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流域控制单元水质目标管理技术手册 版权信息
- ISBN：9787030671578
- 条形码：9787030671578 ; 978-7-03-067157-8
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
流域控制单元水质目标管理技术手册 内容简介
《流域控制单元水质目标管理技术手册》继承“六五”至“十五”国内相关研究成果,吸收“十一五”以来国家水体污染控制与治理科技重大专项的*新研究成果,对流域控制单元水质目标管理的相关技术进行了系统集成。本技术体系主要包括水污染控制单元解析归类、水污染负荷核算、水环境规划水质目标选择与核定、设计水文条件选择、水环境容量计算模拟方法、水环境容量模拟参数选择和流域水环境容量规划计算方法等。为进一步落实我国实行的面向环境质量的总量控制和排污许可制提供更加科学的方法体系。
流域控制单元水质目标管理技术手册 目录
目录
前言
第1章 水质目标管理的支柱工作 1
1.1 标准 1
1.1.1 质量标准 1
1.1.2 排放标准 3
1.2 水质规划 4
1.2.1 法律背景 4
1.2.2 三个层次 5
1.3 总量控制 9
1.3.1 四个基本量 9
1.3.2 三种类型 10
1.3.3 技术关键 10
1.3.4 核心工作 13
1.4 排污许可 14
1.4.1 目标层次 14
1.4.2 总量控制排污许可特点 15
1.4.3 推动总量控制实施 18
第2章 水污染控制单元解析归类 22
2.1 概述 22
2.1.1 控制单元的作用 22
2.1.2 控制单元解析归类目的 23
2.1.3 控制单元解析评价内容 24
2.2 控制单元划分技术方法 25
2.2.1 划分原则 25
2.2.2 划分指标体系 26
2.2.3 划分程序 27
2.2.4 主要工作 28
2.2.5 划分技术 32
2.3 控制单元解析评价方法 36
2.3.1 水污染控制单元分类 36
2.3.2 水环境问题解析方法 39
2.3.3 污染源特征解析方法 50
2.3.4 污染源控制路线确定 51
2.3.5 受损单元恢复潜力分析 52
第3章 水污染负荷核算 56
3.1 概述 56
3.2 基于系数法的污染负荷估算 56
3.2.1 工业污染负荷估算 56
3.2.2 城镇生活污染负荷估算 63
3.2.3 城镇径流非点源污染计算 68
3.2.4 农村生活污染负荷计算 71
3.2.5 畜禽养殖污染物负荷估算 73
3.2.6 水产养殖负荷估算 76
3.2.7 农田污染入河量估算 77
3.2.8 污染负荷的空间分配 81
3.3 基于流域模型的污染物估算模型 81
3.3.1 流域模型分类 82
3.3.2 流域模型的发展过程 82
3.3.3 筛选模型时应考虑的因素 83
3.3.4 流域负荷模型的复杂度 85
3.3.5 常用流域负荷模型及其性能 86
3.3.6 模型的性能 92
3.4 同一流域案例研究 121
3.4.1 HSPF模型与SWMM模型在城市流域案例的对比研究 121
3.4.2 HSPF模型、SWAT模型、SHETRAN-GPOC模型的案例对比研究(湿润区农业) 121
第4章 水环境规划水质目标选择与核定 131
4.1 概述 131
4.1.1 水环境规划约束体系 131
4.1.2 多约束规划达标处理 131
4.1.3 水环境规划达标的基本概念 132
4.2 功能区水质目标的选择与确定 133
4.2.1 水体水质目标确定 133
4.2.2 容量计算达标控制要求 135
4.3 混合区水质目标的选择与确定 137
4.3.1 混合区概述 137
4.3.2 混合区控制原则和指标 138
4.3.3 混合区水质目标的表达 139
4.3.4 混合区类型 140
4.3.5 混合区范围计算 141
4.3.6 混合区建议控制尺度 142
4.3.7 混合区水质目标价值损失核定 143
第5章 设计水文条件选择 146
5.1 概述 146
