河科大環(huán)境影響評(píng)價(jià)教案第5章 地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)

環(huán)境影響評(píng)價(jià) -PAGE42-第五章地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)第一節(jié)地表水體的污染和自凈一、水體污染人類活動(dòng)和自然過程的影響可使水的感官性狀（色、嗅、味、透明度等）、物理化學(xué)性質(zhì)（溫度、氧化還原電位、電導(dǎo)率、放射性、有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)組分等）、水生物組成（種類、數(shù)量、形態(tài)和品質(zhì)等），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，這種現(xiàn)象稱為水體污染。按排放形式不同，可將水體污染源分為兩大類：點(diǎn)污染源和非點(diǎn)污染源。由污染源排放出的各種類型污染物。（一）點(diǎn)污染源是指由城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)企業(yè)通過管道和溝渠收集和排入水體的廢水。生活污水主要來自家庭、商業(yè)、機(jī)關(guān)、學(xué)校、餐飲業(yè)、旅游服務(wù)業(yè)及其他城市公用設(shè)施。生活污水中含纖維素、糖類、淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪等有機(jī)物，還含有氮、磷與硫等無機(jī)鹽類以及病原微生物等污染物。由于有機(jī)污染物組分復(fù)雜，要想分別測(cè)定含量很困難，因此采用一些綜合指標(biāo)來表示水體受有機(jī)污染的程度，常用的有生化需氧量（BOD）和化學(xué)需氧量（COD）等。生活污水的BOD5濃度在150～350mg/L之間；懸浮物含量在150～350mg/L之間；細(xì)菌總數(shù)在2.5×106個(gè)左右，其中含大量致病菌與病毒。工業(yè)廢水來自工業(yè)生產(chǎn)過程，其水量和水質(zhì)隨生產(chǎn)過程而異，一般可分為工藝廢水、原料及成品洗滌水、設(shè)備與場(chǎng)地沖洗水、冷卻用水以及生產(chǎn)過程中跑、冒、滴、漏流失的廢水。工業(yè)廢水中常含有生產(chǎn)原料、中間產(chǎn)物、成品及各種雜質(zhì)。按工業(yè)廢水中所含主要污染物種類差異，可將其分為：有機(jī)廢水、無機(jī)廢水、重金屬?gòu)U水、放射性廢水和熱廢水（或溫排水）等。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)流量和采樣分析組成濃度確定，但這樣做需要投入大量人力、物力。在經(jīng)費(fèi)和其他條件有限制時(shí)，常采用排污指標(biāo)（例如排放系數(shù)）推算的方法。居住區(qū)生活污水量Qs的計(jì)算見式（5-1）：（5-1）式中：Qs——居住區(qū)生活污水量，L/s；q——每人每日的排水定額，L/（人·d）；N——設(shè)計(jì)人口數(shù)，人；Ks——總變化系數(shù)（1.5～1.7）。工業(yè)廢水量Qs按式（5-2）估算：（5-2）式中：m——單位產(chǎn)品廢水量，L/t；M——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；t——工廠每日工作時(shí)數(shù)，h。（二）非點(diǎn)污染源非點(diǎn)污染源又稱面源，是指分散或均勻地通過岸線進(jìn)入水體的廢水和自然降水通過溝渠進(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重力沉降和降水過程進(jìn)入水體等所造成的污染廢水。非點(diǎn)源污染情況復(fù)雜，其污染影響較難定量，但又不能忽視，特別是對(duì)點(diǎn)源已進(jìn)行有效控制后，非點(diǎn)源污染會(huì)日益突出。例如，美國(guó)國(guó)家水質(zhì)委員會(huì)在20世紀(jì)80年代初估計(jì)，美國(guó)排入水體中的懸浮物總量平均為348×103t/d，其中非點(diǎn)源占92%；氮負(fù)荷總量為78.6×103t/d，其中非點(diǎn)源占53%。估算非點(diǎn)源污染負(fù)荷有兩種途徑：第一種是在對(duì)水土流失過程及其主要制約因素進(jìn)行大量調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過對(duì)非點(diǎn)源污染物的輸出過程的模擬來研究區(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)算總污染負(fù)荷量。1、城市非點(diǎn)污染源負(fù)荷估計(jì)：城市徑流含有許多污染物質(zhì)，有懸浮物和溶解性污染物、空氣沉降物和車輛排放物等。其來源有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)排水系統(tǒng)進(jìn)入受納水體。僅考慮城市非點(diǎn)源污染物被暴雨沖刷到接受水體的負(fù)荷?；境绦蚴鞘紫裙烙?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。（1）暴雨徑流深度的估計(jì)：R=CR·P－DS（5-3）式中：R——總暴雨徑流深度，㎝；CR——總徑流系數(shù)；P——降雨量，㎝；DS——洼地存水，㎝。其中總徑流系數(shù)有兩種估算方法，粗略估算可采用式（5-4）計(jì)算,較準(zhǔn)確的可按式（5-5）計(jì)算。（5-4）式中：I——不透水區(qū)百分?jǐn)?shù)；φ——按照不同坡度計(jì)算的不透水區(qū)的徑流系數(shù)，見表5-1（不透水區(qū)指屋面、瀝青和水泥路面或廣場(chǎng)、庭院等）。（5-5）式中：Fi——各種類型地區(qū)所占的面積；φi——對(duì)應(yīng)的徑流系數(shù)（見表5-1）。洼地存水DS可用式（5-6）粗略估計(jì)：（5-6）表5-1不同區(qū)域徑流系數(shù)種類條件φ種類條件φ透水區(qū)表面級(jí)配碎石路面干砌磚石和碎石路面非鋪砌土地面公園或綠地草地（亞砂土）0.450.400.300.150.05～0.20不透水區(qū)表面平坦（坡度＜2%）中等（坡度2%-7%）傾斜（坡度7%）0.800.850.90（2）徑流沖刷到接受水體的顆粒物負(fù)荷：在總暴雨徑流估算出來后，可估算暴雨沖刷率。一般認(rèn)為1h內(nèi)總徑流為1.27㎝時(shí)，可沖走90%的街道表面顆粒物（沉積物）。暴雨徑流中沖刷的固體負(fù)荷：（5-7）式中：Ysw——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)，d；Ysu——街道表面顆粒物日負(fù)荷量，㎏/d。te可由式（5-8）估計(jì)：（5-8）式中：tr——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)，d；εs——街道清掃頻率。Ysu可由式（5-9）估計(jì)：Ysu=Lsu·Lst（5-9）式中：Lsu——顆粒物日負(fù)荷率，㎏/（㎞·d）；Lst——街道邊溝長(zhǎng)，約等于2倍的街道長(zhǎng)，㎞。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。表5-2表示以排水溝長(zhǎng)度計(jì)算的不同土地使用類型總顆粒物日負(fù)荷率。這是1972年美國(guó)環(huán)保局Starton和Boyd對(duì)美國(guó)幾個(gè)城市的街道污染物進(jìn)行研究的成果。（3）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，見式（5-10）。（5-10）式中：You——有機(jī)污染物的日負(fù)荷量，㎏/d；a——單位轉(zhuǎn)換因子，10-6；Ysu——總顆粒物固體日負(fù)荷量，㎏/d；cou——有機(jī)污染物在顆粒物中的濃度，。表5-2城市集水區(qū)污染物累積速率土地使用地表顆粒物總量/㎏·（㎞·d）-1BOD極限值/㎎·g-1土地使用地表顆粒物總量/㎏·（㎞·d）-1BOD極限值/㎎·g-1商業(yè)區(qū)工業(yè)區(qū)居住區(qū)4.56.33.17.73.03.6單獨(dú)住宅加數(shù)平均0.952.05.05.0城市降雨徑流問題是個(gè)十分復(fù)雜的問題，它與水分循環(huán)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都有關(guān)系，并與多種因素相關(guān)，如降水過程、大氣污染、土地使用、人類污染特征、自然特點(diǎn)等。由于變化性大、隨機(jī)性強(qiáng)、偶然因素多，尚未掌握其規(guī)律性。2、農(nóng)田徑流污染負(fù)荷估算：估計(jì)農(nóng)田徑流有兩類方法：第一種方法是避開污染物在農(nóng)田表面實(shí)際遷移過程的變化，僅通過采集和分析各個(gè)集水區(qū)的徑流水樣計(jì)算進(jìn)入某一水環(huán)境中某種污染物總量，其概念以式（5-11）表示。第二種方法是類似于1介紹的方法，是考慮降雨徑流經(jīng)過農(nóng)田土壤層時(shí)引起侵蝕，有機(jī)和無機(jī)污染物隨顆粒物一起沖入水體，所以第一步是計(jì)算表面侵蝕引起的沉積物負(fù)荷和單位沉積物上的污染物量，就可推算出進(jìn)入水體的污染物量。這兩種方法都可以通過實(shí)際調(diào)查，先算出樣方污染負(fù)荷，然后按面積比例推算區(qū)域的總污染負(fù)荷。所謂樣方法是指區(qū)域中有代表性的地塊。