第四章水環(huán)境影響評價2

1、第四章第四章 地表水環(huán)境影響評價地表水環(huán)境影響評價 4.1 基本概念基本概念 4.2 相關(guān)水環(huán)境標準相關(guān)水環(huán)境標準 4.3 地表水環(huán)境影響評價工作程序地表水環(huán)境影響評價工作程序 4.4 地表水環(huán)境影響評價等級及范圍地表水環(huán)境影響評價等級及范圍 4.5 地表水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與評價地表水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與評價 * 4.6 地表水環(huán)境影響預(yù)測地表水環(huán)境影響預(yù)測 4.7 地表水環(huán)境影響評價地表水環(huán)境影響評價 4.6 地表水環(huán)境影響預(yù)測地表水環(huán)境影響預(yù)測 *擬預(yù)測水質(zhì)參數(shù)的篩選擬預(yù)測水質(zhì)參數(shù)的篩選 水體自凈的基本原理水體自凈的基本原理 地表水環(huán)境影響預(yù)測的時期和階段地表水環(huán)境影響預(yù)測的時期和階段 地表水環(huán)境和

2、污染源的簡化地表水環(huán)境和污染源的簡化 地表水環(huán)境影響預(yù)測的方法地表水環(huán)境影響預(yù)測的方法 水質(zhì)數(shù)學(xué)模式的類型與選用原則水質(zhì)數(shù)學(xué)模式的類型與選用原則 *常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法 擬預(yù)測水質(zhì)參數(shù)的篩選擬預(yù)測水質(zhì)參數(shù)的篩選 在現(xiàn)狀調(diào)查的水質(zhì)參數(shù)中篩選；在現(xiàn)狀調(diào)查的水質(zhì)參數(shù)中篩選； 擬預(yù)測參數(shù)應(yīng)既說明問題又不過多（一般少于現(xiàn)狀調(diào)查參數(shù)）；擬預(yù)測參數(shù)應(yīng)既說明問題又不過多（一般少于現(xiàn)狀調(diào)查參數(shù)）； 根據(jù)根據(jù)工程分析工程分析、環(huán)境現(xiàn)狀環(huán)境現(xiàn)狀、評價等級評價等級和和當?shù)丨h(huán)保要求當?shù)丨h(huán)保要求篩選；篩選； 不同時期參數(shù)不一定相同；不同

3、時期參數(shù)不一定相同； * 對河流，可用水質(zhì)參數(shù)排序指標（對河流，可用水質(zhì)參數(shù)排序指標（ISE）選取預(yù)測水質(zhì)因子：）選取預(yù)測水質(zhì)因子： ISE污染負荷與河水容量比：污染負荷與河水容量比： 負值或越大，說明擬建項目排污對河負值或越大，說明擬建項目排污對河 流中該項水質(zhì)參數(shù)的影響越大！流中該項水質(zhì)參數(shù)的影響越大！ cp：建設(shè)項目水污染物的排放濃度，：建設(shè)項目水污染物的排放濃度，mg/L； cs：水污染物的評價標準限值，：水污染物的評價標準限值， mg/L； ch ：評價河段的水質(zhì)濃度，：評價河段的水質(zhì)濃度， mg/L； Q p建設(shè)項目廢水排放量，建設(shè)項目廢水排放量，m3/s； Q h評價河段的流量，

4、評價河段的流量， m3/s； 4.6 地表水環(huán)境影響預(yù)測地表水環(huán)境影響預(yù)測 擬預(yù)測水質(zhì)參數(shù)的篩選擬預(yù)測水質(zhì)參數(shù)的篩選 水體自凈的基本原理水體自凈的基本原理 地表水環(huán)境影響預(yù)測的時期和階段地表水環(huán)境影響預(yù)測的時期和階段 地表水環(huán)境和污染源的簡化地表水環(huán)境和污染源的簡化 地表水環(huán)境影響預(yù)測的方法地表水環(huán)境影響預(yù)測的方法 水質(zhì)數(shù)學(xué)模式的類型與選用原則水質(zhì)數(shù)學(xué)模式的類型與選用原則 常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法 地表水環(huán)境影響預(yù)測是以一定的預(yù)測方法為基礎(chǔ)的，而這地表水環(huán)境影響預(yù)測是以一定的預(yù)測方法為基礎(chǔ)的，而這 種方法的理論基

5、礎(chǔ)是水體的自凈特性。種方法的理論基礎(chǔ)是水體的自凈特性。 水體自凈：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、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)有的水質(zhì)。(P66) 水體自凈的基本原理水體自凈的基本原理 物理自凈：物理自凈：混合稀釋、自然沉淀混合稀釋、自然沉淀 化學(xué)自凈：化學(xué)自凈：氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng) 生物自凈：生物自凈：水中微生物（尤其是細菌）作用水中微生物（尤其是細菌）作用 Ex： 縱向混合系數(shù)，縱向混合系數(shù)，m2/s； E y：橫向混合系數(shù)，：橫

