（農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)論文）突發(fā)性水污染事故對飲用水源的影響及應(yīng)急機(jī)制研究.pdf

朱麗：突發(fā)性水污染事故對飲用水源的影響及應(yīng)急機(jī)制研究 中文摘要 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，近年來我國不斷發(fā)生重大水源地突發(fā)性污染事故， 給環(huán)境、人民群眾的生命健康和財(cái)產(chǎn)造成了嚴(yán)重的損害。針對城市飲用水源地的 突發(fā)性污染事故的研究已成為我國水環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。 本文以飲用水源地突發(fā)性污染事故為研究對象，在國內(nèi)外近年來在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn) 評價(jià)、水質(zhì)預(yù)警模型以及事故應(yīng)急機(jī)制等方面的研究成果的基礎(chǔ)上，研究了水源 地突發(fā)性污染事故發(fā)生時(shí)對飲用水源的影響及應(yīng)急機(jī)制。主要研究內(nèi)容有以下幾 個(gè)方面： ( 1 ) 從環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的角度，研究了城市飲用水源地危險(xiǎn)源辨識(shí)及事故源項(xiàng) 分析方法，并用指數(shù)法建立了突發(fā)性水污染事故污染危害程度分級體系。 ( 2 ) 建立了城市飲用水源地突發(fā)性污染事故的水質(zhì)預(yù)警模型。采用沿水深平 均的平面二維水質(zhì)模型對突發(fā)性水質(zhì)污染事故進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，分別考慮了瞬時(shí) 源和連續(xù)源在無邊界限制和有邊界限制下的情況，得出了不同情況下的污染物二 維擴(kuò)散規(guī)律。并運(yùn)用工程軟件m a t l a b 實(shí)現(xiàn)事故發(fā)生時(shí)的污水團(tuán)實(shí)時(shí)狀態(tài)模擬。 并實(shí)例計(jì)算了水源地發(fā)生污染事故時(shí)取水口受事故危害影響的時(shí)間及危害終止的 時(shí)間。 ( 3 ) 提出了城市飲用水源地突發(fā)性污染事故發(fā)生時(shí)的應(yīng)急機(jī)制，包括應(yīng)急組 織體制、應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制、應(yīng)急監(jiān)測、應(yīng)急處理、應(yīng)急備用水源和應(yīng)急保障體制等。 關(guān)鍵詞：飲用水源地；突發(fā)性污染事故；水質(zhì)模型；m a t l a b ；應(yīng)急機(jī)制 揚(yáng)州大學(xué)碩士論文 a b s t r a c t w i t ht 1 1 es o c i o e c o n o m i cd e v e l o p m e n t ，t h ea b r u p tw a t e rq u a l i 哆p o l l u t i o na c c i d e n t s h a v eb r o k e no u t 行e q u e n t l yi nt h e 嘶n k i n gw a t e rs o u r c ea r e a s ，t h ea c c i d e m sh a v ec a u s e d s e r i o u sd 鋤a g eo fp e o p l e sh e a l t ha n dp r o p e r t y t h es t u d yi nt e m l so ft h ea 曲r u p t a c c i d e n t si nm ed r i n k i n gw a t e rs o u r c ea r e a sh a sb e c o m eah o tr e s e a r c hi nt h ef i e l do f e n v i r o m n e n t a lp r o t e c t i o n f o c u s i n go nt h ea b r u p ta c c i d e n t si 1 1m ed r i n k i n gw a t e rs o u r c ea r e a s ， t 1 i sp 印e r s u m m e du pb o t hd o m e s t i ca n df o r e i g nr e g a r d i n ge n v i r o 衄e n t a lr i s ka s s e s s m e n t 、w a t e r q u a l i t ) rm o d e la n de m e 唱e n c ym e c h a j l i s m ，b a s e do nt h i sf o c u st h i sp a p e rh a ss t u d i e dt h e i n n u e n c eo fa b r u p tw a t e rq u a l i t ) ，p o l l u t i o na c c i d e n t sa 1 1 dr e s p o n s em e c h 枷s m t h e m a i nr e s e a r c hc o n t e n t sa n dc o n c l u s i o nc a nb es 呦a r i z e da l st h ef o l l o w i n g ： ( 1 ) i nt e n n so f t h ee n v i r o n m e n t a jr i s ka s s e s s m e n t ，t 1 1 er i s ks o u r c e so ft h ea b r u p t w a t e rq u a l i t ) ，p o l l u t i o na c c i d e n t sa r ei d e n t i f i e da n dt h es o u r c et e m l sf o rt h ea b r u p tw a t e r q u a l i t yp o l l u t i o na c c i d e n t sa r ea n a l y z e d ( 2 ) a c c o r d i n gt 0t h ea b o v e m e n t i o n e d 咖d y ， t h ee a r l yw a l i n gm o d e lf o rt h e a b r u p tw a t e rq u a l 時(shí)p o l l u t i o na c c i d e n t s a u r ee s 切b l i s h e d i nm i sp a p e r ， t h em o - d i m e n s i o n 宙w 缸e rq u a l i 哆m o d e la r eu s e di f lt l l e a b m p tw a t e rq u a l i 夠p o l l u t i o n a c c i d e n t s ，t 1 1 ed i f f u s i o no ft h ed i f f e r e n tp o l l u 切n t sa r ec a l c u l a t e d a n dt l l e n ，t h e e n g i n e e r i n gs o 脅a r e m a t l a bi su s e dt os i m u l a t