第一種方法的計(jì)算式：（5-11）式中：M——某種污染物輸出總量，㎏；ρi——第i小時(shí)的該種污染物濃度，㎏/m3；Qi——第i小時(shí)的徑流量，m3；n——觀測(cè)的總時(shí)數(shù)，h；j——第j個(gè)農(nóng)田集水區(qū)；m——集水區(qū)總數(shù)。對(duì)暴雨徑流過程的水質(zhì)和水量進(jìn)行適當(dāng)頻率的同步，可得到某種污染物濃度過程線和徑流量過程線，再假定每小時(shí)的水質(zhì)和水量不變，即可用式（5-11）計(jì)算一個(gè)觀測(cè)時(shí)段內(nèi)由該片農(nóng)田排入一個(gè)水體的污染物總量（M），由M進(jìn)一步推算得到一年中輸入水體的某種污染物總量。（三）水體污染1、地面水水體地面水水體主要指江、河、湖泊、沼澤、水庫(kù)等。地面水水體的概念不僅包括水，而且包括水中的懸浮物、底泥和水生生物。它是完整的生態(tài)系統(tǒng)或自然綜合體。地面水水體按使用目的和保護(hù)目標(biāo)可劃分為五類：Ⅰ類主要適用于源頭水和國(guó)家自然保護(hù)區(qū)的水體；Ⅱ類主要適用于集中式生活飲用水水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)的水體，以及珍貴魚類保護(hù)區(qū)、魚蝦產(chǎn)卵場(chǎng)的水體；Ⅲ類主要適用于集中式生活飲用水水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)和一般魚類保護(hù)區(qū)及游泳區(qū)的河段；Ⅳ類主要適用于一般工業(yè)用水和娛樂用水水體，Ⅴ類適用于農(nóng)業(yè)用水及一般景觀水域。一個(gè)水體往往具有多種用途，例如一條江或河，它的一般具有1—2種用途，而另一段又具有另外1—2種用途。水體的用途不同，對(duì)其水質(zhì)的要求也不相同。2、水體污染水體受到人類或自然因素或因子（物質(zhì)或能量）的影響，使水的感觀性狀（色、嗅、味、濁）、物理化學(xué)性能（溫度、酸堿度、電導(dǎo)度、氧化還原電位、放射性）、化學(xué)成分（無機(jī)、有機(jī)）、生物組成（種類、數(shù)量、形態(tài)、品質(zhì)）及底質(zhì)情況等產(chǎn)生的惡化，污染指標(biāo)超過地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，稱為水體污染。水體污染分為兩類：一類是水體自然污染，另一類是水體人為污染，而后者是主要的，更為人們所關(guān)注。水體的自然污染是自然原因所造成的。如某一地區(qū)的地質(zhì)化學(xué)條件特殊，某種化學(xué)元素大量地富集于地層中，由于大氣降水的地表徑流，使這種元素或它的鹽類溶解于水或夾雜在水流中被帶入水體，造成水體污染。地下水在地下徑流的漫長(zhǎng)的路徑中，溶解了比正常水質(zhì)多的某種元素（離子態(tài)）或它的鹽類，造成地下水的污染。當(dāng)它以泉的形式涌出地面流入地面水體時(shí)，造成了地面水體的污染。水體的自然污染是很難控制的。水體的自然污染往往是這一地區(qū)的地方病的發(fā)病原因之一。因此，在地方病的防治研究中給予了極大的關(guān)注。水體的人為污染是由于人類的生活和生產(chǎn)活動(dòng)向水體排放的各類污染物質(zhì)（或能量），其數(shù)量達(dá)到使水和水體底泥的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生變化，從而降低了水體原使用價(jià)值，造成了水體的人為污染，或稱水體污染。水體污染是工業(yè)與環(huán)境沒有協(xié)調(diào)發(fā)展的產(chǎn)物，從某種意義上說也是經(jīng)濟(jì)落后國(guó)家貧窮的產(chǎn)物。水體污染的發(fā)生及其演變過程取決于污染源、污染物及承受水體三個(gè)方面的特征及其相互作用和關(guān)系。污染物進(jìn)入水體后，發(fā)生兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的過程：一是水體污染惡化過程，二是水體污染的凈化過程。（在水體自凈中介紹）水體污染惡化過程包括以下幾個(gè)過程。（1）溶解氧下降過程排入水體中的有機(jī)物，在好氧細(xì)菌的作用下。復(fù)雜的有機(jī)物被分解為簡(jiǎn)單的有機(jī)物直至轉(zhuǎn)化為無機(jī)物，要消耗大量的溶解氧，使水體中溶解氧下降，水質(zhì)惡化。水體底部多為厭氧條件，底泥中的有機(jī)物在厭氧細(xì)菌的作用下，產(chǎn)生出硫化氫、甲烷等還原性氣體，在其上浮到水面過程中要消耗溶解氧，水質(zhì)惡化。水體中溶解氧的下降，威脅水生生物的生存。（2）水生生態(tài)平衡破壞過程由于水體中溶解氧的下降，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)增多，使耐污、耐毒、喜肥的低等水生動(dòng)物、植物大量繁殖。魚類等高等水生生物遷移，死亡。當(dāng)水體中溶解氧低于3㎎/L時(shí)，就會(huì)引起魚類窒息死亡。因此，漁業(yè)水體中溶解氧（DO）不得低于3㎎/L。如鯉魚要求溶解氧為6-8㎎/L，青魚、草魚、鰱魚等均要求溶解氧保持在5㎎/L以上。（3）低毒變高毒過程由于水體中pH值、氧化還原、有機(jī)負(fù)荷等條件的改變，使低毒化合物轉(zhuǎn)化為高毒化合物。如三價(jià)鉻、五價(jià)砷、無機(jī)汞可轉(zhuǎn)化為更毒的六價(jià)鉻、三價(jià)砷、甲基汞。（4）低濃度向高濃度轉(zhuǎn)化過程由于物理堆積和生物富集作用，使低濃度向高濃度轉(zhuǎn)化。如重金屬、難分解有機(jī)物、營(yíng)養(yǎng)物向底泥的積累過程，使底泥的污染物濃度升高。由于生物的食物鏈或營(yíng)養(yǎng)鏈作用，使污染物在魚類或其它水生動(dòng)物體里富集，造成污染物的高濃度。（四）水體污染物由點(diǎn)源和非點(diǎn)源排入水體的主要污染物可分為：耗氧有機(jī)污染物、營(yíng)養(yǎng)物、有機(jī)毒物、重金屬、非金屬無機(jī)毒物、病原微生物、酸堿污染物、石油類、熱量和放射性核素等。1、耗氧有機(jī)污染物：包括碳水化合物、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸、酚、醇等，主要是由點(diǎn)污染源排放的；但是，隨著農(nóng)藥和化肥施用量增加和小型禽畜飼養(yǎng)業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)的發(fā)展，非點(diǎn)源污染的比重日益增加。耗氧有機(jī)物能為水體中微生物分解；在分解同時(shí)消耗水體中的溶解氧（DO）。當(dāng)DO濃度過低時(shí)，魚類死亡和正常的水生生態(tài)系統(tǒng)受到破壞；在水中DO和NO3－、NO2－等氧化物被耗盡時(shí)，便出現(xiàn)“黑臭”現(xiàn)象。水體中耗氧有機(jī)物濃度常以單位體積水中耗氧物質(zhì)的化學(xué)或生物化學(xué)分解過程所需消耗的氧量表示。常用的參數(shù)（指標(biāo)）有：化學(xué)需氧量（COD）、生物需氧量（BOD）和高錳酸鹽指數(shù)等。2、營(yíng)養(yǎng)物：是由點(diǎn)源和非點(diǎn)源將含有機(jī)氮化物、氨氮、硝酸鹽和磷酸鹽的廢水直接排入或通過河流進(jìn)入湖泊、水庫(kù)和近海水域帶來的。這些過量排入的營(yíng)養(yǎng)物使水體富營(yíng)養(yǎng)化，造成水體中藍(lán)、綠藻和有些浮游生物種群大量繁殖，它們的生長(zhǎng)周期短，有的藻類還排放毒素，死亡的藻類和浮游生物在被微生物分解過程中消耗水中的DO，并產(chǎn)生H2S等有害氣體，使水體中原有水生物消失，水體發(fā)臭。3、水中有機(jī)毒物：主要有酚類、多氯聯(lián)苯（PCB）、有機(jī)氯農(nóng)藥和硝基化合物等。酚類雖易為水中微生物降解，但酚類會(huì)引起魚類肌肉出現(xiàn)異味，自來水廠用氯消毒含酚濃度過高的水時(shí)，會(huì)出現(xiàn)令人厭惡的味道。4、水中重金屬：一般指密度大于5.0g/cm3的元素。重金屬對(duì)人的毒性范圍很大，其中Hg、Cd、Be等毒性大，Cu和Zn較小。5、非金屬無機(jī)毒物：主要有氰化物、氟化物和H2S等。在好氧條件下低濃度氰化物可被氧化成、，H2S可氧化為硫酸鹽。6、病原微生物：包括致病菌、病毒和寄生蟲卵。它們常與腸桿菌及其他細(xì)菌共存，會(huì)導(dǎo)致各種水致傳染病。7、酸堿污染：指酸性或堿性廢水排入水體，使水的pH值超出正常的6.5～8.5范圍，從而影響水生物的正常生長(zhǎng)和防礙水體自凈作用。8、石油類：石油類污染物排入河流和海洋使水體造成的污染，這種污染會(huì)使幼魚致畸和使魚卵不能孵化，還造成魚肉出現(xiàn)油臭，也使水質(zhì)變味。9、熱污染：主要是由電力、冶金、化工等工業(yè)排放溫度高的冷卻用水（也稱溫排水）。溫排水使水體水溫升高，破壞了水生生態(tài)系統(tǒng)。水溫升高降低DO濃度影響水生生物生長(zhǎng)。（五）水體污染類型及危害水體污染類型較多，主要有以下幾類。1、有機(jī)耗氧性污染生活污水和一部分工業(yè)廢水中含有大量的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和木質(zhì)素等有機(jī)物。這類物質(zhì)進(jìn)入水體，在好氧微生物的作用下，分解為簡(jiǎn)單無機(jī)物質(zhì)。在此過程中消耗水體中的大量溶解氧。以碳水化合物為例，每分解1mol（162g）碳水化合物消耗6mol（192g）氧氣。大量的有機(jī)物進(jìn)入水體，勢(shì)必導(dǎo)致水體中溶解氧急劇下降，因而影響魚類和其它水生生物的正常生活。嚴(yán)重的還會(huì)引起水體發(fā)臭，魚類大量死亡。