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第三节地表水环境现状调查与评价
一、环境水文与水动力特征
1.自然界的水循环、径流形成与水体污染
(1)自然界的水循环。
地球上的水蒸发为水汽后，经上升、输送、冷却、凝结，在适当条件下降落到地面，这种不断的反复过程称为水循环。如果循环是在海洋与陆地之间进行的，称 为大循环;如果循环是在海洋或陆地内部进行的，称为小循环(图3-14)。人类活 动可以影响小循环，例如大量砍伐森林能减少枯季径流，而且常常是造成沙漠化的主要原因。
由陆地吹向海洋的水气
(2)径流形成及河川径流的表示方法。
降落的雨、雪、雹等通称为降水。一次较大的降雨经过植物的枝叶截留、填充 地面洼地、下渗和蒸发等损失以后，余下的水经坡面漫流(呈片状流动)进入河网， 再汇入江河，最后流入海洋，这部分水流称为地面径流。从地表下渗的水在地下流动，经过一段时间以后有一部分逐渐渗入河道，这部分水流称为地下径流。河川径 流包括地面径流与地下径流两部分。
在径流形成过程中，常常将从降雨到径流形成叫产流阶段，把坡面漫流及河网 汇流称为汇流阶段。
河流某断面以上区域内，由降水所产生的地面与地下径流均通过该断面流出 时，这块区域称作流域面积或集水面积。显然，流域的周界就是分水线，一般可从地形图上勾绘出来。
在研究河川径流的规律时，常用以下的径流表示方法和度量单位。
流量指单位时间通过河流某一断面的水量，单位为m3/s。
径流总量%指在r时段内通过河流某一断面的总水量，艮P:
W=QT (3-1)
常用单位为m3、104m3 (万m3)、108m3 (亿m3)等。
径流深h指将径流总量平铺在全流域面积上的水层厚度，单位为mm。
若r以秒计，T时段内的平均流量0以m3/s计，流域面积F以km2计，则径 流深r的计算公式为：
Y = H (3-2)
1000F
径流模数M:指流域出口断面流量与流域面积的比值。常用单位为L/(s.km2), 计算公式为：
M = (3-3)
F
径流系数指某一时段内径流深与相应降雨深P的比值。计算公式为.•
a = ― (3-4)
P
(3)水文现象的变化特点。
水文现象是许多因素综合作用的结果，它在时间和空间上都有很大变化。对于 河川径流主要有以下的变化。
①年际变化。一般大江大河多水年比少水年的水量多1?2倍甚至更多，而小河流则多达4?5倍甚至10倍以上。
②年内变化。一般丰水季比枯水季或多水月比少水月多几倍至几十倍，而最大日流量比最小日流量大几百倍甚至几千倍。
③地区变化。我国北方地区雨季短，年降水量少;南方地区雨季长，年降水 量多。一般北方地区河川径流在时间上的变化比南方剧烈。
对于湖泊来说，由于它与河流关系密切，所以湖泊水量的变化基本上受河流水量变化的制约。
关于感潮河段的水文现象，一方面受上游来水量的影响，另一方面还受潮汐现 象的制约，因此它在时间上的变化规律与天然河川径流有较大的差异。
地球上的水文现象虽然变化多端，但它们均服从确定的或随机的两种基本规 律。确定规律主要反映的是物理成因关系，例如地球的公转导致河川径流在一年内呈有规律的季节性交替变化;又如在一个流域上降了一场大暴雨，必然要产生一场 大洪水等。有些水文现象主要受随机因素的支配，而现象的产生是随机的，例如一 个河流断面上年最大洪峰流量出现的时间和数量等，它们服从的是统计规律。实际上绝大多数水文现象两种规律同时存在，只是程度上不同。
针对水文现象所存在的基本规律，构成了三种主要研究途径：成因分析、数理 统计与地区综合。
2.河流的基本环境水文与水力学特征
(1)河道水流形态的基本分类。
由于河道断面形态、底坡变化、走向各异，上、下游水边界条件各异等，河道 中的水流呈现着各种不同的流动形态。按不同的标准，可将河道水流分成不同的类型。例如，洪水季节或上游有电站的不恒定泄流或河道位于感潮段等，在河道里的 水流均呈不恒定流流态;而当上、下游水边界均匀(或近似为)恒定时，则呈恒定 流流态。 #
当河道断面为棱柱形且底坡均匀时，河道中的恒定流呈均匀流流态，反之为非 均匀流。不恒定流均属非均?流范畴。
当河道形态变化不剧烈时，河道中沿程的水流要素变化缓慢，则称为渐变流， 反之称为急变流。
随河道底坡的大小变化，大于、等于或小于临界底坡时，又有急流、临界流与 缓流之分，亦即其水流的佛洛德数仄大于、等于或小于1。
河道为单支时，水流仅顺河道流动，而当河道有汊口或多支河道相连呈河网状时，随叉口形态的不同在汊口处的分流也不相同。一般而言，河网地处沿海地区， 往往受到径流或潮流顶托的影响，因而流态更为复杂。
一般而言，计算河道水流只需?用一维恒定或不恒定流方程。但在一些特殊情 况，例如研究的河段为弯道时，会有螺旋运动出现，在河道的支流入汇处会有局部回流区;研究近岸或近建筑物的局部流场时，流态又往往各异，需根据需要选择二 维甚至三维模型求解。
