水環(huán)境保護(hù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、目錄概況-2一、污染源現(xiàn)狀和水體水質(zhì)評(píng)價(jià)-21、水質(zhì)目標(biāo)-22、水質(zhì)現(xiàn)狀資料-33、對(duì)該表的分析整理-4二、參數(shù)估計(jì)-41、推求縱向離散系數(shù)Ed-42、計(jì)算降解系數(shù)K1和復(fù)氧系數(shù)K2-6三、納污能力計(jì)算和排污量消減計(jì)算-71、沙河P=90%流量計(jì)算-72、納污能力計(jì)算與排污量削減計(jì)算-93、污水處理率計(jì)算-9四、水質(zhì)模擬計(jì)算與水質(zhì)控制方案優(yōu)化-101、水質(zhì)模擬計(jì)算-10五、合理性分析與水環(huán)境保護(hù)措施-111、節(jié)約用水-112、防治結(jié)合-113、開展水環(huán)境保護(hù)教育-11概況沙河是鹽河的直流，干流全長(zhǎng)30公里，流域面積206平方公里。一般流量在，本次規(guī)劃河段長(zhǎng)度為19.75公里，是非常潮河段；兩岸

2、分布的主要污染源有：偉捷毛娟廠，子揚(yáng)石油化工廠，五萬居民的五龍小區(qū)和二萬居民的蛤蟆塘小區(qū)。一、污染源現(xiàn)狀和水體水質(zhì)評(píng)價(jià)1、水質(zhì)目標(biāo)按照沙河兩岸近期（2015年）環(huán)境規(guī)劃，結(jié)合當(dāng)?shù)丶夹g(shù)經(jīng)濟(jì)條件，提出不同河段的水質(zhì)目標(biāo)組，S9斷面水質(zhì)目標(biāo)為地表水類，S3斷面水質(zhì)目標(biāo)為地表水類，S8及S4-3斷面水質(zhì)目標(biāo)為地表水類，S7及S6斷面水質(zhì)目標(biāo)為類。規(guī)劃情況下水溫取10。2、水質(zhì)現(xiàn)狀資料根據(jù)沙河河床和排污口的排污情況以及各支流輸入的位置，選定了六個(gè)主要監(jiān)測(cè)斷面和四個(gè)輔助監(jiān)測(cè)斷面。自2009年8月至2010年4月（包括豐、平、枯水期和冰封期），對(duì)各監(jiān)測(cè)斷面進(jìn)行了8詞連續(xù)48小時(shí)的水文水質(zhì)同步監(jiān)測(cè)，共采集分析

3、了二千多個(gè)樣品，主要監(jiān)測(cè)結(jié)果為表1 。表1 沙河實(shí)測(cè)水質(zhì)資料月份斷面流速m/s流量m³/s水溫BOD5mg/lDOmg/l分類8S90.430.473201.297.8類S80.2910.62222.855.97.33類S70.2911.69522.853.877.43類S60.1752.0722.323.1657.06類S430.1753.11922.322.868.9類S30.1754.1722.321.6328.27類10S80.1610.37714.2826.517.53類S70.1610.68614.2815.249.59類S60.1320.64413.876.049.47

4、類S430.321.35913.872.7610.2類11S50.1520.1955.7635.5310.35類S40.1520.7065.7622.5512.06類S30.1670.6843.688.51511.95類S430.1671.0443.685.4512.56類12S20.1340.1060.353.087.55類S10.1340.3540.332.799.88類S60.10.4540.121.2411.03類S430.10.7080.112.2814.04類1S10.1160.0962.3868.717.57類S20.1160.272.3844.477.59類S60.1670.3

5、70.16715.919.32類S430.1670.4920.1676.7310類2S40.0850.075479.876.19類S50.0850.141447.646.5類S60.0670.1610.128.88.86類S430.0670.3680.113.288.78類3S70.10.1487.5446.27.27類S80.10.3177.5422.529.05類S90.1290.4176.7158.789.66類S430.1290.6366.7155.0212.27類由表中數(shù)據(jù)可知，在各監(jiān)測(cè)斷面上DO均達(dá)到水質(zhì)目標(biāo)，且均達(dá)到類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，而部分監(jiān)測(cè)斷面BOD5未達(dá)到水質(zhì)目標(biāo)，具體情況見下表