絕大多數(shù)魚類要求水體中的溶解氧含量為3-12㎎/L，鯉魚要求6-8㎎/L，我國(guó)特有的飼養(yǎng)魚種，如青魚、草魚、鰱魚、鳙魚等要求5㎎/L以上。當(dāng)溶解氧低于此值時(shí)，魚類便逃離該區(qū)，轉(zhuǎn)移到溶解氧含量較高的水域。當(dāng)溶解氧低于3㎎/L時(shí)，就會(huì)引起魚類窒息死亡。此外，溶解氧小于3㎎/L時(shí)，水體中好氧微生物開始死亡，厭氧微生物大量繁殖，使有機(jī)物的好氧分解過程轉(zhuǎn)入?yún)捬醴纸膺^程，厭氧分解的產(chǎn)物如甲烷、硫化氫等，都是對(duì)魚類有毒害的氣體。它們的大量出現(xiàn)，將會(huì)嚴(yán)重破壞漁業(yè)生產(chǎn)。這些氣體又具有臭味，會(huì)破壞水體的飲用和娛樂等使用價(jià)值。2、化學(xué)毒物污染隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，每年排入水體的有害物質(zhì)越來越多。有毒污染物的種類已達(dá)數(shù)百種之多，大體可分為四類：（1）非金屬無機(jī)毒物（CN－、F－、S2－等）；（2）重金屬與類金屬無機(jī)毒物（Hg2+、Cd2+、Cr2+、Pb2+、Mn2+等）；（3）易分解有機(jī)毒物（揮發(fā)酚、醛、苯等）；（4）難分解有機(jī)毒物（DDT、六六六、狄氏劑、艾氏劑、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、芳香胺等）。（1）非金屬無機(jī)毒物非金屬無機(jī)毒物以氰化物和氟為代表。氰化物是劇毒物質(zhì)，大多數(shù)氰的衍生物毒性更強(qiáng)。由于它能在人體內(nèi)產(chǎn)生氰氫酸，使細(xì)胞呼吸受到麻痹引起窒息死亡。一般人一次口服0.1g左右的氰化鈉（鉀）就會(huì)致死，敏感的人只需0.06g就會(huì)致死。氰化物對(duì)魚類有很大的毒性，當(dāng)水中含0.3－0.5㎎/L時(shí)便會(huì)致死。氰化物對(duì)其它水生生物也具有毒性。氟過多地進(jìn)入人體，會(huì)導(dǎo)致人體鈣磷代謝紊亂，引起低血鈣、氟斑牙、氟骨癥等。（2）重金屬與類金屬無機(jī)毒物重金屬類污染物突出的特點(diǎn)是不能被生物分解去毒，只有形態(tài)、價(jià)態(tài)的變化，在環(huán)境中不斷遷移轉(zhuǎn)化。水體中的重金屬通常是被生物富集，即由很低的濃度，通過動(dòng)物（及植物）食物鏈的特殊作用，可以富集到極高的濃度，這是重金屬污染物危害大的原因之一。1953年在日本熊本縣水俁市首次發(fā)現(xiàn)水俁病，是含甲基汞的工業(yè)廢水污染了水俁灣的海水，使魚中毒，人食毒魚后引起的。到1972年12月止，水俁市官方正式承認(rèn)了798名患者，其中死亡107人，另外還有2800人左右提出申請(qǐng)，實(shí)際受到危害的人數(shù)遠(yuǎn)比承認(rèn)登記的要多。重金屬在水中的毒性和水的物理、化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。例如：重金屬離子在硬水中的毒性比在軟水中的毒性?。辉诘蜏叵碌亩拘员仍诟邷叵露拘孕?。兩種以上重金屬離子同時(shí)作用時(shí)，有可能使毒性增大。例如，當(dāng)0.025ppm的銅和1.0ppm的鋅同時(shí)以硫酸鹽的形式存在于軟水中時(shí)，比單獨(dú)存在0.2ppm的硫酸銅或單獨(dú)存在8.0ppm的硫酸鋅毒性還大。（3）易分解有機(jī)毒物易分解有機(jī)毒物以酚類污染物為代表。酚類屬高毒污染物，為細(xì)胞原漿毒物，低濃度能使蛋白質(zhì)變性，高濃度能使蛋白質(zhì)沉淀，對(duì)各種細(xì)胞有直接損害，對(duì)皮膚和粘膜有強(qiáng)烈腐蝕作用。長(zhǎng)期飲用被酚污染的水，可引起頭昏、出疹、瘙癢、貧血及各種神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，甚至中毒。低濃度酚污染水體，能影響魚類的回游繁殖，僅0.1－0.2㎎/L時(shí)，魚肉就有酚味；高濃度時(shí)可使魚類大量死亡，甚至絕跡。酚對(duì)其它水生生物包括微生物也有危害。（4）難分解的有機(jī)毒物類DDT、六六六農(nóng)藥已成為全球性污染物被禁用。DDT在人體中積累，造成慢性中毒，影響神經(jīng)系統(tǒng)，破壞肝功能，造成生理障礙。有機(jī)磷農(nóng)藥可引起人體肝功能障礙，有的還有致畸性。多氯聯(lián)苯和稠環(huán)芳烴對(duì)人的肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)有毒害作用，并有致畸作用。3、石油污染隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展，油類對(duì)水體特別是海洋的污染越來越嚴(yán)重。目前由人類活動(dòng)排入海洋的石油每年達(dá)幾百萬(wàn)噸以至上千萬(wàn)噸。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)造成的石油污染是至今最大的石油污染。進(jìn)入海洋的石油，在水面形成一層油膜，影響氧氣擴(kuò)散進(jìn)入水中，因而對(duì)海洋生物的生長(zhǎng)產(chǎn)生不良影響。石油污染對(duì)幼魚和魚卵危害極大，油膜和油塊粘附在幼魚和魚卵上，使魚卵不能成活或使幼魚死亡。石油可使魚蝦類產(chǎn)生石油臭味，降低了海產(chǎn)品的食用價(jià)值。石油污染破壞優(yōu)美的海濱風(fēng)景，降低了作為療養(yǎng)、旅游地的使用價(jià)值。石油污染還可引起水體表面的火災(zāi)。4、放射性污染水體中放射性物質(zhì)主要來源于鈾礦開采、選礦、冶煉、核電站及核試驗(yàn)以及放射性同位素的應(yīng)用等。攝入人體內(nèi)的放射性核素，通常會(huì)聚積在一些重要的機(jī)體組織中或進(jìn)入蛋白質(zhì)、核酸等生命體內(nèi)。如Ra225、Sr90易富集于骨骼中，Cs137易富集于肌肉內(nèi)等。它可能損傷機(jī)體的功能，引起白血病、癌癥和減少壽命，或作用于人類生殖細(xì)胞的染色體等，引起遺傳疾病。因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，放射性污染是人類所面臨的重大潛在性威脅之一。5、富營(yíng)養(yǎng)化污染富營(yíng)養(yǎng)化污染主要是指水流緩慢、更新期長(zhǎng)的地表水體，接納大量氮、磷、有機(jī)碳等植物營(yíng)養(yǎng)素引起的藻類等浮游生物急劇增殖的水體污染。自然界湖泊也存在富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，有貧營(yíng)養(yǎng)湖→富營(yíng)養(yǎng)湖→沼澤→干地，但速率很慢。人為污染所致的富營(yíng)養(yǎng)化，速率很快。在海洋水面上發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象稱為“赤潮”。日本沿海發(fā)生赤潮的次數(shù)最多。我國(guó)沿海也有赤潮發(fā)生，指示了我國(guó)近海水域受到了污染。在陸地水體中發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象稱為“水華”，在地下水中發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，稱該地下水為“肥水”。一般認(rèn)為，總磷和無機(jī)氮含量分別在20㎎/m3和300㎎/m3以上，就有可能出現(xiàn)水體富營(yíng)養(yǎng)化過程。不同的研究者對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化的劃分指標(biāo)給出了不同的值。二、水體自凈水體可以在其環(huán)境容量范圍內(nèi)，經(jīng)過自身的物理、化學(xué)和生物作用，使受納的污染物濃度不斷降低、逐漸恢復(fù)原有的水質(zhì)，這種過程叫水體自凈。實(shí)際上，水體自凈可以看作是污染物在水體中的遷移、轉(zhuǎn)化和衰減變化的過程。水體自凈機(jī)制有三種：（1）物理凈化物理凈化是由于水體的稀釋、混合、擴(kuò)散、沉積、沖刷、再懸浮等作用而使污染物濃度降低的過程。（2）化學(xué)凈化化學(xué)凈化是由于化學(xué)吸附、化學(xué)沉淀、氧化還原、水解等過程而使污染物濃度降低。（3）生物凈化生物凈化是由于水生生物特別是微生物的降解作用使污染物濃度降低。水體自凈的三種機(jī)制往往是同時(shí)發(fā)生相互交織在一起的。哪一方面起主導(dǎo)作用取決于污染物性質(zhì)和水體的水文學(xué)和生物學(xué)特征。水體自凈過程（一）遷移和轉(zhuǎn)化污染物在水體中的遷移和轉(zhuǎn)化作用包含推流遷移、分散稀釋、吸附沉降等方面。1、推流遷移：指污染物隨著水流在X、Y、Z三個(gè)方向上平移運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的遷移作用。2、分散稀釋：是污染物在水流中通過分子擴(kuò)散、湍流擴(kuò)散和彌散作用分散開來，得到稀釋。3、轉(zhuǎn)化和運(yùn)移：是污染物在懸浮物顆粒上的吸附或解吸、污染物顆粒的凝并、沉淀和再懸浮。底泥中污染物隨底泥沉積物運(yùn)移，以及熱污染的傳導(dǎo)和散失等。水體中的重金屬是以顆粒態(tài)、膠體、溶于水的離子和分子形式存在的，它隨水流從上游遷移至下游。溶解態(tài)的重金屬可通過物理化學(xué)和生物作用轉(zhuǎn)入到底泥，進(jìn)入水生生物和底棲生物體內(nèi)，再由食物鏈遷移至魚類、鳥類和人體中。水中的鈉、鉀和氯、氟等離子可以看成是持久性污染物，隨水流遷移，不發(fā)生轉(zhuǎn)化和衰減作用。