宁夏水环境监测预警体系建设研究
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0.4 研究目标与内容

0.4.1研究目标

基于对宁夏以黄河干流为主的地表水,以城乡水源地为主的地下水环境现状、功能和问题的研究,分析经济社会发展的需求和区域水环境质量状况及污染特征,优化环境监测任务,明确水环境保护目标,探讨水环境质量与污染物总量的相关性,建立健全环境风险源数据库,及时跟踪和发现污染源的环境风险隐患,提出水环境预警体系建设方案。

0.4.2研究内容

1.宁夏水资源与水环境基础条件研究

充分利用已有的资料和成果,广泛收集环保、水利、国土、地矿、城建等部门地表水与地下水资料,进行黄河干流及支沟,主要湖泊、沟渠,银川平原、卫宁平原、宁中山间平原、宁南河谷平原地下水基础条件研究,理清宁夏地表水、地下水及大气降水基础条件。

2.宁夏水环境现状调查研究

根据已有的水环境监测及相关成果资料,辅以必要的野外调查与补充取样分析,查清宁夏水环境现状,具体包括:

(1)宁夏主要河流水质现状及流量状况。

(2)宁夏重点湖泊、水库水质现状及水量均衡。

(3)宁夏重点地区地下水水质、水位状况及基础环境水文地质条件。

(4)宁夏主要地下水水源地开采状况、水质现状及水位、水量状况分析。

以上述资料为基础,对宁夏水资源环境现状进行评价,地下水选择不同指标和综合指标分别进行地下水污染分区,地表水(主要为黄河水)分区段、分不同开发利用目标进行评价,为不同开发利用目标提供理论指导。

3.宁夏主要水环境污染源调查研究

充分利用环保部门多年掌握的相关资料,结合现场调查及取样分析,对宁夏水环境的主要污染源及污染因子进行调查识别,查明污染源的类型、分布,主要污染物组成,污染物的排放方式、排放强度、动态、空间分布及达标情况等。主要包括:工业污染源、城镇生活污染源、农业污染源及畜禽养殖污染源。

4.宁夏河流水环境质量监测预警研究

本项研究内容为黄河干流宁夏段、清水河及南部山区河流(泾河、茹河、渝河、葫芦河),主要研究内容如下。

(1)黄河干流宁夏段的水质变化规律研究 通过收集、分析黄河干流宁夏段各监测断面的长系列水量、水质监测资料,研究河流水质的时空变化规律以及其与流量变化之间的响应关系,识别水环境危机发生的关键时段与河段。

(2)黄河干流宁夏段河道水量演进模型研究 通过收集、分析黄河干流宁夏段不同区段、不同节点的水资源利用资料、支流汇入流量资料、引水渠引水量资料、排水沟对河流的补给量资料、地下水与河水之间的相互补排关系资料,构建黄河干流宁夏段的河道水量演进模型,模拟不同水流在黄河干流宁夏段的演进过程。

(3)黄河干流宁夏段污染物分布与扩散机理研究 以水质演变规律和河道水量演进模型为基础,结合黄河干流宁夏段各区段补、排过程中的水质分析结果,分析黄河干流宁夏段不同断面的污染物组成和变化规律,对水环境危机产生的诱因和最大可能方式进行诊断。

(4)清水河及南部山区河流水量水质变化规律研究 通过收集、分析清水河及南部山区河流各监测断面的水量、水质监测资料,研究水量水质的时空变化规律,在此基础上,查明沿河污染物排放特征,明确污染物排放与河流水质的相关关系。

(5)河流一维水质模型研究 以河道水量演进模型和污染物扩散模型为基础,综合考虑污染物的混合、弥散、降解等作用,构建黄河干流宁夏段、清水河及南部山区河流的一维水质模型。并通过跟踪监测试验率定不同污染物的降解系数和模型修正系数,对不同的污染事件过程进行模拟预测,检验模型的误差水平。

(6)河流水质输入-输出响应关系研究 设置不同的污染扩散环境和形式,通过河流一维水质模型进行模拟分析,获得黄河干流宁夏段、清水河及南部山区河流不同水质输入情景下,输出的响应过程,据此研究潜在风险源可能对河流水环境造成的影响范围和程度,识别出不同污染扩散模式的致灾风险。

(7)黄河干流宁夏段水质水环境风险预警研究 分析、归纳上述研究成果,结合最新的黄河干流宁夏段水功能区划和“十三五”水资源保护目标,建立完善的黄河干流、清水河及南部山区河流水环境监测网络和合理、有效的河流水环境预警体系。

