qA地表水境影響評(píng)價(jià)

1、第四章第四章 地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)第一節(jié)第一節(jié) 地表水體的污染和自凈地表水體的污染和自凈一、地表水資源一、地表水資源 地表水地表水是指存在于陸地表面的各種水域，是指存在于陸地表面的各種水域，如河流、湖泊、水庫(kù)等?？紤]到地表水與海如河流、湖泊、水庫(kù)等?？紤]到地表水與海洋之間的聯(lián)系，在地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)時(shí)，洋之間的聯(lián)系，在地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)時(shí)，還包括有關(guān)海灣（包括海岸帶）的部分內(nèi)容。還包括有關(guān)海灣（包括海岸帶）的部分內(nèi)容。第四章第四章 地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)第一節(jié)第一節(jié) 地表水體的污染和自凈地表水體的污染和自凈二、水體污染二、水體污染 使水的感官性狀和物理化學(xué)性質(zhì)、水

2、生使水的感官性狀和物理化學(xué)性質(zhì)、水生物組成、以及底部沉積物的數(shù)量和組分發(fā)生物組成、以及底部沉積物的數(shù)量和組分發(fā)生惡化，破壞水體原有的功能，稱為惡化，破壞水體原有的功能，稱為水體污染。水體污染。 凡是對(duì)水環(huán)境質(zhì)量可能造成有害影響的凡是對(duì)水環(huán)境質(zhì)量可能造成有害影響的物質(zhì)物質(zhì)和和能量輸入能量輸入的來(lái)源，統(tǒng)稱的來(lái)源，統(tǒng)稱水污染源水污染源。輸。輸入的物質(zhì)和能量，稱為入的物質(zhì)和能量，稱為污染物污染物或或污染因子污染因子。第四章第四章 地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)第一節(jié)第一節(jié) 地表水體的污染和自凈地表水體的污染和自凈點(diǎn)污染源非點(diǎn)污染源（面源）持久性污染物非持久性污染物酸堿污染物廢熱（熱污染）按排放方

3、式分按污染性質(zhì)分第四章第四章 地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)第一節(jié)第一節(jié) 地表水體的污染和自凈地表水體的污染和自凈二、水體污染二、水體污染1. 點(diǎn)污染源點(diǎn)污染源 點(diǎn)污染源排放的廢水量和污染物可以從管點(diǎn)污染源排放的廢水量和污染物可以從管道或溝渠中直接量測(cè)流量和采樣分析組分濃度道或溝渠中直接量測(cè)流量和采樣分析組分濃度確定，在經(jīng)費(fèi)和其他條件有限制時(shí)，常采用排確定，在經(jīng)費(fèi)和其他條件有限制時(shí)，常采用排污指標(biāo)污指標(biāo)(例如排放系數(shù)例如排放系數(shù))推算的方法。推算的方法。居住區(qū)生活污水量計(jì)算式，式中：居住區(qū)生活污水量計(jì)算式，式中： qs居住區(qū)生活污水量，居住區(qū)生活污水量，l/s； q每人每日的排水定額，每

4、人每日的排水定額， l/(人人d)； n設(shè)計(jì)人口數(shù)，人；設(shè)計(jì)人口數(shù)，人； ks總變化系數(shù)總變化系數(shù)(1.51.7)。工業(yè)廢水量計(jì)算式工業(yè)廢水量計(jì)算式，式中：式中： m單位產(chǎn)品廢水量，單位產(chǎn)品廢水量，l/t； m該產(chǎn)品的日產(chǎn)量，該產(chǎn)品的日產(chǎn)量，t； ki總變化系數(shù)，根據(jù)工藝或經(jīng)驗(yàn)決定；總變化系數(shù)，根據(jù)工藝或經(jīng)驗(yàn)決定； t 工廠每日工作時(shí)數(shù)，工廠每日工作時(shí)數(shù)，h。86400ssqnkq 3600ismmkqt 2. 2. 非點(diǎn)污染源非點(diǎn)污染源 非點(diǎn)污染源：非點(diǎn)污染源：非點(diǎn)污染源又稱面源，是指非點(diǎn)污染源又稱面源，是指分散或均勻地通過(guò)岸線進(jìn)入水體的廢水和自然分散或均勻地通過(guò)岸線進(jìn)入水體的廢水和自然降水

5、通過(guò)溝渠進(jìn)入水體的廢水降水通過(guò)溝渠進(jìn)入水體的廢水。 主要包括城鎮(zhèn)排水、農(nóng)田排水和農(nóng)村生活主要包括城鎮(zhèn)排水、農(nóng)田排水和農(nóng)村生活廢水、礦山廢水、分散的小型禽畜飼養(yǎng)場(chǎng)廢水，廢水、礦山廢水、分散的小型禽畜飼養(yǎng)場(chǎng)廢水，以及大氣污染物通過(guò)重力沉降和降水過(guò)程進(jìn)入以及大氣污染物通過(guò)重力沉降和降水過(guò)程進(jìn)入水體等所造成的污染廢水。水體等所造成的污染廢水。 n估算非點(diǎn)源污染負(fù)荷有兩種途徑：估算非點(diǎn)源污染負(fù)荷有兩種途徑：第一種是在對(duì)水土流失過(guò)程及其主第一種是在對(duì)水土流失過(guò)程及其主要制約因素進(jìn)行大量調(diào)查的基礎(chǔ)上，要制約因素進(jìn)行大量調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)非點(diǎn)源污染物的輸出過(guò)程的通過(guò)對(duì)非點(diǎn)源污染物的輸出過(guò)程的模擬來(lái)研究區(qū)域污

6、染物對(duì)接受水體模擬來(lái)研究區(qū)域污染物對(duì)接受水體的輸出總量；另一種是采用直接或的輸出總量；另一種是采用直接或間接途徑估算非點(diǎn)污染源總徑流量間接途徑估算非點(diǎn)污染源總徑流量和平均徑流污染物濃度以計(jì)算總污和平均徑流污染物濃度以計(jì)算總污染負(fù)荷量。染負(fù)荷量。(1)城市非點(diǎn)污染源負(fù)荷估計(jì)：城市非點(diǎn)污染源負(fù)荷估計(jì)：城市非點(diǎn)污染源負(fù)荷來(lái)源：城市非點(diǎn)污染源負(fù)荷來(lái)源：城市雨水下水道及城市雨水下水道及合流制下水道的溢流。污染物自城市街道經(jīng)排合流制下水道的溢流。污染物自城市街道經(jīng)排水系統(tǒng)進(jìn)入受納水體。水系統(tǒng)進(jìn)入受納水體。n城市非點(diǎn)源污染物被暴雨沖刷到接受水體的負(fù)城市非點(diǎn)源污染物被暴雨沖刷到接受水體的負(fù)荷的計(jì)算：荷的計(jì)算：

7、n基本程序：基本程序：首先估計(jì)暴雨事件中暴雨徑流的大首先估計(jì)暴雨事件中暴雨徑流的大?。◤搅魃疃群蛷搅髅娣e的乘積），從而確定?。◤搅魃疃群蛷搅髅娣e的乘積），從而確定暴雨的沖刷率，進(jìn)而估計(jì)徑流沖刷到受納水體暴雨的沖刷率，進(jìn)而估計(jì)徑流沖刷到受納水體的沉積物負(fù)荷，然后根據(jù)沉積物中污染物濃度的沉積物負(fù)荷，然后根據(jù)沉積物中污染物濃度計(jì)算污染物負(fù)荷，或者根據(jù)固體廢物與污染物計(jì)算污染物負(fù)荷，或者根據(jù)固體廢物與污染物的統(tǒng)計(jì)相關(guān)關(guān)系計(jì)算污染物負(fù)荷。的統(tǒng)計(jì)相關(guān)關(guān)系計(jì)算污染物負(fù)荷。暴雨徑流深度的估計(jì)：暴雨徑流深度的估計(jì)： rcrpds 式中：式中： r 總暴雨徑流深度，總暴雨徑流深度，cm； cr 總徑流系數(shù)；總徑流

8、系數(shù)； p 降雨量，降雨量，cm； ds 洼地存水，洼地存水，cm。 總徑流系數(shù)的估算方法：總徑流系數(shù)的估算方法：粗略估算式：粗略估算式：0.15 1100100riic式中：式中：i不透水區(qū)百分?jǐn)?shù)；不透水區(qū)百分?jǐn)?shù)； 按照不同坡度計(jì)算的不透水區(qū)按照不同坡度計(jì)算的不透水區(qū)(指屋面、瀝青和水泥路面或廣場(chǎng)、庭院等指屋面、瀝青和水泥路面或廣場(chǎng)、庭院等)的徑流系數(shù)的徑流系數(shù) 。準(zhǔn)確計(jì)算式：準(zhǔn)確計(jì)算式：iirifcf洼地存水洼地存水ds的粗略估計(jì)：的粗略估計(jì)：0.630.48100sid 徑流中沖刷到接受水體的顆粒物負(fù)荷：在總徑流中沖刷到接受水體的顆粒物負(fù)荷：在總暴雨徑流估算出來(lái)后，可估算暴雨沖刷率。一暴

