第四章 水環(huán)境質量評價

水環(huán)境質量評價第四章12021/5/9第一節(jié)水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價22021/5/91、內梅羅污染指數(shù)（1）表達式：根據(jù)不同的用途設定不同的水質標準，計算水質分指數(shù)：PIj＝[（Ii2，max＋Ii2，平均）/2]1/2

I=Ci/Csi總指數(shù)PI＝∑WjPIj一、一般型水環(huán)境質量指數(shù)32021/5/9（2）水質指標溫度、顏色、透明度、pH值、大腸桿菌數(shù)、總溶解固體、SS、TN、堿度、氯、鐵、錳、硫酸鹽和DO。（3）水的用途分三類人類直接接觸使用的；間接接觸使用的；不接觸使用的。42021/5/92、加權均值型指數(shù)法（南京水域質量）（1）表達式：

I水＝1/n·∑WiPiPi＝Ci/Si∑Wi＝1（2）評價參數(shù)：砷、酚、氰、鉻、汞；（3）按綜合指標值對水質進行分類：52021/5/9水質指標總砷揮發(fā)酚總氰化物鉻（6價）總汞實測值（mg/L）0.0250.0050.10.010.0001標準值（mg/L）0.050.0050.20.050.0001權重0.20.20.10.20.3南京某三類水域，通過實測得以下水質指標：試判斷該水域的環(huán)境質量。例題62021/5/93、均值型指數(shù)法（北京西郊水質量系數(shù)）分級標準P＜0.2清潔=0.2～0.5尚清潔=0.5～1.0輕污染=1.0～5.0中污染5～10重污染10～100較重污染＞100極重污染72021/5/94、有機污染綜合評價值基于上海地區(qū)黃浦江等河流的水質受有機污染突出的問題，進行了一系列研究，綜合出氨氮與溶解氧飽和百分率之間的相互關系，提出了有機污染綜合評價值A。A=BODi/BOD0+CODi/COD0+NH3-Ni/NH3-N0-DOi/DO0式中：A-綜合污染評價指數(shù)BODi、BOD0-BOD的實測值和評價標準CODi、COD0-COD的實測值和評價標準NH3-Ni、NH3-N0的實測值和評價標準DOi、DO0的實測值和評價標準82021/5/9上面的式子也可改寫成：A=BODi/BOD0+CODi/COD0+NH3-Ni/NH3-N0+（DO飽-DOi）/（DO飽-

DO0）式中，DO飽-實測水文條件下中飽和溶解氧濃度在計算時，根據(jù)黃浦江的具體情況，各項標準規(guī)定如下：BOD0=4mg/L；COD0=6mg/L;NH3-N0=1mg/L;DO0=4mg/L。定A≥2作為開始受到有機污染的標志，并根據(jù)A值的大小，分級評定水質受到有機物質污染的程度，結合黃浦江的具體情況，水質質量評價分級如表所示。92021/5/9A值污染程度分級水質質量評價＜00良好0～11較好1～22一般2～33開始污染3～44中等污染＞45嚴重污染二、分級型水環(huán)境指數(shù)1、羅斯水質指數(shù)羅斯在總結以前水質指數(shù)基礎上，對英國克魯多河干支流進行了水質評價的研究，提出了一種簡明的水質指數(shù)。黃浦江水質質量評價分級102021/5/9(1)評價參數(shù)BOD、氨氮、懸浮固體、DO，并分別給予權重，其中DO可用濃度和飽和度兩種表示。參數(shù)BOD氨氮懸浮固體DO權重系數(shù)3322各評價參數(shù)權重在計算水質指數(shù)時，不直接用各參數(shù)的測定值或相對污染值來統(tǒng)計，而是先將它們分成等級，然后按等級進行計算，(2)計算式WQI=∑分級值/∑權重值規(guī)定WQI值用整數(shù)表示，這樣就將水質指數(shù)分成從0-10的11個等級,數(shù)值越大，則水質越好。（10：天然純凈水；0：腐敗的原污水）112021/5/9122021/5/92、布朗水質指數(shù)