（二）衰減變化污染物的好氧生化衰減過程：ρBOD/mg·LρBOD/mg·L-1第二階段BOD20第一階段BOD155021020圖5-1受污染水樣的生化需氧量（BOD）曲線t/d圖5-1受污染水樣的生化需氧量（BOD）曲線一個(gè)受污染水體的水樣在實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的BOD曲線示意于圖5-1。由圖可見，污染物的降解（BOD升高）可分為兩階段：第一階段主要是不含氮有機(jī)物的氧化，但也包括含氮有機(jī)物的氨化及氨化后生成的不含氮有機(jī)物的繼續(xù)氧化。這階段BOD常被稱作碳化需氧量，以表示，總的碳化需氧量則以表示。第二階段為氨氮硝化作用的需氧量?？偟南趸柩趿恳员硎?。一個(gè)嚴(yán)重污染的水體的自凈過程先是含碳有機(jī)物降解到低濃度后再進(jìn)行氨氮的硝化；而對(duì)受污染較輕的水體，往往是第一階段和第二階段同時(shí)進(jìn)行。和之和反映水體受可降解有機(jī)物污染的程度。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中常采用5天的生化需氧量（BOD5）作為衡量有機(jī)污染的標(biāo)準(zhǔn)，由圖5-1可見，BOD5僅反映部分污染物碳化的需氧量。2、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)：（5-12）積分后得：（5-13）式中：——t時(shí)刻剩余碳化需氧量，㎎/L；——水中總的碳化需氧量，㎎/L；——已降解的BOD值，㎎/L；K1——有機(jī)污染物碳化衰減速率系數(shù)（耗氧系數(shù)），1/d；t——污染物在水體中停留時(shí)間，d。3、硝化作用：天然水體中含氮化合物經(jīng)過一系列生化反應(yīng)過程，由氨氮氧化為硝酸鹽，稱硝化作用。硝化反應(yīng)也具有一級(jí)反應(yīng)性質(zhì)。（5-14）積分后得：（5-15）式中：——水中總的硝化需氧量值（起始時(shí)刻硝化BOD值），㎎/L；——t時(shí)刻的剩余硝化需氧量值，㎎/L；KN——含氮化合物硝化速率系數(shù)（耗氧系數(shù)），1/d。當(dāng)水體的水質(zhì)分析，給出凱氏（Kjeldahl）氮值（NK）時(shí)，可用式（5-16）估算，而如給出有機(jī)氮（）和氨氮（）以及亞硝酸鹽（）濃度時(shí)，則可用式（5-17）估算值。=4.57NK+1.14（5-16）=4.57（+）+1.14（5-17）4、溫度影響：溫度對(duì)K1和KN有影響，一般以20℃的和為基準(zhǔn)，則溫度T時(shí)的值為：（5-18）（5-19）式中：=1.047，T的范圍為10～35℃；=1.08，T的范圍為10～30℃。5、脫氮作用：當(dāng)水中溶解氧被消耗盡時(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)狻?、硫化物的反應(yīng)：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。如果水中存在鐵和亞鐵離子，可以和S2-生成難溶的硫化鐵或硫化亞鐵而減少硫化氫的生成。在水中有溶解氧時(shí)，硫化物可被硫細(xì)菌氧化為硫酸鹽。7、細(xì)菌的衰減作用：隨著水體自凈過程的進(jìn)行，例如河流的流動(dòng)過程，細(xì)菌（特別是糞便中的細(xì)菌）逐漸減少。細(xì)菌衰減也服從一級(jí)反應(yīng)。（5-20）式中：——經(jīng)過t（d）后殘留的細(xì)菌數(shù)，個(gè)；B0——最初的細(xì)菌數(shù)，個(gè)；t——時(shí)間，d；K——細(xì)菌凈死亡率，1/d。8、重金屬和有機(jī)毒物的衰減作用：重金屬和有機(jī)毒物在水體中的衰減與其種類和性質(zhì)有關(guān)；多數(shù)呈一級(jí)反應(yīng)。水體污染惡化過程和水體自凈過程是同時(shí)產(chǎn)生和存在的。但在某一水體的部分區(qū)域或一定的時(shí)間內(nèi)，這兩種過程總有一種過程是相對(duì)主要的過程，它決定著水體污染的總特征。這兩種過程的主次地位在一定的條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的。如距污水排放口近的水域，往往總是表現(xiàn)為污染惡化過程，形成嚴(yán)重污染區(qū)；在下游水域，則以污染凈化過程為主，形成輕度污染區(qū)；再向下游，最后恢復(fù)到原來水體質(zhì)量狀態(tài)。所以，當(dāng)污染物排入清潔水體之后，水體一般呈現(xiàn)出三個(gè)不同水質(zhì)區(qū)，即水質(zhì)惡化區(qū)，水質(zhì)恢復(fù)區(qū)和水質(zhì)清潔區(qū)。三、水體的耗氧與復(fù)氧過程在有機(jī)物不斷衰減的同時(shí)水中溶解氧被不斷消耗掉，而空氣中的氧又不斷溶入水中。（一）耗氧過程水體的溶解氧在以下過程中被消耗。1、碳化需氧量衰減耗氧：有機(jī)污染物生化降解，使碳化需氧量衰減，其耗氧量為：（5-21）2、含氮化合物硝化耗氧：（5-22）由于含氮化合物硝化作用滯后于碳化需氧量衰減耗氧，故在一個(gè)水體中考慮碳化和硝化的總耗氧量時(shí)，式（5-22）可寫成：（5-23）式中：α——硝化比碳化滯后的時(shí)間。3、水生植物呼吸耗氧：水中的藻類和其他水生植物在光合作用停止后的呼吸作用耗氧，其耗氧的速率為：（5-24）式中：——水生植物耗氧量；R——水生植物呼吸消耗水體中溶解氧的速率系數(shù)。4、水體底泥耗氧：底泥耗氧的主要原因是由于底泥中的耗氧物質(zhì)返回到水中和底泥頂層耗氧物質(zhì)的氧化分解。目前，底泥耗氧的機(jī)理尚未完全闡明。費(fèi)爾（Fair）用阻尼反應(yīng)來表達(dá)底泥的耗氧速率：（5-25）式中：——河床的BOD面積負(fù)荷；Kb——河床的BOD耗氧速率系數(shù)；rc——底泥耗氧的阻尼系數(shù)。底泥耗氧系數(shù)是溫度的函數(shù)，溫度修正系數(shù)的常用值為1.072（4～30℃）。（二）復(fù)氧過程水體中的溶解氧被不斷消耗的同時(shí)，大氣中的氧氣不斷溶于水中，水生植物的光合作用產(chǎn)氧等作用使水中的溶解氧水平得到一定程度的恢復(fù)。1、大氣復(fù)氧：氧氣由大氣進(jìn)入水體的傳質(zhì)速率與水體的氧虧量成正比。氧虧量，這里為該水溫下水體的飽和溶解氧濃度，為水體中的溶解氧濃度。（5-26）式中：K2——大氣復(fù)氧速率系數(shù)。K2是河流水深、流態(tài)及溫度等的函數(shù)。如果以20℃作為基準(zhǔn)，則任意溫度時(shí)的大氣復(fù)氧速率系數(shù)可寫為：（5-27）式中：——20℃條件下的大氣復(fù)氧速率系數(shù)； ——大氣復(fù)氧速率系數(shù)的溫度系數(shù)，通常=1.024。飽和溶解氧濃度是溫度、鹽度和大氣壓力的函數(shù)，在101kPa（760㎜Hg）壓力下，淡水中的飽和溶解氧濃度可以用下式計(jì)算：（5-28）式中：——飽和溶解氧濃度，㎎/L；T——水溫，℃。在河口，飽和溶解氧的濃度還會(huì)受到水的含鹽量的影響，這時(shí)可以用海爾（Hyer,1971）經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：=14.6244－0.367134T+0.0044972T2－0.0966S+0.00205ST+0.0002739S2（5-29）式中：S——水中含鹽量，‰。2、光合作用：水生植物的光合作用是水體復(fù)氧的另一個(gè)重要來源。奧康納（O’Conner,1965）假定光合作用的速率隨著光照強(qiáng)弱的變化而變化，中午光照最強(qiáng)時(shí)，產(chǎn)氧速率最快，夜晚沒有光照時(shí)，產(chǎn)氧速率為零。對(duì)于時(shí)間平均模型，可以取產(chǎn)氧速率為一天中的平均值，即將產(chǎn)氧速率取為一個(gè)常數(shù)：（5-30）式中：P——一天中產(chǎn)氧速率的平均值；ρo——光合作用產(chǎn)氧量。四、水溫變化過程水溫是影響水質(zhì)的重要指標(biāo)。各種水質(zhì)參數(shù)值，如溶解氧濃度、非離子氨濃度等，以及水質(zhì)模型中的許多系數(shù)如耗氧系數(shù)、復(fù)氧系數(shù)等都與水溫有關(guān)。過高的水溫或過快的水溫變化速率都會(huì)影響水生生物正常生長(zhǎng)和水體的功能。發(fā)電廠、化工廠等排放的熱水是引起水體水溫變化的主要污染源。水體水溫變化除了受工業(yè)污染源影響外，還與一系列熱交換過程有關(guān)，包括同大氣的能量交換和河床的熱量交換等等。第二節(jié)常用的水質(zhì)模型一、河流水質(zhì)模型（一）完全混合模型廢水排入一條河流時(shí)，如符合下述條件：1、河流是穩(wěn)態(tài)的，定常排污，指河床截面積、流速、流量及污染物的輸入量不隨時(shí)間變化。2、污染物在整個(gè)河段內(nèi)均勻混合，即河段內(nèi)各點(diǎn)污染物濃度相等。3、廢水的污染物為持久性物質(zhì)，不分解也不沉淀。4、河流無支流和其他排污口廢水進(jìn)入。此時(shí)，在排放口下游某斷面的濃度可按完全混合模型計(jì)算。（5-31）式中：C——廢水與河水混合后的濃度，㎎/L；cp——河流上游某污染物的濃度，㎎/L；Qp——河流上游的流量，m3/s；ch——排放口處污染物的濃度，㎎/L；Qh——排放口處的污水量，m3/s?！纠?-1】計(jì)劃在河邊建一座工廠，該廠將以2.83m3/s的流量排放廢水，廢水中總?cè)芙夤腆w（總可濾殘?jiān)涂偛豢蔀V殘?jiān)舛葹?300㎎/L，該河流平均流速v為0.457m/s，平均河寬W為13.72m，平均水深h為0.61m，總?cè)芙夤腆w濃度cp為310㎎/L，問該工廠的廢水排入河后，總?cè)芙夤腆w的濃度是否超標(biāo)（設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為500㎎/L）？