5.2 设计水文条件的基本概念 147
5.2.1 设计水文条件的类型及应用条件 147
5.2.2 水文指标的选取与处理 148
5.2.3 稳态设计水文条件的表达 149
5.3 不同类型水体稳态设计水文条件的计算 154
5.3.1 地表水水体分类特征 154
5.3.2 河流设计水文条件 156
5.3.3 湖库设计水文条件 157
5.3.4 河口及海湾设计水文条件 162
5.3.5 水利工程下游影响地区的设计水文条件 164
5.3.6 流域、区域稳态设计流量整体生成法 165
5.4 基本环境问题水文设计条件建议 167
5.4.1 功能区达标应用设计水文条件 167
5.4.2 混合区达标应用设计水文条件 167
第6章 水环境容量计算模拟方法 173
6.1 概述 173
6.1.1 模型分类 173
6.1.2 模型应用 174
6.1.3 选用方法 174
6.2 水质数学模型介绍 189
6.2.1 模型基本方程 189
6.2.2 常用解析解模型 194
6.2.3 水环境容量零维水质模拟 201
6.2.4 水环境容量一维水质模拟 216
6.2.5 水环境容量二维水质模拟 227
6.2.6 水环境容量三维水质模拟 230
6.3 常用水环境数学模型库 231
6.3.1 应用范围及功能分析 231
6.3.2 模型基本特征 233
6.3.3 模型软件评价 234
6.3.4 模型运行特性评价 240
6.4 主流水环境模拟软件 244
6.4.1 WASP模型 244
6.4.2 QUAL2k一维稳态河流水质的模型 245
6.4.3 EFDC综合水动力-水质模型 247
6.4.4 SMS综合水动力学环境模型 248
6.4.5 RMA4水质-生态模型 249
6.4.6 SED-2D沉积物模型 250
6.4.7 BALANCE负荷平衡水质模型 251
6.4.8 AQUATOX水质-生态模型 252
6.4.9 HSPF水文水质综合模型 253
6.4.10 MIKE 3三维水质模型 254
6.4.11 RMA10 255
6.4.12 SSTEMP一维水温模型 256
6.4.13 SWAT非点源模型 257
6.4.14 GenScn交互式的水力综合模型 258
6.4.15 MMS 259
6.4.16 BRANCH动态一维水动力模型 260
6.4.17 CH3D-WES水力-温盐三维模型 261
6.4.18 DAFLOW 262
6.4.19 DR3M暴雨径流模型 263
6.4.20 FEQ动态模型 264
6.4.21 FESWMS二维稳态-动态水动力学模型 265
6.4.22 FourPt一维动态明渠水动力模型 266
6.4.23 HEC-HMS降雨径流流域模型 268
6.4.24 HEC-RAS一维稳态-动态水动力学模型 269
6.4.25 RMA2纵向二维稳态-动态水动力模型 270
6.4.26 TOPMODEL 271
第7章 水环境容量模拟参数选择 272
7.1 概述 272
7.1.1 参数的含义 272
7.1.2 参数识别问题的由来 274
7.1.3 参数识别的困难 275
7.2 模型参数识别的不确定性 277
7.2.1 不确定性的来源 277
7.2.2 不确定性的表达 278
7.2.3 确定性与不确定性 279
7.2.4 *终相似性 280
7.3 模型参数选择及确定的方法类型 280
7.3.1 确定参数识别的区域和数据 280
7.3.2 确定参数模型参数识别的方法 281
7.3.3 数学模型的参数识别的方法 282
7.3.4 数学模型的检验和应用 282
7.4 多参数的数学模型识别方法 283
7.4.1 传统优化方法 284
7.4.2 现代优化方法 286
7.4.3 不确定性的参数识别方法 292
7.4.4 参数识别的随机采样方法 298
7.5 混合参数的估值方法 301
7.5.1 垂向扩散系数经验估值 301
7.5.2 横向混合系数经验估值 301
7.5.3 纵向离散系数 301
7.5.4 方法评估 308