1970年，R.M.Brown等發(fā)表了評價水質污染的水質指數(shù)（WQI）。他們對35種水質參數(shù)征求142位水質管理專家的意見，選取了11種重要水質參數(shù)。即溶解氧、BOD5、混濁度、總固體、硝酸鹽、磷酸鹽、pH、溫度、大腸桿菌、殺蟲劑、有毒元素等。然后由專家進行不記名投票，確定每個參數(shù)的相對重要權系數(shù)。水質指數(shù)WQI按下式計算：WQI=∑WiPi∑Wi=1式中WQI為水質指數(shù)，其數(shù)值在0-100之間；Pi為第i個參數(shù)的質量，在0-100之間；Wi為第i參數(shù)的權重值，在0-1之間。132021/5/9水質參數(shù)重要性評價值中介權重最后權重溶解氧1.41.00.17大腸菌密度1.50.90.15pH2.10.70.12BOD2.30.60.10硝酸鹽2.40.60.10磷酸鹽2.40.60.10溫度2.40.60.10混濁度2.90.50.08總固體3.20.40.08合計∑=5.9∑=1.09個參數(shù)的重要性評價及權重系數(shù)142021/5/93、W值水質評價法（1）監(jiān)測項目與評分標準為了評價地表水體，原則上講，應該所有項目都測。一般情況下，13個項目必測：BOD、DO、COD、揮發(fā)性酚、氰化物、Cu、As、Hg、Cd、Cr、氨氮、ABS、石油等。參照地表水質單一或污染物的分級與評價標準表評分152021/5/9162021/5/9表中把單一項目或污染物的含量分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級。評分時，一般分別給予10、8、6、4、2分。10分最理想，2分最差。（表中Ⅰ級除DO、BOD、COD、Cu外，其它均為飲用水標準；DO、BOD、COD是根據(jù)大量監(jiān)測資料確定的；Cu為水產(chǎn)用水標準；Ⅱ級除ABS外，等于或小于水產(chǎn)用水標準；Ⅲ級為地面水標準；Ⅳ級為農(nóng)田灌溉用水標準；大于農(nóng)田灌溉用水標準的數(shù)值為Ⅴ級。）172021/5/9（2）數(shù)學模式：上式能概括地表示水質監(jiān)測的總項數(shù)和各級別的項數(shù)。S表示監(jiān)測總項數(shù)；分別為監(jiān)測值得10分、8分、6分、4分2分的項數(shù)。其中得4分和2分的項數(shù)為超過地表水標準的項數(shù)。例如，某監(jiān)測點的數(shù)學模式為：表示監(jiān)測總項數(shù)為8項，其中得10分的4項，8分的1項，6分的0項。4分的2項，2分的1項，有3項超過地表水標準182021/5/9（3）污染分級地面水質的綜合評價分為五級。W1為第一級也叫飲用級；W2為第二級（良好級）也叫水產(chǎn)級；W3為第三級（標準級）也叫地表級；W4為第四級（污染級）也叫污灌級；W5為第五級（重污染級）也叫棄水級。（4）污染表達式SWJ-CS為監(jiān)測總項數(shù)；Wj為污染級別；C超標項數(shù)（5）綜合污染指數(shù)注：用兩個最小評分值之和除以2，商為奇數(shù)則進為偶數(shù)，該數(shù)所超級別評價水質。注：綜合污染指數(shù)n為監(jiān)測點數(shù)，bj為監(jiān)測點j所控河段長度占總長度的比例，wj為污染等級192021/5/94、分級評分法

這是國家環(huán)?？偩謽藴侍幵?jīng)推薦的一種方法。（1）評價標準以《地表水環(huán)境質量標準》和《污染水質分級》為參考，見地表水質評價分級表。（2）評價代表值在評價時采用一次值，或采用多次平均值，而且必須與評價的具體目的相適應，它適用于對一個河段的一點或多點的監(jiān)測結果、一條河流不同河段的監(jiān)測結果，以及同一監(jiān)測點的不同時間監(jiān)測結果的評價。（3）評價記分原則分值越高，表示水質越好。根據(jù)標準分級的原則和各級的定義，已確定同級中的每一參數(shù)是等權的，二各級間的分值是不等的。各級參數(shù)分值如表所示。（4）評價步驟，根據(jù)各項參數(shù)的實測結果，見表。得出每一參數(shù)值相應級別的分值，各項參數(shù)分值相加為總分值。202021/5/9212021/5/9222021/5/9