①恒定均匀流。对于非感潮河道，且在平水或枯水期，河道均匀，流动可视为恒定均匀流。这是最简单的河流流动的形态，基本方程为：
v = Cyfm (3-5)
Q = vA (3-6)
式中：v----- 断面平均流速，m/s;
R――水力半径，即过水断面面积除以湿周，对于宽线型河道，常用断面平 均水深//直接代替几m;
/――水面坡降或底坡;
c――谢才系数，常用?炉/6表示，《为河床糙率;
n
A----- 过水断面面积，m2;
Q---- 流量，m3/s0
按式(3-5)和式(3-6)，在测得水面坡降(或河床底坡)、水深，确定了河床 糙率值后即可求出过流断面的流速及流量。反之，已知河床底坡、糙率及流量，亦可求出水深及流速。
②非恒定流。河道非恒定流动常用一维圣维南方程描述。河道有侧向入流时， 基本方程为：
dA dQ (、
1 = q (3-7)
dt dx
^- + 2^^- + (gA-^TB)^ = -g Sf+^T^- +q(v -v) (3-8)
ot A ox A dx A ox 2
式中：B――河道水面宽度，m;
兰――相应于某一高程z断面沿程变化; dx z
z――河底高程，m;
5f――沿程摩阻坡度，通常可表达为^«2v|v|/?4/3或《20必/0427?4/3); t 时间;
q――单位河长侧向入流，入流为正，出流为负;
Vq--- 侧向入流流速沿主流方向上的分量，m/s。
(2) 设计年最枯时段流量。
枯水流量的选择分为两种情况，一是固定时段选样，二是浮动时段选样。固定 时段选样是指每年选样的起止时间是一定的。例如某河流最枯水月或季主要出现在 2月或1?3月，则选取历年2月或1?3月平均流量作为年最枯水月或季径流序列的样本。浮动时段选样是指每年选取样本的时间是不固定的。推求短时段(例如 30 d以下)设计枯水流量时都是按浮动时段选样。例如要研究某河流断面十年一遇连续7d枯水流量的变化规律，选样时就在水文年鉴中每年找出一个连续7d平均 流量的最小值组成一个样本。
年最枯时段流量的设计频率一般多采用50%与75%?95%。
(3) 河流断面流速计算。
设计断面平均流速是指与设计流量相对应的断面平均流速，工作中计算断面平 均流速时会碰见三种情况。
①实测流量资料较多时，一般如果有15?20次或者更多的实测流量资料，就
能绘制水位一流量、水位一面积，水位一流速关系曲线。而且当它们均呈单一曲线时，就可根据这组曲线由设计流量推求相应的断面平均流速。
②由于实测流量资料较少或缺乏不能获得三条曲线时，可通过水力学公式计算。
③用公式计算。目前广泛使用的公式有下列两组：
a) 有足够实测资料的计算公式。
(3-9)
v^l F
A = Bh>
B J
b) 经验公式。
(3-10)
v^aQp h = yQs
B = ―0{xp~S) ay
式中：v――断面平均流速，m/s;
Q---- 流量，m3/s;
A----- 过水断面面积，m2;
h――平均水深，m;
B----- 河道水面宽度，m;
(X，p, y, 8――经验参数，由实测资料确定。(X，y―般随河床大小而变， 卢较为稳定，对于大江大河，当河宽5和河床糙率不变时，0=0.4, 5=0.6。
(4)河流水体混合。
混合是流动水体单元相互掺混的过程，包括分子扩散、紊动扩散、剪切离散等分散过程及其联合作用。
分子扩散：流体中由于随机分子运动引起的质点分散现象。分子扩散服从费克 (Fick)定律：
式中：c――浓度;
PXi~一为X,方向上的分子扩散定量;
Dm---- 分子扩散系数。
紊动扩散：流体中由水流的脉动引起的质点分散现象。紊动扩散通量常表达为:
：ux c ― ―Dtxi― (3-12)
1
式中：Pxr
.方向上的紊动扩散通量;
•脉动平均浓度;
――脉动浓度值及各向脉动流速值。
剪切离散：由于脉动平均流速在空间分布不均匀引起的分散现象。 剪切离散通量常表达为：
■■(uxc) = -Dl^- (3-13)
ox
式中：px-
-断面离散通量;
断面各点值与断面均值之差; 一离散系数;
-断面各点流速与断面均值之差;
C――断面各点浓度与断面均值之差。
混合：泛指分子扩散、紊动扩散、剪切离散等各类分散过程及其联合产生的过程。在天然河流中，常用横向混合系数(MP和纵向离散系数(Dl)来描述河流 的混合特性。大量的试验表明，天然河流中实测的的比值一般在0.4?0.8, 通常用下列公式进行估算：
=0.6(1 ±0.5)/«/ (3-14)
式中，My----- 横向混合系数，m2/s;
h――平均水深^ m;
u ---- 摩阻流速，7^,
i----- 河流比降，m/m。
河道可取为0.6，河道扩散可取为0.9,河道收缩可取为0.3。