6、向混合系數(shù)，m2/s； E z：垂向混合系數(shù)，：垂向混合系數(shù)，m2/s； K3: 沉降系數(shù)，沉降系數(shù)，1/d； 水體的耗氧和復(fù)氧過程水體的耗氧和復(fù)氧過程 水體耗氧過程：水體耗氧過程： l 含碳化合物被氧化；含碳化合物被氧化； l 含氮化合物被氧化；含氮化合物被氧化； l 水生植物（如藻類）的呼吸作用；水生植物（如藻類）的呼吸作用； l 河床底泥耗氧；河床底泥耗氧； 水體復(fù)氧過程：水體復(fù)氧過程： l大氣中的氧氣不斷溶于水中大氣中的氧氣不斷溶于水中 l水生植物的光合作用產(chǎn)氧水生植物的光合作用產(chǎn)氧 K1：耗氧系數(shù)，單位：耗氧系數(shù)，單位 1/d； K2：復(fù)氧系數(shù)，單位：復(fù)氧系數(shù)，單位 1/d； 4.6

7、 地表水環(huán)境影響預(yù)測地表水環(huán)境影響預(yù)測 擬預(yù)測水質(zhì)參數(shù)的篩選擬預(yù)測水質(zhì)參數(shù)的篩選 水體自凈的基本原理水體自凈的基本原理 地表水環(huán)境影響預(yù)測的時期和階段地表水環(huán)境影響預(yù)測的時期和階段 地表水環(huán)境和污染源的簡化地表水環(huán)境和污染源的簡化 地表水環(huán)境影響預(yù)測的方法地表水環(huán)境影響預(yù)測的方法 水質(zhì)數(shù)學(xué)模式的類型與選用原則水質(zhì)數(shù)學(xué)模式的類型與選用原則 常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法 （1）施工期）施工期 （2）營運期）營運期 （3）服務(wù)期滿后）服務(wù)期滿后 地表水環(huán)境影響預(yù)測的時期和階段地表水環(huán)境影響預(yù)測的時期和階段 地表水環(huán)境簡化（

8、地表水環(huán)境簡化（P96） 河流簡化：河流簡化：矩形平直河流矩形平直河流，矩形彎曲河流矩形彎曲河流和和非矩形河流非矩形河流。 l河流斷面寬深比河流斷面寬深比20，可視為矩形河流；，可視為矩形河流； l大中河流預(yù)測河段彎曲系數(shù)較大（大中河流預(yù)測河段彎曲系數(shù)較大（1.3）視為彎曲河流，否則簡化為）視為彎曲河流，否則簡化為 平直河流；平直河流； l大中河流水深變化很大且評價等級較高（如一級）視為非矩形河流，大中河流水深變化很大且評價等級較高（如一級）視為非矩形河流， 其他簡化為矩形河流；其他簡化為矩形河流； l小河一般可簡化為矩形平直河流。小河一般可簡化為矩形平直河流。 河流水文、水質(zhì)有急劇變化河段，

9、在急劇變化之處分段，分別簡化。河流水文、水質(zhì)有急劇變化河段，在急劇變化之處分段，分別簡化。 湖泊與水庫的簡化：湖泊與水庫的簡化：大湖（庫）、小湖（庫）、分層湖（庫）大湖（庫）、小湖（庫）、分層湖（庫）。 水深水深10m且分層期較長（如且分層期較長（如30d）的湖泊、水庫可視為分層湖）的湖泊、水庫可視為分層湖 （庫）。（庫）。不存在大面積回流區(qū)和死水區(qū)且流速較快，水力停留時間較不存在大面積回流區(qū)和死水區(qū)且流速較快，水力停留時間較 短的狹長湖泊可以簡化為河流。短的狹長湖泊可以簡化為河流。 污染源的簡化（污染源的簡化（P96） 污染源簡化包括污染源簡化包括排放方式的簡化排放方式的簡化和和排放規(guī)律的簡

10、化排放規(guī)律的簡化。 污染源排放方式簡化：點源和面源污染源排放方式簡化：點源和面源 無組織排放或從多個間距很近的排放口排水時，也可以簡化為面源無組織排放或從多個間距很近的排放口排水時，也可以簡化為面源； 排入河流的兩排放口間距較近時，可簡化為一個，其位置假設(shè)在兩排排入河流的兩排放口間距較近時，可簡化為一個，其位置假設(shè)在兩排 放口之間，排放量為二者之和。放口之間，排放量為二者之和。 排入小湖（庫）的所有排放口可簡化為一個，其排放量是所有排放量排入小湖（庫）的所有排放口可簡化為一個，其排放量是所有排放量 之和。排入大湖（庫）的兩排放口間距較近時，可以簡化成一個，其位之和。排入大湖（庫）的兩排放口間距