第二節(jié)水環(huán)境影響評價

目的：一個預測；一個確定；一個分析；一個解釋；一個提出。一、工作程序、評價等級和評價標準1．技術工作程序地表水環(huán)境影響評價的技術工作程序可分為四個階段（見圖）：第一階段：了解工程設計、現(xiàn)場踏勘、了解環(huán)境法規(guī)和標準的規(guī)定、確定評價級別和評價范232021/5/9242021/5/9圍、編制環(huán)境影響評價工作大綱，在這階段還要做些環(huán)境現(xiàn)狀調查和工程分析方面的工作；第二階段：詳細開展水環(huán)境現(xiàn)狀調查和監(jiān)測，做仔細的工程分析，在此基礎上評價水環(huán)境現(xiàn)狀；第三階段：根據(jù)水環(huán)境排放源特征，選擇或建立和驗證水質模型，預測擬議行動對水體的污染影響，并對影響的意義及其重大性作出評價，并且研究相應的污染防范對策；第四階段：提出污染防治和水體保護對策，總結工作成果，完成報告書，為項目監(jiān)測和事后評價作準備。252021/5/9

2．評價等級的劃分

《環(huán)境影響評價技術導則—地面水環(huán)境》(HJ／T2.3—93)，根據(jù)擬建項目排放的廢水量、廢水組分復雜程度、廢水中污染物遷移、轉化和衰減變化特點以及受納水體規(guī)模和類別，將地表水環(huán)境影響評價分為三級。不同級別的評價工作要求不同，一級評價項目要求最高，二級次之，三級較低。（示例）262021/5/9272021/5/9282021/5/9292021/5/9302021/5/9312021/5/9題1

一擬建建設項目，污水排放量為5800m3/d，經(jīng)類比調查知污水中含有COD、BOD、Cd、Hg，pH為酸性，受納水體為一河流，多年平均流量為90m3/s，水質要求為4類，此環(huán)評應按幾級進行評價？參考答案：（1）污水排放量：為5000~10000之間（2）水質復雜程度：含有持久性污染物（Cd、Hg）、非持久性污染物（COD、BOD）、酸堿（pH為酸性），污染物類型數(shù)＝3，復雜程度為“復雜”（3）水域規(guī)模：介于150m3/s到15m3/s之間，為中等河流（4）水質要求：4類查表可知，此環(huán)評應按二級評價要求進行322021/5/9二、影響識別1、項目特征與地表水水量和水質的關系①項目的類型與其影響的直接聯(lián)系：分析范圍：項目的建設期和運行期的作業(yè)情況。分析的重點：水的利用、廢水回用與處理及其引起周圍水體水量與水質改變的情況。是否可通過清潔生產(chǎn)審計減少耗水量和降低水的污染程度。②項目所在位置與水體所受影響的聯(lián)系：包括項目建設所需時間以及建設期的工程活動引起的影響。332021/5/9③識別位于特殊地點的擬建項目的要求：例如與洪水控制、該區(qū)域后續(xù)的工業(yè)開發(fā)、經(jīng)濟發(fā)展和許多其他需要相關聯(lián)的影響。④考慮擬建項目各項因素：包括選址、生產(chǎn)工藝、施工過程都應是多方案備選的，故應對每個方案進行具體的工程分析，識別其影響，以進一步通過每個方案的預測并作出評價。342021/5/92、評價因子的篩選評價因子的篩選，應根據(jù)評價項目的特點和當?shù)厮h(huán)境污染特點而定。一般是依據(jù)擬建項目性質主要考慮：①城市和各工業(yè)部門通常排放的水污染物；②按等標排放量Pi值大小排序，選擇排位在前的因子，但對那些毒害性大、持久性的污染物如重金屬、苯并[α]芘等應慎重研究再決定取舍；352021/5/9③在受項目影響的水體中已造成嚴重污染的污染物或已無負荷容量的污染物；④經(jīng)環(huán)境調查已經(jīng)超標或接近超標的污染物；⑤地方環(huán)保部門要求預測的敏感污染物。362021/5/9三、地表水環(huán)境影響預測（一）預測工作的準備1．預測時段與范圍（1）預測時期預測時段：地表水預測時期分豐水期、平水期和枯水期三個時期。冰封期是北方河流特有的情況，此時期的自凈能力最小。因此，對一、二級評價項目應預測自凈能力最小和一般的兩個時期環(huán)境影響。對于冰封期較長的水域，當其功能為生活飲用水、食品工業(yè)用水水源或漁業(yè)用水時，還應預測冰封期的環(huán)境影響。三級評價或評價時間較短的二級評價可只預測自凈能力最小時期的環(huán)境影響。372021/5/9預測階段：一般分建設過程、生產(chǎn)運行和服務期滿后三個階段。