解cp=310㎎/L河流的流量為：Qp=v×W×h=0.457×13.72×0.61=3.82（m3/s）ch=1300㎎/L，Qh=2.83（m3/s）根據(jù)完全混合模型混合后的濃度為：==731（㎎/L）結(jié)論是河水中總?cè)芙夤腆w濃度超標(biāo)。（二）零維模型對(duì)于河流常用零維模型解決的問題有：1、不考慮混合距離的重金屬污染物、部分有毒物質(zhì)等其他持久性污染物的下游濃度預(yù)測(cè)與允許納污量的估算。2、有機(jī)物降解性物質(zhì)的降解項(xiàng)可忽略時(shí)，可采用零維模型。3、對(duì)于有機(jī)物降解性物質(zhì)，當(dāng)需要考慮降解時(shí)，可采用零維模型分段模擬，但計(jì)算精度和實(shí)用性較差，最好用一維模型求解。此模型適用于較淺、較窄的河流。零維模型的基本方程為：（5-32）式中：v——河水的流速，m/s；Q——河水的流量，m3/s；c0——進(jìn)入河水的污染物濃度，m3/s；c——流出河段的污染物濃度，m3/s；S——污染物的源和匯；r——污染物的反應(yīng)速度。對(duì)于一個(gè)沒有源、匯項(xiàng)的河流，當(dāng)S=0時(shí)，上式可以寫為：（5-33）如果污染物的反應(yīng)符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的衰減規(guī)律，即r=－kc，上式可進(jìn)一步簡(jiǎn)化為： （5-34）式中：k——污染物的衰減速度常數(shù)。在穩(wěn)態(tài)條件下，則方程的解為：（5-35）【例5-2】有一條比較淺而窄的河流，有一段長(zhǎng)1㎞的河段，穩(wěn)定排放含酚廢水Qh=1.0m3/s，含酚濃度為ch=200㎎/L，上游河水量為Qp=9m3/s，河水含酚濃度為cp=0，河流的平均流速為v=40㎞/d，酚的衰減速率系數(shù)k=21/d，求河段出口處的河水含酚濃度為多少㎎/L？解河段起始斷面河水含酚濃度為：==20（㎎/L）河段出口處含酚濃度為：t=1/40（d）=19.05（㎎/L）（三）一維水質(zhì)模型1、一維穩(wěn)態(tài)水質(zhì)模型所謂穩(wěn)態(tài)，是指在均勻河段上定常排污條件下，河段橫截面、流速、流量、污染物的輸入量和彌散系數(shù)都不隨時(shí)間變化，如污染物按一級(jí)化學(xué)反應(yīng)，不考慮源和匯，那么（5-36）（5-37）S=K1C，其中K1為污染物降解的速率常數(shù)（1/d或1/h），令，則有：（5-38）該常微分方程，在邊界條件：x=0時(shí),c=c0x=∞時(shí),c=0下游距離x處的濃度其解為：（5-39）（5-40）2、忽略彌散的一維穩(wěn)態(tài)水質(zhì)模型在前面的條件下，如果河流較小，流速不大，彌散系數(shù)很小。近似地認(rèn)為D=0。這時(shí)水質(zhì)模型的微分方程變?yōu)椋海?-41）在初始條件x=0,c=c0的情況下其解為：（5-42）式中，故上式變?yōu)椋海?-43）只要知道初始斷面河水中污染物的初始濃度c0和K1值，即可利用上式求下游某一點(diǎn)的濃度，此模型常用于預(yù)測(cè)易降解有機(jī)物在河流中的濃度變化?！纠?-3】一個(gè)改擴(kuò)工程擬向河流排放廢水，廢水量Qh=0.15m3/s，苯酚濃度為ch=30㎎/L，河流流量Qp=5.5m3/s，流速=0.3m/s，苯酚背景濃度為cp=0.5㎎/L，苯酚的降解系數(shù)K=0.2d-1，縱向彌散系數(shù)Dx=10m2/s。求排放點(diǎn)下游10㎞處的苯酚濃度。解計(jì)算起始點(diǎn)處完全混合后的初始濃度：=（㎎/L）（1）考慮縱向彌散條件下的下游10㎞處的濃度，由得：=1.19（㎎/L）（2）忽略縱向彌散時(shí)的下游10㎞處的濃度，由得：（㎎/L）由此看出，在穩(wěn)態(tài)條件下，忽略彌散系數(shù)與考慮縱向彌散系數(shù)的差異很小，?？梢院雎?。（四）BOD－DO耦合模型斯特里特（H.Streeter）和菲爾普斯（E.Phelps）于1925年提出了描述一維河流中BOD和DO消長(zhǎng)變化規(guī)律的模型（S－P模型）。經(jīng)過七十幾年的發(fā)展，已出現(xiàn)許多修正模型。S－P（Streeter－Phelps）模型。建立S－P模型是關(guān)于BOD和DO的耦合模型，可以寫作：（5-44）（5-45）式中：L——河水中的BOD值；D——河水中的氧虧值；k1——河水中BOD衰減（耗氧）系數(shù)；k2——河流復(fù)氧系數(shù)；t——河水的流行時(shí)間。其解析解為：（5-46）（5-47）式中：L0——河流起始點(diǎn)的BOD值；D0——河流起始點(diǎn)的氧虧值。D表示河流的氧虧變化規(guī)律。如果以河流的溶解氧來表示，則：（5-48）式中：c(O)——河流中的溶解氧；c(Os)——飽和溶解氧值。一般說，人們最關(guān)心的是溶解氧濃度最低點(diǎn)——臨界點(diǎn)。在臨界點(diǎn)，河水的氧虧值最大，且變化率為零，則：（5-49）由此得：（5-50）式中：Dc——臨界點(diǎn)的氧虧值；tc——由起點(diǎn)到達(dá)臨界點(diǎn)的流行時(shí)間。臨界氧虧發(fā)生的時(shí)間tc可以由下式計(jì)算：（5-51）S－P模型在水質(zhì)影響預(yù)測(cè)中應(yīng)用最廣，也可以用于計(jì)算河段的最大容許排污量?！纠?-4】一個(gè)擬建工廠的廢水將排入一條比較清潔的河流。河流的BOD5=2.0㎎/L，溶解氧濃度是8.0㎎/L，水溫22℃，流量為7.1m3/s；工業(yè)廢水的BOD5=800㎎/L，水溫31℃，流量為3.5m3/s，排出前廢水經(jīng)過曝氣使溶解氧濃度達(dá)到6㎎/L，廢水和河水在排放口附近迅速混合，混合后河道中平均水深達(dá)到0.91m，河寬為15.2m，河流的溶解氧標(biāo)準(zhǔn)為5.0㎎/L，各個(gè)常數(shù)經(jīng)測(cè)定為：k1（20℃）=0.23d-1,k2（20℃）=3.0d-1,θ1=1.05,θ2=1.02k1是溫度的函數(shù)，k2是河流流態(tài)及溫度等的函數(shù)。如果以20℃作為基準(zhǔn)，則任意溫度時(shí)的大氣耗氧、復(fù)氧速率系數(shù)可以寫為式中：——溫度為T時(shí)的大氣耗氧、復(fù)氧速率系數(shù)；——20℃條件下的大氣耗氧、復(fù)氧速率系數(shù)；——大氣耗氧、復(fù)氧速率系數(shù)的溫度系數(shù)。飽和溶解氧濃度c（Os）是溫度、鹽度和大氣壓力的函數(shù)，在101kPa壓力下，淡水中的飽和溶解氧濃度可以用下式計(jì)算：式中：c（Os）——飽和溶解氧濃度，㎎/L；T——溫度，℃。計(jì)算工廠排出廢水的最高允許BOD5。解混合后的流量Q=7.1+3.5=10.6m3/s（m/s）起始水溫（℃）起始溶解氧c（Os）=（㎎/L）由可得25℃時(shí)飽和DO為：c（Os）=（㎎/L），因此D0=8.38-7.33=1.05（㎎/L）在25℃時(shí)k1=0.23（1.05）（25-20）=0.29（d-1）k2=3.0（1.02）（25-20）=3.3（d-1）最大允許氧虧量值Dmax=8.38-5.00=3.38（㎎/L）計(jì)算工廠排放廢水的最高允許BOD5，由公式（5-31）（5-32）得：采用試算法，假設(shè)不同的起點(diǎn)BOD濃度L0（㎎/L），得到相應(yīng)于溶解氧濃度不低于5.0㎎/L的臨界氧虧值，見表5-3。表5-3試算法求起點(diǎn)允許的起點(diǎn)BOD濃度L0計(jì)算次數(shù)假設(shè)起點(diǎn)BOD濃度L0/（㎎/L）臨界流動(dòng)時(shí)間tc/d溶解氧虧值Dc/（㎎/L）1234567100504045484747.4（容許的L0值）0.7700.7270.7030.7160.7230.7210.7217.033.562.873.123.423.353.38（溶解氧濃度不低于5.0㎎/L）因此取L0=47.7（㎎/L）要計(jì)算的是BOD5（20℃），即在起點(diǎn)的允許BOD5值為：（㎎/L）（混合后）工廠排出廢水最大允許BOD5：BOD5=（㎎/L）而廢水的實(shí)際BOD5=800㎎/L，因此，必須經(jīng)過處理，削減88%后才能排放。（五）二維水質(zhì)模型當(dāng)污水排入河流中時(shí)，常常需要知道污染物的影響范圍和影響區(qū)內(nèi)的濃度分布情況，對(duì)一般河流來說，入河物質(zhì)在垂向的擴(kuò)散是瞬時(shí)完成的。其次，河流在一般情況下流動(dòng)基本上是恒定的。在恒定排污情況下，可以建立河流水平二維穩(wěn)態(tài)水質(zhì)模型。在穩(wěn)態(tài)情況下，水平二維濃度場(chǎng)的基本方程為（5-52）式中：C——污染物濃度；x——沿河道主流方向的坐標(biāo)；y——垂直于x軸的橫坐標(biāo)；——河流縱向和橫向的速度分量；H——水深；Dx、Dy——縱向和橫向的彌散、擴(kuò)散系數(shù)；K——化學(xué)、生物衰減系數(shù)。邊界條件較簡(jiǎn)單時(shí)可直接求解上式。如在等寬等深的直河道中，斷面平均流速v沿程不變，橫向平均流速vy=0,橫向湍流擴(kuò)散系數(shù)Dy的平均值為常數(shù)。當(dāng)縱向擴(kuò)散項(xiàng)遠(yuǎn)小于平流項(xiàng)時(shí)，上式可簡(jiǎn)化為－（5-53）在無對(duì)岸邊影響的岸邊排放條件下，當(dāng)線源強(qiáng)度為m時(shí)，上式的解為：（5-54）在等強(qiáng)度的岸邊線源排放情況下，由于y＜0的區(qū)域內(nèi)（河岸上）無濃度場(chǎng)存在，為保持濃度場(chǎng)中物質(zhì)總量不變，同一點(diǎn)上的濃度應(yīng)為無限邊界中排放對(duì)應(yīng)濃度的2倍，即：（5-55）（六）河流pH模型當(dāng)含酸或堿廢水排入河流時(shí)，符合下述條件：1、天然水體為含碳酸鹽的大型緩沖體系，水中碳酸化合物控制著水體的pH值，并具有緩沖作用。