11、較近時，可以簡化成一個，其位 置假設(shè)在兩排放口之間，排放量為兩者之和。置假設(shè)在兩排放口之間，排放量為兩者之和。 污染源排放規(guī)律簡化：連續(xù)恒定排放和非連續(xù)恒定排放污染源排放規(guī)律簡化：連續(xù)恒定排放和非連續(xù)恒定排放 地表水環(huán)境影響預(yù)測中，通?？梢园雅欧乓?guī)律簡化為連續(xù)恒定排放。地表水環(huán)境影響預(yù)測中，通常可以把排放規(guī)律簡化為連續(xù)恒定排放。 4.6 地表水環(huán)境影響預(yù)測地表水環(huán)境影響預(yù)測 擬預(yù)測水質(zhì)參數(shù)的篩選擬預(yù)測水質(zhì)參數(shù)的篩選 水體自凈的基本原理水體自凈的基本原理 地表水環(huán)境影響預(yù)測的時期和階段地表水環(huán)境影響預(yù)測的時期和階段 地表水環(huán)境和污染源的簡化地表水環(huán)境和污染源的簡化 地表水環(huán)境影響預(yù)測的方法地表水

12、環(huán)境影響預(yù)測的方法 水質(zhì)數(shù)學(xué)模式的類型與選用原則水質(zhì)數(shù)學(xué)模式的類型與選用原則 常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法 地表水環(huán)境影響預(yù)測的方法（地表水環(huán)境影響預(yù)測的方法（P95） 物理模型法物理模型法 類比調(diào)查法類比調(diào)查法 主要指主要指水工模型水工模型。水工模型法。水工模型法定量性較高，再現(xiàn)性較好定量性較高，再現(xiàn)性較好， 能反映出比較復(fù)雜的地表水環(huán)境的水力特征和污染物遷移的物能反映出比較復(fù)雜的地表水環(huán)境的水力特征和污染物遷移的物 理過程。但需要合適的試驗場所和條件以及必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，理過程。但需要合適的試驗場所和條件以及必要的

13、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)， 需較多人力、物力和時間。需較多人力、物力和時間。 專業(yè)判斷法專業(yè)判斷法 半定量或定性預(yù)測。注意預(yù)測對象與類比對象的相似性。半定量或定性預(yù)測。注意預(yù)測對象與類比對象的相似性。 數(shù)學(xué)模式法數(shù)學(xué)模式法 定性預(yù)測。建設(shè)項目對地表水環(huán)境某些影響無法定量預(yù)測，定性預(yù)測。建設(shè)項目對地表水環(huán)境某些影響無法定量預(yù)測， 也沒有條件采用類比調(diào)查時采用。也沒有條件采用類比調(diào)查時采用。 4.6 地表水環(huán)境影響預(yù)測地表水環(huán)境影響預(yù)測 擬預(yù)測水質(zhì)參數(shù)的篩選擬預(yù)測水質(zhì)參數(shù)的篩選 水體自凈的基本原理水體自凈的基本原理 地表水環(huán)境影響預(yù)測的時期和階段地表水環(huán)境影響預(yù)測的時期和階段 地表水環(huán)境和污染源的簡化地表水環(huán)境和

14、污染源的簡化 地表水環(huán)境影響預(yù)測的方法地表水環(huán)境影響預(yù)測的方法 水質(zhì)數(shù)學(xué)模式的類型與選用原則水質(zhì)數(shù)學(xué)模式的類型與選用原則 常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法 水質(zhì)數(shù)學(xué)模式的類型與選用原則水質(zhì)數(shù)學(xué)模式的類型與選用原則 水質(zhì)數(shù)學(xué)模式水質(zhì)數(shù)學(xué)模式 按水質(zhì)分布狀況分：按水質(zhì)分布狀況分：零維、一維、二維、三維零維、一維、二維、三維； 按來水和排污隨時間的變化分：按來水和排污隨時間的變化分：動態(tài)、穩(wěn)態(tài)、準穩(wěn)態(tài)（準動態(tài)動態(tài)、穩(wěn)態(tài)、準穩(wěn)態(tài)（準動態(tài)）； 按擬預(yù)測水質(zhì)組分分：按擬預(yù)測水質(zhì)組分分：單一組分模式單一組分模式、耦合組分模式耦合組分模

15、式； 按求解方法及方程形式分：按求解方法及方程形式分：解析解模式解析解模式、數(shù)值解模式數(shù)值解模式； 水質(zhì)影響預(yù)測模式的選用（水質(zhì)影響預(yù)測模式的選用（P97） 主要考慮水體類型和排污狀況、環(huán)境水文條件及水力學(xué)特征、主要考慮水體類型和排污狀況、環(huán)境水文條件及水力學(xué)特征、 污染物的性質(zhì)及水質(zhì)分布狀態(tài)、評價等級等方面。污染物的性質(zhì)及水質(zhì)分布狀態(tài)、評價等級等方面。 解析解(analytical solution)就是一些嚴格的 公式,給出任意的自變量就可以求出其因變 量,也就是問題的解, 他人可以利用這些公式 計算各自的問題. 數(shù)值解(numerical solution)是采用某種計算 方法,如有限元