所有擬建項目均應預測生產(chǎn)運行階段對地表水體的影響，并按正常排污和不正常排污（包括事故）兩種情況進行預測。建設過程超過一年的大型建設項目，如產(chǎn)生流失物較多、且受納水體要求水質級別較高（在Ⅲ類以上）時，應進行建設階段環(huán)境影響預測。個別建設項目還應根據(jù)其性質、評價等級、水環(huán)境特點以及當?shù)氐沫h(huán)保要求預測服務期滿后對水體的環(huán)境影響（如礦山開發(fā)、垃圾填埋場等）。382021/5/9(2)預測范圍與預測點：預測范圍：由于地表水水文條件的特點，其預測范圍與已確定的評價范圍相一致。預測點為了全面反映擬建項目對該范圍內地表水環(huán)境影響，一般選以下地點為預測點。①已確定的敏感點；②環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測點，以利于進行對照；③水文條件和水質突變處的上、下游，水源地，重要水工建筑物及水文站附近；④在河流污染物混合過程段選擇幾個代表性斷面；⑤排污口下游可能出現(xiàn)超標的點位附近。392021/5/92．預測方法的選擇預測建設項目對水環(huán)境的影響，應盡量利用成熟、簡便并能滿足評價精度和深度要求的方法。(1)定性分析法：有專業(yè)判斷法和類比調查法兩種：①專業(yè)判斷法是根據(jù)專家經(jīng)驗推斷建設項目對水環(huán)境的影響。運用專家判斷法（如特爾斐法）有助于更好發(fā)揮專家的專長和經(jīng)驗。②類比調查法是參照現(xiàn)有相似工程對水體的影響，來推測擬建項目對水環(huán)境的影響。定性分析法具有省時、省力、耗資少等優(yōu)點，并且在某種情況下也可給出明確的結論。402021/5/9(2)定量預測法：指應用物理模型和數(shù)學模型預測。應用水質數(shù)學模型進行預測是最常用的。（二）水環(huán)境影響評價中常用的水質模型河流水質模型是描述水體中污染物隨時間和空間遷移轉化規(guī)律的數(shù)學方程。

1、水質模型的分類：按時間特性分：分為動態(tài)模型和靜態(tài)模型。描寫水體中水質組分的濃度隨時間變化的水質模型稱為動態(tài)模型。描述水體中水質組分的濃度不隨時間變化的水質模型稱為靜態(tài)模型。

412021/5/9按水質模型的空間維數(shù)分：分為零維、一維、二維、三維水質模型。

當把所考察的水體看成是一個完全混合反應器時，即水體中水質組分的濃度是均勻分布的，描述這種情況的水質模型稱為零維的水質模型。描述水質組分的遷移變化在一個方向上是重要的，另外兩個方向上是均勻分布的，這種水質模型稱為一維水質模型。描述水質組分的遷移變化在兩個方向上是重要的，在另外的一個方向上是均勻分布的，這種水質模型稱為兩維水質模型。描述水質組分遷移變化在三個方向進行的水質模型稱為三維水質模型。422021/5/9按描述水質組分的多少分：分為單一組分和多組分的水質模型。水體中某一組分的遷移轉化與其它組分沒有關系，描述這種組分遷移轉化的水質模型稱為單一組分的水質模型。水體中一組分的遷移轉化與另一組分（或幾個組分）的遷移轉化是相互聯(lián)系、相互影響的，描述這種情況的水質模型稱為多組分的水質模型。432021/5/9按水體的類型可分為：河流水質模型、河口水質模型（受潮汐影響）、湖泊水質模型、水庫水質模型和海灣水質模型等。河流、河口水質模型比較成熟，湖、海灣水質模型比較復雜，可靠性小。按水質組分可分為：耗氧有機物模型（BOD—DO模型），無機鹽、懸浮物、放射性物質等單一組分的水質模型，難降解有機物水質模型，重金屬遷移轉化水質模型。442021/5/92、污染物排入水環(huán)境后的物理、化學和生物過程