7.6 一阶降解系数的估值方法选择 308
7.6.1 外业试验 309
7.6.2 内业实验 312
7.6.3 经验值 312
7.6.4 方法评估 320
7.7 复氧系数的估算方法的比较评估 321
7.7.1 外业试验 321
7.7.2 经验公式 324
7.7.3 经验值 325
7.7.4 方法评估 329
第8章 流域水环境容量规划计算方法 330
8.1 概述 330
8.2 水环境容量分级分配的局限性 331
8.2.1 环境容量及总量分配的概念 331
8.2.2 水环境容量整体分配的局限性 331
8.2.3 水环境容量局部累加估算的局限性 331
8.3 分级分区容量规划 332
8.3.1 分级分区的边界确定原则 332
8.3.2 分级分区的层次及框架 333
8.3.3 分级分区的基本要求 334
8.3.4 分级分区规划衔接的要点 334
8.4 水环境容量规划类别 336
8.4.1 确定性规划与非确定性规划的取舍 336
8.4.2 功能区单一指标规划 337
8.4.3 功能区耦合指标规划 342
8.4.4 功能区综合指标规划的容量表达形式 344
8.4.5 多源混合区容量规划 346
8.5 流域总量分配原则 348
8.5.1 分配原则的典型特征 348
8.5.2 分配原则的涉及范畴 348
8.5.3 分配原则 349
8.6 总量分配方法 350
8.6.1 非数学优化分配 350
8.6.2 数学优化分配 351
8.7 流域总量分配 351
8.7.1 分配主线论述 352
8.7.2 初次总量分配 353
8.7.3 总量初次分配后的调整方法 354
8.7.4 分配方案*终评估 355
8.7.5 流域总量分配情景分析 356
8.7.6 小结 357
8.8 污染源总量分配 358
8.8.1 分配主线论述 360
8.8.2 初次总量分配 360
8.8.3 总量初次分配后的调整方法 361
8.8.4 分配*终评估 361
8.8.5 污染源总量分配情景分析 362
8.8.6 小结 363
8.9 总量分配合理性评价方法 364
8.10 总量分配的安全余量 366
8.10.1 安全余量的概念 366
8.10.2 安全余量的确定方法 367
8.10.3 总量分配浮动负荷计算 369
第9章 控制单元水质目标管理技术库 371
9.1 流域水环境问题诊断技术 372
9.1.1 多要素耦合的控制单元划分技术 372
9.1.2 基于水生态功能分区的控制单元划分技术 373
9.1.3 基于人体健康风险分级的河流(湖库)水质评价方法 374
9.1.4 流域水环境沉积物质量评价技术 375
9.1.5 分湖富营养化营养足迹指数(TFI)评价方法 376
9.1.6 湖泊富营养化变权营养指数(TLIcw)评价方法 377
9.1.7 湖泊污染成因诊断的集成方法 377
9.1.8 湖泊化学需氧量藻源内负荷贡献分析技术 378
9.1.9 基于低通滤波轨
前言
第1章 水质目标管理的支柱工作 1
1.1 标准 1
1.1.1 质量标准 1
1.1.2 排放标准 3
1.2 水质规划 4
1.2.1 法律背景 4
1.2.2 三个层次 5
1.3 总量控制 9
1.3.1 四个基本量 9
1.3.2 三种类型 10
1.3.3 技术关键 10
1.3.4 核心工作 13
1.4 排污许可 14
1.4.1 目标层次 14
1.4.2 总量控制排污许可特点 15
1.4.3 推动总量控制实施 18
第2章 水污染控制单元解析归类 22
2.1 概述 22
2.1.1 控制单元的作用 22
2.1.2 控制单元解析归类目的 23
2.1.3 控制单元解析评价内容 24
2.2 控制单元划分技术方法 25
2.2.1 划分原则 25
2.2.2 划分指标体系 26
2.2.3 划分程序 27
2.2.4 主要工作 28
2.2.5 划分技术 32
2.3 控制单元解析评价方法 36
2.3.1 水污染控制单元分类 36
2.3.2 水环境问题解析方法 39
2.3.3 污染源特征解析方法 50