16、的方法, 數(shù)值逼近,插值的方 法, 得到的解.別人只能利用數(shù)值計算的結(jié)果, 而不能隨意給出自變量并求出計算值. 在解組件特性相關(guān)的方程式時，大多數(shù)的時候都要去解偏微分或積分 式，才能求得其正確的解。依照求解方法的不同，可以分成以下兩類： 1. 解析解： 所謂的解析解是一種包含分式、三角函數(shù)、指數(shù)、對數(shù)甚至無限 級數(shù)等基本函數(shù)的解的形式。用來求得解析解的方法稱為解析法 analytic techniques、analytic methods，解析法即是常見的微積 分技巧，例如分離變量法等。 解析解為一封閉形式closed-form的函數(shù)，因此對任一獨立變 量，我們皆可將其帶入解析函數(shù)求得正確的相

17、依變量。 2. 數(shù)值解： 當無法藉由微積分技巧求得解析解時，這時便只能利用數(shù)值分析 的方式來求得其數(shù)值解了。數(shù)值方法變成了求解過程重要的媒介。在 數(shù)值分析的過程中，首先會將原方程式加以簡化，以利后來的數(shù)值分 析。例如，會先將微分符號改為差分符號等。然后再用傳統(tǒng)的代數(shù)方 法將原方程式改寫成另一方便求解的形式。 這時的求解步驟就是將一獨立變量帶入，求得相依變量的近似解。 因此利用此方法所求得的相依變量為一個個分離的數(shù)值discrete values，不似解析解為一連續(xù)的分布，而且因為經(jīng)過上述簡化的動 作，所以可以想見正確性將不如解析法來的好。 3 二維模式二維模式：可用于一級評價連續(xù)穩(wěn)定排放矩形河

18、流混合過：可用于一級評價連續(xù)穩(wěn)定排放矩形河流混合過 程段或水深變化不大的湖泊程段或水深變化不大的湖泊(水水 庫庫)，持久性和非持久性污，持久性和非持久性污 染物濃度的預(yù)測；染物濃度的預(yù)測； 二級評價矩形河流，排放口下游二級評價矩形河流，排放口下游35km范圍內(nèi)范圍內(nèi) 有重點保護有重點保護 目標目標(如集中取水點如集中取水點)，或混合段長，或混合段長L10km，或污染負荷與，或污染負荷與 河水容量比河水容量比ISE0.08 時的水質(zhì)預(yù)測。時的水質(zhì)預(yù)測。 4 數(shù)值模式：除適用于上述情況外，還可用于非矩形河流或水數(shù)值模式：除適用于上述情況外，還可用于非矩形河流或水 深變化較大的湖泊深變化較大的湖泊(

19、水庫水庫)， 其中穩(wěn)態(tài)數(shù)值模式用于連續(xù)穩(wěn)定排其中穩(wěn)態(tài)數(shù)值模式用于連續(xù)穩(wěn)定排 放，放，數(shù)值模式用于非連續(xù)穩(wěn)定排放。數(shù)值模式用于非連續(xù)穩(wěn)定排放。 4.6 地表水環(huán)境影響預(yù)測地表水環(huán)境影響預(yù)測 擬預(yù)測水質(zhì)參數(shù)的篩選擬預(yù)測水質(zhì)參數(shù)的篩選 水體自凈的基本原理水體自凈的基本原理 地表水環(huán)境影響預(yù)測的時期和階段地表水環(huán)境影響預(yù)測的時期和階段 地表水環(huán)境和污染源的簡化地表水環(huán)境和污染源的簡化 地表水環(huán)境影響預(yù)測的方法地表水環(huán)境影響預(yù)測的方法 水質(zhì)數(shù)學(xué)模式的類型與選用原則水質(zhì)數(shù)學(xué)模式的類型與選用原則 *常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法 1

20、. *河流混合過程段長度（河流混合過程段長度（P73） 預(yù)測范圍內(nèi)河段分預(yù)測范圍內(nèi)河段分充分混合段充分混合段、混合過程段混合過程段和和排污口上游河段排污口上游河段。 充分混合段充分混合段：污染物濃度在斷面上均勻分布的河段。當斷面上任：污染物濃度在斷面上均勻分布的河段。當斷面上任 意一點的濃度與斷面平均濃度之差小于平均濃度的意一點的濃度與斷面平均濃度之差小于平均濃度的5時，可以時，可以 認為達到均勻分布。認為達到均勻分布。 混合過程段混合過程段：指排放口下游達到充分混合以前的河段。：指排放口下游達到充分混合以前的河段。 河流混合過程段長度可由下式計算（理論公式）：河流混合過程段長度可由下式計算（

21、理論公式）： 河中心排放河中心排放 x=0.1uxB2/Ey 岸邊排放岸邊排放 x=0.4uxB2/Ey u xx方向流速，方向流速，m/s； B 河流寬度，河流寬度，m； Ey橫向擴散系數(shù)，橫向擴散系數(shù)，m2/s。 常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 1. 河流混合過程段長度（請寫在河流混合過程段長度（請寫在P73） 1 2 (0.40.6 ) (0.0580.0065 )() Ba Bu x HB gHI *河流混合過程段長度可由下式估算（經(jīng)驗公式）：河流混合過程段長度可由下式估算（經(jīng)驗公式）： 式中，式中，B河流寬度，河流寬度，m； a排放口距岸邊的距離，排放口