et h ea c c i d e n t so f r e a l - t i m es t a t u s ( 3 ) f r o mt h ef o l l o 誦n ga s p e c t so fe m e r g e n c yo 唱a n i z a t i o ns y s t e m 、e m e r g e n c y r e s p o n s em e c h a n i s m 、 e m e r g e n c ym o n i t o n g 、e m e r g e n c yt r e a t m e mm e c h a l l i s m 、 e m e 唱e n c yb a c k - u ps e c u r i 夠s y s t e ma 1 1 de m e r g e n c yg u a r a n t e es y s t e m ，m i sp a p e rs e t su p a 1 1e m e 曙e n c ym e c h a n i s ms y s t e mf o rt h ea b r u p tw a t e rq u a l 毋p o l l u t i o na c c i d e n t s k e yw o r d s ：d r i n h n gw a t e rs o u r c ea r e a ；a b m p tp o l l u t i o na c c i d e n t ；w a t e fq u a l i 夠 m o d e l ；m a r l a b ；e m e 略e n c ym e c h a n i s m 朱1 j f i ：突發(fā)性水污染事故對飲j - j 水源的影響及應(yīng)急機(jī)制研究 揚(yáng)州大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明和版權(quán)使用授權(quán)書 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人聲明：所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的研 究成果。除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表 的研究成果。對本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名：爿l 啊 簽字日期：陽o c i 年6 月i 籮日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本人完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向 國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子文檔，允許論文被查閱和借閱。 本人授權(quán)揚(yáng)州大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索， 可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)中國科學(xué) 技術(shù)信息研究所將本學(xué)位論文收錄到中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫，并通過網(wǎng)絡(luò)向 社會(huì)公眾提供信息服務(wù)。 學(xué)讎文儲(chǔ)躲昝確導(dǎo)師躲坼毫 簽字日期：j 川年6 月i s 日 簽字日期：礦氣年6 月( g 日 i l ( 本頁為學(xué)位論文末頁。如論文為密件可不授權(quán)，但論文原創(chuàng)必須聲明。) 朱麗：突發(fā)性水污染事故對飲用水源的影響及應(yīng)急機(jī)制研究 1 緒論 1 1 研究的背景及意義 1 1 1 研究的背景 水是生命之源，地球上所有生命都離不開水，飲用水源條件的優(yōu)劣決定了經(jīng) 濟(jì)社會(huì)的發(fā)展方式，直接關(guān)乎人類生存與社會(huì)發(fā)展。清潔、安全的飲用水源是一 個(gè)城市發(fā)展的基礎(chǔ)保障，因此，保障飲用水的安全是國家穩(wěn)定的基礎(chǔ)，也是國家 的政治需要。但是隨著工業(yè)化程度的不斷提高和改造自然能力的不斷增強(qiáng)，近幾 年來，人類對河流、湖泊、水庫、港灣等的污染日趨嚴(yán)重，我國突發(fā)性水環(huán)境污 染事故也頻繁發(fā)生，給環(huán)境、人民群眾的生命、健康和財(cái)產(chǎn)造成了嚴(yán)重的損害。 在眾多的突發(fā)性環(huán)境污染事故中，水環(huán)境污染事故更是嚴(yán)重威脅著飲用水源 的安全，直接影響到人民飲水安全。如2 0 0 4 年四川沱江氨氮泄露事件，2 0 0 5 年廣 東北江鎘污染事件，以及2 0 0 5 年1 1 月發(fā)生的吉化集團(tuán)雙苯廠污染松花江事件， 以及2 0 0 7 年6 月發(fā)生的無錫太湖水污染事件。這些非傳統(tǒng)的突發(fā)性供水安全事件 有著突然性、不可預(yù)見性的特點(diǎn)，常常使供水企業(yè)猝不及防，缺乏應(yīng)急處置手段 和應(yīng)急供水保障措施，往往只能中斷供水。這一系列重大水污染事件給沿岸城鄉(xiāng) 居民生產(chǎn)生活用水造成了嚴(yán)重的困難，嚴(yán)重干擾了社會(huì)秩序，造成了重大的經(jīng)濟(jì) 損失，敲響了安全飲水供應(yīng)的警鐘。 近年來頻發(fā)的水源地突發(fā)性污染事故暴露了安全供水存在的問題。一是缺乏 科學(xué)的事故影響研究，不能從理論上準(zhǔn)確把握事故發(fā)生時(shí)對飲用水源的影響，包 括事故級別的判定、取水口的關(guān)閉與開放時(shí)間等；二是缺乏有效的應(yīng)急處理和協(xié) 調(diào)機(jī)制，它包括突發(fā)事件的預(yù)防、突發(fā)事件的預(yù)警預(yù)報(bào)、對突發(fā)事件的現(xiàn)場應(yīng)急 處理、安全供水應(yīng)急方案、應(yīng)急指揮系統(tǒng)等。 國外一些發(fā)達(dá)國家都制定了較為完善的突發(fā)性水環(huán)境污染事故的應(yīng)急預(yù)防、 控制、消減措施。相反，我國應(yīng)對水源地突發(fā)性污染事故的研究還相對落后，還 未引起足夠的重視，此方面的研究還比較欠缺。非傳統(tǒng)的突發(fā)性水環(huán)境污染事故， 揚(yáng)州大學(xué)碩士論文 看似偶然，實(shí)際上存在著必然性，針對這些可能之中的必然，如果有一套保障措 施，事故發(fā)生時(shí)，及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，就會(huì)從容地應(yīng)對危機(jī)，將損失減少至最低。 1 1 2 研究的意義 城市飲用水源地是為城市提供清潔和充足水源的生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)，直接關(guān)系到 城市供水安全和城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。