2.3.4 污染源控制路线确定 51
2.3.5 受损单元恢复潜力分析 52
第3章 水污染负荷核算 56
3.1 概述 56
3.2 基于系数法的污染负荷估算 56
3.2.1 工业污染负荷估算 56
3.2.2 城镇生活污染负荷估算 63
3.2.3 城镇径流非点源污染计算 68
3.2.4 农村生活污染负荷计算 71
3.2.5 畜禽养殖污染物负荷估算 73
3.2.6 水产养殖负荷估算 76
3.2.7 农田污染入河量估算 77
3.2.8 污染负荷的空间分配 81
3.3 基于流域模型的污染物估算模型 81
3.3.1 流域模型分类 82
3.3.2 流域模型的发展过程 82
3.3.3 筛选模型时应考虑的因素 83
3.3.4 流域负荷模型的复杂度 85
3.3.5 常用流域负荷模型及其性能 86
3.3.6 模型的性能 92
3.4 同一流域案例研究 121
3.4.1 HSPF模型与SWMM模型在城市流域案例的对比研究 121
3.4.2 HSPF模型、SWAT模型、SHETRAN-GPOC模型的案例对比研究(湿润区农业) 121
第4章 水环境规划水质目标选择与核定 131
4.1 概述 131
4.1.1 水环境规划约束体系 131
4.1.2 多约束规划达标处理 131
4.1.3 水环境规划达标的基本概念 132
4.2 功能区水质目标的选择与确定 133
4.2.1 水体水质目标确定 133
4.2.2 容量计算达标控制要求 135
4.3 混合区水质目标的选择与确定 137
4.3.1 混合区概述 137
4.3.2 混合区控制原则和指标 138
4.3.3 混合区水质目标的表达 139
4.3.4 混合区类型 140
4.3.5 混合区范围计算 141
4.3.6 混合区建议控制尺度 142
4.3.7 混合区水质目标价值损失核定 143
第5章 设计水文条件选择 146
5.1 概述 146
5.2 设计水文条件的基本概念 147
5.2.1 设计水文条件的类型及应用条件 147
5.2.2 水文指标的选取与处理 148
5.2.3 稳态设计水文条件的表达 149
5.3 不同类型水体稳态设计水文条件的计算 154
5.3.1 地表水水体分类特征 154
5.3.2 河流设计水文条件 156
5.3.3 湖库设计水文条件 157
5.3.4 河口及海湾设计水文条件 162
5.3.5 水利工程下游影响地区的设计水文条件 164
5.3.6 流域、区域稳态设计流量整体生成法 165
5.4 基本环境问题水文设计条件建议 167
5.4.1 功能区达标应用设计水文条件 167
5.4.2 混合区达标应用设计水文条件 167
第6章 水环境容量计算模拟方法 173
6.1 概述 173
6.1.1 模型分类 173
6.1.2 模型应用 174
6.1.3 选用方法 174
6.2 水质数学模型介绍 189
6.2.1 模型基本方程 189
6.2.2 常用解析解模型 194
6.2.3 水环境容量零维水质模拟 201
6.2.4 水环境容量一维水质模拟 216
6.2.5 水环境容量二维水质模拟 227
6.2.6 水环境容量三维水质模拟 230
6.3 常用水环境数学模型库 231
6.3.1 应用范围及功能分析 231
6.3.2 模型基本特征 233
6.3.3 模型软件评价 234
6.3.4 模型运行特性评价 240
6.4 主流水环境模拟软件 244
6.4.1 WASP模型 244
6.4.2 QUAL2k一维稳态河流水质的模型 245
6.4.3 EFDC综合水动力-水质模型 247
6.4.4 SMS综合水动力学环境模型 248
6.4.5 RMA4水质-生态模型 249
6.4.6 SED-2D沉积物模型 250
6.4.7 BALANCE负荷平衡水质模型 251
6.4.8 AQUATOX水质-生态模型 252
6.4.9 HSPF水文水质综合模型 253
6.4.10 MIKE 3三维水质模型 254
6.4.11 RMA10 255
6.4.12 SSTEMP一维水温模型 256
6.4.13 SWAT非点源模型 257