6、：表2 沙河各月份各斷面BOD5污染指數(shù)（mg/l）月份8101112123斷面污染指數(shù)S9S3S84.425.928.8511.4513.317.7S4-32.051.122.21S71.522.263.284.454.762.25S62.121.592.88備注：空白處為BOD5達(dá)標(biāo)由表2可知，監(jiān)測(cè)斷面S9、S3各月均達(dá)到類水質(zhì)要求目標(biāo)，且均可達(dá)到類水質(zhì)；而監(jiān)測(cè)斷面S4-3、S6在12、1、2月水質(zhì)未達(dá)標(biāo)，S4-3斷面在1月達(dá)到類水，12、2月均未達(dá)到類水，而S6斷面12、1、2均未達(dá)到類水；最后監(jiān)測(cè)斷面S8、S7絕大多數(shù)月份不達(dá)標(biāo)，且S8斷面污染較為嚴(yán)重，距離要求的類水差距較大。所以該河

7、段的BOD5排放情況較為糟糕。二、參數(shù)估計(jì)1、推求縱向離散系數(shù)Ed為了推求該河段的縱向離散系數(shù)Ed，選擇某一均勻河段，通過投放非降解的諾丹明示蹤劑試驗(yàn)。試驗(yàn)情況如下：示蹤劑瞬間從岸邊投人河中，在下游分別距投放斷面2300m和4000m的測(cè)站測(cè)得示蹤劑流過時(shí)的濃度過程線C-t，如表3所示，其時(shí)間t的起算點(diǎn)以第一測(cè)站為準(zhǔn)。兩測(cè)站間河道的平均水深H=0.9m，平均水面寬B=20.0m，平均摩阻流速u*=0.12ms。表3 示蹤劑試驗(yàn)記錄第一測(cè)站第二測(cè)站t/minC/mg/Lt/minC/mg/Lt/minC/mg/Lt/minC/mg/L00330.29 370920.18 30.23 360.23

8、 420.08 970.12 60.58 390.18 470.24 1020.08 90.83 420.14 520.44 1070.06 120.96 450.12 570.60 1120.03 150.96 480.09 620.65 1170.02 180.87 510.06 670.61 1220.02 210.76 540.04 720.53 1270.02 240.63 570.03 770.43 1320.01 270.51 600.02 820.33 1370.01 300.39 630870.24 1420由一維水質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化基本方程式解得下游X處的示蹤劑濃度變化過程為:首先

9、驗(yàn)證下游測(cè)站是否在一維縱向分散段內(nèi)，即示蹤劑是否在測(cè)站斷面上混合均勻。橫向擴(kuò)散系數(shù)Ey=0.6Hu*=0.6×0.9×0.12=0.0648/s兩測(cè)站間河段距離x=x1-x2=4000-2300=1700m示蹤劑峰值在河段間的傳播時(shí)間t=62-13=49min河段平均流速u= 1700/49=34.7m/min=0.58 m/s則從投放示蹤劑斷面到斷面完全混合的河段長(zhǎng)度為L(zhǎng)=1432m該距離遠(yuǎn)小于投入示蹤劑斷面到第一測(cè)站的距離2300m，因此可以判定兩測(cè)站均處于一維縱向分散河段，滿足下面計(jì)算縱向離散系數(shù)的要求。于是，示蹤劑流過第一、第二測(cè)站的濃度過程線的平均時(shí)間和方差為:2

10、、 計(jì)算降解系數(shù)K1和復(fù)氧系數(shù)K2為求降解系數(shù)與復(fù)氧系數(shù)，已經(jīng)得到穩(wěn)態(tài)情況下河流實(shí)測(cè)水質(zhì)資料如表4，流速為20km/d，水溫為5.8。表4 穩(wěn)態(tài)情況下河流實(shí)測(cè)水質(zhì)資料斷面號(hào)01234距離/km02468BOD/mg/L2522.620.518.516.8DO/mg/L9.28.47.857.157.5求解降解系數(shù)K1和復(fù)氧系數(shù)K2可用忽略離散時(shí)的S-P模型，公式如下：表5距離x/kmlnL03.21923.11843.02062.91882.821以x為橫坐標(biāo)、以lnL為縱坐標(biāo)建立線性關(guān)系，結(jié)果下圖所示由圖可知，斜率-K/u=-0.0498,所以K1=0.0498*20=0.996，則又可根據(jù)

11、第二個(gè)公式求得K2=3.48。三、納污能力計(jì)算和排污消減計(jì)算1、沙河P=90%流量計(jì)算表6序號(hào)年份流量(m³/s)經(jīng)驗(yàn)頻率(%)119681.471.92 220041.263.85 319731.235.77 419781.197.69 519861.159.62 620091.1111.54 719961.0213.46 819830.74215.38 919720.69417.31 1019610.67819.23 1119950.65421.15 1219760.63723.08 1319930.63425.00 1419910.63326.92 1519750.61728.

12、85 1620100.53430.77 1719770.51732.69 1819600.49834.62 1919640.48436.54 2019820.47938.46 2119670.45840.38 2219900.44542.31 2319650.41644.23 2420000.40946.15 2519740.39148.08 2620050.38650.00 2719980.38251.92 2820070.37553.85 2919800.37455.77 3020010.37457.69 3119940.36359.62 3219710.35661.54 3319970.

