專題湖泊污染負荷計算 (2)講稿

1、關(guān)于專題湖泊污染負荷計算 (2)第1頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四一、入湖污染負荷及其計算1、點源污染負荷及其計算2、非點源污染負荷及其計算3、流域入湖污染負荷及其計算二、主要污染物允許入湖負荷量三、主要污染物削減負荷量第2頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四一、入湖污染負荷及其計算1、點源污染負荷及其計算包括工業(yè)污染源和生活污染源1.1 工業(yè)污水量計算1.1.1 實測法a 、流速儀測定： 水深大于30cm、流速不小于0.05m/s。(1-1)b 、浮標法：對于非滿流下水管道，向廢水中投加浮標，觀測其流速。(1-2)(0.3-1.0m深普通污水

2、K=0.550.75;深水草污水渠K=0.450.65;寬淺污水渠K=0.80.9)第3頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四c 、容積法：適用于小流量和間歇性排放。(1-3)1.1.2 根據(jù)用水量推算a 、機泵推算b 、耗電量推算無固定污水排放口，難以實測時：第4頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四1.2 工業(yè)污染源負荷量計算工業(yè)污染源負荷量計算有實測法、物料平衡法和單位負荷法測量方法實測法物料平衡法單位負荷法公式工藝過程第5頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四1.3 生活污染源負荷量計算比較可靠地方法是實測法，在生活污水排放口

3、采樣分析污染物成分、濃度并測量流量。測量方法與工業(yè)污染相同。在無條件進行實測排水量時，可參照下面兩種方法估計：比率法蒸發(fā)率法生活污水與其他污水混雜難以實測時。從生活用水量中扣除耗損和蒸發(fā)量后估算生活污水量。應(yīng)用公式在缺乏資料或不具備條件時，可采用單位負荷法估算污水的總負荷量。即通過調(diào)查確定每人每日排污量，再乘以人口數(shù)，計算污水總負荷。第6頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四2、非點源污染負荷及其計算非點源污染負荷定量化有兩種途徑：對受納水體所接受的污染物量進行觀測、分析和計算，推算匯水區(qū)域污染物輸出量。對非點源污染物輸出的主要過程（降雨、地表徑流等）的模擬，計算污染物輸出

4、量。根據(jù)土地利用類型分為城鎮(zhèn)地表徑流和非城鎮(zhèn)地表徑流。（單位負荷法和模擬法）2.1城鎮(zhèn)地表徑流污染負荷a 、單位負荷法：分別計算各土地類型單位面積單位時間產(chǎn)生的污染負荷，再求和。（1-4）第7頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四年負荷污染物濃度參數(shù)：土地類型污染物濃度參數(shù)/ kg/(cmkm2)BOD5SSPO4-PN生活區(qū)357201.55.8商業(yè)區(qū)1419803.313.1工業(yè)區(qū)5312903.112.2其他5120.42.7人口密度參數(shù)F：土地類型生活區(qū)商業(yè)區(qū)工業(yè)區(qū)其他F0.142+D0.54p1.01.00.142Dp-人口密度（人/km2）第8頁，共23頁，20

5、22年，5月20日，15點40分，星期四b 、模擬法：為了獲得準確的污染物負荷量，常采用模型模擬污染物輸出過程常用模型有雅林方程和薩特沖刷函數(shù)。表達天然降雨沖刷街道的地表徑流流量與攜帶泥沙量關(guān)系。適于完全紊流。認為：路邊污染物沖刷量與路邊污染物總量和降雨強度乘積成正比。模型用于城市徑流模型較為廣泛。模型雅林方程薩特沖刷函數(shù)公式積分第9頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四2.2非城鎮(zhèn)地表徑流污染負荷主要指：農(nóng)田、牧場、林區(qū)、礦山等土地類型的地表徑流。a 、單位負荷法樣區(qū)污染負荷量：綜合區(qū)年流失污染量：第10頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四b 、模擬

6、法：對水文循環(huán)的模擬（非點源污染形成與水文循環(huán)的早期階段和初期階段地表徑流有關(guān)）。把整個集水面積（或一個大部分）看做一個單元，將其特性參數(shù)用經(jīng)驗公式簡化后，表示成一個均勻系統(tǒng)。再根據(jù)模型對實測資料的響應(yīng)，確定單元系數(shù)和系統(tǒng)參量。模型驗證后，便得到一種反映不同水文和氣象條件下的輸出值。靈活、易行，適用于大系統(tǒng)；但帶有一定經(jīng)驗性，當(dāng)系統(tǒng)參量（如集水面積等）改變時，需重新計算系統(tǒng)變量?？梢匀我飧淖兿到y(tǒng)參量，適用于較小的系統(tǒng)；但每個單元需要較詳細的系統(tǒng)參量，需要大容量計算機。方法集中參量法分散參量法優(yōu)缺點過程將集水面積分成性質(zhì)相近、面積較小的單元，各單元分別模擬，然后將各單元結(jié)果相加，得出總的輸出結(jié)果