9、雨徑流估算出來(lái)后，可估算暴雨沖刷率。一般認(rèn)為般認(rèn)為1 h內(nèi)總徑流為內(nèi)總徑流為1.27 cm時(shí)，可沖走時(shí)，可沖走90的的街道表面顆粒物（沉積物）。街道表面顆粒物（沉積物）。式中：式中：fi各種類型地區(qū)所占的面積；各種類型地區(qū)所占的面積； i對(duì)應(yīng)的徑流系數(shù)。對(duì)應(yīng)的徑流系數(shù)。暴雨徑流中沖刷的固體負(fù)荷：暴雨徑流中沖刷的固體負(fù)荷：swesuyt ypc 式中：式中： tr從最后一次暴雨事件算起的天數(shù)，從最后一次暴雨事件算起的天數(shù)，d； ts從最后一次清掃街道算起的天數(shù)，從最后一次清掃街道算起的天數(shù)，d；s街道清掃頻率。街道清掃頻率。 1erssstttt式中：式中：ysw暴雨沖刷到受納水體的顆粒物負(fù)荷；

10、暴雨沖刷到受納水體的顆粒物負(fù)荷； te 等效的累積天數(shù)，等效的累積天數(shù)，d；ysu街道表面顆粒物日負(fù)荷量，街道表面顆粒物日負(fù)荷量，kgd。式中：式中：lsu顆粒物日負(fù)荷率，顆粒物日負(fù)荷率，kg(kmd)；lst街道邊溝長(zhǎng)，約等于街道邊溝長(zhǎng)，約等于2倍的街道長(zhǎng)，倍的街道長(zhǎng)，km。susustyll 街道表面顆粒物日負(fù)荷取決于多種因素，街道表面顆粒物日負(fù)荷取決于多種因素，如交通強(qiáng)度、區(qū)域地表覆蓋物的形式、徑流量如交通強(qiáng)度、區(qū)域地表覆蓋物的形式、徑流量和降雨強(qiáng)度、灰塵沉降量、前期干旱時(shí)間、城和降雨強(qiáng)度、灰塵沉降量、前期干旱時(shí)間、城市街道清掃頻率和清掃質(zhì)量等。市街道清掃頻率和清掃質(zhì)量等。徑流中沖刷到受

11、納水體的有機(jī)污染負(fù)荷：徑流中沖刷到受納水體的有機(jī)污染負(fù)荷：用顆粒固體負(fù)荷乘上濃度因子計(jì)算有機(jī)物負(fù)荷：用顆粒固體負(fù)荷乘上濃度因子計(jì)算有機(jī)物負(fù)荷：ousuouyyc式中：式中：you有機(jī)污染物的日負(fù)荷量，有機(jī)污染物的日負(fù)荷量，kgd； 單位轉(zhuǎn)換因子，單位轉(zhuǎn)換因子，10-6； ysu總顆粒物固體日負(fù)荷量，總顆粒物固體日負(fù)荷量，kgd； cou有機(jī)污染物在顆粒物中的濃度，有機(jī)污染物在顆粒物中的濃度，gg。(2)農(nóng)田徑流污染負(fù)荷估算：農(nóng)田徑流污染負(fù)荷估算：第一種方法：避開(kāi)污染物在農(nóng)田表面實(shí)際遷移第一種方法：避開(kāi)污染物在農(nóng)田表面實(shí)際遷移過(guò)程的變化，僅通過(guò)采集和分析各個(gè)集水區(qū)的過(guò)程的變化，僅通過(guò)采集和分析各

12、個(gè)集水區(qū)的徑流水樣計(jì)算進(jìn)入某一水環(huán)境中某種污染物總徑流水樣計(jì)算進(jìn)入某一水環(huán)境中某種污染物總量，其公式如下：量，其公式如下：11mniijimq式中：式中： m某種污染物輸出總量，某種污染物輸出總量，kg； i第第i小時(shí)的該種污染物濃度，小時(shí)的該種污染物濃度，kgm3； qi第第i小時(shí)的徑流量，小時(shí)的徑流量，m3； n觀測(cè)的總時(shí)數(shù)，觀測(cè)的總時(shí)數(shù)，h； j第第j個(gè)農(nóng)田集水區(qū)；個(gè)農(nóng)田集水區(qū)； m集水區(qū)總數(shù)。集水區(qū)總數(shù)。11mniijimq 三、水體自凈三、水體自凈 定義定義：水體可以在其環(huán)境容量范圍內(nèi)，：水體可以在其環(huán)境容量范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)自身的物理、化學(xué)和生物作用，使受經(jīng)過(guò)自身的物理、化學(xué)和生物作用，

13、使受納的污染物濃度不斷降低，逐漸恢復(fù)原有納的污染物濃度不斷降低，逐漸恢復(fù)原有的水質(zhì)。的水質(zhì)。物理過(guò)程：紊動(dòng)擴(kuò)散、移流、離散物理過(guò)程：紊動(dòng)擴(kuò)散、移流、離散化學(xué)過(guò)程：氧化還原、混凝沉淀化學(xué)過(guò)程：氧化還原、混凝沉淀生物過(guò)程：生物降解生物過(guò)程：生物降解（1）遷移和轉(zhuǎn)化）遷移和轉(zhuǎn)化 n推流遷移：指污染物隨著水流在推流遷移：指污染物隨著水流在x、y、z三個(gè)三個(gè)方向上平移運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的遷移作用。方向上平移運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的遷移作用。n分散稀釋：是污染物在水流中通過(guò)分子擴(kuò)散、分散稀釋：是污染物在水流中通過(guò)分子擴(kuò)散、湍流擴(kuò)散和彌散作用分散開(kāi)來(lái)，得到稀釋湍流擴(kuò)散和彌散作用分散開(kāi)來(lái)，得到稀釋 n轉(zhuǎn)化和運(yùn)移：是污染物在懸浮顆粒上

14、的吸附或轉(zhuǎn)化和運(yùn)移：是污染物在懸浮顆粒上的吸附或解吸、污染物顆粒的凝并、沉淀和再懸浮。解吸、污染物顆粒的凝并、沉淀和再懸浮。河流水體中污染物的對(duì)流和擴(kuò)散混合影響污染物輸移的最主要的物理過(guò)程是影響污染物輸移的最主要的物理過(guò)程是對(duì)流對(duì)流和和橫向、縱向橫向、縱向擴(kuò)散混合擴(kuò)散混合。海水中污染物的混合擴(kuò)散污水排放、溫排水、溢油污染。污水排放、溫排水、溢油污染。擴(kuò)散過(guò)程和漂移過(guò)程。擴(kuò)散過(guò)程和漂移過(guò)程。（2）衰減變化）衰減變化 污染物的好氧生化衰減過(guò)程：污染物的好氧生化衰減過(guò)程： 有機(jī)污染物的好氧生化降解：有機(jī)污染物的好氧生化降解： 水體中有機(jī)物的生化降解呈一級(jí)反應(yīng)：水體中有機(jī)物的生化降解呈一級(jí)反應(yīng)：硝化作

15、用：硝化作用：天然水體中含氮化合物經(jīng)過(guò)一系天然水體中含氮化合物經(jīng)過(guò)一系列生化反應(yīng)過(guò)程，由氨氮氧化為硝酸鹽。列生化反應(yīng)過(guò)程，由氨氮氧化為硝酸鹽。溫度影響：溫度影響：溫度對(duì)溫度對(duì)k1和和kn有影響，一般以有影響，一般以20的的k1，20和和kn，20為基準(zhǔn)，則溫度為基準(zhǔn)，則溫度t時(shí)的值時(shí)的值為為：1=1.047，t的范圍為的范圍為10-35；n=1.047，t的范圍為的范圍為10-30 脫氮作用：脫氮作用：當(dāng)水中溶解氧被耗盡時(shí)，水中硝酸當(dāng)水中溶解氧被耗盡時(shí)，水中硝酸鹽將被反硝化細(xì)菌還原為亞硝酸鹽再轉(zhuǎn)化為氮?dú)?。鹽將被反硝化細(xì)菌還原為亞硝酸鹽再轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻?硫化物的反應(yīng)：硫化物的反應(yīng)：當(dāng)水體中缺少溶解