22、距岸邊的距離，m； u河流斷面的平均流速，河流斷面的平均流速，m/s； H平均水深，平均水深，m； g重力加速度，重力加速度，9.8m/s2； I河流坡度，河流坡度，。 常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 例題例題1： 一河段的一河段的K 斷面處有一岸邊污水排放口穩(wěn)定地向河流排放斷面處有一岸邊污水排放口穩(wěn)定地向河流排放 污水，其河水特征為：污水，其河水特征為：B=50.0m， H 均 均=1.2m， ，u=0.1m/s， I=9，試計算混合過程污染帶長度。，試計算混合過程污染帶長度。 解解: 混合過程段長度：混合過程段長度： 1 2 (0.40.6 ) (0.0580

23、.0065 )() (0.4 50.00.6 0) 50.0 0.1 (0.058 1.20.0065 50.0) 9.8 1.2 9 Ba Bu x HB gHI 779.0m 所以混合過程段長度為所以混合過程段長度為779.0m。 *2. 河流完全混合模式河流完全混合模式（P71） 適用條件：適用條件： （1）河流充分混合段河流充分混合段；（；（3）河流為恒定流動；）河流為恒定流動； （2）持久性污染物持久性污染物； （4）廢水連續(xù)穩(wěn)定排放。）廢水連續(xù)穩(wěn)定排放。 c污染物濃度，污染物濃度，mg/L； cp污染物排放濃度，污染物排放濃度，mg/L； ch河流來水污染物濃度，河流來水污染物濃度

24、，mg/L； Qp廢水排放量，廢水排放量，m3/s； Qh河流來水流量，河流來水流量， m3/s； 常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 lmg QQ QCODQCOD cr COD Ep EECrp p Cr /0 .19 ) 0( )( )( 例題例題2（P72）：）： 河邊擬建一工廠，排放含氯化物廢水，流量河邊擬建一工廠，排放含氯化物廢水，流量2.83m3/s，含，含 鹽量鹽量1300mg/L；該河流平均流速；該河流平均流速0.46m/s，平均河寬，平均河寬13.7m，平，平 均水深均水深0.61m，含氯化物濃度，含氯化物濃度100mg/L。如該廠廢水排入河中。如

25、該廠廢水排入河中 能與河水迅速混合，問河水氯化物是否超標（設(shè)地方標準為能與河水迅速混合，問河水氯化物是否超標（設(shè)地方標準為 200mg/L）？）？ 解：解： ch100mg/L，Q h0.4613.70.613.84m3/s cp=1300mg/L，Q p=2.83m3/s 代入代入得得 c=609mg/L。 該廠廢水如排入河中，河水氯化物將超標。該廠廢水如排入河中，河水氯化物將超標。 *3. 河流一維穩(wěn)態(tài)模式河流一維穩(wěn)態(tài)模式 c 計算斷面的污染物濃度，計算斷面的污染物濃度，mg/L； c0計算初始點污染物濃度，計算初始點污染物濃度，mg/L； t斷面間水團傳播時間，斷面間水團傳播時間，d；

26、K水質(zhì)綜合消減系數(shù)，水質(zhì)綜合消減系數(shù)，1/d； u河流流速，河流流速， m/s； x從計算初始點到下游計算斷面的距離，從計算初始點到下游計算斷面的距離，m； 常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 0 exp() 86400 x ccK u 或或 一般方程式為：一般方程式為： 0 exp()ccKt e：自然對數(shù)的底自然對數(shù)的底 ，2.718 *3. 河流一維穩(wěn)態(tài)模式河流一維穩(wěn)態(tài)模式 * 適用條件：適用條件： （1）河流充分混合段河流充分混合段； （3）河流為恒定流動；）河流為恒定流動； （2）非非持久性污染物持久性污染物； （4）廢水連續(xù)穩(wěn)定排放。）廢水連續(xù)穩(wěn)定排放。

27、c 計算斷面的污染物濃度，計算斷面的污染物濃度，mg/L； c0計算初始點污染物濃度，計算初始點污染物濃度，mg/L； K1耗氧系數(shù)，耗氧系數(shù)，1/d； K3污染物的沉降系數(shù)，污染物的沉降系數(shù)，1/d； u河流流速，河流流速， m/s； x從計算初始點到下游計算斷面的距離，從計算初始點到下游計算斷面的距離，m； 常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 或或 例題例題3：一河段的一河段的K 斷面處有一岸邊污水排放口穩(wěn)定地向河流排斷面處有一岸邊污水排放口穩(wěn)定地向河流排 放污水，其污水特征為：放污水，其污水特征為：Qp=19440m3/d，BOD5（ （p）=81.4mg/L，