（1）污染物在水體中的稀釋分散污水排入河流的混合過程豎向混合階段------沿河流深度方向的混合；橫向混合階段------從豎向充分混合到橫向方向的混合；橫斷面上充分混合后階段------橫斷面上濃度處處相等。452021/5/9河流的混合稀釋模型（守恒物質零維模型）背景段混合段均勻混合段

河水流量Q(m3/s)，污染物濃度為C1

(mg／L)連續(xù)排放污染物濃度為C2

(mg／L)廢水流量為q(m3/s)C0462021/5/9（2）污染物質在水體（河流）中的擴散

污染物質在河流中的遷移總起來可分為兩類，即推流和擴散。推流也稱平流、隨流輸移。推流是指污染物質隨水質點的流動一起移到新的位置。擴散可分為分子擴散、湍流擴散、彌散擴散和對流擴散。推流------推流過程中河流橫斷面上各點流速處處相等，推流作用只能改變污染物的位置，并不稀釋污染物濃度；擴散------分子擴散、湍流擴散、彌散擴散。472021/5/9分子擴散

分子擴散是指物質分子的隨機運動（即布朗運動）而引起的物質遷移或分散現(xiàn)象。當水體中污染物質濃度分布不均勻時，污染物質將會從濃度高的地方向濃度低的地方移動。分子擴散過程服從Fick第一定律。482021/5/9即以擴散方式通過單位截面積的質量流量與擴散物質的濃度梯度成正比。分子擴散系數(shù)一般很小。分子擴散引起的物質遷移與其它因素引起物質遷移相比，分子擴散在水環(huán)境影響評價中往往被忽略。湍流擴散

當河流做湍流運動時，隨機的湍流作用引起污染物的擴散，稱為湍流擴散。湍流擴散所引起的污染物質量通量與濃度梯度成正比。湍流擴散系數(shù)比分子擴散系數(shù)大7～8個數(shù)量級。因此，在河流中污染物的遷移是以湍流為主的。492021/5/9彌散擴散當垂直于流動方向的橫斷面上流速分布不均勻或者說有流速梯度存在的流動稱為剪切流。剪切流離散又稱彌散，它是由于橫斷面上各點的實際流速不等而引起的。剪切流離散同樣可以類比分子擴散，其引起的質量通量服從Fick第一定理：對流擴散