16、氧和硝酸根當(dāng)水體中缺少溶解氧和硝酸根離子時(shí)，硫酸鹽會(huì)被細(xì)菌還原為硫化氫，含硫蛋離子時(shí)，硫酸鹽會(huì)被細(xì)菌還原為硫化氫，含硫蛋白質(zhì)在厭氧條件下被大腸桿菌分解生成半胱氨酸，白質(zhì)在厭氧條件下被大腸桿菌分解生成半胱氨酸，再被還原為硫化氫。再被還原為硫化氫。細(xì)菌的衰減作用：細(xì)菌的衰減作用：隨著水體自凈過(guò)程的隨著水體自凈過(guò)程的進(jìn)行，例如河流的流動(dòng)過(guò)程，細(xì)菌逐漸進(jìn)行，例如河流的流動(dòng)過(guò)程，細(xì)菌逐漸減少。細(xì)菌衰減也服從一級(jí)反應(yīng)。減少。細(xì)菌衰減也服從一級(jí)反應(yīng)。重金屬和有機(jī)毒物的衰減作用：重金屬和有機(jī)毒物的衰減作用：重金屬重金屬和有機(jī)毒物在水體中的衰減與其種類和和有機(jī)毒物在水體中的衰減與其種類和性質(zhì)有關(guān)。性質(zhì)有關(guān)。 四

17、、水體的耗氧與復(fù)氧過(guò)程四、水體的耗氧與復(fù)氧過(guò)程 耗氧耗氧n碳化需氧量碳化需氧量衰減耗氧：有機(jī)污染物生化降解，衰減耗氧：有機(jī)污染物生化降解，使碳化需氧量衰減。使碳化需氧量衰減。含氮化合物硝化耗氧含氮化合物硝化耗氧： 四、水體的耗氧與復(fù)氧過(guò)程四、水體的耗氧與復(fù)氧過(guò)程水體底泥耗氧：水體底泥耗氧： 水生植物呼吸耗氧水生植物呼吸耗氧 四、水體的耗氧與復(fù)氧過(guò)程四、水體的耗氧與復(fù)氧過(guò)程 復(fù)氧過(guò)程復(fù)氧過(guò)程 n大氣復(fù)氧：大氣復(fù)氧： n光合作用：水生植物的光合作用是水體復(fù)光合作用：水生植物的光合作用是水體復(fù)氧的另一個(gè)重要來(lái)源。氧的另一個(gè)重要來(lái)源。n五、水溫變化過(guò)程五、水溫變化過(guò)程第二節(jié)第二節(jié) 污染物質(zhì)在河流中的混

18、合與擴(kuò)散污染物質(zhì)在河流中的混合與擴(kuò)散 一、污染物質(zhì)在河流中的混合一、污染物質(zhì)在河流中的混合 廢水排入水體后，最先發(fā)生的過(guò)程是廢水排入水體后，最先發(fā)生的過(guò)程是混合稀混合稀釋釋。對(duì)大多數(shù)保守污染物混合稀釋是它們遷移的。對(duì)大多數(shù)保守污染物混合稀釋是它們遷移的主要方式之一。對(duì)易降解的污染物混合稀釋也是主要方式之一。對(duì)易降解的污染物混合稀釋也是它們遷移的重要方式之一。水體的混合稀釋、擴(kuò)它們遷移的重要方式之一。水體的混合稀釋、擴(kuò)散能力，與其水體的水文特征密切相關(guān)。散能力，與其水體的水文特征密切相關(guān)。1河流的混合稀釋模型河流的混合稀釋模型 當(dāng)廢水進(jìn)入河流后，便不斷地與河水發(fā)生當(dāng)廢水進(jìn)入河流后，便不斷地與河水

19、發(fā)生混合交換作用，使保守污染物濃度沿流程逐漸混合交換作用，使保守污染物濃度沿流程逐漸降低，這一過(guò)程稱為混合稀釋過(guò)程。降低，這一過(guò)程稱為混合稀釋過(guò)程。 河流水體中污染物的混合擴(kuò)散 污水排入河流的入河口稱為污水排入河流的入河口稱為污水注入點(diǎn)污水注入點(diǎn)。污水注入點(diǎn)以下的河段，污染物在斷面上的濃污水注入點(diǎn)以下的河段，污染物在斷面上的濃度分布是不均勻的，靠度分布是不均勻的，靠排放口排放口一側(cè)的岸邊濃度一側(cè)的岸邊濃度高，遠(yuǎn)離排放口對(duì)岸的濃度低。隨著河水的流高，遠(yuǎn)離排放口對(duì)岸的濃度低。隨著河水的流逝，污染物在整個(gè)斷面上的分布逐漸均勻。逝，污染物在整個(gè)斷面上的分布逐漸均勻。 污染物濃度在整個(gè)斷面上變?yōu)榫鶆蛞恢?/p>

20、的污染物濃度在整個(gè)斷面上變?yōu)榫鶆蛞恢碌臄嗝?，稱為斷面，稱為水質(zhì)完全混合斷面水質(zhì)完全混合斷面。n最早出現(xiàn)水質(zhì)完全混合斷面的位置稱為最早出現(xiàn)水質(zhì)完全混合斷面的位置稱為完全混合點(diǎn)完全混合點(diǎn)。n污水注入點(diǎn)的上游稱為污水注入點(diǎn)的上游稱為初始段初始段，或或背景背景河段河段；污水注入點(diǎn)到完全混合點(diǎn)之間的；污水注入點(diǎn)到完全混合點(diǎn)之間的河段稱為河段稱為非均勻混合段非均勻混合段；n完全混合點(diǎn)的下游河段稱為完全混合點(diǎn)的下游河段稱為均勻混合段均勻混合段。式中：式中： q河流的流量，河流的流量，m3s；1排污口上游河流中污染物濃度，排污口上游河流中污染物濃度，mgl； q排人河流的廢水流量，排人河流的廢水流量，m3s；

21、2廢水中的污染物濃度，廢水中的污染物濃度，mgl。 12iqqqq在水質(zhì)完全混合斷面以下的任一斷面在水質(zhì)完全混合斷面以下的任一斷面 當(dāng)廢水在岸邊排入河流時(shí)，廢水靠岸邊向當(dāng)廢水在岸邊排入河流時(shí)，廢水靠岸邊向下游流去，經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的距離才能達(dá)到完全混下游流去，經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的距離才能達(dá)到完全混合。在非均勻混合段的廢水排入一側(cè)的岸邊形合。在非均勻混合段的廢水排入一側(cè)的岸邊形成一個(gè)污染帶。當(dāng)完全混合距離成一個(gè)污染帶。當(dāng)完全混合距離ln無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，可參考下表確定。表中列舉出了許多河流時(shí)，可參考下表確定。表中列舉出了許多河流在岸邊集中排入廢水時(shí)，污水與河水達(dá)到完全在岸邊集中排入廢水時(shí)，污水與河水達(dá)到

22、完全混合所需的時(shí)間。混合所需的時(shí)間。從下表中查取所需時(shí)間與河從下表中查取所需時(shí)間與河水實(shí)際流速的乘積為完全混合距離水實(shí)際流速的乘積為完全混合距離。第三節(jié)第三節(jié) 河流和河口水質(zhì)模型河流和河口水質(zhì)模型 河流河流是沿地表的線形低凹部分集中的經(jīng)常是沿地表的線形低凹部分集中的經(jīng)常性或周期性水流。較大的叫河（或江），較小性或周期性水流。較大的叫河（或江），較小的叫溪。河口是河流注入海洋、湖泊或其他河的叫溪。河口是河流注入海洋、湖泊或其他河流的河段，可以分為入海河口、入湖河口及支流的河段，可以分為入海河口、入湖河口及支流河口。流河口。水質(zhì)模型假設(shè)條件n 應(yīng)用水質(zhì)模型預(yù)測(cè)河流水質(zhì)時(shí)，常應(yīng)用水質(zhì)模型預(yù)測(cè)河流水質(zhì)

23、時(shí)，常假設(shè)該河段內(nèi)假設(shè)該河段內(nèi)無(wú)支流無(wú)支流，在預(yù)測(cè)時(shí)期內(nèi)河，在預(yù)測(cè)時(shí)期內(nèi)河段的段的水力條件是穩(wěn)態(tài)水力條件是穩(wěn)態(tài)的和只在河流的的和只在河流的起起點(diǎn)點(diǎn)有有恒定濃度和流量恒定濃度和流量的廢水（或污染物）的廢水（或污染物）排入。排入。n 如果在河段內(nèi)有支流匯入，而且沿如果在河段內(nèi)有支流匯入，而且沿河有多個(gè)污染源，這時(shí)應(yīng)將河流劃分為河有多個(gè)污染源，這時(shí)應(yīng)將河流劃分為多個(gè)河段采用多個(gè)河段采用多河段模型多河段模型。2河流水質(zhì)模型河流水質(zhì)模型 河流水質(zhì)模型是描述水體中污染物隨時(shí)間河流水質(zhì)模型是描述水體中污染物隨時(shí)間和空間遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的數(shù)學(xué)方程。和空間遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的數(shù)學(xué)方程。1、水質(zhì)模型的分類：、水質(zhì)模型的分類