5.宁夏湖泊(水库)水环境质量监测预警研究

本项研究以沙湖为例进行,主要研究内容如下。

(1)湖泊水环境现状研究 通过现场调查、资料收集、取样分析等手段,查清各湖泊的水质现状,对湖泊的污染状况进行评价。

(2)湖泊水文条件研究 主要研究湖库水资源补给来源,排泄方式,补给量、排泄量,湖库区降雨、蒸发条件等,湖水与地下水之间的相互补排关系及补排量等。

(3)湖泊污染源调查研究 主要研究湖泊、水库上游主要污染源的分布、污染物的类型、排放方式、排放强度、动态、空间分布情况等。

(4)湖泊水质模型研究 以上述研究成果为基础,综合考虑混合、弥散、降解等作用,建立湖泊水质模型,在对模型进行检验的基础上,对湖泊水质未来的变化进行预测。

(5)湖泊水质输入-输出响应关系及水环境预警研究 根据湖泊水质模型,研究潜在风险源可能对河流水环境影响的范围和程度,找出风险源与河流水环境保护目标之间的因果关系;建立完善湖泊水环境监测网,制定出合理有效的湖泊水环境预警体系,对湖泊水质进行监测预警。

6.宁夏地下水环境质量监测预警研究

本项研究以卫宁平原为例,主要研究内容如下。

(1)卫宁平原区域环境现状研究 全面收集卫宁平原地下水、地表水、土壤等历年监测资料,收集卫宁平原生态环境、环境质量、污染物排放、各类污染源监测数据、环境统计数据、节能减排数据,结合研究区水、土样品的取样分析,查清区域环境现状及问题。

(2)卫宁平原地下水环境条件研究 详尽收集研究区水文、气象、地形地貌、地质、水文地质、水资源开发利用等基础资料,并进行必要的调查、勘探、试验、水位统测、动态观测等工作,查明区域环境水文地质条件。

(3)卫宁平原地下水环境预测研究 在实地调查的基础上,以现状条件下的水位、水质状况作为初始条件,通过建立研究区地下水流数值模型及地下水水质模型,对未来不同条件下的地下水补给、径流、排泄条件,地下水流场的变化状况,地下水质的时空变化进行科学预测,并对不同污染物输入情况下的地下水影响进行对比分析,为政府及企业做出合理科学的决策提供依据。

(4)卫宁平原地下水环境风险预警研究 通过建立环境风险源与地下水环境保护目标之间的输入-输出响应关系,研究潜在风险源可能对地下水环境影响的范围和程度。在此基础上,以地下水饮用水源地水质稳定保持饮用水质功能为目标,以重大水环境风险源监控为手段,建立地下水环境预警体系,并针对地下水潜在的环境风险源,研究制定有效的地下水环境保护管理体系方案。

7.宁夏地下水饮用水源地环境质量监测预警研究

本项研究以在宁夏分布多、影响大的平原区地下水饮用水源地为例来进行,选取银川市南郊水源地、石嘴山市第二水源地、中卫市水源地进行重点研究,主要研究内容如下。

(1)水源地开采现状与环境现状研究 通过现场调查、资料收集、取样分析等手段,查清各水源地的地下水开采历史与开采现状,对水源地的水质现状及污染状况进行评价。

(2)水源地污染源调查研究 通过现场调查及取样分析,对各水源地的主要污染源及污染因子进行调查识别,查明污染源的类型、分布,主要污染物组成,污染物的排放方式、排放强度、动态、空间分布情况等。

(3)水源地环境水文地质条件研究 主要通过资料收集、室内综合研究的方式,查明各水源地气象、水文、土壤、植被状况,包气带岩性、结构、厚度及其区域变化规律,含水层及弱透水层的岩性、厚度、渗透系数及其空间变化,地下水补给、径流、排泄条件,地下水位、水质动态变化规律,并进行水源地地下水均衡计算。

(4)水源地地下水环境预测研究 通过建立水源地地下水流数值模型及地下水水质模型,对未来不同条件下的地下水流场的变化状况及地下水质的时空变化进行预测,并对不同污染物输入情况下的地下水环境影响进行对比分析。

(5)地下水水源地环境风险预警研究 通过建立环境风险源与地下水环境保护目标之间的输入—输出响应关系,研究潜在风险源可能对水源地地下水环境影响的范围和程度。在此基础上,以地下水饮用水源地水质稳定保持饮用水质功能为目标,完善水源地地下水环境监测网,建立地下水环境预警体系,制定有效的地下水环境保护管理体系方案。

8.宁夏水环境典型风险源实例研究

本项研究以中宁石空工业园区为例,分析其对地表水、地下水、土壤等自然生态环境的污染及防治对策,主要研究内容如下。

(1)区域环境基础状况研究 全面收集研究区及其周边地区地表水、地下水、土壤等历年环境监测资料,收集区内生态环境、环境质量、污染物排放、各类污染源监测数据、环境统计数据、节能减排数据,结合环境质量监测和研究区水、土样品的取样分析,查清区域环境基础状况。