如何應(yīng)對和處理突發(fā)性水污染事 故，已經(jīng)成為一個(gè)十分敏感而又急需解決的問題，本論文的研究具有重要的理論 意義及應(yīng)用價(jià)值，主要體現(xiàn)在： ( 1 ) 理論意義 目前對于水源地突發(fā)性污染事故的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，在理論體系上基本沿用了傳統(tǒng) 的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)體系，突出事前的預(yù)測評價(jià)，即在風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生前對事故的概率和后 果進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測。本論文結(jié)合飲用水源的敏感性特點(diǎn)，重點(diǎn)研究了突發(fā)性水污染 事故危害影響程度的級別判定和有毒有害物質(zhì)在水體中的遷移擴(kuò)散規(guī)律，并著重 預(yù)測突發(fā)性污染物對取水口的影響，如到達(dá)時(shí)間、濃度、歷時(shí)等，具有重要的科 學(xué)理論意義。 ( 2 ) 應(yīng)用價(jià)值 面對r 益嚴(yán)峻的突發(fā)性水源污染形勢，“針對性風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)體系”的構(gòu)建和“應(yīng) 急評估方法”的改善，己經(jīng)成為水源地突發(fā)性污染事故風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中兩個(gè)十分突出 的問題【1 1 。針對飲用水源地突發(fā)性污染事故的自身特點(diǎn)，構(gòu)建水源地突發(fā)性污染風(fēng) 險(xiǎn)評價(jià)體系，提高應(yīng)急風(fēng)險(xiǎn)評估的能力，不僅是健全飲用水源地突發(fā)性污染事故 應(yīng)急機(jī)制的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是對整個(gè)飲用水源地環(huán)境管理體系的一個(gè)系統(tǒng) 性完善。 鑒于近年來暴露的安全供水存在的問題，加強(qiáng)水環(huán)境污染事故對飲用水安全 的影響及應(yīng)對措施的研究已經(jīng)刻不容緩。本論文研究的成果能夠提高企業(yè)和政府 防范和處置突發(fā)性水環(huán)境污染事故的能力。為政府部門提高應(yīng)急監(jiān)測和處置能力、 最大限度地保障飲用水安全及生態(tài)環(huán)境安全、維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定和科學(xué)的安排經(jīng)濟(jì)發(fā) 展布局、應(yīng)對突發(fā)性水環(huán)境污染事故的處置、控制、消減環(huán)境影響提供科學(xué)依據(jù)。 朱麗：突發(fā)性水污染事故對飲用水源的影響及應(yīng)急機(jī)制研究 1 2 國內(nèi)外相關(guān)研究綜述 1 2 1 突發(fā)性水污染事故的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究 突發(fā)性水污染事故同時(shí)具備了風(fēng)險(xiǎn)事件的兩大基本要素：瞬時(shí)突發(fā)性( 概率 事件) 和后果嚴(yán)重性( 影響損失) ，是典型的風(fēng)險(xiǎn)事件【2 1 。因此，對突發(fā)性水污染 事故的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)除了要對發(fā)生可能性評價(jià)外，還要對發(fā)生后產(chǎn)生的后果進(jìn)行評價(jià)， 常用的評價(jià)方法有定性評價(jià)法、矩陣評價(jià)法、指數(shù)評價(jià)法、模糊評價(jià)法、概率評 價(jià)法等1 2 】。 ( 1 ) 國外研究概況 國外對突發(fā)性水污染事故的風(fēng)險(xiǎn)研究很長一段時(shí)期內(nèi)多集中在海域突發(fā)性污 染事故的風(fēng)險(xiǎn)分析和評估上。s t e v e nd e m e r s o n 和j o l l l ln a d e a u 【3 】分析了海域移動(dòng) 源及沿海岸固定源的風(fēng)險(xiǎn)狀況，重點(diǎn)研究了突發(fā)性溢油污染事故對海岸生態(tài)環(huán)境 的影響；n i k o l a o sp ：v e n t i k o s 和h 撕l a o sn p s a r a f i t s l 4 】在國際海洋組織的安全評價(jià)體 系中，對事件決策網(wǎng)絡(luò)法( e d n ) 進(jìn)行了評述和分析，認(rèn)為該方法能夠準(zhǔn)確的評 估溢油事件對海洋生態(tài)的影響；d e b o 訕f r e n c hm c c a y 【5 j 在自然資源損害評估 ( n i m a ) 模型的基礎(chǔ)上開發(fā)了一種新模型溢油影響模型應(yīng)用包( s i m a p ) ， 可以將其應(yīng)用于各種溢油事故的自然生態(tài)資源損失評估中，具有普遍的適用性。 對于風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)的研究，l j e 出n s 【6 j 提出對歷史數(shù)據(jù)中，幾個(gè)信息量記錄豐 富的突發(fā)性事故進(jìn)行深度分析，從中找出所有潛在可能發(fā)生的事故都可能具有的 相似信息指標(biāo)，以其中某幾次典型的溢油事故為標(biāo)準(zhǔn)，對所有可能發(fā)生的事故進(jìn) 行生態(tài)和商業(yè)損失評估，得到相對的損失評估值，從而達(dá)到對事故造成的損失程 度進(jìn)行評估的目的；a s as c o t t 【7 1 提出了“環(huán)境事故指數(shù)”法，該方法主要針對事故 突發(fā)性化學(xué)污染，先將決定事故影響后果的各因素進(jìn)行分級，再運(yùn)用評價(jià)模型， 對由事故引起的地表水環(huán)境、土壤環(huán)境以及地下水的影響后果進(jìn)行識(shí)別和半定量 分級，以達(dá)到風(fēng)險(xiǎn)評估的目的。 ( 2 ) 國內(nèi)研究概況 雖然國內(nèi)的相關(guān)研究起步較晚，但目前關(guān)于突發(fā)性水污染事故風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)理論 4揚(yáng)州大學(xué)碩士論文 體系的研究已越來越受到重視。 任福安、殷佩海等【8 】對海上溢油事故的危害性等級劃分方法作了研究，提出了 在綜合分析可能導(dǎo)致溢油事故的所有因素的基礎(chǔ)上，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)確定 各影響因素的權(quán)重，并運(yùn)用模糊綜合評價(jià)的方法來評定溢油事故的等級與危害程 度，為海上溢油事故的應(yīng)急處理奠定了良好的理論基礎(chǔ)。 對于非海域的研究，劉國東等人【9 】探討了交通污染事故對河流水質(zhì)影響的風(fēng)險(xiǎn) 評價(jià)方法并將其應(yīng)用于實(shí)際工程；徐峰和石劍榮【l o 】在水體擴(kuò)散模型的基礎(chǔ)上，推 導(dǎo)出了一套適用于評估突發(fā)性水環(huán)境污染事故危害后果的定量估算公式，該公式 能夠用于危險(xiǎn)源鑒別、特征等濃度線確定、事故特征危害區(qū)與危害期估算等方面。 曾光明【對河流突發(fā)性與非突發(fā)性水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析進(jìn)行了比較研究，指出在不同 的時(shí)問段內(nèi)及不同的河流斷面，兩類風(fēng)險(xiǎn)的大小有顯著的差別。