在考虑河流的纵向混合时，由于分子扩散、紊动扩散的作用远小于由断面流速 分布不均匀而引起的剪切离散，一般可将其忽略。由断面流速分布不均引起的混合过程?用纵向离散系数表征。
河流纵向离散系数的估算公式很多，大都是根据具体河流的实验数据整理出来的，少数影响力较大的公式是借助于理论分析及实验得到的半经验公式。
Fischer 公式：
DL=0.0llu2B2/hu (3-15)
式中：u----- 断面平均流速，m/s;
B----- 河宽，m。
该式主要考虑了流速在横向分布不均引起的离散，对于天然河流较为适用。 根据早期国外30组河流示踪实验数据分析，纵向离散系数可用下式估算：
Dh=a- B - u (3-16)
式中：a=0.23?8.3，均值为2.5，a与河槽状况有关，河槽越不规则，a值越大。
3. 湖泊、水库的环境水文特征
(1)湖泊、水库的水文情势概述。
内陆低洼地区蓄积着停止流动或慢流动而不与海洋直接联系的天然水体称为湖 泊。人类为了控制洪水或调节径流，在河流上筑坝，拦蓄河水而形成的水体称为水库，亦称为人工湖泊。
湖泊与水库均有深水型与浅水型之分;水面形态有宽阔型的，也有窄条型的。 对深水湖泊水库而言，在一定条件下有可能出现温度分层现象。在水库里由于洪水 携带泥沙入库等有可能造成异重流现象。
①湖泊、水库蓄水量的变化。任一时刻湖泊、水库的水量平衡可写为下式：
F 入出损土(3-17)
式中：W入――湖泊、水库的时段来水总量，包括湖、库面降水量，水汽凝结量， 入湖、库地表径流与地下径流量;
――湖泊、水库的时段内出水量，包括出湖、库的地表径流与地下径流量与工农业及生活用水量等;
――时段内湖泊、水库的水面蒸发与渗漏等损失总量;
AW――时段内湖泊、水库蓄水量的增减值。
式(3-17)中各要素是随时间而变的，要研究湖泊、水库蓄水量的变化规律， 实质上就是研究式中各要素的变化规律及相互间影响。这些要素与湖泊、水库水环境容量的关系较大，是本节将要讨论的重点。
②湖泊、水库的动力特征。湖水、水库运动分为振动和前进两种，前者如波 动和波漾，后者包括湖流、混合和增减水。在湖泊与水库中水流流动比较缓慢，水 流形态主要是受风、太阳辐射、进出水流、地球自转力等外力作用，其中风的影响 往往是至关紧要的。
湖流：指湖、库水在水力坡度力、密度梯度力、风力等作用下产生沿一定方向 的流动。按其成因，湖流分为风成流(漂流)、梯度流、惯性流和混合流。湖流经常成环状流动，分为水平环流与垂直环流两种。此外还有一种在表层形成的螺旋形流动，称为兰米尔环流。
湖水混合：湖、库水混合的方式分紊动混合与对流混合。前者系由风力和水力 坡度作用产生的，后者主要是由湖水密度差异所引起。
波浪：湖泊、水库中的波浪主要是由风引起的，所以又称风浪。风浪的产生与 发展是与风速、风向、吹程、作用的持续时间、水深和湖盆等因素有关。
波漾：湖、库中水位有节奏的升降变化，称为波漾或定振波，其发生的原因是由于升力突变(如持续风应力、强气压力、梯度、湖面局部大暴雨及地震作用等)引起 的湖、库水整个或局部呈周期性的摆动，而湖、库边水位出现有节奏的升降。
湖、库水运动影响湖、库水温度、化学成分与湖、库中水生生物的变化与分 布，影响物质的沉淀与分布，还影响溶解氧进入湖、库水从而影响湖泊、水库的自净能力。
③水温。湖泊、水库水温受湖面以上气象条件(主要是气温与风)、湖泊、水 库容积和水深以及湖、库盆形态等因素的影响，呈现出具有时间与空间的变化规律， 比较明显的季节性变化与垂直变化。一般容积大、水深深的湖泊、水库，水温常呈 垂向分层型。通常水温的垂向分布有三个层次，上层温度较高，下层温度较低，中 间为过渡带，称为温跃层。冬季因表面水温不高，可能没有显著的温跃层。夏季的 温跃层较为明显。水中溶解氧在温跃层以上比较多甚至可接近饱和，而温跃层以下， 大气中溶解进水中的氧很难到达，加之有机污染物被生物降解消耗了水中的氧，因 此下层的溶解氧较低，成为缺氧区。对于容积和水深都比较小的湖泊，由于水能充分混合，因此往往不存在垂向分层的问题。
湖泊、水库水温是否分层，区别方法较多，比较简单而常用的是通过湖泊、水 库水替换的次数指标a和#经验性标准来判别。
a =年总入流量/湖泊、水库总容积 ―次洪水总量/湖泊、水库总容积
当a<10,认为湖泊、水库为稳定分层型;若cc>20,认为湖泊、水库为混合 型。对于洪水期如按a判别为分层型，而在洪水时实际可能是混合型，因此洪水时 以卢指标作为第二判别标准，当#<1/2时，洪水对湖泊水温分层几乎没有影响。若 )?>1，认为在大洪水时可能是临时性混合型。另外还有一种最简单的经验判别法， 即以湖泊、水库的平均水深//>10m时，认为下层水常不受上层影响而保持一定的 温度(4?8°C),此种情况为分层型;反之若//<10m,则湖泊、水库可能是混合 型。