24、：n按時(shí)間特性分：按時(shí)間特性分：分為動(dòng)態(tài)模型和靜態(tài)模型分為動(dòng)態(tài)模型和靜態(tài)模型。 描寫(xiě)水體中水質(zhì)組分的濃度隨時(shí)間變化的描寫(xiě)水體中水質(zhì)組分的濃度隨時(shí)間變化的水質(zhì)模型稱為水質(zhì)模型稱為動(dòng)態(tài)模型動(dòng)態(tài)模型。 描述水體中水質(zhì)組分的濃度不隨時(shí)間變化描述水體中水質(zhì)組分的濃度不隨時(shí)間變化的水質(zhì)模型稱為的水質(zhì)模型稱為靜態(tài)模型靜態(tài)模型。 n按水質(zhì)模型的空間維數(shù)分：按水質(zhì)模型的空間維數(shù)分：分為零維、一維、二維、分為零維、一維、二維、三維水質(zhì)模型三維水質(zhì)模型。 當(dāng)把所考察的水體看成是一個(gè)完全混合反應(yīng)器時(shí)，當(dāng)把所考察的水體看成是一個(gè)完全混合反應(yīng)器時(shí)，即水體中水質(zhì)組分的濃度是均勻分布的，描述這種情即水體中水質(zhì)組分的濃度是均勻

25、分布的，描述這種情況的水質(zhì)模型稱為零維的水質(zhì)模型。況的水質(zhì)模型稱為零維的水質(zhì)模型。 描述水質(zhì)組分的遷移變化在一個(gè)方向上是重要的，描述水質(zhì)組分的遷移變化在一個(gè)方向上是重要的，另外兩個(gè)方向上是均勻分布的，這種水質(zhì)模型稱為一另外兩個(gè)方向上是均勻分布的，這種水質(zhì)模型稱為一維水質(zhì)模型。維水質(zhì)模型。 描述水質(zhì)組分的遷移變化在兩個(gè)方向上是重要的，描述水質(zhì)組分的遷移變化在兩個(gè)方向上是重要的，在另外的一個(gè)方向上是均勻分布的，這種水質(zhì)模型稱在另外的一個(gè)方向上是均勻分布的，這種水質(zhì)模型稱為兩維水質(zhì)模型。為兩維水質(zhì)模型。 描述水質(zhì)組分遷移變化在三個(gè)方向進(jìn)行的水質(zhì)模描述水質(zhì)組分遷移變化在三個(gè)方向進(jìn)行的水質(zhì)模型稱為三維水

26、質(zhì)模型。型稱為三維水質(zhì)模型。n按描述水質(zhì)組分的多少分：按描述水質(zhì)組分的多少分：分為單一組分和分為單一組分和多組分的水質(zhì)模型多組分的水質(zhì)模型。 水體中某一組分的遷移轉(zhuǎn)化與其它組分水體中某一組分的遷移轉(zhuǎn)化與其它組分沒(méi)沒(méi)有關(guān)系，描述這種組分遷移轉(zhuǎn)化的水質(zhì)模型稱有關(guān)系，描述這種組分遷移轉(zhuǎn)化的水質(zhì)模型稱為單一組分的水質(zhì)模型。為單一組分的水質(zhì)模型。 水體中一組分的遷移轉(zhuǎn)化與另一組分（或水體中一組分的遷移轉(zhuǎn)化與另一組分（或幾個(gè)組分）的遷移轉(zhuǎn)化是相互聯(lián)系、相互影響幾個(gè)組分）的遷移轉(zhuǎn)化是相互聯(lián)系、相互影響的，描述這種情況的水質(zhì)模型稱為多組分的水的，描述這種情況的水質(zhì)模型稱為多組分的水質(zhì)模型。質(zhì)模型。n按水體的類

27、型可分為：按水體的類型可分為：河流河流水質(zhì)模型、水質(zhì)模型、河口河口水水質(zhì)模型（受潮汐影響）、質(zhì)模型（受潮汐影響）、湖泊湖泊水質(zhì)模型、水質(zhì)模型、水庫(kù)水庫(kù)水質(zhì)模型和水質(zhì)模型和海灣海灣水質(zhì)模型等。河流、河口水質(zhì)水質(zhì)模型等。河流、河口水質(zhì)模型比較成熟，湖、海灣水質(zhì)模型比較復(fù)雜，模型比較成熟，湖、海灣水質(zhì)模型比較復(fù)雜，可靠性小?？煽啃孕?。n按水質(zhì)組分可分為：按水質(zhì)組分可分為：耗氧耗氧有機(jī)物模型（有機(jī)物模型（bodboddodo模型）模型） ，無(wú)機(jī)鹽、懸浮物、放射性物質(zhì)等無(wú)機(jī)鹽、懸浮物、放射性物質(zhì)等單一組分的水質(zhì)模型單一組分的水質(zhì)模型，難降解有機(jī)物水質(zhì)難降解有機(jī)物水質(zhì)模型，模型，重金屬遷移轉(zhuǎn)化重金屬遷移轉(zhuǎn)

28、化水質(zhì)模型。水質(zhì)模型。 水質(zhì)模型的選擇：水質(zhì)模型的選擇： 選擇水質(zhì)模型必須對(duì)所研究的水質(zhì)組分的遷移轉(zhuǎn)化選擇水質(zhì)模型必須對(duì)所研究的水質(zhì)組分的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律有清楚地了解。因?yàn)樗|(zhì)組分的遷移規(guī)律有清楚地了解。因?yàn)樗|(zhì)組分的遷移( (擴(kuò)散和平流擴(kuò)散和平流) )取決于水體的水文特性和水動(dòng)力學(xué)特性。取決于水體的水文特性和水動(dòng)力學(xué)特性。 在流動(dòng)的河流中，在流動(dòng)的河流中，平流遷移平流遷移往往占主導(dǎo)地位，對(duì)往往占主導(dǎo)地位，對(duì)某些組分可以忽略擴(kuò)散項(xiàng)；在受潮汐影響的河口中，某些組分可以忽略擴(kuò)散項(xiàng)；在受潮汐影響的河口中，擴(kuò)散擴(kuò)散是主導(dǎo)的遷移現(xiàn)象，擴(kuò)散項(xiàng)必須考慮而不能忽略。是主導(dǎo)的遷移現(xiàn)象，擴(kuò)散項(xiàng)必須考慮而不能忽略。對(duì)這

29、兩者選擇的模型就不應(yīng)一樣。對(duì)河床規(guī)整，斷面對(duì)這兩者選擇的模型就不應(yīng)一樣。對(duì)河床規(guī)整，斷面不變，污染物排入量不變的水體，可選用不變，污染物排入量不變的水體，可選用靜態(tài)模型靜態(tài)模型。為了減少模型的復(fù)雜性和減少所需的資料，對(duì)河流系為了減少模型的復(fù)雜性和減少所需的資料，對(duì)河流系統(tǒng)的水質(zhì)模型往往選用靜態(tài)的。但這種選擇不能充分統(tǒng)的水質(zhì)模型往往選用靜態(tài)的。但這種選擇不能充分評(píng)價(jià)時(shí)便輸入對(duì)河流系統(tǒng)的影響。評(píng)價(jià)時(shí)便輸入對(duì)河流系統(tǒng)的影響。 選擇的水質(zhì)模型必須反映所研究的選擇的水質(zhì)模型必須反映所研究的水質(zhì)組分水質(zhì)組分，應(yīng)應(yīng)用條件和現(xiàn)實(shí)條件用條件和現(xiàn)實(shí)條件接近。接近。2、污染物在均勻流場(chǎng)中的擴(kuò)散水質(zhì)模型、污染物在均勻

30、流場(chǎng)中的擴(kuò)散水質(zhì)模型 進(jìn)入環(huán)境的污染物可以分為兩大類：進(jìn)入環(huán)境的污染物可以分為兩大類：持久持久型污染物（惰性污染物）型污染物（惰性污染物）和和非持久型污染物非持久型污染物。n持久型污染物持久型污染物：污染物進(jìn)入環(huán)境以后，隨著介：污染物進(jìn)入環(huán)境以后，隨著介質(zhì)質(zhì) 的運(yùn)動(dòng)不斷地變換所處的空間位置，還由的運(yùn)動(dòng)不斷地變換所處的空間位置，還由于分散作用不斷向周?chē)鷶U(kuò)散而降低其初始濃度，于分散作用不斷向周?chē)鷶U(kuò)散而降低其初始濃度，但它不會(huì)因此而改變總量，不發(fā)生衰減。這種但它不會(huì)因此而改變總量，不發(fā)生衰減。這種污染物稱為污染物稱為持久型污染物持久型污染物。如重金屬、很多高。如重金屬、很多高分子有機(jī)化合物等。分子有