(2)研究区地下水环境条件研究 详尽收集研究区水文、气象、地形地貌、地质、水文地质、水资源开发利用等基础资料,并进行必要的调查、勘探、试验、水位统测、动态观测等工作,查明区域地下水环境条件。

(3)地下水环境预测研究 在实地调查、室内外实验的基础上,通过建立研究区地下水流数值模型及地下水水质模型,对未来不同条件下地下水流场的变化,地下水质的时空变化进行预测,并对不同污染物输入情况下的地下水影响进行对比分析。

(4)地下水环境风险预警研究 通过建立环境风险源与地下水环境保护目标之间的输入-输出响应关系,研究潜在风险源可能对地下水环境影响的范围和程度。在此基础上,完善地下水环境监测网络,建立地下水环境预警体系,并针对地下水潜在的环境风险源,研究制定有效的地下水环境保护方案。

(5)区域环境条件与经济社会发展目标的协调性研究 通过收集相关发展规划及规划环评资料,理清研究区经济发展的脉络;根据上述规划及经济社会发展目标,确定研究区未来条件下的污染负荷及其时空分布与变化,分析未来可能存在的主要环境问题;在此基础上,评价区域环境容量与经济社会发展目标的协调性,提出解决研究区环境与发展之间矛盾的思路与措施,为区域经济社会与资源环境和谐发展提供理论基础。

9.宁夏水环境质量与污染物排放总量相关度研究

以改善水环境质量为立足点,以污染减排为主线,以保障水环境安全为根本,结合宁夏“十二五”环境保护宏观战略要求,开展水环境质量与污染物排放总量的相关度研究。研究建立水污染物排放总量与水环境质量的输入-输出响应关系和模型,为主动超前开展水环境监测、先行引领水污染防治、开展水环境质量预警工作奠定基础。

10.宁夏水环境监测预警体系建设研究

在上述专题研究的基础上,对水利、国土、环保已有监测点位和项目进行评价,充分利用已有的监测资源,补充投入、弥补不足,设计全区地表水、地下水环境质量监测预警体系。一是黄河干流在国控断面的基础上,增加省级监测考核断面,针对不同季节黄河水实际适当增加地区特征指标,建立与入境水质、区内支流流入水质高度相关的监测预警模型,及时预警黄河水质超Ⅲ类和污染风险。二是对黄河支流和主要排水沟,建立黄河入口断面水质与重点污染源高度相关的Ⅲ类水和污染风险监测预警。三是对主要湖泊、湿地建立湖体水质,进水出水断面水质、与水文特征相一致的监测断面及项目,从水质、水量和生态功能进行监测预警。四是建立地下水环境质量监测点,根据银川平原、卫宁平原等区域地下水环境质量变化趋势,进行区域地下水大环境质量变化趋势的监测预警。五是建立城乡主要水源地地下水环境质量监测点,从地下水环境质量变化和饮用水安全性进行监测预警。六是建立预警信息发布系统。七是积极争取省级水环境监测预警示范建设。

11.宁夏水环境质量监督考核体系研究

研究制定水环境安全指标,制定水环境保护及环境管理指标,包括管理机构及管理人员情况、保护措施建设情况;研究制定水污染控制指标;研究制定水环境监控指标;研究制定水环境应急管理指标等。按照定性分析与定量考核相结合的基本原则,研究将水环境保护规划目标转化为具有可操作性的指标。

12.宁夏水环境保护管理体系对策建议方案研究

(1)黄河干流宁夏段恢复与稳定保持Ⅲ类水质功能对策研究 综合分析黄河干流宁夏段水质污染预防、污染治理、基础建设、环境管理及应急保障等问题,研究黄河干流宁夏段恢复与稳定保持Ⅲ类水质功能的对策。

(2)宁夏地下水环境保护管理体系对策研究 以上述研究为基础,综合考虑宁夏不同地域水文地质条件的差异,分析各地域地下水环境保护中存在的问题,提出宁夏不同地域地下水环境保护的对策建议。

(3)城乡集中式地下水饮用水源保护管理体系对策研究 综合城镇集中式地下水饮用水源地主要问题,探索“十三五”水源地保护的技术和政策需求,提出饮用水水源地环境管理对策建议。

(4)宁夏湖泊(水库)水环境保护管理体系对策研究 根据宁夏各主要湖泊(水库)的水质、水文状况,分析湖泊水质污染与水环境恶化的影响因素,发现湖泊水环境保护中存在的主要问题,提出宁夏湖泊(水库)水环境管理的对策建议。