13、34663.46 3420080.32965.38 3519690.31267.31 3619840.30569.23 3719630.2971.15 3819790.27773.08 3919810.27775.00 4019870.2776.92 4119990.26678.85 4219620.2680.77 4319890.25882.69 4419880.25584.62 4519920.24686.54 4619850.22788.46 4719700.2290.38 4820020.21692.31 4920060.19994.23 5019660.17896.15 512003

14、0.16498.08 設(shè)計(jì)頻率為90%的設(shè)計(jì)流量為0.23m3/s,相應(yīng)流速2、納污能力計(jì)算與排污量削減計(jì)算表7納污能力計(jì)算表S9S8S7S6S4-3S3水質(zhì)分類類類類類類類BOD5（mg/l）46101064DO(mg/l)532235x00.752.55.18.43.0 納污力 BOD5（kg/d）48.18 130.33 117.56 57.62 -14.75 表8排污量削減計(jì)算表斷面S9S8S7S6S4-3S3污染源毛絹廠五龍小區(qū)石化廠蛤蟆小區(qū)污染源流量Q（m³/d）2400800014503200污染源BOD5/mg/l25202020BOD5(kg/d)067294421

15、7.5384削減量（kg/d）-48.18 541.67 826.44 159.88 398.75 由表7可知S4-3斷面水質(zhì)目標(biāo)為地表水類，而S3斷面水質(zhì)目標(biāo)為地表水類，故兩斷面間河段不存在納污力，為解決此問題需要在S4-3斷面之前改善水質(zhì)，使S4-3的水質(zhì)優(yōu)于地表水類。3、污水處理率計(jì)算污水全部達(dá)標(biāo)排放的污水處理率的計(jì)算（1）偉捷毛絹廠污水處理率計(jì)算根據(jù)紡織染整工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，毛絹廠排放污水中BOD5的濃度應(yīng)25mg/l,故該廠的污水的BOD去除率應(yīng)為=（280-25）/280=0.911（2）五龍小區(qū)污水處理率計(jì)算根據(jù)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，五龍小區(qū)排放污水中的BOD

16、5的濃度應(yīng)符合一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中的B標(biāo)準(zhǔn)，即排放污水中BOD5的濃度應(yīng)20mg/l，故該廠的污水的BOD5去除率應(yīng)為=（118-20）/118=0.831（3）子揚(yáng)石油化工廠污水處理率計(jì)算根據(jù)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，子揚(yáng)石油化工廠排放污水中的BOD5的濃度應(yīng)符合第二類污染物最高允許排放濃度的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即排放污水中的BOD5的濃度應(yīng)20mg/l，故該廠的污水的BOD去除率應(yīng)為=（150-20）/150=0.867（4）蛤蟆塘小區(qū)污水處理率計(jì)算根據(jù)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，蛤蟆塘小區(qū)排放污水中的BOD5的濃度應(yīng)符合一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中的B標(biāo)準(zhǔn)，即排放污水中的BOD5的濃度應(yīng)20mg/l，故該廠的污水的BOD5去除率應(yīng)

17、為=（120-20）/120=0.833四、水質(zhì)模擬計(jì)算與水質(zhì)控制方案優(yōu)化1、水質(zhì)模擬計(jì)算對(duì)于單一河道，很據(jù)自身的特點(diǎn)和沿流量輸入與輸出的狀況，將河道劃分為N個(gè)計(jì)算河段，共N+1個(gè)斷面。分段的原則是使得每一河段大體適用一維水質(zhì)模型的應(yīng)用條件。斷面的編號(hào)從上游到下游依次為0,1,2，i,i+1, ，n.污水不處理的情況下的水質(zhì)模擬計(jì)算，污水不處理的各項(xiàng)污染物濃度如表8示。表9規(guī)劃水平年污染源資料污染源偉捷毛絹廠五龍小區(qū)子揚(yáng)石油化工廠蛤蟆塘小區(qū)流量/m3/d2400800014503200BOD濃度/mg/L280118150120DO濃度/mg/L1111水質(zhì)模擬計(jì)算結(jié)果如表10示。表10水質(zhì)模擬計(jì)算結(jié)果斷面S9S8S7S6S4-3S3河段編號(hào)012345BOD5（mg/l)433.51 52.89 41.17 33.14 25.21 DO(mg/l)56.56 13.77 20.89 18.46 19.02 由表可以看出，污水不經(jīng)處理直接排入河道，各個(gè)斷面無法滿足水質(zhì)要求，需要進(jìn)行污水處理。五、合理性分析與水環(huán)境保護(hù)措施1、節(jié)約用水解決水資源供需矛盾