6.4.14 GenScn交互式的水力综合模型 258
6.4.15 MMS 259
6.4.16 BRANCH动态一维水动力模型 260
6.4.17 CH3D-WES水力-温盐三维模型 261
6.4.18 DAFLOW 262
6.4.19 DR3M暴雨径流模型 263
6.4.20 FEQ动态模型 264
6.4.21 FESWMS二维稳态-动态水动力学模型 265
6.4.22 FourPt一维动态明渠水动力模型 266
6.4.23 HEC-HMS降雨径流流域模型 268
6.4.24 HEC-RAS一维稳态-动态水动力学模型 269
6.4.25 RMA2纵向二维稳态-动态水动力模型 270
6.4.26 TOPMODEL 271
第7章 水环境容量模拟参数选择 272
7.1 概述 272
7.1.1 参数的含义 272
7.1.2 参数识别问题的由来 274
7.1.3 参数识别的困难 275
7.2 模型参数识别的不确定性 277
7.2.1 不确定性的来源 277
7.2.2 不确定性的表达 278
7.2.3 确定性与不确定性 279
7.2.4 *终相似性 280
7.3 模型参数选择及确定的方法类型 280
7.3.1 确定参数识别的区域和数据 280
7.3.2 确定参数模型参数识别的方法 281
7.3.3 数学模型的参数识别的方法 282
7.3.4 数学模型的检验和应用 282
7.4 多参数的数学模型识别方法 283
7.4.1 传统优化方法 284
7.4.2 现代优化方法 286
7.4.3 不确定性的参数识别方法 292
7.4.4 参数识别的随机采样方法 298
7.5 混合参数的估值方法 301
7.5.1 垂向扩散系数经验估值 301
7.5.2 横向混合系数经验估值 301
7.5.3 纵向离散系数 301
7.5.4 方法评估 308
7.6 一阶降解系数的估值方法选择 308
7.6.1 外业试验 309
7.6.2 内业实验 312
7.6.3 经验值 312
7.6.4 方法评估 320
7.7 复氧系数的估算方法的比较评估 321
7.7.1 外业试验 321
7.7.2 经验公式 324
7.7.3 经验值 325
7.7.4 方法评估 329
第8章 流域水环境容量规划计算方法 330
8.1 概述 330
8.2 水环境容量分级分配的局限性 331
8.2.1 环境容量及总量分配的概念 331
8.2.2 水环境容量整体分配的局限性 331
8.2.3 水环境容量局部累加估算的局限性 331
8.3 分级分区容量规划 332
8.3.1 分级分区的边界确定原则 332
8.3.2 分级分区的层次及框架 333
8.3.3 分级分区的基本要求 334
8.3.4 分级分区规划衔接的要点 334
8.4 水环境容量规划类别 336
8.4.1 确定性规划与非确定性规划的取舍 336
8.4.2 功能区单一指标规划 337
8.4.3 功能区耦合指标规划 342
8.4.4 功能区综合指标规划的容量表达形式 344
8.4.5 多源混合区容量规划 346
8.5 流域总量分配原则 348
8.5.1 分配原则的典型特征 348
8.5.2 分配原则的涉及范畴 348
8.5.3 分配原则 349
8.6 总量分配方法 350
8.6.1 非数学优化分配 350
8.6.2 数学优化分配 351
8.7 流域总量分配 351
8.7.1 分配主线论述 352
8.7.2 初次总量分配 353
8.7.3 总量初次分配后的调整方法 354
8.7.4 分配方案*终评估 355
8.7.5 流域总量分配情景分析 356
8.7.6 小结 357
8.8 污染源总量分配 358
8.8.1 分配主线论述 360
8.8.2 初次总量分配 360
8.8.3 总量初次分配后的调整方法 361
8.8.4 分配*终评估 361
8.8.5 污染源总量分配情景分析 362
8.8.6 小结 363
8.9 总量分配合理性评价方法 364
8.10 总量分配的安全余量 366
8.10.1 安全余量的概念 366