28、 ， 河水河水Qh=6.0m3/s，BOD5（ （h）=6.16mg/L， ，u=0.1m/s，K1=0.3/d，如，如 果忽略污染物質(zhì)在混合過程段內(nèi)的降解和沿程河流水量的變化，果忽略污染物質(zhì)在混合過程段內(nèi)的降解和沿程河流水量的變化， 在距完全混合斷面在距完全混合斷面10km 的下游某段處，河流中的下游某段處，河流中BOD5 濃度是多濃度是多 少？少？ 解：解： Qp=19440/86400=0.225m3/s 計算起始點處完全混合后的計算起始點處完全混合后的BOD 的濃度的濃度 0 81.4 0.2256.16 6.0 0.2256.0 pphh ph c Qc Q c QQ 8.88mg/

29、L =6.275 mg/L 01 10000 exp()8.88exp( 0.3) 8640086400 0.1 x ccK u 在距完全混合斷面在距完全混合斷面10km 的下游某段處，河流中的下游某段處，河流中BOD5 濃度是濃度是6.275 mg/L 常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 *4. Streeter Phelps (S-P)模式模式 建立建立S-P模式的基本假設(shè)：模式的基本假設(shè)： （1）河流中的）河流中的BOD衰減和溶解氧的復(fù)氧都是一級反應(yīng)；衰減和溶解氧的復(fù)氧都是一級反應(yīng)； （2）反應(yīng)速度是定常的；）反應(yīng)速度是定常的； （3）河流中的耗氧是由）河流中的

30、耗氧是由BOD衰減引起的，而河流中的溶解衰減引起的，而河流中的溶解 氧來源則是大氣復(fù)氧。氧來源則是大氣復(fù)氧。 S-P模式的適用條件：（模式的適用條件：（1）河流充分混合段河流充分混合段； （2）污染物為耗氧有機污染物污染物為耗氧有機污染物； （3）需要預(yù)測河流溶解氧狀態(tài)；）需要預(yù)測河流溶解氧狀態(tài)； （4）河流為恒定流動；）河流為恒定流動； （5）污染物連續(xù)穩(wěn)定排放。）污染物連續(xù)穩(wěn)定排放。 （1）河流充分混合段河流充分混合段； （2）污染物為耗氧有機污染物污染物為耗氧有機污染物（3）需要預(yù)測河流溶解氧）需要預(yù)測河流溶解氧 狀態(tài)；狀態(tài)； （4）河流為恒定流動；）河流為恒定流動； （5）污染物連續(xù)穩(wěn)

31、定排放。）污染物連續(xù)穩(wěn)定排放。 描述河流水質(zhì)的第一個模型是由斯特里特描述河流水質(zhì)的第一個模型是由斯特里特 (HStreeter)和菲爾普斯和菲爾普斯(EPhelps)在在1925年建立的，簡稱年建立的，簡稱 為為SP模型。模型。 SP模型描述一維穩(wěn)態(tài)河流中的模型描述一維穩(wěn)態(tài)河流中的BODDO的變化規(guī)的變化規(guī) 律。律。 常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 *4. Streeter Phelps (S-P)模式模式 0 pphh BOD ph c Qc Q c QQ 0 pphh ph D QD Q D QQ

32、CBOD0計算初始斷面的計算初始斷面的BOD濃度，濃度，mg/L; D0計算初始斷面虧氧量，即斷面計算初始斷面虧氧量，即斷面DO濃度與濃度與DOf之差，之差，mg/L； Dh上游來水中溶解氧的氧虧值，上游來水中溶解氧的氧虧值，mg/L； Dp污水中溶解氧的氧虧值，污水中溶解氧的氧虧值，mg/L； 00 11 exp()exp() 86400 BODBODBOD x ccK tcK u *4. Streeter Phelps (S-P)模式模式 D虧氧量，即飽和溶解氧濃度與溶解氧濃度的差值，虧氧量，即飽和溶解氧濃度與溶解氧濃度的差值，mg/L； cBODBOD的濃度，的濃度，mg/L； K1耗氧

33、系數(shù)，耗氧系數(shù)，1/d； K2大氣復(fù)氧系數(shù)，大氣復(fù)氧系數(shù)，1/d； x從計算初始點到下游計算斷面的距離，從計算初始點到下游計算斷面的距離，m 0 1 1202 21 exp()exp()exp() 864008640086400 BOD K c xxx DKKDK KKuuu 氧垂公式氧垂公式 氧垂曲線氧垂曲線：根據(jù)氧垂公式繪制的溶解氧沿程變化曲線。（根據(jù)氧垂公式繪制的溶解氧沿程變化曲線。（P75） 根據(jù)式（根據(jù)式（*）繪制的溶解氧沿程變化曲線稱為）繪制的溶解氧沿程變化曲線稱為 氧垂曲線。氧垂曲線。 0 0221 2111 86400 ln(1) c BOD DKKKu x KKKcK 0 0