胡二邦等【1 2 】對河 流突發(fā)性污染事故的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)理論作了一定的梳理和歸納，提出了包含危害識(shí)別、 事故頻率和后果估算、風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算以及風(fēng)險(xiǎn)減緩四個(gè)階段的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)體系；鄭文瑞、 王新代等【1 3 】將模糊綜合評價(jià)法和馬爾代夫鏈法同時(shí)運(yùn)用到河流水質(zhì)污染狀況的風(fēng) 險(xiǎn)評價(jià)中；汪立忠、陳j 下夫等 1 4 】從風(fēng)險(xiǎn)管理的角度綜述了國內(nèi)外突發(fā)性污染事件 研究進(jìn)展，提出應(yīng)對包括突發(fā)性水污染在內(nèi)的突發(fā)性環(huán)境污染事件進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理， 制定有針對性的風(fēng)險(xiǎn)管理體系和有組織的風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃。 1 2 2 突發(fā)性水污染事故水質(zhì)預(yù)警模型研究 污染物進(jìn)入水體后，在遷移擴(kuò)散過程中受到水流、水溫、物理、化學(xué)、生物、 氣候等因素的影響，導(dǎo)致水體物理、化學(xué)、生物等方面的性質(zhì)發(fā)生變化，從而引 起污染物的稀釋和降解。水質(zhì)模型就是指根據(jù)物質(zhì)守恒原理用數(shù)學(xué)的預(yù)言和方 法描述水體中水質(zhì)組分所發(fā)生的物理、化學(xué)、生物和生態(tài)學(xué)等方面的變化、內(nèi)在 規(guī)律和相互關(guān)系的數(shù)學(xué)模型【l6 1 。 自1 9 2 5 年斯特里特菲爾普斯( s t r e e t e r - p h e l p s ) 第一次建立水質(zhì)模型以來，國 際上對水質(zhì)模型的開發(fā)與研究可分為三個(gè)發(fā)展階段【1 7 五0 1 。 第一階段( 1 9 2 5 1 9 8 0 年) ：這個(gè)階段研究的主體主要是水體水質(zhì)本身，模型 朱麗：突發(fā)性水污染事故對飲用水源的影響及應(yīng)急機(jī)制研究 注重分析水質(zhì)內(nèi)部組分之間的規(guī)律關(guān)系，主要研究受生活和工業(yè)點(diǎn)源嚴(yán)重污染的 河流系統(tǒng)，輸入的污染負(fù)荷僅強(qiáng)調(diào)點(diǎn)源。與水動(dòng)力傳輸一樣，底泥耗氧和藻類光 合及呼吸作用都是作為外部輸入，而面源污染僅僅作為背景符合。 圖1 1水質(zhì)模型研究的第一階段 該階段的發(fā)展又可分為如下四個(gè)階段2 0 1 。 a ( 1 9 2 5 1 9 6 5 年) ：開發(fā)了比較簡單的生物化學(xué)需氧量( b o d ) 和溶解氧( d 0 ) 的雙線性系統(tǒng)模型，對河流和河口的水質(zhì)問題采用了一維計(jì)算方法進(jìn)行模擬。 b ( 1 9 6 5 1 9 7 0 年) ：除繼續(xù)研究發(fā)展b o d d o 模型的多維參數(shù)估值問題外，將 水質(zhì)模型擴(kuò)展為六個(gè)線性系統(tǒng)模型。研究的水質(zhì)問題進(jìn)一步發(fā)展到湖泊及海灣的 水質(zhì)問題，模擬方法從一維發(fā)展到二維。 c ( 1 9 7 0 1 9 7 5 年) ：研究發(fā)展了相互作用的非線性系統(tǒng)模型，涉及營養(yǎng)物質(zhì) 氮、磷的循環(huán)系統(tǒng)，浮游植物和浮游動(dòng)物系統(tǒng)，以及生物生長率同這些營養(yǎng)物質(zhì)、 陽光、溫度的關(guān)系，浮游植物與浮游動(dòng)物生長率之間的關(guān)系。其相互作用都是非 線性的，一般只能用數(shù)值法求解，空間上用一維和二維方法進(jìn)行模擬計(jì)算。 d ( 1 9 7 5 1 9 8 0 年) ：除繼續(xù)研究第三階段的食物鏈問題外，還發(fā)展了多種相 互作用系統(tǒng)，涉及到與有毒物質(zhì)的相互作用?？臻g尺度發(fā)展到了三維，某些模型 中狀態(tài)變量的數(shù)目已大大增加。 第二階段( 1 9 8 0 1 9 9 5 年) ：這一階段模型有如下的發(fā)展： a 在狀態(tài)變量( 水質(zhì)組分) 數(shù)量上的增長； 6揚(yáng)州大學(xué)碩士論文 b 在多維模型系統(tǒng)中納入了水動(dòng)力模型； c 將底泥等作用納入了模型內(nèi)部； d 與流域模型進(jìn)行連接以使面污染源能被連入初始輸入。 在這一階段，由于能對流域內(nèi)面源進(jìn)行控制，從而使管理決策更加完善；由 于將底泥的影響作為模型內(nèi)部相互作用的過程處理，從而在不同的輸入條件下使 底泥通量能隨之改變；而且由于水質(zhì)模型的約束更多了，預(yù)測的主觀性大大減少 了。 圖1 2水質(zhì)模型研究的第二階段 第三階段( 1 9 9 5 年至今) ：隨著發(fā)達(dá)國家加強(qiáng)了對面源污染的控制，面源污染 減少了，而大氣中污染物質(zhì)沉降的輸入，如有機(jī)化合物、重金屬和氮化合物等對 河流水質(zhì)的影響日趨重要。雖然營養(yǎng)物和有毒化學(xué)物質(zhì)由于沉降直接進(jìn)入水體表 面已經(jīng)包含在模型框架內(nèi)，但是，大氣的沉降負(fù)荷不僅直接落在水體表面，也落 在流域內(nèi)，再通過流域轉(zhuǎn)移到水體，這已成為同益重要的污染負(fù)荷要素。從管理 的發(fā)展要求看，增加這個(gè)過程需要建立大氣污染模型，即對一個(gè)給定的大氣流域 ( 控制區(qū)) 能將動(dòng)態(tài)或靜態(tài)的大氣沉降連接到一個(gè)給定的水流域。所以，在模型 發(fā)展的第三階段，增加了大氣污染模型，能夠像對沉降到水體中的大氣污染負(fù)荷 直接進(jìn)行評估一樣，對來自流域的負(fù)荷進(jìn)行評估。 廣i1 朱麗：突發(fā)性水污染事故對飲用水源的影響及應(yīng)急機(jī)制研究 7 大氣污染源( 動(dòng)態(tài)或靜態(tài))點(diǎn)污染源 1 r 大氣污染模型 r 流域水質(zhì)模型 - l 一 一 l i 水體水質(zhì)模型開放的邊界( 如海岸) j tt 底泥模型水動(dòng)力模型喜萋挲藿萎耋 接，并考慮了 所飼佩戤行采 源 流域污染源 圖1 3水質(zhì)模型研究的第三階段 水質(zhì)模型可以從不同的觀察角度進(jìn)行分類，一般可按以下幾方面來劃分2 0 1 。 a 按描述水質(zhì)變化的空間分布特性，水質(zhì)模型可分為零維、一維、二維、三 維模型。 b 按水質(zhì)隨時(shí)間變化的特性劃分，水質(zhì)模型可分為穩(wěn)態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型。 c 按模型模擬水質(zhì)組分的數(shù)目劃分，水質(zhì)模型可以分為單一組分和多重組分 模型。 d 按水質(zhì)模型解的數(shù)學(xué)特性劃分，水質(zhì)模型可分為確定性模型和隨機(jī)性模型。 