8.10.2 安全余量的确定方法 367
8.10.3 总量分配浮动负荷计算 369
第9章 控制单元水质目标管理技术库 371
9.1 流域水环境问题诊断技术 372
9.1.1 多要素耦合的控制单元划分技术 372
9.1.2 基于水生态功能分区的控制单元划分技术 373
9.1.3 基于人体健康风险分级的河流(湖库)水质评价方法 374
9.1.4 流域水环境沉积物质量评价技术 375
9.1.5 分湖富营养化营养足迹指数(TFI)评价方法 376
9.1.6 湖泊富营养化变权营养指数(TLIcw)评价方法 377
9.1.7 湖泊污染成因诊断的集成方法 377
9.1.8 湖泊化学需氧量藻源内负荷贡献分析技术 378
9.1.9 基于低通滤波轨
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流域控制单元水质目标管理技术手册 节选
第1章 水质目标管理的支柱工作 顾名思义，流域水质目标管理是以水质目标为基础的管理技术模式。世界各个国家都是以水质目标作为环境管理的基础，如美国《清洁水法》规定“恢复和维持美国水体的化学、物理和生物完整性”，并在此基础上实施流域日*大排放负荷计算和基于水质的排污许可证管理。《欧盟水框架指令》规定“所有水体于2015年实现良好的水生态状况”等，并在此基础上实施了流域生态系统综合管理措施。我国水环境保护以“防治水污染，保护和改善环境，保障饮用水安全，促进经济社会全面协调可持续发展”为保护目标，长期关注污染排放，但在法律法规、标准和技术上对水质目标缺乏明确的规定，造成污染物排放控制与水质目标相脱节，未形成以水质目标保护为核心的管理技术体系。因此，流域水质目标管理是在我国现行水污染物排放总量管理制度基础上进一步发展形成的，强调以水生生态系统健康为水环境质量目标要求，以先进的、规范的技术方法体系为支撑，建立的一种以水质目标为基础的水环境管理技术体系。本章内容主要是回顾与水质目标管理密切相关的水环境管理工作的经验和做法。 1.1 标准 1.1.1 质量标准 1.1.1.1 水域分类管理 在流域水环境规划中主要采用《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）。其中，河口出境断面可能涉及《海水水质标准》（GB 3097—1997）；流域的渔业区域及灌溉区域可能涉及《农田灌溉水质标准》（GB 5084—2005）该标准（GB 5084—2005）已被GB 5084—2021代替。、《渔业水质标准》（GB 11607—89）；对地下水影响较大的地区（如河流对地下水的补给区等）可能涉及《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）。 通过水质标准，实现水域分类管理。 （1）高功能水域高标准保护，低功能水域低标准保护，适应水域有多种功能类别的特点。以是否丧失*高使用功能为确定保护目标依据，体现控制危害原则。 （2）分功能依据基准确定水质标准和保护目标。基准数据是基于不同的保护目标，通过推荐浓度的形式，规定为确保某种用途的水环境质量和不断供给规定用途的用水应满足何种要求。因此，分功能依据基准制定标准，才能准确判断本水域水质是否能作为某一功能使用。 （3）标准实施范围通过功能区划分给予明确规定。水质定量管理的评价尺度是标准。任何标准都必须以一定的空间、时间条件为基础。分功能区、划分混合区，才能把质量标准与排放标准、质量标准与各专业用水标准等各自的适用范围划分清楚，体现水质科学管理标准化。 （4）坚持饮用水优先保护原则、水环境质量宏观控制原则，以及专业用水区统筹兼顾原则。通过分功能类别管理，即突出饮用水重点功能区保护，不把低功能用水区降低为工农业专业用水标准，对多种专业用水功能水域就高不就低，不允许任意降低现状功能。 1.1.1.2 混合区政策 在分类管理水域的基础上，划分混合区的规定为实施总量控制奠定了又一重要基础。 所谓混合区，意指给定一个限制区域（限制水量）使排放物能进行初始稀释。一般来说，混合区是指一个靠近某一排放点的地区；点源是污水排放口附近废物与水混合的区域；非点源则是分散流入受纳水体的附近水域。