31、機(jī)化合物等。n非持久型污染物非持久型污染物：污染物進(jìn)入環(huán)境以后，除了：污染物進(jìn)入環(huán)境以后，除了隨著環(huán)境介質(zhì)流動(dòng)而改變位置，并不斷擴(kuò)散而隨著環(huán)境介質(zhì)流動(dòng)而改變位置，并不斷擴(kuò)散而降低濃度外，還因自身的衰減而加速濃度的下降低濃度外，還因自身的衰減而加速濃度的下降。這種污染物稱為降。這種污染物稱為非持久型非持久型污染物。污染物。非持久型物質(zhì)的衰減有兩種方式：非持久型物質(zhì)的衰減有兩種方式：一種是由其一種是由其自身的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律決定的自身的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律決定的；如放射性物質(zhì)的；如放射性物質(zhì)的蛻變；蛻變；另一種是在環(huán)境因素的作用下，由于化另一種是在環(huán)境因素的作用下，由于化學(xué)的或生物化學(xué)的反應(yīng)而不斷衰減的學(xué)的或

32、生物化學(xué)的反應(yīng)而不斷衰減的，如可生，如可生化降解的有機(jī)物在水體中微生物作用下的氧化化降解的有機(jī)物在水體中微生物作用下的氧化分解過(guò)程。分解過(guò)程。 對(duì)于持久型污染物，實(shí)際應(yīng)用中，在不需對(duì)于持久型污染物，實(shí)際應(yīng)用中，在不需要考慮其橫向均勻混合時(shí)間的情況下，通常假要考慮其橫向均勻混合時(shí)間的情況下，通常假設(shè)其可以瞬間混合完畢，而采用完全混合公式設(shè)其可以瞬間混合完畢，而采用完全混合公式（0維模型）來(lái)計(jì)算河流斷面的污染物濃度。維模型）來(lái)計(jì)算河流斷面的污染物濃度。12iqqqq應(yīng)用對(duì)象：應(yīng)用對(duì)象：不考慮混合距離的重金屬污染物、部不考慮混合距離的重金屬污染物、部分有毒物質(zhì)和其他持久型污染物質(zhì)的下游濃度預(yù)測(cè)和分有

33、毒物質(zhì)和其他持久型污染物質(zhì)的下游濃度預(yù)測(cè)和允許納污量的估算。允許納污量的估算。有機(jī)物降解性物質(zhì)的降解項(xiàng)可有機(jī)物降解性物質(zhì)的降解項(xiàng)可以忽略時(shí)；以忽略時(shí)；降解性有機(jī)物混合段初始部分。降解性有機(jī)物混合段初始部分。適用條件：適用條件：河流充分混合段；持久性污染物；河流河流充分混合段；持久性污染物；河流為恒定流動(dòng)；廢水連續(xù)穩(wěn)定排放。為恒定流動(dòng)；廢水連續(xù)穩(wěn)定排放。例例4-1 對(duì)非持久型污染物，在河流的流量和其他對(duì)非持久型污染物，在河流的流量和其他水文條件不變的穩(wěn)態(tài)條件下，可以采用一維模水文條件不變的穩(wěn)態(tài)條件下，可以采用一維模型進(jìn)行污染物濃度預(yù)測(cè)。型進(jìn)行污染物濃度預(yù)測(cè)。220 xxeukxx 對(duì)于非持久性或

34、可降解污染物，若給定對(duì)于非持久性或可降解污染物，若給定x0，0，上式解為：，上式解為： 對(duì)于一般條件下的河流，推流形成的污染物對(duì)于一般條件下的河流，推流形成的污染物遷移作用要比彌散作用大得多，在穩(wěn)態(tài)條件下，彌遷移作用要比彌散作用大得多，在穩(wěn)態(tài)條件下，彌散作用可以忽略，則有：散作用可以忽略，則有：式中：式中： ux河流的平均流速，河流的平均流速，md或或ms；ex廢水與河水的縱向混合系數(shù)，廢水與河水的縱向混合系數(shù)，m2d或或m2s； k污染物的衰減系數(shù)，污染物的衰減系數(shù)，1d或或1s； x河水河水(從排放口從排放口)向下游流經(jīng)的距離，向下游流經(jīng)的距離，m。04exp112xxxxu xkeeu0

35、expxxku例例1 一個(gè)改擴(kuò)建工程擬向河流排放廢水，廢水一個(gè)改擴(kuò)建工程擬向河流排放廢水，廢水量量q0.15m3s，苯酚濃度為，苯酚濃度為30gl，河流流，河流流量量q5.5m3s，流速，流速u(mài)0.3ms，苯酚背景濃，苯酚背景濃度為度為 0.5 g l，苯酚的降解（衰減）系數(shù)，苯酚的降解（衰減）系數(shù)k0.2d-1，縱向彌散系數(shù)，縱向彌散系數(shù)ex10m2s。求排放點(diǎn)下。求排放點(diǎn)下游游10km處的苯酚濃度。處的苯酚濃度。解解 計(jì)算起始點(diǎn)處完全混合后的初始濃度：計(jì)算起始點(diǎn)處完全混合后的初始濃度：（1）考慮縱向彌散條件下的下游）考慮縱向彌散條件下的下游10km處的濃度：處的濃度：24 0.2/8640

36、0 100.3 100001.28 exp111.19/2 100.3g l00.1530+5.50.5=1.28g /l5.5+ 0.15（2）忽略縱向彌散時(shí)的下游）忽略縱向彌散時(shí)的下游10km處的濃度：處的濃度： 0.2 100001.281.19/0.3 86400g l 由此看出，由此看出，在穩(wěn)態(tài)條件下，忽略縱向彌散在穩(wěn)態(tài)條件下，忽略縱向彌散系數(shù)與考慮縱向彌散系數(shù)的差異可以忽略系數(shù)與考慮縱向彌散系數(shù)的差異可以忽略。 對(duì)水面寬闊的河流受納污對(duì)水面寬闊的河流受納污(廢廢)水后的混合水后的混合過(guò)程和污染物的衰減可用二維模型預(yù)測(cè)；對(duì)于過(guò)程和污染物的衰減可用二維模型預(yù)測(cè)；對(duì)于水面又寬又深和流態(tài)復(fù)

37、雜的河流水質(zhì)預(yù)測(cè)宜采水面又寬又深和流態(tài)復(fù)雜的河流水質(zhì)預(yù)測(cè)宜采用三維模型。用三維模型。 3污染物與河水完全混合所需距離污染物與河水完全混合所需距離 污染物從排污口排出后要與河水完全混合需污染物從排污口排出后要與河水完全混合需一定的縱向距離，這段距離稱為一定的縱向距離，這段距離稱為混合過(guò)程段混合過(guò)程段。 當(dāng)某一斷面上任意點(diǎn)的濃度與斷面平均濃當(dāng)某一斷面上任意點(diǎn)的濃度與斷面平均濃度之比介于度之比介于0.95 至至1.05 之間時(shí)，稱該斷面已達(dá)之間時(shí)，稱該斷面已達(dá)到橫向混合，由排放點(diǎn)至完成橫向斷面混合的到橫向混合，由排放點(diǎn)至完成橫向斷面混合的距離稱為距離稱為完成橫向混合所需的距離完成橫向混合所需的距離。

38、 n當(dāng)采用河中心排放時(shí)所需的完成橫向混當(dāng)采用河中心排放時(shí)所需的完成橫向混合的距離為：合的距離為：n在岸邊上排時(shí)：在岸邊上排時(shí)：20.1xyu bxe20.4xyu bxe 河水中溶解氧濃度河水中溶解氧濃度 (do)是決定水質(zhì)潔凈程是決定水質(zhì)潔凈程度的重要參數(shù)之一，而排入河流的度的重要參數(shù)之一，而排入河流的 bod在衰減在衰減過(guò)程中將不斷消耗過(guò)程中將不斷消耗do，與此同時(shí)空氣中的氧氣，與此同時(shí)空氣中的氧氣又不斷溶解到河水中。又不斷溶解到河水中。 二、二、boddo耦合模型耦合模型 該模型是描述一維河流中該模型是描述一維河流中bod 和和do消長(zhǎng)變化規(guī)律的模型消長(zhǎng)變化規(guī)律的模型(sp模型模型)。建