e 按反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的性質(zhì)劃分，水質(zhì)模型可分為純遷移模型、純反應(yīng)模型、遷 移和反應(yīng)模型以及生態(tài)模型。 下面分別介紹國內(nèi)外在水質(zhì)預(yù)警模型方面的研究概況。 ( 1 ) 國外研究概況 在國外，早在2 0 世紀(jì)7 0 年代，水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)就得到了廣泛重視，其中萊茵 河流域水污染預(yù)警系統(tǒng)以及多瑙河流域水污染預(yù)警系統(tǒng)在區(qū)域污染的控制中都發(fā) 廣l；l 8揚(yáng)州大學(xué)碩士論文 揮了重要作用2 1 之2 1 。目前，國外河流水質(zhì)預(yù)警模型的研究已較為成熟，以美國為 代表，一般通用的水質(zhì)模型有印第安納州衛(wèi)生部的s t r e e t e r - p h e l p s 溶解氧模型，俄 勒岡州加拿大水產(chǎn)研究部內(nèi)陸中心的營養(yǎng)物參數(shù)預(yù)算模型，紐約州美國環(huán)境保護(hù) 局一i i 區(qū)的河網(wǎng)模型( s n s i m ) 和河口模型( e s 0 0 1 ) ，華盛頓特區(qū)美國環(huán)境保護(hù) 局的自動(dòng)性水質(zhì)模型( a u t o q u a l ) 和河口生態(tài)模型( e c o m o d ) ，美國國家環(huán) 境保護(hù)局提出的多參數(shù)綜合水質(zhì)模型( w a s p ) ，新澤西州水科學(xué)公司的簡化河流 模型( s s m ) 及簡化河口模型( s e m ) ，德克薩斯州德克薩斯水開發(fā)部的溶解氧衰 減模型( d o s a g i ) 和河流水質(zhì)模型( q u a l i ) ，加利福利亞水資源工程咨詢 公司的河流水質(zhì)模型( q u a l i i ) 等【2 3 之6 1 。 s t r e e t e r - p h e l p s 模型【2 0 2 7 2 引是美國的兩位工程師s t r e e t e r 和p h e l p s 于1 9 2 5 年提 出的，該模型是在以下兩個(gè)假設(shè)下推導(dǎo)出的b o d d o 水質(zhì)模型：1 、河流中b o d 的衰減和溶解氧的復(fù)氧都是一級反應(yīng)；2 、水體中溶解氧的減少只是由于b o d 降 解引起的，其減少速率與b o d 降解速率相同；而河流中溶解氧的來源則是大氣復(fù) 氧，復(fù)氧速率與氧虧成j 下比。該模型最初被應(yīng)用于城市排水工程的設(shè)計(jì)和簡單水 體自凈作用的研究。s p 模型的基本方程為【2 0 】 材絲：d 磐一即 出出2 1 ( 卜1 ) “警= 唾；瑙蝎心一c ) 式中：i - x 處河水b o d 濃度，m g l ； c x 處河水溶解氧的濃度，m g l ； c 。河水在某溫度時(shí)的飽和溶解氧濃度，m g l ； x 離排污口處( x = 0 ) 的河水流動(dòng)距離，m ； u 河水平均流速，m s ： k 。b o d 衰減系數(shù)，d ； k ：河水復(fù)氧系數(shù)，d ； 卜河流離散系數(shù)，m 2 s 。 圖卜4 顯示了s p 模型求得的b o d 和d o 沿程變化情況。 朱麗：突發(fā)性水污染事故對飲用水源的影響及應(yīng)急機(jī)制研究 9 圖1 4s p 模型的基本解圖示 w a s p 模型【2 9 。3 2 1 是美國環(huán)境保護(hù)局提出的一個(gè)綜合水質(zhì)模型系統(tǒng)，能夠用于不 同環(huán)境污染決策系統(tǒng)中分析和預(yù)測由于自然和人為污染造成的各種水質(zhì)狀況，可 以模擬水文動(dòng)力學(xué)、河流一維不穩(wěn)定流、湖泊和河口三維不穩(wěn)定流、常規(guī)污染物 和有毒污染物在水中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。目前的最新版本是w a s p 7 ，它具有兩個(gè)獨(dú) 立的計(jì)算機(jī)子程序：d q h y d ( 水力學(xué)計(jì)算程序) 和w a s p ( 水質(zhì)分析模擬程序) 。 w a s p 常用模型如下： 曇( 彳c ) = 曇卜4 c + e 彳篆) + 么慨蠅) 棚r ( 1 - 2 ) 式中：s i 點(diǎn)源和面源負(fù)荷，m l d ； s b 邊界負(fù)荷，m l d ； s k 總動(dòng)力轉(zhuǎn)化系數(shù)，正值為源，負(fù)值為匯。 q u a l 模型【2 9 3 3 。剮是美國加利福利亞水資源工程咨詢公司開發(fā)的一個(gè)具有多 種用途的一維河流水質(zhì)模型，它研究的水質(zhì)組分包括d o 、b o d 、水溫、藻類、氨 氮、亞硝酸氮、硝酸氮、可溶性磷、大腸桿菌以及任選的一種可降解物質(zhì)和三種 不可降解物質(zhì)。該模型能夠研究由于藻類生長和呼吸過程引起的溶解氧日變化， 還能被用于研究污染物的瞬時(shí)排放對水質(zhì)的影響，如有關(guān)污染源的事故性排放或 周期性排放等對水質(zhì)的影響。最早的q u a l 模型是1 9 7 0 年推出的q u a l i 水質(zhì) l o揚(yáng)州大學(xué)碩士論文 綜合模型，1 9 7 3 年開發(fā)出q u a l - i i 模型，后經(jīng)多次修訂，相繼推出了q u a l 2 e 、 q u a l 2 e u n c a s ，直至目前的最新版本q u a l 2 k 。q u a l 模型的基本方程為： a c 西 a 卜篆) 一望絲絲! 上l 彳，反4 ，缸彳，缸 式中：a x _ x 位置的河流橫截面積，m 2 ； ( 1 3 ) u 斷面平均流速，毗； d ?？v向離散系數(shù)，m 2 s ； x 小河段的間距，l ； s 。源和匯的物質(zhì)負(fù)荷，m g l d 。 q u a s a r 模型【3 9 4 1 1 是由英國w 1 1 i t e h e a d 建立的貝德?？跛购铀|(zhì)模型發(fā)展 而來的，該模型用含參數(shù)的一維質(zhì)量守恒微分方程來描述枝狀河流動(dòng)態(tài)傳質(zhì)過程， 可模擬的水質(zhì)組分包括d o 、b o d 、硝氮、氨氮、p h 值、水溫和任一種守恒物質(zhì)。 該模型屬于水質(zhì)控制數(shù)學(xué)模型，其研究的目的是建立污染物排放量與河流水質(zhì)問 的關(guān)系。q u a s a r 模型的基本方程為： 箜：望堅(jiān)二竺j + c( 1 4 ) 8 tl ， 式中：c 組分濃度，m g 幾； c 組分流入濃度，m g l ； q 組分流入量，m 3 ； v 單元水的體積，m 3 ； c 組分的內(nèi)部轉(zhuǎn)化，m g l 。 m i l 江模型【1 7 ，4 2 4 5 1 是丹麥水動(dòng)力研究所開發(fā)的，最早的m i i 1i 是一維動(dòng)態(tài) 模型，能用于模擬河網(wǎng)、河口、灘涂等多種地區(qū)的水質(zhì)狀況，研究的變量包括水 溫、細(xì)菌、氮、磷、d o 、b o d 、藻類、水生動(dòng)物、巖屑、底泥、金屬以及用戶自 定義的物質(zhì)。該模型能處理許多不同類型的水動(dòng)力條件，被廣泛應(yīng)用于世界上許 多地區(qū)，如研究長江中部地區(qū)的洪水預(yù)報(bào)等。此后，在m i i 江1i 模型的基礎(chǔ)上， 朱麗：突發(fā)性水污染事故對飲用水源的影響及應(yīng)急機(jī)制研究 1 1 d h i 又開發(fā)了二維m i k e 2i 和三維m i k e 3i 模型。