2、只考慮碳酸一級(jí)離解平衡，那么有：排放酸性物質(zhì)：pH=（5-56）排放堿性物質(zhì)：pH=（5-57）式中：——河流或湖（庫(kù)）中的堿度，mgN/L； ——排放廢水中的酸度，mgN/L；——排放廢水中的堿度，mgN/L；——廢水排放量，m3/s；——河流流量或湖水流出量，m3/s；——河流上游或湖（庫(kù)）、海現(xiàn)狀的pH值；；——碳酸一級(jí)離解平衡常數(shù)。二、湖泊－水庫(kù)水質(zhì)模型（一）完全混合型水質(zhì)模型對(duì)于面積小、封閉性強(qiáng)、四周污染源多的小湖或大湖湖灣，污染物排入該水域后，在湖流和風(fēng)浪的作用下，有可能出現(xiàn)湖水均勻混合現(xiàn)象，這時(shí)湖泊內(nèi)各處水質(zhì)濃度均一，可用均勻混合型水質(zhì)模型，這一類水質(zhì)模型是建立在湖泊水質(zhì)的質(zhì)量平衡方程的基礎(chǔ)上的。根據(jù)物質(zhì)平衡原理，即某時(shí)段某一水質(zhì)含量的變化等于該時(shí)段流入總量減去流出總量，再減去元素降解或沉淀等所損失的量，可列出方程。對(duì)易降解的污染物質(zhì)：（5-58）（5-59）對(duì)難降解的物質(zhì)：（5-60）（5-61）式中：——時(shí)段末湖泊內(nèi)污染物的總量，㎏；M0——時(shí)段初湖泊內(nèi)污染物的總量，㎏； ——時(shí)段內(nèi)湖泊污染物平均量，㎏； ——所取時(shí)段長(zhǎng)度，天；P，——分別為時(shí)段內(nèi)平均每天從各種途徑流入和流出湖泊的污染物總量，㎏；K——降解率，1/d。1、沃蘭偉德（Vollenweider）模型基于上述方程給出的湖泊水質(zhì)模型（5-62）式中：C——水質(zhì)參數(shù)或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度，mg/m3；V——湖泊的定常容積，m3；△T——時(shí)段長(zhǎng)，s；q——出入湖水量，m3/s；K——降解和沉淀率，1/s；——水質(zhì)參數(shù)或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的平均流入量，mg/s。用△T除上式，并令△T→0，則可得如下微分方程：（5-63）積分上式可得：（5-64）（5-65）式中：C0——初始濃度。當(dāng)，上式可整理成下式（5-66）如假定湖泊初始濃度為0，即C0=0，則上式變?yōu)椋海?-67）當(dāng)式中t趨于無窮大時(shí)，則可確定平衡濃度：=（5-68）達(dá)到/=β（此為給定的比數(shù)）所需要的時(shí)間為：（5-69）若已知初始營(yíng)養(yǎng)物濃度為C0（在t=0時(shí)），設(shè)沒有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入（W0=0），容積V為常數(shù)，流量為q，凈降解和沉淀系數(shù)為K。則根據(jù)（5-70）可得濃度隨時(shí)間的變化式：（5-71）積分，則得任意時(shí)間t的濃度為：（5-72）在此情況下，可求出營(yíng)養(yǎng)濃度達(dá)到與初始濃度之比為1-β時(shí) /=1－β（5-73）的時(shí)間，其結(jié)果就是式（5-74）2、湖泊溶解氧模型湖泊氧平衡可用下式表示：（5-75）式中：C——t時(shí)水體內(nèi)溶解氧濃度，mg/L；C1——流入水中溶解氧濃度，mg/L；Cs——溶解氧飽和濃度，mg/L；V——水體容積，m3；q——單位時(shí)間內(nèi)補(bǔ)給水量，m3/h；K2——湖水的大氣復(fù)氧系數(shù)，1/d；R——水體生物及非生物因素耗氧總量；A——養(yǎng)魚密度，㎏/m3；r——養(yǎng)魚的耗氧率，mg/（㎏·h）；B——其他因素耗氧量。此式可用于預(yù)測(cè)湖泊合理入流量及放養(yǎng)密度。（二）非完全混合型水質(zhì)模型對(duì)于水域?qū)掗煹拇蠛?，?dāng)其中主要污染來自某些入湖河道或沿湖廠礦時(shí)，污染往往出現(xiàn)在大湖口附近的水域。這時(shí)需要考慮廢水在湖水中的稀釋擴(kuò)散現(xiàn)象，作為不均勻混合型來處理。廢水在湖水中的稀釋擴(kuò)散現(xiàn)象甚為復(fù)雜，常是二維擴(kuò)散問題，故在研究湖泊水質(zhì)模型時(shí)，采用圓柱形坐標(biāo)較為簡(jiǎn)便，可使二維擴(kuò)散問題簡(jiǎn)化為一維擴(kuò)散問題。A·B·卡拉烏舍夫擴(kuò)散模型qφcc+r-△r圖4-3湖濱排污口擴(kuò)散示意此模型是為研究難降解的污染物質(zhì)在湖水中的稀釋擴(kuò)散規(guī)律而建立的，其坐標(biāo)采用圓型坐標(biāo)。取湖濱排污口附近的一塊水體，如圖5-2所示，其中q為入湖污水量（m3/d）；r為湖泊內(nèi)某計(jì)算點(diǎn)離排出口距離（m）；C為所求計(jì)算點(diǎn)的污染物質(zhì)濃度（mg/L）；H為污水?dāng)U散區(qū)湖水平均深度（m）；為污水在湖水中的擴(kuò)散角度，由排放口附近地形決定。若污水在開闊的岸邊垂直排放時(shí)，=180°；當(dāng)在湖心排放時(shí)，=360°。根據(jù)湖水中平流和擴(kuò)散過程，利用質(zhì)量平衡原理可推導(dǎo)如下擴(kuò)散方程：（5-76）當(dāng)排放是穩(wěn)定的，且代入邊界條件。其中C0為已知的離排污口距離為處的湖水濃度（mg/L），則上式的解為（5-77）（5-78）式中：E——湖水的湍流擴(kuò)散系數(shù)。在湖泊中，考慮到湖泊中風(fēng)浪的影響，可用下式計(jì)算E值。（5-79）式中：——水的密度；H——湖水水深（計(jì)算范圍內(nèi)平均水深）；d——湖底沉積物的直徑；g——重力加速度；f0——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；u——流速；——風(fēng)出流等形成的湖水平均流速；h——波高。2、易降解物簡(jiǎn)化的水質(zhì)模型當(dāng)湖水流速較小，風(fēng)浪不大的情況下，可將式（5-80）中的擴(kuò)散項(xiàng)刪去。這時(shí)如考慮穩(wěn)態(tài)條件，并增加污染物質(zhì)的自凈項(xiàng)，即可得污水在湖水中平流作用和化學(xué)、生化降解共同作用下的濃度遞減方程：（5-81）代入邊界條件。其中C0為排出口濃度，則其解為：（5-82）式中：K——湖水自凈速率常數(shù)。上式用于BOD濃度預(yù)測(cè)時(shí)，可寫成：（5-83）式中：——離排污口距離r的BOD值，mg/L；K1——耗氧速率常數(shù)，1/d。3、湖水溶解氧方程（5-84）式中：D——離排污口距離為r處的氧虧量（Cs－C）；K2——湖水的復(fù)氧速率常數(shù)，1/d。上式的解為：（5-85）（5-86）（5-87）式中：D0——排污口的氧虧量。第三節(jié)水質(zhì)模型的參數(shù)估值水質(zhì)模型中的參數(shù)，如彌散系數(shù)D、耗氧速率常數(shù)k1、大氣復(fù)氧系數(shù)k2、沉淀再懸浮系數(shù)k3等，是用來表征河流水體所發(fā)生的物理、化學(xué)和生物過程的動(dòng)力學(xué)常數(shù)。對(duì)這些參數(shù)的確定，稱參數(shù)的估算（估值）或參數(shù)識(shí)別。在建立水質(zhì)模型的過程中，參數(shù)的估算是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它們直接關(guān)系到模型的準(zhǔn)確性和可靠性。對(duì)此，人們已作了較廣泛的研究，較成熟的參數(shù)估算方法很多，有實(shí)驗(yàn)室方法、野外測(cè)定法，單獨(dú)計(jì)算一個(gè)參數(shù)的方法和同時(shí)計(jì)算多個(gè)參數(shù)的方法。一、混合系數(shù)的估值（一）經(jīng)驗(yàn)公式1、一個(gè)流量恒定、無河灣的順直河段，如果河寬很大而水深相對(duì)較淺，其垂向和橫向混合系數(shù)EZ、EY和縱向混合系數(shù)EX可按式（5-88）、（5-89）和（5-90）估算。（5-88）（5-89）（5-90）式中：H——平均水深，m；u﹡——摩阻流速（剪切流速），m/s；u﹡=（5-91）I——水力坡度；g——重力加速度。不同的河流條件下，系數(shù)αX、αY變動(dòng)很大。一般河流的αZ在0.067左右。αY的情況較復(fù)雜，菲希爾（Fischer）統(tǒng)計(jì)分析了許多矩形明渠資料，αY=0.1～0.2，平均為0.15，有些灌溉渠道達(dá)0.25。根據(jù)我國(guó)一些實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，可得αY=0.058H+0.0065B，B/H≤100，式中H、B為河流斷面的平均水深和水面寬度。在天然河流中的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明αX的變化幅度很大；對(duì)于河寬15～60m的河流多數(shù)αX=140～300。2、泰勒（Taylor）公式（可用于河流與河口）B/H≤100（5-92）3、愛而德（Elder）公式（適用于河流）（5-93）（二）示蹤試驗(yàn)示蹤試驗(yàn)法是向水體中投放示蹤物質(zhì)，追蹤測(cè)定其濃度變化，據(jù)以計(jì)算所需要的各環(huán)境水力學(xué)參數(shù)的方法。