(2)湖泊、水库水量。
湖泊、水库水量与总容积是随时间而变的，因此在计算时存在标准问题。一般 以年水量变化的频率为10%时代表多水年，50%时代表中水年，75%?95%时代表少 水年。按此标准选择代表年，以代表年的年水量及年平均容积计算《，再以代表年各 次洪水的洪流量及平均容积计算yS，然后对y?进行综合分析。对于水库，由于总库容 已定，故只需确定代表的年水量和次洪水的流量，即可计算cc与夕。
入湖、库径流是指通过各种渠道进入湖泊、水库的水流，它通常由三部分组成： 通过干支流水文站或计算断面进入湖泊、水库的径流;集水面积上计算断面没有控制的区间进入湖泊、水库的区间径流;直接降落在湖、水库水面上的雨水。
4.河口与近海的基本环境水文及水动力特征
(1)河口、海湾及陆架浅海的环境特点。
河口是指入海河流受到潮汐作用的一段河段，又称感潮河段。它与一般河流最 显著的区别是受到潮汐的影响。
海湾相对来说有比较明确的形态特征，是海洋凸入陆地的那部分水域。根据海 湾的形状、湾口的大小和深浅以及通过湾口与外海的水交换能力可以把海湾划分为闭塞型和开敞型海湾。闭塞型的海湾是指湾口的宽度和水深相对窄浅，水交换和水 更新的能力差的海湾。湾口开阔，水深，形状呈喇叭形，水交换和更新能力强的海 湾为开敞型的海湾。
陆架浅水区是指位于大陆架上水深200 m以下，海底坡度不大的沿岸海域，是大洋与大陆之间的连接部。
河口、海湾与陆架浅海水域是位于陆地与大洋之间，由大气、海底、陆地与外 海所包围起来的水域，在上述四个边界不断地进行动量、热量、淡水、污染物质等的交换，这一部分海域与人类关系最为密切，具有最剧烈时空变化。由于这个水域水深较浅，容量小，极易接受通过边界来自外部的影响。复杂的外部影响导致了复杂的环流与混合扩散过程等与环境有关的各种物理过程，并形成不同特性的海洋结构。
①江河的淡水径流。在河口水域淡水径流对于盐度、密度的分布起着极为重 要的作用。河口区是海水与河流淡水相互汇合和混合之处，一般情况下淡的径流水因密度较海水小，于表层向外海扩展，并通过卷吸和混合过程逐渐与海水混合，而 高盐度的海水从底层楔入河口，形成河口盐水楔(图3-15 (a))。这样的河口楔由 底层的入流与表层的出流构成垂向环流来维持。盐水楔溯江而上入侵河口段的深度主要由径流大小决定，径流小入侵就深，径流大入侵就浅。
河口段的水结构并不是只有这一种形式，在潮流发达的河口，或者在秋、冬季 降温期，垂直对流发展，混合增强的情况下盐水楔被破坏，按垂直向的混合程度强 弱和盐度分布的特征呈现图3-15 (b)和(c)的情况，(b)为部分混合型，(c)为 充分混合型。
在有河流入海的海湾和沿岸海域，于丰水期常常形成表层低盐水层，而且恰好 与夏季高温期叠合，因而形成低盐高温的表层水，深度一般在10m左右，它与下 层高盐低温海水之间有一强的温、盐跃层相隔，形成界面分明的上下两层结构，从 而使流场变得非常复杂。
海
海
海
(a)盐水楔河口; (b)部分混合河口; (c)充分混合河口 图3-15沿着河口段的盐度分布
河流径流
河流的径流还把大量营养物质带给海洋，形成河口区有极高的初级生产力。另 一方面江河沿岸的工业和城市生活水大量排入，随径流带入沿岸海域，也威胁河口 水域的水生生态环境。
②潮汐与潮流。陆架浅海中的潮汐现象主要是来自大洋，本地区产生的潮汐 现象是微不足道的。尽管大洋中的潮汐现象也是微弱的，但潮波传入陆架浅水区后，能量迅速集中，潮高变高，潮流流速变大，因此，在大洋边缘，陆架浅海水域出现 显著的潮汐现象。在我国沿岸绝大部分海域潮流是主要的流动水流。因此，潮流对 于这些海域污染物的输运和扩散、海湾的水交换等起着极为重要的作用。
(2)河口海湾的基本水流形态。
水流的动力条件是污染物在河口海湾中得以输移扩散的决定性因素。在河口海 湾等近海水域，潮流对污染物的输移和扩散起主要作用。潮流是内外海潮波进入沿 岸海域和海湾时的变形而形成的浅海特有的潮波运动形态。所以，潮流数值模型实质上是浅海潮波传播模型，这样的模型还可以同时考虑风的影响，构成风潮耦合模 型。我国大部分沿岸海湾水深不大，潮流的混合作用很强，水体上下掺混均匀，故 大部分情况下采用平面二维模型研究环境容量是适宜的。对于存在盐水入侵的弱混合型河口和夏季层化明显的沿岸海域，应考虑使用三维模型。
有些河口受河道泄流影响较大，尤其是在汛期，上游河道来水对海水的稀释作用及局部流场的影响比较明显，研究时应充分予以重视，必要时需考虑用一、二维 连接模型求解。
二、水环境现状调查与监测
水环境现状调查与监测的目的是掌握评价范围内水体污染源、水文、水质和水 体功能利用等方面的环境背景情况，为地面水环境现状和预测评价提供基础资料。现状调查包括资料收集、现场调查以及必要的环境监测。