34、221 2111 1 ln(1) c BOD DKKK t KKKcK *4. Streeter Phelps (S-P)模式模式 計算最大氧虧點臨界點計算最大氧虧點臨界點 tc由起始點到達臨界點的流行時間由起始點到達臨界點的流行時間。 xc臨界點到計算初始點的距離，臨界點到計算初始點的距離，m。 *4. Streeter Phelps (S-P)模式模式 S-P模式在水質(zhì)影響預(yù)測中應(yīng)用最廣，也可用于計算河模式在水質(zhì)影響預(yù)測中應(yīng)用最廣，也可用于計算河 段的最大容許排污量。段的最大容許排污量。 在在S-P模式基礎(chǔ)上，結(jié)合河流自凈過程中的不同影響因素，模式基礎(chǔ)上，結(jié)合河流自凈過程中的不同影響因素，

35、 人們提出了一些修正型。例如人們提出了一些修正型。例如托馬斯托馬斯引入懸浮物沉降作用對引入懸浮物沉降作用對 BOD衰減的影響；衰減的影響；多賓斯坎普多賓斯坎普提出了考慮底泥耗氧和光合提出了考慮底泥耗氧和光合 作用復(fù)氧的模型；作用復(fù)氧的模型；奧康納奧康納進一步考慮含氮污染物的影響；進一步考慮含氮污染物的影響； 1989年美國年美國EPA推出了推出了QUAL2E，這是一維水質(zhì)模型，全，這是一維水質(zhì)模型，全 面考慮河流自凈的機理，可以模擬面考慮河流自凈的機理，可以模擬15種以上不同的水質(zhì)參數(shù)種以上不同的水質(zhì)參數(shù) 的變化，如水溫、有機磷、有機氮、腸桿菌等。的變化，如水溫、有機磷、有機氮、腸桿菌等。 5

36、. 河流二維穩(wěn)態(tài)混合模式河流二維穩(wěn)態(tài)混合模式 適用條件適用條件： （1）平直、斷面形狀規(guī)則平直、斷面形狀規(guī)則河段河段混合過程段混合過程段； （2）持久性污染物持久性污染物； （3）河流為恒定流動；）河流為恒定流動； （4）連續(xù)穩(wěn)定排放連續(xù)穩(wěn)定排放； （5）對于非持久性污染物，需采用相應(yīng)的衰減模式。）對于非持久性污染物，需采用相應(yīng)的衰減模式。 常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 5. 河流二維穩(wěn)態(tài)混合模式河流二維穩(wěn)態(tài)混合模式 c (x ,y)(x, y)點污染源垂直平均濃度，點污染源垂直平均濃度，mg/L； H平均水深，平均水深，m； B河流寬度，河流寬度，m； a排放

37、口與岸邊的距離，排放口與岸邊的距離，m； My橫向混合系數(shù)，橫向混合系數(shù)，m2/s； x, y笛卡兒坐標系的坐標，笛卡兒坐標系的坐標，m； 岸邊排放：岸邊排放： 常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 5. 河流二維穩(wěn)態(tài)混合模式河流二維穩(wěn)態(tài)混合模式 c (x ,y)(x, y)點污染源垂直平均濃度，點污染源垂直平均濃度，mg/L； H平均水深，平均水深，m； B河流寬度，河流寬度，m； a排放口與岸邊的距離，排放口與岸邊的距離，m； My橫向混合系數(shù)，橫向混合系數(shù)，m2/s； x, y笛卡兒坐標系的坐標，笛卡兒坐標系的坐標，m； 非岸邊排放：非岸邊排放： 2 常用河流水質(zhì)

38、數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 6. 河流二維穩(wěn)態(tài)混合累積流量模式河流二維穩(wěn)態(tài)混合累積流量模式 常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 適用條件適用條件：（1）彎曲河流、斷面形狀不規(guī)則河段彎曲河流、斷面形狀不規(guī)則河段混合過程段混合過程段； （2）持久性污染物持久性污染物； （3）河流為恒定流動；）河流為恒定流動； （4）連續(xù)穩(wěn)定排放連續(xù)穩(wěn)定排放； （5）對于非持久性污染物，需采用相應(yīng)的衰減模式。）對于非持久性污染物，需采用相應(yīng)的衰減模式。 岸邊排放：岸邊排放： c（x, q）（x,q）處污染物垂向平均濃度，）處污染物垂向平均濃度，mg/L； Mq累積流量

39、坐標系下的橫向混合系數(shù)；累積流量坐標系下的橫向混合系數(shù)； x,q累積流量坐標系的坐標；累積流量坐標系的坐標； 4.6 地表水環(huán)境影響預(yù)測地表水環(huán)境影響預(yù)測 擬預(yù)測水質(zhì)參數(shù)的篩選擬預(yù)測水質(zhì)參數(shù)的篩選 水體自凈的基本原理水體自凈的基本原理 地表水環(huán)境影響預(yù)測的時期和階段地表水環(huán)境影響預(yù)測的時期和階段 地表水環(huán)境和污染源的簡化地表水環(huán)境和污染源的簡化 地表水環(huán)境影響預(yù)測的方法地表水環(huán)境影響預(yù)測的方法 水質(zhì)數(shù)學(xué)模式的類型與選用原則水質(zhì)數(shù)學(xué)模式的類型與選用原則 常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件常用河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型與適用條件 水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法 水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法水質(zhì)模型參數(shù)的