为了区别水质标准与排放标准各自的适用范围，也为了在保护水环境质量的前提下适当利用水环境容量，允许混合区存在是有益的。科学的态度也只是承认客观事实而已，即规定一个不执行水质标准的过渡地区。 这一过渡地区，原则上是尽量小，在功能要求低的水域可适当放松。但是其宽度不应超过1/3河宽，以便留出鱼类洄游通道；其长度则由下游功能区的远近和功能要求的高低来决定。 如果需要在一些次要水域或大水体进行污水排江、排海工程的研究，则应对混合区的划分进行特别研究，进行生物、物理及化学评价，确保混合区外水质达到功能要求。明确混合区的存在，不能与把监测点放在完全均匀混合断面上等同看待，而应从实施分功能标准的需要出发，从水环境容量的开发利用来分析。 水质标准是判别水域污染的依据。水域某项指标超标，则代表该水域受到污染并丧失某项使用功能。排放口附近无功能要求，亦无必要划分功能区，但其有混合污水的作用。通过混合区受纳部分污染物以保证混合区外水质达到标准，这样既可保证开发利用水环境容量资源，又可保证使用功能，兼收环境与经济效益。 显然，通过混合区，将排放标准与水质标准的应用范围划分开来。通过专业用水区，将各功能区与功能区内的专业用水区范围划分开来。各类标准各就其位，利用混合区，开发利用水环境容量资源，节省部分人工处理投资，不仅保证了分类标准的实施，而且为寻找一条适合国情的水污染防治途径开辟了道路。 关于混合区理论，美国内政部报告：1968年水质基准《绿皮书》、美国国家科学院1972水质基准《蓝皮书》、1976年美国国家环境保护局（Environmental Protection Agency，EPA）水质基准《红皮书》、1983年美国国家环境保护局控制有毒物的技术支持文件，均就此问题做了详尽阐述。如果说，我国各地要根据水域特征制定地方排放标准，并且将浓度控制标准逐步过渡到总量控制标准，那么，混合区理论的实现，则是不可缺少的前提条件。 1.1.2 排放标准 各工业行业污染物排放标准是国家排放标准的组成部分，为了有效地控制工业污染，我们必须充分认识各工业行业污染物排放标准的作用，以满足以下四方面的需要。 1.1.2.1 推行总量控制 污染物总量控制是控制环境质量恶化的有效途径。行业污染物排放标准是依据行业生产特点制定的，对能耗、水耗、排污系数有具体指标。因而，需要在对排污口实施浓度控制的同时，依据各个行业的不同情况，确定总量控制指标。 1.1.2.2 加强对生产过程的管理 环境污染的产生从根本上讲是资源和能源在生产中的不合理使用造成的。行业污染物排放标准可以针对不同的生产技术、生产规模、原辅材料、产品结构对生产过程的各个环节制定出不同的污染控制指标，以督促企业加强管理，提高资源、能源利用率，达到在生产中消除污染的目的。 1.1.2.3 发挥行业部门环保机构积极性 由于工业行业主管部门对本行业的生产工艺、产品结构等比较了解并负责组织生产，制定行业污染物排放标准时，选择行业部门有条件监督实施的控制指标，有利于行业部门将其纳入对企业管理活动的综合考核中，并作为相关的技术依据，使污染防治工作成为行业部门日常业务工作的一部分。 1.1.2.4 推动环保科技进步 控制环境污染要依靠科技进步。通过超前颁布行业污染物排放标准，对新、扩、改建设项目提出设备指标、资源与能源利用指标，为选择*佳生产工艺、*佳实用处理技术，以及综合利用工艺等方面的决策提供依据。 实践证明，选择重点污染行业，按行业制定的排放标准的实施易于与行业生产发展相结合，便于体现行业技术政策和采用*佳实用处理技术。 不分行业制定的综合污染物排放标准适用于一般污染源的控制，能填补非重点污染行业无标准的空白，二者相辅相成。为了改变行业污染物排放标准有效实施条件不完备的状况，应从三方面创造条件。一是工业行业污染物排放标准要针对我国重点污染行业，紧密结合我国工业污染防治工作的重点，要充分体现行业生产特征，做到指标值宽得合理，严得可行，争取分阶段做到，一个行业标准解决一个行业从原辅材料到成品整个生产过程中的污染控制问题。二是工业行业污染物排放标准与其他环境质量标准要协调、配套。 