高、 原料中的某类元素含量及其转化情况较为明确的工业污染源。 根据质量守恒定律, 利用物料数量或元素数量在输入端与输出端之间的平衡关系,核算污染物排放量。 8.4 产污系数法 适用于具有省级及以上生态环境主管部门制定发布产排污系数的工
18、业源、 污水处理厂、 生活污染源、农业源。根据单位产品污染物的产生量或排放量系数及产品规模核算污染物负荷。 8.5 模型估算法 模型估算法适用于农业面源及城市径流污染负荷确定, 模型选择可参考 水体达标方案编制技术指南(试行)。 9 水环境问题识别 9.1 水环境问题 DB41/T 19492020 6 根据地表水水质评价结果,从产业结构、空间布局、工业源污染物排放状况、城镇污水处理厂建设运行等方面识别控制单元水质超标、呈现恶化趋势、出现劣V类水体、存在黑臭水体等问题的主要成因。 9.2 水资源问题 根据水文水资源调查分析的结果,从水资源量、人均占有量、水资源开发利用程度等方面识别水资源短缺、
19、水资源开发利用不合理、水资源生态流量不足等问题的主要成因。 9.3 水管理问题 从水环境管理状况分析环境监督管理能力与差距。 10 污染排放与水质响应关系建立 10.1 一般要求 10.1.1 根据污染源、水文水质特征以及资料、技术条件,根据 HJ 2.3 选择数学模型,建立污染排放与水体水质之间的定量响应关系。 10.1.2 污染排放与水质响应关系建立的步骤为: 水域概化、 响应模型选择、 参数确定、 响应模型建立。 10.2 水域概化 10.2.1 对河流、湖泊、支流、排污口、取水口等影响水环境的因素进行概化,将天然水域概化成计算水域,以实现可利用简单的数学模型来描述水质变化规律。 10.
20、2.2 当河流断面宽深比不小于 20 时,概化为矩形河段;河段弯曲系数不大于 1.3 时,概化为顺直河段。 10.2.3 河道特征和水力条件有显著变化的河段,应在显著变化处分段概化,河网应分段概化。 10.2.4 排污口污水排放量较大时,应概化为独立的排污口;距离较远且排污量均较小的分散排污口,可概化为非点源入河;排污口距离较近且排放量较小时,可概化为集中排污口,概化后的排污口重心计算见公式(1) 。 11niiiiniiiQCXXQC(1) 式中: X 概化的排污口到功能区划下断面或控制断面的距离,m; N 排污口个数,个; Qi 第i个排污口的水量,m3/s; Ci 第i个排污口的污染物浓
21、度,mg/L; Xi 第i个排污口到控制断面的距离,m。 10.2.5 根据水域概化情况, 宜对水域流入流出水量进行平衡, 如不能平衡, 应重新核对河流设计流量、支流水量及入河排污量。 10.3 响应模型选择 DB41/T 19492020 7 10.3.1 根据不同的水文水动力与水质特征、 水环境特点选择相应的水动力模型及水质模型计算, 模型有零维模型、一维模型、二维模型。 10.3.2 零维模型适用于水体基本均匀混合后的河流。模型的控制方程参考 HJ 2.32018 中附录 E。 10.3.3 一维模型适用于沿程横断面均匀混合的河流; 河网模型适用于多条河道相互连通, 使得水流运动和污染物
22、交换相互影响的河网地区。模型的控制方程参考 HJ 2.32018 中附录 E。 10.3.4 二维模型主要适用于稀释扩散能力强、 岸边水流相对平缓、 且在排污口下游一定范围内形成污染带的大型河流。 平面二维模型适用于垂向均匀混合的河流、 立面二维模型适用于垂向分层特征明显的河流。模型的控制方程参考 HJ 2.32018 中附录 E。 10.4 参数确定 模型参数包括水文及水动力参数、水质参数等,其中水文及水动力参数包括流量、流速、比降、糙率等;水质参数包括污染物综合衰减系数、横向扩散系数、纵向离散系数等。水质参数确定方法参见附录C。 10.5 响应模型建立 采用实测数据对模拟精度进行检验,并核
23、对河段水量、排入污染物量、衰减系数是否合理。 11 水环境容量计算 11.1 一般要求 11.1.1 宜以年为周期核算水环境容量, 对于水文资料充足的河段, 可以月或丰平枯水期为周期计算环境容量。 11.1.2 宜依据控制单元将河流分成若干河段分别进行水环境容量计算。 11.1.3 对饮用水水源保护区等不容许排污的高功能水域、 水环境容量无法利用水域, 可以不进行水环境容量的核算。 11.2 计算模型 河流环境容量按 GB/T 251732010 附录 A 中的 A.1 计算,湖库环境容量按 GB/T 251732010 附录A 中的 A.2 计算。 11.3 边界条件设置 11.3.1 水文
24、条件 11.3.1.1 河流设计流量一般采用 90%保证率最枯月平均流量或近 10 年最枯月平均流量; 也可采用近 3年枯水期平均流量;对于无资料地区,可利用水文比拟法估算近 10 年 90%保证率最枯月平均流量或近10 年最枯月平均流量。湖库设计水量可采用近 10 年最低月平均水位或 90%保证率最枯月平均水位相应的蓄水量作为设计水量。 11.3.1.2 有水利工程控制的河段,可采用最小下泄流量或河道内生态基流作为设计流量。 11.3.1.3 河流不同水期(丰、平、枯)水文特征差异较大的河段,可采用分水期流量作为设计流量;对于每月都有水文资料的河段,可以月为周期,按月设计流量。 11.3.2
25、 设计流速 DB41/T 19492020 8 11.3.2.1 有实测资料的河段,可采用实际测量数据,但需要转化为设计条件下的流速。 11.3.2.2 无实测资料的河段, 可利用同河流上下游或同水系有实测水文监测数据的其它河流断面的流量-流速关系经验公式进行推算:计算见公式(2)。 QU(2) 式中: U 设计流速,m/s; 待定经验系数,无量纲; Q 设计流量,m3/s; 待定经验系数,无量纲。 11.3.3 初始断面浓度值 应根据上游紧邻控制单元的水质目标浓度值确定。 若上游紧邻控制单元断面水质优于水质目标, 以实测背景值作为下游河段初始浓度;对于跨界控制单元初始浓度应考虑国家和省(市)
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