39、。建立立sp模型的基本假設(shè)如下：模型的基本假設(shè)如下：n河流中的河流中的bod的衰減和溶解氧的復(fù)氧的衰減和溶解氧的復(fù)氧都是一級(jí)反應(yīng)；都是一級(jí)反應(yīng)；n反應(yīng)速度是定常的；反應(yīng)速度是定常的；n河流中的耗氧是由河流中的耗氧是由bod衰減引起的，衰減引起的，而河流中的溶解氧來(lái)源則是大氣復(fù)氧。而河流中的溶解氧來(lái)源則是大氣復(fù)氧。s p方程：方程： 1bodboddkdt 10k tbodbode12()()sd dok ckdododt 01210121bodk tk tk tddkeeekk1dck cdt 10k ttcc e12dbodddkkdts p方程：方程： 氧垂曲線氧垂曲線臨界氧虧發(fā)生的時(shí)間：

40、臨界氧虧發(fā)生的時(shí)間： 該方程是應(yīng)用最廣的河流水質(zhì)中該方程是應(yīng)用最廣的河流水質(zhì)中boddo預(yù)測(cè)模型。預(yù)測(cè)模型。01220121ssdododbodk tk tk tdodkeeekk0021221111ln1dcbodkkktkkkknsp模型的修正模型：模型的修正模型： sp模型的假模型的假設(shè)是不完全符合實(shí)際的。為了計(jì)算河流設(shè)是不完全符合實(shí)際的。為了計(jì)算河流水質(zhì)的某些特殊問(wèn)題，人們?cè)谒|(zhì)的某些特殊問(wèn)題，人們?cè)?sp 模模型的基礎(chǔ)上附加了一些新的假設(shè)，推導(dǎo)型的基礎(chǔ)上附加了一些新的假設(shè)，推導(dǎo)出了一些新的模型。出了一些新的模型。 （1）托馬斯）托馬斯(thomas)模型模型 對(duì)一維靜態(tài)河流，在對(duì)一維

41、靜態(tài)河流，在sp模型的基礎(chǔ)上，模型的基礎(chǔ)上，為了考慮沉淀、絮凝、沖刷和再懸浮過(guò)程對(duì)為了考慮沉淀、絮凝、沖刷和再懸浮過(guò)程對(duì)bod去除的影響，引入了去除的影響，引入了bod沉浮系數(shù)沉浮系數(shù)k3。由。由以下的基本方程組以下的基本方程組(忽略擴(kuò)散項(xiàng)忽略擴(kuò)散項(xiàng))：1312bodboddbodddkkdtdkkdt 解得：解得：1300132201132ekktbodbodbodkktk tk tddkeeekkk（2）多賓斯）多賓斯坎普坎普(dobbinscamp)模型模型 對(duì)一維靜態(tài)河流，在托馬斯模型的基礎(chǔ)上，對(duì)一維靜態(tài)河流，在托馬斯模型的基礎(chǔ)上，多賓斯多賓斯坎普提出了兩條新的假設(shè)：坎普提出了兩條新的

42、假設(shè)：n 考慮地面徑流和底泥釋放考慮地面徑流和底泥釋放bod所引起的所引起的bod變化速率，該速率以變化速率，該速率以r表示。表示。n 考慮藻類光合作用和呼吸作用以及地面徑考慮藻類光合作用和呼吸作用以及地面徑流所引起的溶解氧變化速率，該速率以流所引起的溶解氧變化速率，該速率以p表示。表示。三、污染物在河口中的混合和衰減模型三、污染物在河口中的混合和衰減模型 入海河口受海洋潮汐和上游河流來(lái)水雙重入海河口受海洋潮汐和上游河流來(lái)水雙重作用。海潮上溯與上游下泄的水流相匯形成強(qiáng)作用。海潮上溯與上游下泄的水流相匯形成強(qiáng)烈的混合作用。烈的混合作用。 當(dāng)只需了解污染物在當(dāng)只需了解污染物在個(gè)潮汐周期內(nèi)的個(gè)潮汐周

43、期內(nèi)的平均濃度時(shí)，可以采用本節(jié)中介紹的河流相應(yīng)平均濃度時(shí)，可以采用本節(jié)中介紹的河流相應(yīng)情況的模型，其混合系數(shù)情況的模型，其混合系數(shù)ey可以采用式可以采用式(467)的泰勒公式。的泰勒公式。 如果要求污染物與河口水混合過(guò)程中濃度如果要求污染物與河口水混合過(guò)程中濃度隨時(shí)間變化情況，則應(yīng)采用二維動(dòng)態(tài)混合數(shù)值隨時(shí)間變化情況，則應(yīng)采用二維動(dòng)態(tài)混合數(shù)值模型預(yù)測(cè)：首先通過(guò)實(shí)測(cè)得到斷面上各測(cè)點(diǎn)流模型預(yù)測(cè)：首先通過(guò)實(shí)測(cè)得到斷面上各測(cè)點(diǎn)流速與斷面平均流速的相關(guān)關(guān)系，同時(shí)用一維非速與斷面平均流速的相關(guān)關(guān)系，同時(shí)用一維非恒定流方程數(shù)值模型計(jì)算出沿程各斷面平均流恒定流方程數(shù)值模型計(jì)算出沿程各斷面平均流速，這樣就可得到河

44、口的流場(chǎng)分布。速，這樣就可得到河口的流場(chǎng)分布。二維動(dòng)態(tài)混合物數(shù)值模型的微分方程見(jiàn)式：二維動(dòng)態(tài)混合物數(shù)值模型的微分方程見(jiàn)式：2222xyxyuueektxyxy四、河口和河網(wǎng)水質(zhì)模型四、河口和河網(wǎng)水質(zhì)模型 河口是入海河流受潮汐作用影響明顯的河段。河口是入海河流受潮汐作用影響明顯的河段。潮汐對(duì)河口水質(zhì)的雙重影響：潮汐對(duì)河口水質(zhì)的雙重影響：上游下泄的水流相匯，形成強(qiáng)烈的混合作用，上游下泄的水流相匯，形成強(qiáng)烈的混合作用，使污染物的分布趨于均勻；使污染物的分布趨于均勻；由于潮流的頂托作用，延長(zhǎng)了污染物在河口的由于潮流的頂托作用，延長(zhǎng)了污染物在河口的停留時(shí)間，有機(jī)物的降解會(huì)進(jìn)一步消耗水中的溶停留時(shí)間，有機(jī)

45、物的降解會(huì)進(jìn)一步消耗水中的溶解氧，使水質(zhì)下降。解氧，使水質(zhì)下降。此外，潮汐也使河口的含鹽量增加。此外，潮汐也使河口的含鹽量增加。 河口模型比河流模型復(fù)雜，求解也比較困河口模型比河流模型復(fù)雜，求解也比較困難。對(duì)河口水質(zhì)有重大影響的評(píng)價(jià)項(xiàng)目，需要難。對(duì)河口水質(zhì)有重大影響的評(píng)價(jià)項(xiàng)目，需要預(yù)測(cè)污染物濃度隨時(shí)間的變化。預(yù)測(cè)污染物濃度隨時(shí)間的變化。 一維（潮周平均）河口水質(zhì)模型如下：一維（潮周平均）河口水質(zhì)模型如下：0 xxdddeursdxdxdx 式中：式中：r污染物的衰減速率，污染物的衰減速率，g/(m3.d)； s系統(tǒng)外輸入污染物的速率，系統(tǒng)外輸入污染物的速率，g/(m3.d)； ux不考慮潮汐作

46、用，由上游來(lái)水不考慮潮汐作用，由上游來(lái)水(凈泄量?jī)粜沽?產(chǎn)產(chǎn)生的流速，生的流速，m/s。假定假定s0和和rk1，對(duì)排放點(diǎn)上游（對(duì)排放點(diǎn)上游（x0）對(duì)排放點(diǎn)下游（對(duì)排放點(diǎn)下游（x 0）1204exp112xxxxuk eeu1204exp112xxxxuk eeu01241xxwk equ 第三節(jié)第三節(jié) 湖泊湖泊(水庫(kù)水庫(kù))水質(zhì)數(shù)學(xué)模型水質(zhì)數(shù)學(xué)模型 湖泊（水庫(kù)）水流狀態(tài)分為前進(jìn)和振動(dòng)兩類。湖泊（水庫(kù)）水流狀態(tài)分為前進(jìn)和振動(dòng)兩類。前者指湖流和混合作用，后者指波動(dòng)和波漾。前者指湖流和混合作用，后者指波動(dòng)和波漾。 n(1)湖流湖流：指湖水在水力坡度、密度梯度和風(fēng)：指湖水在水力坡度、密度梯度和風(fēng)力等作用