m i k e 模型基本方程如下： 黟見窘叫魯“p 酢s 卅喝5 ， 以警一“罷也，皿心 式中：c 、l 、c 。分別為橫斷面d o 和b o d 濃度及當(dāng)時(shí)水溫下飽和溶解 氧濃度，m g 幾； d ?？v向離散系數(shù)，m 2 s ； k l 、k 2 分別為生化耗氧系數(shù)和河水復(fù)氧系數(shù)，s ； s r 由水生生物光合作用、呼吸作用和河床底泥耗氧等引起的d 0 增減率，m g l s ； l a 當(dāng)?shù)貜搅骰蛭袡C(jī)物的底泥重新懸浮引起的b o d 增減率， m l s 。 ( 2 ) 國內(nèi)研究概況 我國在水質(zhì)預(yù)警模型方面也做了不少研究，并把地理信息系統(tǒng)( g i s ) 與水質(zhì) 模型有機(jī)結(jié)合，把人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)( 舢州) 技術(shù)應(yīng)用于水環(huán)境預(yù)測及評價(jià)方面，大 大推動(dòng)了水質(zhì)預(yù)警模型的研究進(jìn)展。 河海大學(xué)開發(fā)了河網(wǎng)水量、水質(zhì)統(tǒng)一的h w q n o w 模型4 6 1 ，該模型不僅反映了 感潮河網(wǎng)的水流、水質(zhì)復(fù)雜多變的特點(diǎn)，而且反映了感潮河網(wǎng)水體受各種因素影 響下的水量、水質(zhì)變化規(guī)律，尤其反映了感潮河網(wǎng)水體分別處于好氧、缺氧、厭 氧狀態(tài)下的各水質(zhì)組分問相互制約、相互影響的變化規(guī)律。h w q n o w 模型的水質(zhì)基 本方程為： 型+ 型：旦一d ，笙 + 彳墮+ 墮 ( 1 - 6 ) 西蘇蘇i。敘j比出 式中：c 通用水質(zhì)組分濃度的變量； d 。縱向離散系數(shù)： a 、q 一過水?dāng)嗝婷娣e和流量； s 外外部源項(xiàng)。 揚(yáng)州大學(xué)碩士論文 南京水利科學(xué)研究院河港所針對長 i ：口開發(fā)了c j k 3 d 模型1 叫，可以實(shí)現(xiàn)對 i ： 河水體的二維和三維東質(zhì)模擬。 d 曾壇疊t 屯田”戶回聲阜塵專_ 一1j h q o p l 瓣：* r 淵囂麓，圃湍；霹爿 l 羞黧：蘭：hi 慧i 而二呂嘉囂黼擐。= c 胤版投所有c ) l p 枷7 汁l * 暮標(biāo)( 4 3 2 ”4 i 圖l - 5c j l ( 3 d 數(shù)值模擬系統(tǒng) 趙棣華教授應(yīng)用有限體秘法及黎曼近似解建矗r s f v m w o 一2 d ( 平面二二維水流 水質(zhì)) 模型h ”，可以實(shí)現(xiàn)對江河水體的二維水質(zhì)模擬，并將模型運(yùn)用于長江江蘇 段主要地區(qū)區(qū)域供水規(guī)劃中。上海水利設(shè)計(jì)研究院開發(fā)了s w e d 砒模型【鉀j 可以 實(shí)現(xiàn)對江河水體的維和三維水質(zhì)模擬。周建康等瞪“采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法利用 m a t l a b 軟件直接求解濃度場，省去了編程的麻煩，侯國祥口”開發(fā)的水污染緊急 事故模擬模型可以追蹤模擬水污染事故發(fā)生后直到污染狀況達(dá)到穩(wěn)定的水污染狀 況。于長江和孟憲林等降2 l 利用 ：程軟件m a t l a b 實(shí)現(xiàn)了松花江哈爾濱段污水團(tuán)的 實(shí)時(shí)狀態(tài)模擬。郭永彬、王焰新等i ”懈o u a l 2 k 模型用于漢江中下游的承質(zhì)模擬 朱麗：突發(fā)性水污染事故對飲用水源的影響及應(yīng)急機(jī)制研究 1 3 與預(yù)測。楊家寬、肖波等【5 4 1 將w a s p 5 模型運(yùn)用于漢江襄樊段的水質(zhì)模擬，都取得 了較為滿意的結(jié)果。 在應(yīng)用方面，我國已經(jīng)在廣西桂江、漢江、黃河、長江三峽庫首等建成了水 質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)。重慶市環(huán)境科學(xué)研究院和重慶大學(xué)針對嘉陵江重慶段干流和城區(qū)江 段分別開發(fā)了一維和二維水質(zhì)數(shù)學(xué)模型【2 3 1 。上海市科委組織的對蘇州河綜合整治 工程中，通過對w a s p 模型進(jìn)行二次開發(fā)，使得蘇州河水系水質(zhì)模型的研究達(dá)到 了一個(gè)前所未有的理論深度【2 3 】。 1 2 3 突發(fā)性水污染事故應(yīng)急機(jī)制研究 近年來，隨著突發(fā)性水污染事故的頻繁發(fā)生和后果影響的不斷升級，人們對 建立和完善相關(guān)應(yīng)急機(jī)制的呼聲越來越高，逐漸引起了職能部門和研究機(jī)構(gòu)對這 一問題的重視。 ( 1 ) 國外研究概況 美國是較早認(rèn)識(shí)到城市飲用水源地突發(fā)性污染危害并迅速開展相關(guān)應(yīng)急管理 研究和實(shí)踐的國家，“9 1 1 ”事件以后，恐怖襲擊也成了飲用水源的威脅之一，美 國因此將飲用水源地突發(fā)污染事故應(yīng)急管理上升到了反恐的高度，美國國家環(huán)保 局于2 0 0 3 年1 2 月發(fā)布了關(guān)于飲用水污染威脅和事故的應(yīng)急反應(yīng)導(dǎo)則【5 5 5 6 1 。 歐洲多瑙河流域的德國、奧地利、捷克等9 個(gè)國家的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和政府部 門，專門針對多瑙河的突發(fā)性污染事故( 主要是船舶溢油泄漏事故和工業(yè)事故性 排放) ，設(shè)計(jì)了“多瑙河突發(fā)性事故應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng) 【5 7 】，該系統(tǒng)自運(yùn)行以來經(jīng)過 不斷的更新和改進(jìn)，已具有快速的信息傳遞能力、較為完備的危險(xiǎn)物質(zhì)數(shù)據(jù)庫、 較為準(zhǔn)確的污染物影響模擬水準(zhǔn)，已成為多瑙河突發(fā)性污染事故風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和應(yīng)急 管理的主要工具。 萊茵河流域的應(yīng)急管理始于1 9 世紀(jì)中葉，當(dāng)時(shí)主要是針對航運(yùn)而設(shè)立航運(yùn)管 理機(jī)構(gòu)【2 2 】，1 9 8 6 年1 1 月的萊茵河突發(fā)性水污染事故之后，沿河的奧地利、德國、 法國等9 個(gè)國家聯(lián)合開發(fā)了針對萊茵河突發(fā)性水污染事故的計(jì)算機(jī)決策支持系統(tǒng) 模型【4 7 1 ，該模型可在事故發(fā)生后立即預(yù)測整條河流的污染物濃度等，己成為萊茵 1 4揚(yáng)州大學(xué)碩士論文 河流域應(yīng)急管理的主要工具。 j 鋤e sp d o b b i n s 等【5 8 1 對航運(yùn)船舶突發(fā)性污染事故的應(yīng)急機(jī)制進(jìn)行了決策支持 系統(tǒng)的開發(fā)，建議通過一些先進(jìn)的通訊、定位、監(jiān)測、模擬技術(shù)，對管理區(qū)域?qū)?行數(shù)據(jù)庫管理，實(shí)施快速應(yīng)急救援，對敏感區(qū)域重點(diǎn)考慮和保護(hù)，并以密西西比 河下游某河段為研究區(qū)域，對其進(jìn)行了案例模擬。