對流擴散指由于溫度差或密度分層不穩(wěn)定性面引起的鉛直方向對流運動所伴隨的污染物遷移。502021/5/9

在自然界的水體中，各種形式擴散常常交織在一起發(fā)生，除上述污染物幾種主要遷移方式以外，還存在著沖刷、淤積和懸浮等多種形式。除分子擴散外，所有各種遷移方式都和水體流動特性有密切聯(lián)系，因此，要研究物質的擴散輸移規(guī)律應和研究水體的流動特性緊緊聯(lián)系在一起。512021/5/9（3）污染物的轉化降解過程沉淀作用；氣液交換作用；吸附作用；化學轉化；生物作用。3、水質模型基本方程522021/5/9從流動的水體中，取一微分六面體。按照物質守恒原理，從微分六面體流進與流出的污染物質量之差應當?shù)扔谕瑫r段內微分六面體內質量的增量，從而導出三維的移流擴散方程為：532021/5/9污染物進入水體后，在水體的平流輸移、離散和紊動擴散作用，同時與水體發(fā)生物理、化學和生物作用，使水體中污染物濃度逐漸降低。描述污染物在三個方向均有遷移擴散的基本方程如下（如何得來參見大氣質量模型推導）：542021/5/9上式在理論上完整地描述了水體中任意點的水質變化狀況，但求解和應用很困難。實用上都應針對水體的不同混合狀況和水質規(guī)劃管理的要求進行各種簡化。552021/5/94、常用的河流水質模型（1）零維水質模型零維是一種理想狀態(tài)，把所研究的水體如一條河或一個水庫看成一個完整的體系，當污染物進入這個體系后，立即完全均勻地分散到這個體系中，污染物的濃度不會隨時間的變化而變化。零維水質模型的適用條件：在同時滿足以下情況下，可以把預測水體簡化為“零維”進行預測。上游來水流量穩(wěn)定、水質是均勻的。河水流量與污水流量之比大于10－20。不考慮污水進入水體的混合距離。當預測因子比較穩(wěn)定，難降解或降解項可以忽略不計、且評價等級比較低時，可以考慮采用零維模型。562021/5/9在水質完全混合斷面以下的任何斷面，處于均勻混合段，則污染物濃度可以用下式來計算。C0C1C2守恒物質零維模型－完全混合模型572021/5/9該模型適用于相對窄而淺的河流，河流為穩(wěn)態(tài)，均勻河段，河流過水斷面流速及污染物排入量不隨時間變化，污染物為難降解的有機物、可溶性鹽類和懸浮固體情況下的預測?！纠}】河邊擬建一工廠，排放含氯化物廢水，流量2.83m3/s，含鹽量1300mg/L。該河流平均流速0.46m/s，平均河寬13.7m，平均水深0.61m，上游來水含氯化物100mg/L，該廠廢水如果排入河中能與河水迅速混合，問河水氯化物是否超標？（設地方標準為200mg/L）。582021/5/9河流完全混合模式的適用條件：①河流充分混合段；②持久性污染物；③河流恒定流動；④廢水連續(xù)穩(wěn)定排放非守恒污染物的零維水質模型V河流、湖庫的容積，m3K1592021/5/9V1602021/5/9（2）一維水質模型一維水質模型的適用條件：假設條件是橫向和垂直方向混合相當快，認為斷面中的污染物濃度是均勻的。一維河流水質模型基本方程為612021/5/9對于非持久性或可降解污染物，如給定x=0時，c=c0則上式解為K1污染物衰減系數(shù)對于一般條件下的河流，忽略擴散項，代入初始條件x=0,C=C0方程的解為622021/5/9[例1]一個改擴建工程擬向河流排放廢水，廢水量q＝0.15m3／s，苯酚濃度為30μg／L，河流流量Q＝5.5m3／s，流速u＝0.3m／s，苯酚背景濃度為0.5μg／L，苯酚的降解（衰減）系數(shù)K＝0.2d-1，縱向彌散系數(shù)Ex＝10m2／s。求排放點下游10km處的苯酚濃度。[解]計算起始點處完全混合后的初始濃度：（1）考慮縱向彌散條件下的下游10km處的濃度：CC632021/5/9（2）忽略縱向彌散時的下游10km處的濃度：

由此看出，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。對水面寬闊的河流受納污(廢)水后的混合過程和污染物的衰減可用二維模型預測；對于水面又寬又深和流態(tài)復雜的河流水質預測宜采用三維模型。C642021/5/9作業(yè)2：