协调就是指行业污染物排放标准与综合污染物排放标准和地方污染物排放标准要明确各自适用范围，控制项目可以有交叉，而实施中不能有交叉，避免标准实施中出现混乱；配套就是指工业行业污染物排放标准、综合污染物排放标准均要与环境质量标准配套，在功能区名称、分类分级等方面保持与环境质量标准的一致性，以提高行业污染物排放标准的可实施性。三是工业行业污染物排放标准要与排污收费标准挂钩。 我国环境管理实践表明，排污收费标准以哪个污染物排放标准为计费依据，则哪一个污染物排放标准就成为执法的主导标准，如果行业污染物排放标准不能在排污收费工作中执行，则行业部门对行业污染源的控制管理将失去强有力的保障，*终会导致行业污染物排放标准无法有效实施。 1.2 水质规划 1.2.1 法律背景 流域水污染物总量控制的理论先导是美国的水质规划理论。表1-1是美国《联邦水污染控制法修正案》中有关水质规划理论在提出前后的法律背景情况，从中可以了解到： （1）规定了水质规划的具体程序。强调综合考虑点源与非点源污染；合理规划天然自净能力与人工处理技术的*优组合；强调用管理条例等非建设性项目的办法；强调在法律权威、财政基础具备的前提下，制定规划，实施规划；强调地方政府和公众参加制定规划，突出地方特点，反对全国一律的“一刀切”方案。 （2）正确认识到清洁水质的实现，需要有控制污染的有效办法，并提出了1977年、1983年污染源处理的两阶段要求，即1977年全国城市污水实施二级处理技术，工业废水实施*佳实用处理技术，1983年全国城市污水实施*佳实用处理技术，工业废水实施*佳可行处理技术，并由此做出 1976～1985年需支出 4000亿美元的预算。主观上是力图使水质标准与排放标准不脱节。 （3）自1961年按水域不同使用功能引进水质标准，从而有了污染与否的明确界限后，基准与标准均不断丰富和完善，使以浓度-响应关系为基础的基准和综合考虑技术、经济、质量要求、法律规定的标准共同组成标准体系，更适用于环境管理问题。 （4）自1983年起实施新的《水质标准条例》，该条例确立了以水质为基点的控制路线的主导地位，使水质限制河段的水质规划方法得到推行。 表1-1 美国相关水污染控制法案 1.2.2 三个层次 1.2.2.1 流域规划 在美国，水质控制问题的复杂性需要每州都有一个有效的水质管理计划，此计划应能为州提供与美国国家环境保护局一致的、集中协调水质管理的决定。 州的规划目标应定为达到国家法令所规定的指标。水质标准要成为州级有效和能动的管理工具以帮助执行联邦和州计划获得清洁水质。 州的规划内容包括全州水质问题的估计和发生污染的原因（包括非点污染源），同时，规划列出了这些问题在地区上的轻重缓急，说明了州解决这些问题的办法。这些数据包括在州的年度水质报告中，包括污染问题的排列顺序、排污许可证计划、流域规划、区域规划及解决水质问题的其他计划的建设资助，以及州的城市和工业排放污染物清单。 流域规划是水质管理的文件，它说明具体流域的水质问题，规定减轻这些问题的改进计划。流域规划的价值是在流域范围做出水质管理的决定，流域规划中的决定有条件争取较大的经济利益，协调流域所有水流控制污染所做的努力，它是州水质管理计划的一个主要部分，是在州不断规划过程下编制的。 流域规划提供有条例的水质管理计划。在每一个规划中，水质按适用的标准来评定，考虑点源和非点源污染，并根据水质评价和改善水质的需要，说明哪些区段应优先控制污染，并列出排放清单。尽管流域往往是跨州界的，但州际河流的流域规划亦不可能置于州规划之上，因为社会行政因素在规划的实施上的制约作用远远大于自然因素。 流域规划的具体目标是在规划流域进行河流分类，即分水质限制河段（WQLS）类和排放限制河段（ELS）类。规划的具体内容就取决于河段分类。 水质限制河段，指该河段即使实施1972年《联邦水污染控制法修正案》所规定的排放限制也无希望实现水质标准。这些排放限制是*低阶的限制，通常指工业点源排放应经过*佳实用处理技术处理，城市污水排放应经过二级处理。 排放限制河段，指该河段执行1972年《联邦水污染控制法修正案》的排放限制后，水
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