1. 调查范围
水环境调查范围应包括受建设项目影响较显著的地面水区域。在此区域内进行 的调查，能够说明地面水环境的基本状况，并能充分满足环境影响预测的要求。具体有以下两点需要说明：
(1) 在确定某具体建设开发项目的地面水环境现状调查范围时，应尽量按照将来污染物排放进入天然水体后可能达到水域使用功能质量标准要求的范围，并考虑 评价等级的高低(评价等级高时调查范围取偏大值，反之取偏小值)后决定。
(2) 当下游附近有敏感区(如水源地、自然保护区等)时，调查范围应考虑延 长到敏感区上游边界，以满足预测敏感区所受影响的需要。
2. 调查时间
(1) 根据当地水文资料初步确定河流、湖泊、水库的丰水期、平水期、枯水期，同时确定最能代表这三个时期的季节或月份。遇气候异常年份，要根据流量实际变化 情况确定。对有水库调节的河流，要注意水库放水或不放水时的水量变化。
(2) 评价等级不同，对调查时期的要求亦有所不同。对各类水域调查时期的要 求详见表3-14。
表3-14对水环境调查时期的要求
|
水域 |
一级 |
二级 |
三级 |
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河流 |
一般情况调查一个水文年的丰水 期、平水期、枯水期；若评价时间 不够，至少应调查平水期和枯水期 |
条件许可，可调查一个水文年的丰 水期、枯水期和平水期；一般情况 可只调查枯水期和平水期；若评价 时间不够，可只调查枯水期 |
一般情况下， 可只在枯水期 调查 |
|
河口 |
一般情况调查一个潮汐年的丰水 期、平水期、枯水期；若评价时间 不够，至少应调查平水期和枯水期 |
一般情况可只调查枯水期和平水 期；若评价时间不够，可只调查枯 水期 |
一般情况下， 可只在枯水期 调查 |
|
湖泊 (水库） |
一般情况调查一个水文年的丰水 期、平水期、枯水期；若评价时间 不够，至少应调查平水期和枯水期 |
一般情况可只调查枯水期和平水 期；若评价时间不够，可只调查枯 水期 |
一般情况下， 可只在枯水期 调查 |
(1) 当被调查的范围内面源污染严重，丰水期水质劣于枯水期时，一、二级评 价的各类水域应调查丰水期，若时间允许，三级评价也应调查丰水期。
(2) 冰封期较长的水域，且作为生活饮用水、食品加工用水的水源或渔业用水
时，应调查冰封期的水质、水文情况。
1. 水文调查和水文测量
(1) 河流根据评价等级与河流的规模决定工作内容，其中主要有：丰水期、平水期、枯水期的划分;河段的平直及弯曲;过水断面积、坡度(比降)、水位、水 深、河宽、流量、流速及其分布、水温、糙率及泥沙含量等;丰水期有无分流漫滩， 枯水期有无浅滩、沙洲和断流;北方河流还应了解结冰、封冻、解冻等现象。如?用数学模式预测时，其具体调查内容应根据评价等级及河流规模按照模式及参数的 需要决定。河网地区应调查各河段流向、流速、流量的关系，了解它们的变化特点。
(2) 感潮河口根据评价等级及河流的规模决定工作内容，其中除与河流相同的内容外，还有感潮河段的范围，涨潮、落潮及平潮时的水位、水深、流向、流速及其分布; 横断面形状、水面坡度、河潮间隙、潮差和历时等。如采用数学模式预测 时，其具体调查内容应根据评价等级及河流规模按照模式及参数的需要决定。
(3) 湖泊、水库根据评价等级、湖泊和水库的规模决定工作内容，其中主要有：湖泊、水库的面积和形状，应附有平面图;丰水期、平水期、枯水期的划分;流入、 流出的水量;水力滞留时间或交换周期;水量的调度和储量;水深;水温分层情况 及水流状况(湖流的流向和流速，环流和流向、流速及稳定时间)等。如?用数学 模式预测时，其具体调查内容应根据评价等级及湖泊、水库的规模按照水质模式参数的需要来决定。
(4) 降雨调查。需要预测建设项目的面源污染时，应调查历年的降雨资料，并根据预测的需要对资料进行统计分析。
2. 污染源调查
凡对环境质量可以造成影响的物质和能量输入，统称污染源;输入的物质和能量，称为污染物或污染因子。影响地面水环境质量的污染物按排放方式可分为点源 和面源，按污染性质可分为持久性污染物、非持久性污染物、水体酸碱度(pH) 和热效应四类。如图3-16所示。
污染源调查以搜集现有资料为主，只有在十分必要时才补充现场调查和现场测 试，例如在评价改、扩建项目时，对项目改、扩建前的污染源应详细了解，常需现场调查或测试。 -
(1) 点源调查。
①调查的原则。点源调查的繁简程度可根据评价等级及其与建设项目的关系 而略有不同。如评价等级高且现有污染源与建设项目距离较近时应详细调查，例如，其排水口位于建设项目排水与受纳河流的混合过程段范围内，并对预测计算有影响 的情况。
②调查的内容。有些调查内容可以列成表格，根据评价工作的需要选择下述 全部或部分内容进行调查。.