40、確定方法 水質(zhì)模型參數(shù)確定的方法類別：水質(zhì)模型參數(shù)確定的方法類別： 實驗室測定法實驗室測定法 公式計算法（包括經(jīng)驗公式、模型求解等）公式計算法（包括經(jīng)驗公式、模型求解等） 現(xiàn)狀實測法現(xiàn)狀實測法 示蹤劑法示蹤劑法 （1）實驗室測定法）實驗室測定法 K1=K1 +(0.11+54 I )u/H 式中：式中：K1耗氧系數(shù)，耗氧系數(shù)，1/d； K1試驗室測定的耗氧系數(shù)，試驗室測定的耗氧系數(shù)，1/d； I河流底坡或地面坡度，河流底坡或地面坡度，； u河水流速，河水流速，m/s； H平均水深，平均水深，m。 在實際應(yīng)用中，在實際應(yīng)用中， K1 仍然寫作仍然寫作 K1 耗氧系數(shù)耗氧系數(shù)K1單獨估值方法（單獨

41、估值方法（P83） 1 186400 lnln AA BB ccu K tcxc （2）兩點法）兩點法(現(xiàn)場實測法現(xiàn)場實測法) 式中：式中：c A、c B為為A、B斷面上污染物的平均濃度，斷面上污染物的平均濃度， x為為A、B斷面間的距離。斷面間的距離。 耗氧系數(shù)耗氧系數(shù)K1單獨估值方法（單獨估值方法（P83） 復(fù)氧系數(shù)復(fù)氧系數(shù)K2的單獨估值方法的單獨估值方法經(jīng)驗公式法（經(jīng)驗公式法（P84） （1）奧康納多賓斯，簡稱奧多公式：）奧康納多賓斯，簡稱奧多公式： 1/6 1 z cH n 1/2 2(20) 3/2 () 294 m D u K H cz17 0.50.25 2(20) 1.25 8

42、24 m DI K H cz17 cz謝才系數(shù)謝才系數(shù) I河流坡度河流坡度 n河床糙率河床糙率 Dm分子擴散系數(shù)分子擴散系數(shù) 0 0.67 1.85 2(20) 5.34 C u K H 0.1H0.6m u 1.5m/s 0.696 2(20) 1.673 5.03 C u K H 0.6H8m 0.6u1.8m/s （2）歐文斯等人經(jīng)驗式）歐文斯等人經(jīng)驗式 （3）丘吉爾經(jīng)驗式）丘吉爾經(jīng)驗式 復(fù)氧系數(shù)復(fù)氧系數(shù)K2的單獨估值方法的單獨估值方法經(jīng)驗公式法（經(jīng)驗公式法（P84） K1 、 、K2的溫度校正 的溫度校正 K1或 或2（T） K1或 或2（20）（ （T-20） 溫度常數(shù)溫度常數(shù)的取值

43、范圍的取值范圍 對于對于K1， 1.021.06，一般取，一般取1.047 對于對于K2， 1.0151.047，一般取，一般取1.024 (1)泰勒法求泰勒法求Ey(適用于河流適用于河流) Ey=(0.058H+0.0065B)(gHI)1/2 B/H100 式中：式中：B河流寬度；河流寬度； g重力加速度；重力加速度； (2)愛爾德法求愛爾德法求Ex(適用于河流適用于河流) Ex=5.93H(gHI)1/2 混合系數(shù)的經(jīng)驗公式（混合系數(shù)的經(jīng)驗公式（P82） 混合系數(shù)的示蹤試驗測定法（混合系數(shù)的示蹤試驗測定法（P82） 示蹤物質(zhì)有：示蹤物質(zhì)有： p 無機鹽類（無機鹽類（ NaCl、LiCl） p 熒光染料（如工業(yè)堿性玫瑰紅）熒光染料（如工業(yè)堿性玫瑰紅） p 放射性同位素等。放射性同位素等。 示蹤物質(zhì)應(yīng)滿足以下要求：示蹤物質(zhì)應(yīng)滿足以下要求： 具有在水體中不沉降、不降解、不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)具有在水體中不沉降、不降解、不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng) 測定簡單準確，測定簡單準確， 經(jīng)濟經(jīng)濟 對環(huán)境無害對環(huán)境無害 示蹤物質(zhì)的投放有瞬時投放、有限時段投放和連續(xù)恒定投放。示蹤物質(zhì)的投放有瞬時投放、有限時段投放和連續(xù)恒定投放。 向水體中投放示蹤物質(zhì)，追蹤測定其濃度變化，據(jù)以計算向水體中投放示蹤物質(zhì)，追蹤測定其濃度變化，據(jù)以計算 所需要的各環(huán)境水力學(xué)參數(shù)的方法。所需要的各環(huán)境水力學(xué)參數(shù)的方法。