47、下產(chǎn)生沿一定方向的緩慢流動(dòng)。湖流力等作用下產(chǎn)生沿一定方向的緩慢流動(dòng)。湖流經(jīng)常呈水平環(huán)狀運(yùn)動(dòng)（多出現(xiàn)在湖水較淺的場(chǎng)經(jīng)常呈水平環(huán)狀運(yùn)動(dòng)（多出現(xiàn)在湖水較淺的場(chǎng)合）和垂直環(huán)狀運(yùn)動(dòng)合）和垂直環(huán)狀運(yùn)動(dòng)(湖水較深時(shí)湖水較深時(shí))。n(2)混合混合：指在風(fēng)力和水力坡度作用下產(chǎn)生的：指在風(fēng)力和水力坡度作用下產(chǎn)生的湍流混合和由湖水密度差引起的對(duì)流混合作用。湍流混合和由湖水密度差引起的對(duì)流混合作用。n(3)波動(dòng)波動(dòng)：主要由風(fēng)引起的，又稱風(fēng)浪。：主要由風(fēng)引起的，又稱風(fēng)浪。n(4)波漾波漾：是在復(fù)雜的外力作用下，湖中水位：是在復(fù)雜的外力作用下，湖中水位有節(jié)奏的升降變化。有節(jié)奏的升降變化。 湖泊湖泊(水庫(kù)水庫(kù))的水質(zhì)特征的

48、水質(zhì)特征： 水的停留時(shí)間較長(zhǎng)（可達(dá)數(shù)月至數(shù)年），屬水的停留時(shí)間較長(zhǎng)（可達(dá)數(shù)月至數(shù)年），屬于緩流水域，其中的化學(xué)和生物學(xué)過(guò)程保持一個(gè)比較于緩流水域，其中的化學(xué)和生物學(xué)過(guò)程保持一個(gè)比較穩(wěn)定的狀態(tài)。穩(wěn)定的狀態(tài)。 進(jìn)入湖泊和水庫(kù)中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在其中容易不斷進(jìn)入湖泊和水庫(kù)中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在其中容易不斷積累，致使水質(zhì)發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化。積累，致使水質(zhì)發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化。 在水深較大的湖、庫(kù)中，水溫和水質(zhì)是豎向分在水深較大的湖、庫(kù)中，水溫和水質(zhì)是豎向分層的。層的。 湖泊水質(zhì)模型分為描述湖、庫(kù)營(yíng)養(yǎng)狀湖泊水質(zhì)模型分為描述湖、庫(kù)營(yíng)養(yǎng)狀況的況的箱式模型箱式模型、分層箱式模型分層箱式模型和描述溫和描述溫度與水質(zhì)豎向分布的度與水質(zhì)豎向分

49、布的分層模型分層模型。一、完全混合模型一、完全混合模型 完全混合模型屬箱式模型，也稱沃蘭偉德完全混合模型屬箱式模型，也稱沃蘭偉德(vollenwelder)模型。模型。 對(duì)于停留時(shí)間很長(zhǎng)、水質(zhì)基本處于穩(wěn)定狀態(tài)對(duì)于停留時(shí)間很長(zhǎng)、水質(zhì)基本處于穩(wěn)定狀態(tài)的中小型湖泊和水庫(kù)，可以簡(jiǎn)化為一個(gè)均勻混合的中小型湖泊和水庫(kù)，可以簡(jiǎn)化為一個(gè)均勻混合的水體。沃蘭偉德假定，湖泊中某種營(yíng)養(yǎng)物的濃的水體。沃蘭偉德假定，湖泊中某種營(yíng)養(yǎng)物的濃度隨時(shí)間的變化率，是輸入、輸出和在湖泊內(nèi)沉度隨時(shí)間的變化率，是輸入、輸出和在湖泊內(nèi)沉積的該種營(yíng)養(yǎng)物量的函數(shù)，可以用質(zhì)量平衡方程積的該種營(yíng)養(yǎng)物量的函數(shù)，可以用質(zhì)量平衡方程表示：表示： 1污

50、染物污染物(營(yíng)養(yǎng)物營(yíng)養(yǎng)物)混合和降解模型混合和降解模型1dvwqkvdtn式中：式中：n v湖、庫(kù)的容積，湖、庫(kù)的容積，m3；n污染物或水質(zhì)參數(shù)的濃度，污染物或水質(zhì)參數(shù)的濃度，mgl；n 污染物或水質(zhì)參數(shù)的平均排入量，污染物或水質(zhì)參數(shù)的平均排入量，mgs；n t時(shí)間，時(shí)間，s；n q出入湖、庫(kù)流量，出入湖、庫(kù)流量，m3s；nk1 污染物或水質(zhì)參數(shù)濃度衰減速率系數(shù)污染物或水質(zhì)參數(shù)濃度衰減速率系數(shù)1s。w1dvwqkvdt積分上式得：積分上式得：式中：式中： w0現(xiàn)有污染物排入量，現(xiàn)有污染物排入量，mgs； 擬建擬建項(xiàng)目廢水中污染物濃度，項(xiàng)目廢水中污染物濃度，mgl； q廢水排放量，廢水排放量，m

51、3s。11exptwqktqkvv0pwwqp而而 式中：式中： 湖、庫(kù)中污染物起始濃度，湖、庫(kù)中污染物起始濃度，mgl。則：。則：對(duì)于持久性污染物對(duì)于持久性污染物k10，則：，則：當(dāng)時(shí)間足夠長(zhǎng)，湖、庫(kù)中污染物當(dāng)時(shí)間足夠長(zhǎng)，湖、庫(kù)中污染物(營(yíng)養(yǎng)物營(yíng)養(yǎng)物)濃度達(dá)濃度達(dá)到平衡時(shí)，到平衡時(shí)， 。則平衡時(shí)濃度為：。則平衡時(shí)濃度為： 10wqkv0011 tttwqeekvvqv0ddtewv2求湖、庫(kù)中污染物達(dá)到一指定求湖、庫(kù)中污染物達(dá)到一指定t所需時(shí)間所需時(shí)間t0。 設(shè)設(shè)t/p=，則：，則：3無(wú)污染物輸入無(wú)污染物輸入(w0)時(shí)濃度隨時(shí)間變化為時(shí)濃度隨時(shí)間變化為 這時(shí)，可以求出污染物這時(shí)，可以求出污染

52、物(營(yíng)養(yǎng)物營(yíng)養(yǎng)物)濃度達(dá)到初始濃度之比濃度達(dá)到初始濃度之比為為即即t 0 時(shí)，所需時(shí)間：時(shí)，所需時(shí)間： 1ln(1)vtqkv1(/)00q vkttee11lnt4溶解氧模型溶解氧模型式中：式中：k2大氣復(fù)氧系數(shù)，大氣復(fù)氧系數(shù)，1/d或或1/s；do0溶解氧起始濃度，溶解氧起始濃度，mg/l；r湖庫(kù)的生物和非生物因素耗氧總量，湖庫(kù)的生物和非生物因素耗氧總量，mg/(m3.d)或或mg/(m3s)； r=raba養(yǎng)魚(yú)密度，養(yǎng)魚(yú)密度，kg/m3； r魚(yú)類耗氧速率，魚(yú)類耗氧速率，mg/(kg.d)或或mg/(kgs)；dos飽和溶解氧濃度，飽和溶解氧濃度，mg/l；b其他因素耗氧量，其他因素耗氧量

53、，mg/(m3.d)或或mg/(m3s)；02sdodododododqkrdtv第四節(jié)第四節(jié) 水質(zhì)模型的應(yīng)用和標(biāo)定水質(zhì)模型的應(yīng)用和標(biāo)定 河流水質(zhì)模型的選擇：河流水質(zhì)模型的選擇： 選擇原則：應(yīng)從理論上和實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性考慮選擇原則：應(yīng)從理論上和實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性考慮n水質(zhì)模型的空間維數(shù)；水質(zhì)模型的空間維數(shù)；n水質(zhì)模型所保描述的時(shí)間尺度；水質(zhì)模型所保描述的時(shí)間尺度；n污染負(fù)荷、源和匯；污染負(fù)荷、源和匯；n模擬預(yù)測(cè)的河段范圍；模擬預(yù)測(cè)的河段范圍；n流動(dòng)及混合輸移；流動(dòng)及混合輸移；n水質(zhì)模型中的變量和動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)。水質(zhì)模型中的變量和動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)。第四節(jié)第四節(jié) 水質(zhì)模型的應(yīng)用和標(biāo)定水質(zhì)模型的應(yīng)用和標(biāo)定 河流水質(zhì)