a) 污染源的排放特点。主要包括排放形式，分散还是集中排放;排放口的平 面位置(附污染源平面位置图)及排放方向;排放口在断面上的位置。
b) 污染源排放数据。根据现有实测数据、统计报表以及各厂矿的工艺路线等 选定的主要水质参数，调查其现有的排放量、排放速度、排放浓度及变化情况等方面的数据。
c) 用排水状况。主要调查取水量、用水量、循环水量、排水总量等。
d) 废水、污水处理状况。主要调查各排污单位废(污)水的处理设备、处理 效率、处理水量及事故状况等。
(2) 非点源调查。
①调查原则。非点源调查基本上采用搜集资料的方法，一般不进行实测。
②非点源调查内容。根据评价工作需要，选择下述全部或部分内容进行调查：
a) 工业类非点源污染源。原料、燃料、废料、废弃物的堆放位置(主要污染 源要绘制污染源平面位置图)、堆放面积、堆放形式(几何形状、堆放厚度)、堆放点的地面铺装及其保洁程度、堆放物的遮盖方式等;排放方式、排放去向与处理情 况，说明非点源污染物是有组织的汇集还是无组织的漫流;是集中后直接排放还是处理后排放;是单独排放还是与生产废水或生活污水合并排放等;根据现有实测数 据、统计报表以及根据引起非点源污染的原料、燃料、废料、废弃物的成分及物理、 化学、生物化学性质选定调查的主要水质参数，并调查有关排放季节、排放时期、排放浓度及其变化等方面的数据。
b) 其他非点污染源。对于山林、草原、农地非点污染源，应调查有机肥、化 肥、农药的施用量，以及流失率、流失规律、不同季节的流失量等。对于城市非点源污染，应调查雨水径流特点、初期城市暴雨径流的污染物数量。
(3) 污染源采样分析方法。按照《污水综合排放标准》(GB 8978―1996)的规定执行。
(4) 污染源资料的整理与分析。对搜集到的和实测的污染源资料进行检查，找出相互矛盾和错误之处，并予以更正。资料中的缺漏应尽量填补。将这些资料按污 染源排入地表水的顺序及水质因子的种类列成表格，找出评价水体的主要污染源和 主要污染物。
1. 选择水质调查因子
需要调查的水质因子有三类：一类是常规水质因子，它能反映受纳水体的水质 状况;另一类是特殊水质因子，它能代表建设项目外排污水的特征污染因子;在某些情况下，还需调查一些其他方面的因子。
(1) 常规水质因子。以《地表水环境质量标准》(GB 3838―2002)中所列的pH 值、溶解氧、高锰酸盐指数或化学耗氧量、五日生化需氧量、总氮或氨氮、酚、氰化物、砷、汞、铬(六价)、总磷及水温为基础，根据水域类别、评价等级及污染 源状况适当增减。
(2) 特殊水质因子。根据建设项目特点、水域类别及评价等级以及建设项目所 属行业的特征水质参数表进行选择，可以适当删减。 ’
(3) 其他方面的因子。被调查水域的环境质量要求较高(如自然保护区、饮用水源地、珍贵水生生物保护区、经济鱼类养殖区等)，且评价等级为一、二级，应 考虑调查水生生物和底质。其调查项目可根据具体工作要求确定，或从下列项目中 选择部分内容。
水生生物方面主要调查浮游动植物、藻类、底栖无脊椎动物的种类和数量，水 生生物群落结构等。
底质方面主要调查与建设项目排污水质有关的易积累的污染物。
2. 河流水质采样
(1) 取样断面的布设。
在调查范围的两端、调查范围内重点保护水域及重点保护对象附近的水域、水 文特征突然变化处(如支流汇入处等)、水质急剧变化处(如污水排入处等)、重点水工构筑物(如取水口、桥梁涵洞)等附近、水文站附近等应布设取样断面。还应 适当考虑拟进行水质预测的地点。
在建设项目拟建排污口上游500 m处应设置一个取样断面。
(2) 取样断面上取样点的布设。
①断面上取样垂线的确定。断面上取样垂线设置的主要依据为河宽。当河流 断面形状为矩形或相近于矩形时，可按下列方法布设取样垂线。