示蹤物質(zhì)有無機(jī)鹽（NaCl、LiCl）熒光染料（如若丹明W）和放射性同位素，示蹤物質(zhì)的選擇應(yīng)滿足如下要求：測(cè)定簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)，對(duì)環(huán)境無害。示蹤物質(zhì)投放方式有瞬時(shí)投放、有限時(shí)投放和連續(xù)恒定投放，連續(xù)恒定投放時(shí)，其投放時(shí)間（從投放到開始取樣的時(shí)間）應(yīng)大于1.5xm/ux（xm為投放點(diǎn)到最遠(yuǎn)的取樣點(diǎn)距離）。瞬時(shí)投放具有示蹤物質(zhì)用量少，作業(yè)時(shí)間短，投放時(shí)間短，數(shù)據(jù)整理容易等優(yōu)點(diǎn)?？梢愿鶕?jù)水體條件，選用（5-88）至（5-93）的模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，求出EX、EY等值。（三）經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)有關(guān)河流、河口、湖泊的系數(shù)（包括分子擴(kuò)散、湍流擴(kuò)散和彌散系數(shù)）可參考有關(guān)文獻(xiàn)。二、耗氧系數(shù)K1的估算（一）用BOD的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估算K1實(shí)驗(yàn)室測(cè)定K1的理想方法是用自動(dòng)BOD測(cè)定儀，描繪出要研究河段水樣的BOD歷程曲線。在沒有自動(dòng)測(cè)定儀時(shí)，可將同一種水樣分10瓶，或更多瓶放入20℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)，分別測(cè)定1～10d或更長(zhǎng)時(shí)間的BOD值。對(duì)取得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可用兩點(diǎn)法或圖解法估算K1值，同時(shí)可求出河段起始點(diǎn)的BOD值。則（5-94）此法非常簡(jiǎn)單，只要知道t1和2t1時(shí)的BOD值，就可以用上兩式估算出K1值，該法誤差較大，可做為粗略計(jì)算。（二）托馬斯（Thomas）圖解法在方程中∵兩式很接近，故可將寫成： =或（5-95）將上式這一直線方程，按不同時(shí)間對(duì)作圖（見圖5-3）。at圖5-3Thomas圖解法求K1圖中：所以：（三）用野外實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估算K1內(nèi)梅羅（Nemerow）法。根據(jù)BOD－DO模型（S－P模型）的氧虧方程來推求K1值。在臨界氧虧，，故可推出：∴＞0（5-96）上式中，DC和可從有關(guān)公式和氧垂曲線求得，C0為t=0時(shí)的BOD5值，K2值要用其他方法求出，在這里是已知的。于是上式就只含有一個(gè)未知量K1。它是一個(gè)一元一次方程，這樣，K1值就可以通過以下的牛頓迭代試算公式求解。（5-97）（四）始末兩點(diǎn)法只要實(shí)測(cè)到河段上、下游斷面的各自平均BOD5濃度，以及該河段平均流速u，河段長(zhǎng)度x，就可按下式求算K1。（5-98）式中：C1——河段上游斷面BOD5的平均濃度；C2——河段下游斷面BOD5的平均濃度。此方法計(jì)算簡(jiǎn)單，但誤差較大。三、大氣復(fù)氧系數(shù)K2的估算流動(dòng)的水體從大氣中吸收氧氣的過程稱為復(fù)氧過程，也稱再曝氣過程。這種空氣中的氧溶解到水體中的現(xiàn)象，是一種氣－液之間的對(duì)流擴(kuò)散過程，也是氣體的傳輸過程。天然河流中引起水中溶解氣體濃度的變化率可表達(dá)為：（5-99）式中：K2——復(fù)氧系數(shù)，1/d；Os——飽和溶解氧濃度，mg/L；O——溶解氧濃度，mg/L；D——溶解氧的飽和差，mg/L。確定K2的方法，大致可分室內(nèi)或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)法和用經(jīng)驗(yàn)、半經(jīng)驗(yàn)公式估算法兩類。實(shí)測(cè)法對(duì)于特定河流是比較精確的，但必須在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行大量工作，要消耗大量人力和物力進(jìn)行測(cè)定，有時(shí)這種測(cè)定是不可能的，因此往往要借助于文獻(xiàn)中的經(jīng)驗(yàn)公式估算見值，應(yīng)用較普遍的公式有以下幾種。1、機(jī)理公式奧康納和杜賓斯對(duì)低速河流和各向同性條件下，根據(jù)液膜理論建立的公式為：（5-100）式中：Dm——分子擴(kuò)散系數(shù)，m2/d；——平均流速，m/d；H——平均水深，m。Dm隨水溫變化式中：Dm（20）——20℃時(shí)的分子擴(kuò)散系數(shù)。Dm（20）=2.037×10-6cm2/s=1.762×10-4m2/d對(duì)于高速和非各向同性河流使用下式：（5-101）式中：S——河床斜率，其他符號(hào)含義同上。2、常用的經(jīng)驗(yàn)公式（5-102）式中：u——平均流速，m/d；H——平均水深，m；C、m、n——經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，文獻(xiàn)中常見的C、m、n值見表5-4。表5-4文獻(xiàn)中常見的C、m、n值CmnCmn12.9311.5725.1021.677.600.500.9690.730.671.001.51.6731.751.851.507.0310.936.875.6320.171.000.850.731.000.6071.500.851.051.501.689第四節(jié)地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)水環(huán)境影響評(píng)價(jià)的目的是定量地預(yù)測(cè)未來的開發(fā)行動(dòng)或建設(shè)項(xiàng)目向受納水體排放的污染物的量，確定建設(shè)前水環(huán)境背景的狀況，分析建設(shè)項(xiàng)目投產(chǎn)后水環(huán)境質(zhì)量的變化；解釋污染物質(zhì)在水體中的輸送和降解規(guī)律；提出建設(shè)項(xiàng)目和區(qū)域環(huán)境污染源的控制和防治對(duì)策。一、評(píng)價(jià)等級(jí)和工作程序1、評(píng)價(jià)等級(jí)水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)等級(jí)的劃分是根據(jù)下列條件進(jìn)行的：建設(shè)項(xiàng)目的污水排放量、污水水質(zhì)的復(fù)雜程度、各種受納污水水域的規(guī)模以及對(duì)水質(zhì)的要求。對(duì)于地面水體的大小規(guī)模，河流與河口按建設(shè)項(xiàng)目排污口附近河段的多年平均流量或平水期平均流量劃分，湖泊和水庫(kù)按枯水期湖泊或水庫(kù)的平均水深以及水面面積劃分。地面水分級(jí)依據(jù)見表5-5。地面水分級(jí)判據(jù)見表5-6。表5-5地面水分級(jí)依據(jù)表項(xiàng)目名稱說明污染物類型持久性污染物包括在環(huán)境中難降解、毒性大、易長(zhǎng)期積累的有毒物質(zhì)如Cu、Pb、Zn、Cd等非持久性污染物如易降解有機(jī)物，揮發(fā)酚等酸和堿以pH值表示熱污染以溫度表示污水水質(zhì)的復(fù)雜程度復(fù)雜污染物類型數(shù)≥3，或只含兩類污染物，但需預(yù)測(cè)其濃度的水質(zhì)參數(shù)數(shù)目≥10中等污染物類型數(shù)=2,且需預(yù)測(cè)其濃度的水質(zhì)參數(shù)數(shù)目＜10，或只含一類污染物，但需預(yù)測(cè)其濃度的水質(zhì)參數(shù)數(shù)目≥7簡(jiǎn)單污染物類型數(shù)=1，需預(yù)測(cè)其濃度的水質(zhì)參數(shù)數(shù)目＜7水域的規(guī)模河流與河口大河流量≥150m3/s中河流量為15～150m3/s小河流量＜15m3/s湖泊與水庫(kù)當(dāng)平均水深≥10m時(shí)大湖（庫(kù)）水面面積≥25km2中湖（庫(kù)）水面面積為2.5～25km2小湖（庫(kù)）水面面積＜2.5km2當(dāng)平均水深＜10m時(shí)大湖（庫(kù)）水面面積≥50km2中湖（庫(kù)）水面面積為5～50km2小湖（庫(kù)）水面面積＜5km2表5-6地面水環(huán)境影響評(píng)價(jià)分級(jí)判斷依據(jù)建設(shè)項(xiàng)目污水排放量/（m3/s）建設(shè)項(xiàng)目污水水質(zhì)的復(fù)雜程度一級(jí)二級(jí)三級(jí)地面水域規(guī)模（大小規(guī)模）地面水水質(zhì)要求（水質(zhì)類別）地面水域規(guī)模（大小規(guī)模）地面水水質(zhì)要求（水質(zhì)類別）地面水域規(guī)模（大小規(guī)模）地面水水質(zhì)要求（水質(zhì)類別）≥20000復(fù)雜大中、?、瘛螈瘛舸笾?、?、簟ⅱ酡踔械却笾?、?、瘛螈瘛舸笾小⑿、?、ⅤⅤ簡(jiǎn)單大中、小Ⅰ、ⅡⅠ～Ⅲ大中、?、蟆酡?、Ⅴ＜20000≥10000復(fù)雜大中、?、瘛螈瘛舸笾?、?、?、ⅤⅤ中等大中、?、瘛ⅱ颌?、Ⅱ大中、?、蟆ⅱ簪蟆醮螈鹾?jiǎn)單中、?、翊笾小⑿、瘛螈颉舸笾?、?、?、ⅤⅤ＜10000≥5000復(fù)雜大、中?、?、ⅡⅠ、Ⅱ大、中小Ⅲ、ⅣⅢ、Ⅳ大、中?、酡踔械刃、翊?、中小Ⅰ～ⅢⅡ～Ⅳ大、中?、?、ⅤⅤ簡(jiǎn)單大、中?、?、ⅡⅠ～Ⅲ大、中?、蟆酡?