c s t o p h e r 【5 9 】對飲用水源地的主 要威脅因素、解決方案以及突發(fā)性污染事故的應(yīng)急機(jī)制等問題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。 ( 2 ) 國內(nèi)研究概況 在國內(nèi)，于鳳存，方國華等【6 0 l 在分析了水源地安全性的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了包括 應(yīng)急處理系統(tǒng)、法律法規(guī)體系、預(yù)警系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測、聯(lián)動(dòng)機(jī)制和應(yīng)急預(yù)案等方 面的水源地突發(fā)性水污染事故應(yīng)急決策系統(tǒng)。陳蓓青和譚德寶等【6 l 】利用g i s 可視 化技術(shù)、分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建了“三峽水庫突發(fā)性水污染事件應(yīng)急 系統(tǒng)。阮仁良等【6 2 】論述了城市水源地突發(fā)性污染事故應(yīng)急研究的主要內(nèi)容，并以 上海市黃浦江上游水源地為例，探討了突發(fā)性水污染事故應(yīng)急體系的建立。吳小 剛，尹定軒等【6 3 】指出了我國當(dāng)前突發(fā)性水污染事故防范和應(yīng)急機(jī)制的建立工作中 存在的一些缺陷，并針對性地提出如何加快防范突發(fā)性水污染事故以及建立相關(guān) 應(yīng)急機(jī)制的進(jìn)程的若干措施，包括了事故的隱患調(diào)查、脆弱性評價(jià)、水質(zhì)預(yù)報(bào)、 動(dòng)態(tài)監(jiān)測以及應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)等方面。王霞，葉振國等畔1 以揚(yáng)州市區(qū)為例，針對城 市飲用水源地的固定風(fēng)險(xiǎn)源和不定風(fēng)險(xiǎn)源，提出了相應(yīng)的應(yīng)急處理措施，有效地 預(yù)防了突發(fā)性水污染事故對揚(yáng)州市區(qū)飲用水源地的影響。 此外，國內(nèi)一部分學(xué)者【6 5 擊刀對突發(fā)性船舶溢油、有毒化學(xué)品泄漏、公路事故 等造成的水污染事件進(jìn)行了綜述性評價(jià)和應(yīng)急監(jiān)測研究。在突發(fā)性水污染事故的 應(yīng)急監(jiān)測方面，崔大為【6 8 j 針對四種不同的情況下的突發(fā)性污染水污染事件，提出 了相應(yīng)的監(jiān)測思路，并通過舉例對應(yīng)急監(jiān)測中的監(jiān)測點(diǎn)位布控程序和技術(shù)進(jìn)行探 討，以求在最短的時(shí)間內(nèi)查明污染源。宋笑飛【6 9 】指出了環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測在環(huán)境應(yīng)急 體系中的作用，剖析了我國環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測機(jī)構(gòu)、編制、機(jī)制、裝備等方面存在的 問題，并提出了強(qiáng)化環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測的對策建議，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和針對性。 朱麗：突發(fā)性水污染事故對飲用水源的影響及應(yīng)急機(jī)制研究 1 5 1 2 4 存在的問題 目前，雖然國內(nèi)外許多學(xué)者對突發(fā)性水污染事故作了大量的研究工作，但是 仍存在如下幾個(gè)方面的問題。 ( 1 ) 目前與突發(fā)性水污染事故相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)理論研究還沒有能夠充分展 開，尤其對事故級別的判定都是以經(jīng)驗(yàn)為主的人為判定，缺少必要的理論支持。 若能建立起一個(gè)合理的事故危害影響分級體系，則在事故發(fā)生后就能快速而準(zhǔn)確 的判斷出事故級別，從而采取不同級別的應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，可為突發(fā)性水污染事故 的應(yīng)急處置工作提供強(qiáng)有力的理論支持。 ( 2 ) 在水質(zhì)預(yù)警模型研究方面，雖然國際上已經(jīng)有很多成熟的水質(zhì)模型軟件， 但是這些模型輸入?yún)?shù)多，分析工作量大，對于瞬時(shí)發(fā)生的污染事故風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測有 較大難度。因此，若能在河流污染物遷移轉(zhuǎn)化基本方程的基礎(chǔ)上，通過合理的假 設(shè)和適當(dāng)?shù)暮喕?，推?dǎo)出一個(gè)適合于點(diǎn)源瞬時(shí)排放到較大河流( 主要為飲用水源) 的二維河流水質(zhì)模型，并推導(dǎo)出適用的模型公式，通過該模型可以預(yù)測各斷面的 實(shí)時(shí)質(zhì)量濃度，分析污染水團(tuán)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，則可以為飲用水源地突發(fā)性污染事故 的預(yù)警預(yù)測及應(yīng)急處理提供理論依據(jù)。 ( 3 ) 長期以來，對飲用水源地突發(fā)性污染事故的研究多集中在污染源本身及 整個(gè)飲用水源保護(hù)區(qū)域，專門針對水源地取水口的事故影響研究相對薄弱，周強(qiáng)、 陸雍森【7 0 1 曾在城市水源地取水口選址的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)中，專門對取水口的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn) 行對比分析研究，這對國內(nèi)的取水口風(fēng)險(xiǎn)研究起到了一定的啟示作用，但近些年 的研究進(jìn)展卻略顯緩慢，水源地突發(fā)性污染事故對取水口的影響研究有待進(jìn)一步 深入。 ( 4 ) 在突發(fā)性水環(huán)境污染事故應(yīng)急機(jī)制的研究上也存在不少問題，如應(yīng)急機(jī) 制不健全、應(yīng)急系統(tǒng)組織機(jī)構(gòu)間協(xié)調(diào)性差、應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)不夠成熟、信息獲取與 發(fā)布不及時(shí)等問題。 1 6揚(yáng)州大學(xué)碩士論文 1 3 本論文主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線 1 3 1 主要研究內(nèi)容 本文主要研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： ( 1 ) 突發(fā)性水污染事故影響分級系統(tǒng)的研究。在對飲用水源地突發(fā)性污染事 故特點(diǎn)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，從環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的角度對城市飲用水源地危險(xiǎn)源辨識(shí) 及事故源項(xiàng)分析方法進(jìn)行研究，并進(jìn)行突發(fā)性水污染事故危害影響分級系統(tǒng)的研 究。 ( 2 ) 突發(fā)性水污染事故對城市飲用水源地的影響研究。采用二維水質(zhì)模型對 水源地突發(fā)性污染事故進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警預(yù)測；并運(yùn)用工程軟件m a t l a b 實(shí)現(xiàn)事故發(fā) 生時(shí)的污水團(tuán)實(shí)時(shí)狀態(tài)模擬。 ( 3 ) 突發(fā)性水污染事故的應(yīng)急機(jī)制研究。在研究了突發(fā)性水污染事故對飲用 水源的影響的基礎(chǔ)上，分別從應(yīng)急組織、應(yīng)急響應(yīng)、應(yīng)急處理和應(yīng)急保障等方面 進(jìn)行了水源地突發(fā)性污染事故應(yīng)急機(jī)制的研究。 1 3 2 研究的技術(shù)路線 本文研究的技術(shù)路線見圖1 6 。 朱麗：突發(fā)性水污染事故對飲用水源的影響及應(yīng)急機(jī)制研究 1 7 緒論 兒 水源地突發(fā)性污染事故影響分級 l 事故概速危險(xiǎn)源辨識(shí)與源項(xiàng)分析事故分級 jl 1 、， 飲用水源地突發(fā)性污染事故風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測及恢 上 模型確定參數(shù)確定模型的解m a t l a b 實(shí)現(xiàn) u l 飲用水源地突發(fā)性污染事故應(yīng)急機(jī)制研 、l 應(yīng)應(yīng)應(yīng)應(yīng) 急急急急 組響處保 織應(yīng)理障 體機(jī)技體 制制術(shù)制 u 結(jié)論與展望 圖1 6本文研究技術(shù)路線圖 1 8揚(yáng)州大學(xué)碩士論文 1 3 3 本論文創(chuàng)新點(diǎn) 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)在于科學(xué)的分析突發(fā)性水環(huán)境污染事故對飲用水源的潛在影 響，以及發(fā)生事故后控制和減少對飲用水源危害的對策措施。創(chuàng)新點(diǎn)之一是基于 指數(shù)評價(jià)法建立了水源地突發(fā)性污染事故影響分級系統(tǒng)，創(chuàng)新點(diǎn)之二是科學(xué)的計(jì) 算了水源地取水口受事故危害的時(shí)間，從而提出了突發(fā)性事故影響城市供水時(shí)間 的確定方法。 朱麗：突發(fā)性水污染事故對飲用水源的影響及應(yīng)急機(jī)制研究 1 9 2 水源地突發(fā)性污染事故影響分級研究 水源地突發(fā)性污染事故危險(xiǎn)源辨識(shí)與源項(xiàng)分析是進(jìn)行事故影響研究的基礎(chǔ)工 作。本章依據(jù)水源地突發(fā)性污染事故的特征，確定了事故危險(xiǎn)源辨識(shí)及源項(xiàng)分析 的方法和主要內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上提出了基于指數(shù)法的事故影響分級系統(tǒng)的建立 方法，為水源地突發(fā)性事故影響及應(yīng)急處置提供了必要的理論支持。 2 1 水源地突發(fā)性污染事故概述 根據(jù)中華人民共和國水污染防治法中的定義【7 l 】，水污染是指水體因某種 物質(zhì)的介入，而導(dǎo)致其化學(xué)、物理、生物或者放射性等方面特性的改變，從而影 響水的有效利用，危害人體健康或者破壞生態(tài)環(huán)境、造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。 進(jìn)入水體的污染物可以分為兩大類：持久性污染物和非持久性污染物。持久 性污染物是指隨著水體的擴(kuò)散作用而不斷向周圍擴(kuò)散而降低其初始濃度，但在水 體中不能或很難由于物理、化學(xué)作用而分解的污染物，如重金屬、很多高分子有 機(jī)化合物等。非持久性污染物是指不僅會(huì)隨著水體的擴(kuò)散作用而降低濃度，而且 還會(huì)因自身的分解等而加速自身濃度下降的污染物。 飲用水源地突發(fā)性水污染事故就是指在規(guī)定的水源保護(hù)區(qū)域或鄰近水域范圍 內(nèi)，由于突發(fā)性的污染物質(zhì)泄漏、排放，造成水源地水質(zhì)瞬間嚴(yán)重惡化，并對取 水口產(chǎn)生嚴(yán)重威脅的污染事故【2 1 。對大多數(shù)的城市飲用水源地而言，突發(fā)性水污染 事故的潛在危險(xiǎn)源主要有以下幾種。 表2 1城市飲用水源地主要潛在危險(xiǎn)源 序號 城市水源地潛在危險(xiǎn)源 l j ：業(yè)污染源 2 污水處理廠 3危險(xiǎn)品倉庫 4 裝卸碼頭，航運(yùn)、陸運(yùn)移動(dòng)源 5農(nóng)業(yè)污染源 6 橋梁交通事故 2 0揚(yáng)州大學(xué)碩士論文 7 潮汛和水災(zāi)引起的人面積1 卜點(diǎn)源污染 8 恐怖主義與人為投毒 飲用水源地突發(fā)性污染事故主要具有以下特征【7 2 】： ( 1 ) 爆發(fā)的突然性：發(fā)生突然，來勢兇猛，在短時(shí)間內(nèi)往往難以得到控制。 ( 2 ) 結(jié)果的危害性：突發(fā)性的瞬間污染排放，破壞性大，影響一定區(qū)域內(nèi)人 群的正常生活和生產(chǎn)秩序。由一些重大危險(xiǎn)源造成的事故嚴(yán)重危及環(huán)境，而且會(huì) 造成人員傷亡和社會(huì)財(cái)產(chǎn)的損失。 ( 3 ) 污染的流域性：水體被污染后污水團(tuán)多呈條帶狀，線路長，危害容易被 放大。一切與該流域水體發(fā)生聯(lián)系的環(huán)境因素都可能受到影響。 ( 4 ) 處理的艱巨性：由于發(fā)生突然，危害強(qiáng)度大，監(jiān)測、處理和處置比一般 水污染事故更為艱巨和復(fù)雜，難度更大。 ( 5 ) 影響的長期性：重大的、突發(fā)性水污染事故對被污染地區(qū)的環(huán)境和自然 生態(tài)造成嚴(yán)重污染和破壞，對人體健康可能存在長期影響，需要長期整治和恢復(fù)， 有時(shí)造成的損失是不可估量的。 2 2 危險(xiǎn)源辨識(shí)與源項(xiàng)分析 2 2 1 危險(xiǎn)源辨識(shí) 突發(fā)性水污染事故危險(xiǎn)源指可能導(dǎo)致水環(huán)境污染事故的危險(xiǎn)源，以及生產(chǎn)、 貯存、經(jīng)營、使用、運(yùn)輸危險(xiǎn)物質(zhì)或產(chǎn)生、收集、利用、處置危險(xiǎn)廢物的場所、 設(shè)備和裝置。 對城市飲用水源地進(jìn)行突發(fā)性水污染事故危險(xiǎn)源辨識(shí)的目的就是確定飲用水 源地潛在的危險(xiǎn)因素和危險(xiǎn)源類型，并對可能發(fā)生的事故后果進(jìn)行評價(jià)分析，以 便在事故發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)采取控制措施。 針對城市飲用水源地危險(xiǎn)源辨識(shí)的方法主要有如下兩種。 1 、現(xiàn)場調(diào)查法 通過對飲用水源地的現(xiàn)場調(diào)查，可發(fā)現(xiàn)潛在的危險(xiǎn)源。在確定了飲用水源地 朱麗：突發(fā)性水污染事故對飲用水源的影響及應(yīng)急機(jī)制研究