小河：在取样断面的主流线上设一条取样垂线。
大河、中河：河宽小于50 m者，在取样断面上各距岸边1/3水面宽处，设一 条取样垂线(垂线应设在明显水流处)，共设两条取样垂线;河宽大于50 m者，在 取样断面的主流线上及距两岸不小于0.5 m，并有明显水流的地方各设一条取样垂线，即共设三条取样垂线。
特大河(例如长江、黄河、珠江、黑龙江、淮河、松花江、海河等)：由于河流较宽，取样断面上的取样垂线数应适当增加，而且主流线两侧的垂线数目不必相等，拟设有排污口的一侧可以多一些。如断面形状十分不规则时，应结合主流线的 位置，适当调整取样垂线的位置和数目。
②垂线上取样点的确定。垂线上取样点设置的主要依据为水深。在一条垂线 上，水深大于5 m,在水面下0.5 m处及在距河底0.5 m处，各取样一个;水深为1? 5 m时，只在水面下0.5 m处取一个样;在水深不足1 m时，取样点距水面不应小于0.3 m，距河底也不应小于0.3 m。对于三级评价的小河，不论河水深浅，只在一 条垂线上一个点取一个样，一般情况下取样点应在水面下0.5 m处，距河底也不应 小于0.3 m。
(3) 取样方式。
一级评价：每个取样点的水样均应分析，不取混合样。二级评价：需要预测混 合过程段水质的场合，每次应将该段内各取样断面中每条垂线上的水样混合成一个水样。其他情况每个取样断面每次只取一个混合水样，即将断面上各处所取水样混 匀成一个水样。三级评价原则上只取断面混合水样。
(4) 河流取样次数。
①在所规定的不同规模河流、不同评价等级的调查时期中(表3-14)，每个水 期调查一次，每次调查3?4d,至少有一天对所有已选定的水质因子取样分析，其 他天数根据预测需要，配合水文测量对拟预测的水质因子取样。
②在不预测水温时，只在?样时测水温;在预测水温时，要测日水温的变化 情况，一般可?用每隔6 h测一次的方法并分析计算日平均水温。
③一般情况，每天每个水质因子只取一个样，在水质变化很大时，应?用每 间隔一定时间?样一次的方法。
3. 河口水质的取样
(1) 取样断面布设原则。 .
当排污口拟建于河口感潮段内时，其上游需设置取样断面的数目与位置，应根 据感潮段的实际情况决定，其下游取样断面的布设原则与河流相同。
取样断面上取样点的布设和?样方式同前述的河流部分。
(2) 河口取样次数。
①在所规定的不同规模河口、不同等级的调查时期中(表3-14)，每期调查一 次，每次调查两天，一次在大潮期，一次在小潮期;每个潮期的调查，均应分别?集同一天的高、低潮水样;各监测断面的?样，尽可能同步进行。两天调查中，要 对已选定的所有水质参数取样。
②在不预测水温时，只在采样时间测水温;在预测水温时，要测日平均水温， 一般可采用每隔4?6 h测一次的方法求平均水温。
4. 湖泊、水库水质取样
(1) 取样位置的布设原则、方法和数目。
在湖泊、水库中布设取样位置时，应尽量覆盖推荐的整个调查范围，并且能切 实反映湖泊、水库的水质和水文特点(如进水区、出水区、深水区、浅水区、岸边区等)。可?用以建设项目的排放口为中心，向周围辐射的布设采样位置，每个取 样位置的间隔可参考下列数字。
①大、中型湖泊、水库。当建设项目污水排放量<50 000 m3/d时：一级评价 每1?2.5 km2布设一个取样位置;二级评价每1.5?3.5 km2布设一个取样位置;三 级评价每2?4 km2布设一个取样位置。
当建设项目污水排放量>50 000 m3/d时：一级评价每3?6 km2布设一个取样 位置;二、三级评价每4?7 km2布设一个取样位置。
②小型湖泊、水库。当建设项目污水排放量<50 000 m3/d时：一级评价每0.5?