工廠A和B向一均勻河段排放含酚污水，水量均為100m3/d，水質均為50mg/l。兩工廠排放口相距20km。兩工廠排放口的上游河水流量為9m3/s，河水含酚為0mg/l，河水的平均流速為40km/d，酚的衰減速率常數(shù)為2d-1。如要在該河流的兩工廠排放口的下游建一自來水廠，根據(jù)生活飲用水衛(wèi)生標準，河水含酚應不超過0.002mg/l，問該水廠應建在何處（距A、B排放口的距離）？652021/5/9（3）662021/5/9預測模型的選擇在河段內有支流匯入，且沿河有多個污染源，采用多河段模型；廢水排入河流后與河水迅速完全混合后的濃度，持久性污染物與河水完全混合后的濃度預測，可采用零維模型；污染物濃度在斷面上比較均勻分布的中小型河流的水質預測，采用一維模型；污染物濃度在垂向比較均勻，而在縱向和橫向分布不均勻的大河，采用二維模型。對水面寬、深，流態(tài)復雜的河流的水質預測，應采用三維模型。672021/5/9（4）BOD-DO耦合模型S－P模型的基本假設是：①河流中的BOD的衰減和溶解氧的復氧都是一級反應；②反應速度是定常的；③河流中的耗氧是由BOD衰減引起的，而河流中的溶解氧來源則是大氣復氧。S-P模式的適用條件：①河流充分混合段；②污染物為耗氧性有機污染物；③需要預測河流溶解氧狀態(tài)；④河流恒定流動；⑤連續(xù)穩(wěn)定排放。682021/5/9BOD-DO模型（S-P模型）簡介：描述河流水質的第一個模型是由斯特里特(H.Streeter)和菲爾普斯(E.Phelps)在1925年提出的，簡稱S-P模型,S-P模型迄今仍得到廣泛的應用，它也是各種修正和復雜模型的先導和基礎。S-P模型用于描述一維穩(wěn)態(tài)均勻無擴散河流中的BOD-DO的變化規(guī)律。692021/5/9對于某一河段，若河水流動對污染物的遷移作用大于湍流對污染物的擴散作用，則可以把地面水環(huán)境質量變化的基本方程簡化成一維的作近似處理。假設此河段的任一斷面上流速和水質濃度均勻分布，并記濃度為c，則基本方程可簡化為假設上游污水來量是穩(wěn)定的，水流運動也是穩(wěn)定，則可認為該河段中水質的運動是定常的。上式可以進一步簡化為BOD-DO模型推理過程702021/5/9上式是忽略三個方向擴散作用的基本方程?？梢钥闯銮蠼獾年P鍵是在于確定Sp。C為污染物濃度時，Sp代表由人類行為或者化學反應或生物運動所引起的污染物的凈增加率。在應用模型時，要對Sp來源作具體分析。對本模型具體而言，水中溶解氧（DO）的減少和短缺是一種普遍性的水質問題，引起河水中DO減少的原因主要有：河水中有機物的分解、底泥中有機物的分解，以及水生生物的呼吸作用等。來源主要有：大氣復氧、水體中水生植物光合作用等712021/5/9BOD-DO變化關系圖722021/5/9假設：（1）對于方程式中的Sp項，