54、模型的選擇：河流水質(zhì)模型的選擇：n水質(zhì)模型的空間維數(shù)；水質(zhì)模型的空間維數(shù)；n大多數(shù)河流水質(zhì)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)采用一維穩(wěn)態(tài)大多數(shù)河流水質(zhì)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)采用一維穩(wěn)態(tài)模型，對(duì)于大中型河流，橫向濃度梯度模型，對(duì)于大中型河流，橫向濃度梯度變化較為明顯時(shí)，采用二維模型進(jìn)行預(yù)變化較為明顯時(shí)，采用二維模型進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)。測(cè)評(píng)價(jià)。n不考慮混合距離的重金屬污染物、部分不考慮混合距離的重金屬污染物、部分有毒物質(zhì)和其他保守物質(zhì)的下游濃度預(yù)有毒物質(zhì)和其他保守物質(zhì)的下游濃度預(yù)測(cè)，可采用零維模型。測(cè)，可采用零維模型。第四節(jié)第四節(jié) 水質(zhì)模型的應(yīng)用和標(biāo)定水質(zhì)模型的應(yīng)用和標(biāo)定 河流水質(zhì)模型的選擇：河流水質(zhì)模型的選擇：n水質(zhì)模型所保描述的時(shí)間尺度；

55、水質(zhì)模型所保描述的時(shí)間尺度；n穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)n準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)n動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)第四節(jié)第四節(jié) 水質(zhì)模型的應(yīng)用和標(biāo)定水質(zhì)模型的應(yīng)用和標(biāo)定 河流水質(zhì)模型的選擇：河流水質(zhì)模型的選擇：n模擬預(yù)測(cè)的河段范圍；模擬預(yù)測(cè)的河段范圍；n對(duì)預(yù)計(jì)可能受到明顯影響的重要水域應(yīng)劃入對(duì)預(yù)計(jì)可能受到明顯影響的重要水域應(yīng)劃入預(yù)測(cè)范圍；在預(yù)測(cè)溶解氧時(shí)，預(yù)測(cè)范圍應(yīng)包預(yù)測(cè)范圍；在預(yù)測(cè)溶解氧時(shí)，預(yù)測(cè)范圍應(yīng)包括溶解氧區(qū)域。括溶解氧區(qū)域。n在預(yù)測(cè)的河段范圍內(nèi)，水文特征突然變化和在預(yù)測(cè)的河段范圍內(nèi)，水文特征突然變化和水質(zhì)突然變化處的上游、下游、重要水工建水質(zhì)突然變化處的上游、下游、重要水工建筑物附近、水文站附近，例行水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面筑物附近、水文站附近，例行

56、水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面均為模擬預(yù)測(cè)的關(guān)心點(diǎn)。均為模擬預(yù)測(cè)的關(guān)心點(diǎn)。第四節(jié)第四節(jié) 水質(zhì)模型的應(yīng)用和標(biāo)定水質(zhì)模型的應(yīng)用和標(biāo)定 河流水質(zhì)模型的選擇：河流水質(zhì)模型的選擇：n流動(dòng)及混合輸移；流動(dòng)及混合輸移；n對(duì)于單向河流而言，在利用穩(wěn)態(tài)模型時(shí)，縱向?qū)τ趩蜗蚝恿鞫?，在利用穩(wěn)態(tài)模型時(shí)，縱向離散作用與對(duì)流輸移作用相比很小，不予考慮離散作用與對(duì)流輸移作用相比很小，不予考慮n在利用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型進(jìn)行瞬時(shí)源或有限時(shí)段源的在利用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型進(jìn)行瞬時(shí)源或有限時(shí)段源的影響預(yù)測(cè)時(shí)，需要考慮。影響預(yù)測(cè)時(shí)，需要考慮。n利用二維穩(wěn)態(tài)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，需要收集河道利用二維穩(wěn)態(tài)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，需要收集河道地形、水力學(xué)特征沿河流橫斷面方向變化的數(shù)地形

57、、水力學(xué)特征沿河流橫斷面方向變化的數(shù)據(jù)，同時(shí)需要考慮橫向混合系數(shù)。據(jù)，同時(shí)需要考慮橫向混合系數(shù)。第四節(jié)第四節(jié) 水質(zhì)模型的應(yīng)用和標(biāo)定水質(zhì)模型的應(yīng)用和標(biāo)定 河流水質(zhì)模型的選擇：河流水質(zhì)模型的選擇：n水質(zhì)模型中的變量和動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)。水質(zhì)模型中的變量和動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)。根據(jù)不同種類污染物的特性進(jìn)行選擇。根據(jù)不同種類污染物的特性進(jìn)行選擇。第四節(jié)第四節(jié) 水質(zhì)模型的應(yīng)用和標(biāo)定水質(zhì)模型的應(yīng)用和標(biāo)定 河流水質(zhì)模型的選擇：河流水質(zhì)模型的選擇：n水質(zhì)模型中的變量和動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)。水質(zhì)模型中的變量和動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)。根據(jù)不同種類污染物的特性進(jìn)行選擇。根據(jù)不同種類污染物的特性進(jìn)行選擇。第四節(jié)第四節(jié) 水質(zhì)模型的應(yīng)用和標(biāo)定水質(zhì)模型的應(yīng)用和標(biāo)

58、定 河流水質(zhì)模型的選擇：河流水質(zhì)模型的選擇：第四節(jié)第四節(jié) 水質(zhì)模型的應(yīng)用和標(biāo)定水質(zhì)模型的應(yīng)用和標(biāo)定 河流水質(zhì)模型的選擇：河流水質(zhì)模型的選擇：水質(zhì)模型的標(biāo)定水質(zhì)模型的標(biāo)定河流水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法河流水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法公式計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)估值；公式計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)估值；室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)定；室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)定；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)；水質(zhì)數(shù)學(xué)模型率定。水質(zhì)數(shù)學(xué)模型率定。水質(zhì)模型的標(biāo)定水質(zhì)模型的標(biāo)定1 1、耗氧系數(shù)、耗氧系數(shù)k1的單獨(dú)估值法：的單獨(dú)估值法：實(shí)驗(yàn)室測(cè)定法；上、下斷面兩點(diǎn)法。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定法；上、下斷面兩點(diǎn)法。2、復(fù)氧系數(shù)、復(fù)氧系數(shù)k2的單獨(dú)估值法。的單獨(dú)估值法。3、k1、k2的溫度校正。的溫度校正。4、溶

59、解氧平衡模型法。、溶解氧平衡模型法。一、工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目一、工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目 1建設(shè)期影響建設(shè)期影響 工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目在建設(shè)期工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目在建設(shè)期(施工階段施工階段)的共同影的共同影響：響： (1)施工隊(duì)伍大批進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，排放的生活污水施工隊(duì)伍大批進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，排放的生活污水和垃圾的污染。和垃圾的污染。 (2)施工機(jī)械運(yùn)作、清洗、漏油等排放的含油施工機(jī)械運(yùn)作、清洗、漏油等排放的含油和懸浮物廢水。和懸浮物廢水。第五節(jié)第五節(jié) 開(kāi)發(fā)行動(dòng)對(duì)地表水影響的識(shí)別開(kāi)發(fā)行動(dòng)對(duì)地表水影響的識(shí)別 (3) (3)基坑開(kāi)挖和降低地下水位等操作排放含泥基坑開(kāi)挖和降低地下水位等操作排放含泥砂廢水。砂廢水。 (4)(4)施工場(chǎng)地清理和開(kāi)辟施工

60、機(jī)械通行道路常施工場(chǎng)地清理和開(kāi)辟施工機(jī)械通行道路常大片破壞地面植被，造成裸土。在降雨大片破壞地面植被，造成裸土。在降雨( (特別是特別是暴雨暴雨) )時(shí)，造成土壤侵蝕，使地表水中泥砂含量時(shí)，造成土壤侵蝕，使地表水中泥砂含量陡增，嚴(yán)重時(shí)造成河道阻塞。如果地表受過(guò)污染，陡增，嚴(yán)重時(shí)造成河道阻塞。如果地表受過(guò)污染，則污染物隨雨水進(jìn)入河道。則污染物隨雨水進(jìn)入河道。 2運(yùn)行期影響運(yùn)行期影響 (1)石油煉制工業(yè)：石油煉制工業(yè)： 廢水主要來(lái)自：廢水主要來(lái)自： 含油廢水主要來(lái)自油罐區(qū)和操作區(qū)的雨水、油罐含油廢水主要來(lái)自油罐區(qū)和操作區(qū)的雨水、油罐排水、冷卻水排污、沖洗和清洗水及原油脫鹽等場(chǎng)所和排水、冷卻水排污、