1. 5 km2布设一个取样位置;二、三级评价每1?2 km2布设一个取样位置。
当建设项目污水排放量>50 000 m3/d时：各级评价每0.5?1.5 km2布设一个取 样位置。
(2) 取样位置上取样点的布设。
大、中型湖泊、水库，当平均水深<10 m时，取样点设在水面下0.5 m处，但 此点距底不应<0.5 m。当平均水深>10m时，首先要根据现有资料查明此湖泊(水 库)有无温度分层现象，如无资料可供利用，应先测水温。在取样位置水面以 下0.5 m处测水温，以下每隔2 m水深测一个水温值，如发现两点间温度变化较大时，应在这两点间酌量加测几点的水温，目的是找到斜温层。找到斜温层后，在水 面下0.5 m及斜温层以下，距底0.5 m以上处各取一个水样。小型湖泊、水库，当 平均水深<10 m时，在水面下0.5 m并距底不小于0.5 m处设一取样点;当平均水 深>10 m时，在水面下0.5 m处和水深10 m并距底不小于0.5 m处各设一取样点。
(3) 取样方式。
对于小型湖泊、水库，水深< 10 m时，每个取样位置取一个水样;如水深 彡10m时，则一般只取一个混合样，在上下层水质差别较大时，可不进行混合。大、中型湖泊、水库，各取样位置上不同深度的水样均不混合。
(4) 湖泊、水库取样次数。
①在所规定的不同规模湖泊(水库)、不同评价等级的调查时期中(表3-16)， 每期调查一次，每次调查3?4天，至少有一天对所有己选定的水质参数取样分析，其他天数根据预测需要，配合水文测量对拟预测的水质参数取样。
②表层溶解氧和水温每隔6 h测一次，并在调查期内适当检测藻类。
5. 水质调查取样需注意的特殊情况
(1)对设有闸坝受人工控制的河流，其流动状况，在排洪时期为河流流动;用 水时期，如用水量大则类似河流，用水量小则类似狭长形水库;在蓄水期也类似狭 长形水库。这种河流的取样断面、取样位置、取样点的布设及水质调查的取样次数等可参考前述河流、水库部分的取样原则酌情处理。
(2)在我国的一些河网地区，河水流向、流量经常变化，水流状态复杂，特别 是受潮汐影响的河网，情况更为复杂。遇到这类河网，应按各河段的长度比例布设 水质采样、水文测量断面。至于水质监测项目、取样次数、断面上取样垂线的布设可参照前述河流、河口的有关内容。调查时应注意水质、流向、流量随时间的变化。
6. 水样的?集、保存和分析
(1) 河流、湖泊、水库水样保存、分析的原则与方法按《地表水环境质量标准》 (GB 3838―2002)。标准中未说明者暂先参考《水和废水监测分析方法》。
(2) 河口水样保存、分析的原则与方法依水样的盐度而不同。对水样盐度<3%。者，采用河流、湖泊、水库的原则与方法;水样盐度>3%。者，按海湾原则与方法 执行。
7. 现有水质资料的搜集、整理
现有水质资料主要从当地水质监测部门搜集。搜集的对象是有关水质监测报 表、环境质量报告书及建于附近的建设项目的环境影响报告书等技术文件中的水质资料。按照时间、地点和分析项目排列整理，收集所需资料，并尽量找出其中各水 质参数间的关系及水质变化趋势，同时与收集到的同期的水文资料一起，分析地面 水环境各类污染物的净化能力
三、水环境现状评价方法
水质评价方法采用单因子指数评价法。单因子指数评价是将每个水质因子单独 进行评价，利用统计及模式计算得出各水质因子的达标率或超标率、超标倍数、水质指数等项结果。单因子指数评价能客观地反映评价水体的水环境质量状况，可清 晰地判断出评价水体的主要污染因子、主要污染时段和主要污染区域。
1.评价方法
常?用单项指数法，推荐采用标准指数，其计算公式如下：
(1) 一般水质因子(随水质浓度增加而水质变差的水质因子)：
w Sij=Cij/cSti (3-18)
式中：StJ――标准指数;
Cij---- 评价因子/在7•点的实测统计代表值，mg/L;
csj----- 评价因子i的评价标准限值，mg/L。
(2) 特殊水质因子：
①DO――溶解氧。
当DO々DOs
DOf-DO
DOf-DOs
当 007<00;
(3-20)
式中：lay――DO的标准指数;
DOf――某水温、气压条件下的饱和溶解氧浓度，mg/L，计算公式常采用： DOf= 468/(31.6+0, t 为水温’ °C;
DOy――在/点的溶解氧实测统计代表值，mg/L;
DOs――溶解氧的评价标准限值，mg/L。
②pH值――两端有限值，水质影响不同。
当 pH^7.0 SpHj.=a.0-pHj)/{7.0-pHsd) (3-21)
当 pHy>7.0 5^广(pH,.―7.0)/(pHsu―7.0) (3-22)
式中：一 pH值的标准指数;
pHy――pH值的实测统计代表值;
pHsd----- 评价标准中pH值的下限值;
pHsu――评价标准中pH值的上限值。
水质因子的标准指数<1时，表明该水质因子在评价水体中的浓度符合水域功能及水环境质量标准的要求。
2.实测统计代表值获取的方法
(1) 极值法。某水质因子的监测数据量少，水质浓度变幅大;
(2) 均值法。某水质因子的监测数据量多，水质浓度变幅较小;
(3) 内梅罗法。某水质因子有一定的监测数据量，水质浓度变幅较大。
常?用内梅罗法计算水质现状评价因子的监测统计代表值，其计算公式为：
式中：c――某水质监测因子的内梅罗值，mg/L; c极――某水质监测因子的实测极值，mg/L;
^均――某水质监测因子的算术平均值，mg/L。
极值的选取主要考虑水质监测数据中反映水质状况最差的一个数据值。
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