只考慮好氧微生物參加的BOD衰減反應，并認為該反應為一級反應。根據(jù)一級反應動力學原理，即有S=-K1L,其中K1為BOD一級反應衰減速率，L為BOD濃度（2）對河水中的DO來說，認為耗氧只是BOD衰減反應引起的。即BOD的衰減反應速率與河水中溶解氧(DO)的減少速率相同。同時認為復氧速率與河水中的氧虧成正比，并只考慮大氣復氧的作用。732021/5/9因此，可以用BOD，DO兩組方程式來表達水質變化。下面式S-P方程的基本形式式中:U－該河段中的平均流速L—河段中距起端距離為x處的BOD濃度C－河水中距離起端處為X處的溶解氧DO濃度k1—河水中BOD衰減(耗氧)系數(shù)；k2—河水中的大氣復氧系數(shù)；Cs河水中飽和溶解氧DO濃度Cs＝468/(31.6+T)742021/5/9這兩個方程式是耦合的。當取邊界條件時可得解析解為根據(jù)S-P模型，可以在排污斷面處河水的BOD、DO的濃度值分別為L0C0時，求得沿河下游各斷面上的溶解氧濃度值752021/5/9762021/5/9從前圖可見，在河流的某一距離Xc處，溶解氧具有最小值。此處水質最差，是人們較為關注的。此處的虧氧值(或溶解氧值)及發(fā)生的距離，可通過求極值的方法求得，即可由上式，令dC/dx=0，得到：772021/5/9河水中的有機物，在隨水向下游流動的過程中，隨著水力條件的變化，可以反復發(fā)生沉淀－由水相到底泥，再懸?。傻啄嘣龠M入到水相的過程。這一過程將影響河水中耗氧和復氧的狀況，因此Thomas在sp模型中引入了一個沉淀－再懸浮系數(shù)k3式中k3為由沉淀作用或沖刷作用去除BOD的系數(shù)托馬斯(Thomas)修正模型782021/5/9多賓斯—坎普(Dobbins—Camp)修正模型在sp模型的基礎上,多賓斯-坎普提出了兩條新的假設：考慮地面徑流（耗氧）所引起的BOD變化速率，該速率以B表示?？紤]藻類光合作用和呼吸作用以及底泥有機物分解耗氧所引起的溶解氧變化速率，以P表示。792021/5/9B802021/5/9在托馬斯模型的基礎上,奧康納提假設條件為，總BOD是碳化和硝化BOD兩部分之和，則托馬斯修正式可改寫為：Kn為含氮有機物引起的BOD衰減系數(shù)，也稱硝化反應系數(shù)，反應含氮有機物對水質的影響奧康納(O’Connon)模型812021/5/9822021/5/95、水質模型的參數(shù)估值擴散參數(shù)估值有機物耗氧速率常數(shù)k1估值硝化耗氧速率常數(shù)kN估值復氧速率常數(shù)k2估值多參數(shù)同時估值832021/5/9擴散參數(shù)估值（1）經(jīng)驗公式Taylor公式Elder公式842021/5/9擴散參數(shù)估值（2）示蹤實驗法向河流中投放持久性示蹤劑（無機鹽：NaCl、LiCl，熒光染料：若丹明B或W），用下式估值：（采樣在完全混合斷面后）852021/5/9862021/5/9有機物耗氧速率常數(shù)k1估值（1）實驗室測定法因為872021/5/9有機物耗氧速率常數(shù)k1估值故或882021/5/9有機物耗氧速率常數(shù)k1估值例：有一組BOD實驗數(shù)據(jù)如表：求K1和L0。t12345678910y6.511.015.018.020.022.023.024.025.026.0(t/y)1/30.5360.5670.5850.6060.6300.6480.6730.6930.7110.727892021/5/9有機物耗氧速率常數(shù)k1估值902021/5/9從圖上查得：912021/5/9有機物耗氧速率常數(shù)k1估值922021/5/9有機物耗氧速率常數(shù)k1估值（2）野外實測法有機物降解符合故932021/5/9復氧速率常數(shù)k2估值（1）示蹤劑法放射性同位素氘水或氪-85和熒光燃料同時使用。該方法很少使用。（2）經(jīng)驗公式（3）S-P模型及其修正式采用的估值942021/5/9（4）實測法952021/5/9962021/5/9972021/5/9982021/5/9992021/5/96、地表水環(huán)境影響的評價

水環(huán)境影響評價是在工程分析和影響預測基礎上，以法規(guī)、標準為依據(jù)解釋擬建項目引起水環(huán)境變化的重大性，同時辨識敏感對象對污染物排放的反應；對擬建項目的生產(chǎn)工藝、水污染防治與廢水排放方案等提出意見；提出避免、消除和減少水體影響的措施和對策建議；最后提出評價結論。1）評價重點和依據(jù)的基本資料(1)對應結合建設、運行和服務期滿三個階段的不同情況對所有預測點和所有預測的水質參數(shù)進行環(huán)境影響重大性的評價，但應抓住重點。1002021/5/9如空間方面，水文要素和水質急劇變化處、水域功能改變處、取水口附近等應作為重點；水質方面，影響較大的水質參數(shù)應作為重點。多項水質參數(shù)綜合評價的評價方法和評價的水質參數(shù)應與環(huán)境現(xiàn)狀綜合評價相同。(2)進行評價的水質參數(shù)濃度應是其預測的濃度與基線濃度之和。(3)了解水域的功能，包括現(xiàn)狀功能和規(guī)劃功能。(4)評價建設項目的地面水環(huán)境影響所采用的水質標準應與環(huán)境現(xiàn)狀評價相同。(5)向已超標的水體排污時，應結合環(huán)境規(guī)劃酌情處理或由環(huán)保部門事先規(guī)定排污要求。1012021/5/92．判斷影響重大性的方法(1)規(guī)劃中有幾個建設項目在一定時期（如5年）內興建并且向同一地表水環(huán)境排污的情況可以采用自凈利用指數(shù)法進行單項評價。

式中：Pi,j，Chi,j，Csi—分別為j點污染物i的濃度，j點上游i的濃度和i的水質標準；λ—自凈能力允許利用率。溶解氧的自凈利用指數(shù)為：1022021/5/9式中：