7、。第11頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四c 、估算法：準確性要求不高，或無法直接獲取污染物量時，通過采用某些與污染物產(chǎn)生量有關(guān)而又易得的數(shù)據(jù)資料進行估算。例如農(nóng)田地表徑流：農(nóng)業(yè)主要污染源：農(nóng)藥、化肥、泥沙和動物排泄物。分別按以下估算。農(nóng)藥、化肥泥沙和懸浮物動物排泄物（按人計算）通過單位面積農(nóng)田施加量估算農(nóng)藥在土壤中指數(shù)衰減：結(jié)合土地面積與侵蝕模型估算。產(chǎn)生率由實測或?qū)嶒炈?。每人每天產(chǎn)生BOD75g，總固體250g 。第12頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四3、流域入湖污染負荷及其計算根據(jù)排放方式不同，入湖污染物分兩類：直接排放和間接排放?？紤]

8、全流域污染負荷對湖泊水質(zhì)的影響，把湖體作為一個封閉水域。計算負荷量。3.1、地表徑流入湖污染負荷入湖地表徑流指入湖的河道徑流和間歇性溪溝，以及不流入河網(wǎng)的坡面的區(qū)間徑流的總和。在缺少實驗資料時，采用徑流系數(shù)等值圖和該區(qū)域監(jiān)測的徑流濃度計算：第13頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四3.2、地下徑流入湖污染負荷指直接流入湖泊的地下水。地下徑流入湖污染物濃度為：地下徑流量可以通過：選擇與區(qū)內(nèi)自然地理條件相似（水文地址、氣象、地貌等），具有長期實測資料的流域作參考，由單位面積徑流量和區(qū)間面積。求出區(qū)間入湖地下徑流；采用地下水運動方程，計算地下水量；由水量平衡方程來求。地下徑流污

9、染物濃度：通過打井等途徑，采集井水進行水質(zhì)化驗。第14頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四3.3、湖面降水入湖污染負荷由降水量和降水中污染物濃度計算出。降水年總負荷量，為各次降水污染負荷量之和。第15頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四3.4、湖面降水入湖污染負荷湖面水體區(qū)域安裝n個降塵采樣器，一年內(nèi)收集采樣器內(nèi)粉塵12次，測其重量，分析污染物成分。將n個采樣器求出的平均值作為湖泊的降塵污染負荷。第16頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四3.5、船舶運輸產(chǎn)生的入湖污染負荷指水面航行的各類船只向湖泊排放的各類污染物：石油類、生活污

10、水類、生活及其他固體垃圾類等。含油污水負荷量生活污水負荷量垃圾污染負荷量分為生活垃圾和貨物垃圾。 為第i船只第j次排污的含油量；n，m為船只總數(shù)和全年航行次數(shù)。主要來自人類糞便、廚房廢水個洗浴水。生活垃圾：旅客0.5kg/（d人），船員2kg/（d人）；貨物：離散貨物每100t產(chǎn)生20kg包裝材料100t產(chǎn)生1t。估算第17頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四3.6、養(yǎng)殖投餌的污染負荷指人工投放餌料與養(yǎng)殖產(chǎn)生的水體污染負荷。以網(wǎng)箱養(yǎng)魚為例。水體負荷量為：源負荷量=總投餌量餌料中TN(TP)含有率魚類增加重量魚類TN(TP)含有率餌料中TN(TP)含有率，通過對餌料實測得到

11、；魚類TN(TP)含有率，一般去25%和0.22%。3.7、廠礦、賓館排放污染負荷沿湖廠礦、賓館排放的入湖污染負荷為廢水重量與平均濃度的乘積。第18頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四二、主要污染物允許入湖負荷量湖泊允許負荷量是實行湖泊污染物總量控制的依據(jù)。1、計算湖泊允許負荷量技術(shù)要點1.1、建立湖泊水質(zhì)濃度與其影響因素之間的定量關(guān)系a 、制作水質(zhì)模型：通過現(xiàn)場調(diào)查和實驗，制定出湖泊水質(zhì)模型。b、應(yīng)用通用水質(zhì)模型：無條件建立水質(zhì)模型地區(qū)，應(yīng)用通用模型，實測資料驗證，推出湖泊允許負荷依據(jù)。c 、建立經(jīng)驗相關(guān)：由實測資料建立湖泊水質(zhì)濃度與影響因素相關(guān)曲線。1.2、確定湖泊水

12、質(zhì)標準和設(shè)計水請。1.3、計算湖泊允許負荷量。2、湖泊允許負荷量計算模型2.1、營養(yǎng)鹽允許負荷量經(jīng)驗?zāi)Ｐ停涸诰鶆驖舛葪l件下，湖泊容積穩(wěn)定時，可根據(jù)學(xué)者Vollenweidor 提出的大湖總磷濃度模型方程求得的經(jīng)驗?zāi)Ｐ蛠碛嬎愫碞、P營養(yǎng)鹽的允許負荷量。下表給出不同學(xué)者提出的水質(zhì)模型和允許負荷量模型。第19頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四TN、TP 水質(zhì)模型和允許負荷量計算模型學(xué)者水質(zhì)模型允許負荷量模型VollenweidorDillonOECD合田健第20頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四2.2、有機物的允許負荷量模型：由湖泊物質(zhì)平衡，寫出有機物的水質(zhì)模型方程：為保持湖泊任何時間有機物濃度不超過水質(zhì)標準，則有機物負荷量為：第21頁，共23頁，2022年，5月20日，15點40分，星期四三