、Ⅴ＜5000≥1000復(fù)雜小Ⅰ大、中小Ⅰ～ⅢⅡ～Ⅳ大、中小Ⅳ、ⅤⅤ中等大、中小Ⅰ、ⅡⅠ～Ⅲ大、中?、蟆酡?、Ⅴ簡(jiǎn)單小Ⅰ大、中?、瘛簪颉酰?000≥200復(fù)雜大、中小Ⅰ～ⅣⅠ～Ⅴ中等大、中?、瘛簪瘛鹾?jiǎn)單中、?、瘛艚ㄔO(shè)項(xiàng)目的工程概況及工程性質(zhì)（參閱有關(guān)文件）建設(shè)項(xiàng)目的工程概況及工程性質(zhì)（參閱有關(guān)文件）地面水環(huán)境影響評(píng)價(jià)分級(jí)和編寫工作大綱的地表水部分準(zhǔn)地面水環(huán)境影響評(píng)價(jià)分級(jí)和編寫工作大綱的地表水部分備環(huán)境狀況調(diào)查建設(shè)項(xiàng)目的工程分析環(huán)境狀況調(diào)查建設(shè)項(xiàng)目的工程分析發(fā)展規(guī)劃環(huán)境敏感區(qū)土地利用污染源調(diào)查現(xiàn)狀水質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)水文調(diào)查與水文測(cè)量調(diào)查、發(fā)展規(guī)劃環(huán)境敏感區(qū)土地利用污染源調(diào)查現(xiàn)狀水質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)水文調(diào)查與水文測(cè)量監(jiān)測(cè)篩選擬預(yù)測(cè)的水質(zhì)參數(shù)選擇預(yù)測(cè)方法篩選擬預(yù)測(cè)的水質(zhì)參數(shù)選擇預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)環(huán)境影響預(yù)測(cè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)、國(guó)家、地方有關(guān)地面水的法規(guī)（含標(biāo)準(zhǔn)）對(duì)策國(guó)家、地方有關(guān)地面水的法規(guī)（含標(biāo)準(zhǔn)）評(píng)價(jià)建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境影響、對(duì)策建議評(píng)價(jià)建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境影響、對(duì)策建議報(bào)告書編寫報(bào)告書編寫報(bào)告書項(xiàng)目監(jiān)測(cè)事后評(píng)價(jià)編寫項(xiàng)目監(jiān)測(cè)事后評(píng)價(jià)圖5-4地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)的工作程序2、評(píng)價(jià)工作程序地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)的技術(shù)工作程序見圖5-4。由圖可見，這個(gè)程序可分為四個(gè)階段：第一為準(zhǔn)備階段，包括了解工程設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)踏勘、了解環(huán)境法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定、確定評(píng)價(jià)級(jí)別和評(píng)價(jià)范圍、編制環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作大綱，在這階段還要做些環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查和工程分析方面的工作；第二階段是評(píng)價(jià)工作的重頭，詳細(xì)開展水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查和監(jiān)測(cè)，做仔細(xì)的工程分析，在此基礎(chǔ)上評(píng)價(jià)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(yàn)證水質(zhì)模型，預(yù)測(cè)擬議行動(dòng)對(duì)水體的污染影響，并對(duì)影響的意義及其重大性作出評(píng)價(jià)，并且研究相應(yīng)的污染防范對(duì)策，第四階段是提出污染防治和水體保護(hù)對(duì)策，總結(jié)工作成果，完成報(bào)告書，為項(xiàng)目監(jiān)測(cè)和事后評(píng)價(jià)作準(zhǔn)備。二、環(huán)境影響識(shí)別（一）對(duì)地表水水量和水質(zhì)影響的識(shí)別項(xiàng)目特征與地表水水量及水質(zhì)的關(guān)系如下。1、項(xiàng)目的類型與其影響的直接聯(lián)系，可以從項(xiàng)目的建設(shè)期和運(yùn)行期進(jìn)行分析，重點(diǎn)分析水的利用、廢水回用與處理及其引起周圍水體水量與水質(zhì)改變的情況。2、項(xiàng)目所在位置與水體所受影響的聯(lián)系，包括項(xiàng)目建設(shè)所需時(shí)間以及建設(shè)期的活動(dòng)引起的影響。3、識(shí)別位于特殊地點(diǎn)的擬建項(xiàng)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(jì)發(fā)展和許多其他相關(guān)的影響。4、對(duì)擬建項(xiàng)目的選址、生產(chǎn)工藝、施工過程的考慮都應(yīng)是多方案?jìng)溥x的，故應(yīng)對(duì)每方案進(jìn)行具體的工程分析，識(shí)別其影響，以進(jìn)一步通過每個(gè)方案的預(yù)測(cè)作出評(píng)優(yōu)。（二）評(píng)價(jià)因子的篩選篩選水體的影響評(píng)價(jià)因子是工程分析和（或）環(huán)境影響識(shí)別的成果。評(píng)價(jià)因子的篩選，應(yīng)根據(jù)評(píng)價(jià)項(xiàng)目的特點(diǎn)和當(dāng)?shù)厮h(huán)境污染特點(diǎn)而定。一般考慮：（1）按等標(biāo)排放量（或等標(biāo)污染負(fù)荷）Pi值大小排序，選擇排位在前的因子，但對(duì)那些毒害性大、持久性的污染物如重金屬、苯并[a]芘等應(yīng)慎重研究再?zèng)Q定取舍。（2）在受項(xiàng)目影響的水體中已造成嚴(yán)重污染的污染物或已無負(fù)荷容量的污染物。（3）經(jīng)環(huán)境調(diào)查已經(jīng)超標(biāo)或接近超標(biāo)的污染物。（4）地方環(huán)保部門要求預(yù)測(cè)的敏感污染物。在環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查水質(zhì)參數(shù)中選擇擬預(yù)測(cè)水質(zhì)參數(shù)，對(duì)于河流，可以按下式將水質(zhì)參數(shù)排序后從中選?。海?-103）式中：ISE——污染物排序指標(biāo)；——污染物排放濃度，mg/L；Qp——廢水排放量，m3/s；cs——污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，mg/L；ch——河流上游污染物濃度，mg/L；Qh——河水的流量，m3/s。三、影響預(yù)測(cè)（一）預(yù)測(cè)條件的確定1、預(yù)測(cè)范圍與已確定的評(píng)價(jià)范圍一致，確定地下水影響預(yù)測(cè)范圍的原則與地表水類似。2、預(yù)測(cè)點(diǎn)的確定為了全面反映擬建項(xiàng)目對(duì)該范圍內(nèi)地表水的環(huán)境影響，一般選以下地點(diǎn)為預(yù)測(cè)點(diǎn)：（1）已確定的敏感點(diǎn)；（2）環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)點(diǎn)（以利進(jìn)行對(duì)照）；（3）水文特征和水質(zhì)突變處的上下游、水源地，重要水工建筑物及水文站；（4）為了預(yù)測(cè)河流混合過程段，應(yīng)在該段河流中布設(shè)若干預(yù)測(cè)點(diǎn)；（5）在排污口下游附近可能出現(xiàn)局部超標(biāo)，為了預(yù)測(cè)超標(biāo)范圍，應(yīng)自排污口起由密而疏地布設(shè)若干預(yù)測(cè)點(diǎn)，直到達(dá)標(biāo)為止；（6）預(yù)測(cè)混合過程段和超標(biāo)范圍的預(yù)測(cè)點(diǎn)可以互用。3、預(yù)測(cè)時(shí)期地表水預(yù)測(cè)時(shí)期分為豐水期、平水期和枯水期三個(gè)時(shí)期。一般說，枯水期河水自凈能力最小，平水期居中，豐水期自凈能力最大。但不少水域因非點(diǎn)源污染嚴(yán)重可能使豐水期的稀釋能力變小。冰封期是北方河流特有的情況，此時(shí)期的自凈能力最小。因此對(duì)一、二級(jí)評(píng)價(jià)項(xiàng)目應(yīng)預(yù)測(cè)自凈能力最小和一般的兩個(gè)時(shí)期環(huán)境影響。對(duì)于冰封期較長(zhǎng)的水域，當(dāng)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(shí)，還應(yīng)預(yù)測(cè)冰封期的環(huán)境影響。三級(jí)評(píng)價(jià)或評(píng)價(jià)時(shí)間較短的二級(jí)評(píng)價(jià)可只預(yù)測(cè)自凈能力最小時(shí)期的環(huán)境影響。4、預(yù)測(cè)階段一般分建設(shè)過程、生產(chǎn)