第五章 地表水環(huán)境影響評價.ppt

1、1，2020/8/3，第5章，地表水環(huán)境影響評價，2，2020/8/3，內容，3，2020/8/3，1.1概況，水體，海洋，河流，湖泊，水庫，地下水，地表水，河流，河口，海洋，湖泊(水庫)，濕地和其他水體。地表水的污染和自凈，5，2020/8/3，1.2地表水資源和水循環(huán)有兩層含義：地表水資源的大循環(huán)和小循環(huán)極其有限，圖3水文循環(huán)示意圖，1。地表水的污染和自凈，6，2020/8/3，1.3水污染，定義為人類活動和自然過程的影響會惡化感官特性(顏色、氣味、味道、透明度等)。)，物理和化學性質(溫度、氧化還原電位、導電性、放射性、有機和無機材料成分等。)，水生生物組成(種類、數(shù)量、形狀和質量等。)

2、，以及海底沉積物的數(shù)量和成分，從而破壞了水體的原有功能。1。地表水污染和自凈，7，2020/8/3，1.3.1水污染來源，表1水污染來源分類(指南)，1。地表水污染和自凈，8，2020/8/3，a .點污染源，定義為城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)企業(yè)通過管道和溝渠收集并排入水體的廢水。生活污水：來自家庭、商業(yè)、機構、學校、餐館、旅游服務和其他城市公共設施。工業(yè)廢水：它來自工業(yè)生產過程，其數(shù)量和質量隨生產過程而變化。1.地表水污染與自凈，9，2020/8/3，點污染源估算，基于實際測量方法的物質平衡法(類比法)，1。地表水污染和自凈，10，2020/8/3，表2。一些行業(yè)的污染物排放系數(shù)，1。地表水污染與自

3、凈，11主要包括：城市排水、農田排水、農村生活廢水、礦山廢水、零星小畜禽養(yǎng)殖廢水、大氣污染物通過重力沉降和沉淀進入水體造成的污染廢水。1.地表水污染與自凈，12，2020/8/3，非點源污染是指大氣、地面和土壤中的污染物(城市垃圾、農村畜禽糞便、化肥、農藥、重金屬等有毒物質或農田中的有機物質)在降雨徑流的淋溶和沖刷作用下進入河流、湖泊、水庫、海洋等受納水體所造成的污染。Parry R .1998).美國清潔水法修正案(1997年)將非點源污染定義為：污染物以大面積、分散和痕量的形式進入地表和地下水體。，1。地表水污染與自凈，13，2020/8/3，非點源污染，城市非點源負荷不透水下墊面主要是農

4、田非點源負荷透水下墊面，1。地表水污染和自凈問題，城市雨水是通過雨水管道非點源排放還是點源排放？農村分散生活污水和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)生產廢水收集后排放。它是點源還是非點源？1。地表水污染與自凈，15，2020/8/3，1.3.2水污染物，耗氧有機污染物，營養(yǎng)素，水中有機毒物，重金屬，水中非金屬無機毒物，病原微生物，酸堿污染，石油熱污染，1。地表水污染與自凈，16，2020/8/3，1.4水自凈，遷移與轉化，推流，遷移，擴散，稀釋，轉化與遷移，衰減與變化，污染物的好氧生化衰減過程，有機污染物的好氧生化降解與硝化，硫化物的反硝化，細菌的衰減，重金屬與有機毒物的衰減，一級反應，1。地表水體污染與自凈，17，2

5、020/8/3，1.5水體耗氧與復氧過程，碳化需氧量衰減耗氧氮化合物硝化耗氧水生植物呼吸低污泥耗氧水體，復氧過程中大氣復氧光合作用。1.地表水體的污染和自凈，2020年8月3日，河口入海，湖泊和支流應該是三維模型。一維模型通常被簡化為一維和二維模型，用于預測中小河流的水質。二維模型的污染物濃度在垂直方向上相對均勻，而三維模型的大河流的水面在垂直和水平方向上分布不均勻，且寬而深，流態(tài)復雜。小湖的濃度是均勻分布的。2.河流和河口水質模型，19，2020/8/3，2.1.1完全混合模型，應用條件：河流穩(wěn)定。污染物在整個河段內均勻混合；廢水中的污染物是持久性物質；沒有支流和其他廢水進入這條河。2.1河

6、流中污染物的混合和衰減模型，2 .河流和河口水質模型，20，2020/8/3，2 .河流和河口水質模型，21，2020/8/3，2.1.2一維水質模型，是目前應用最廣泛的水質模型，其通用公式為：2 .河流和河口水質模型，22(河流完全混合斷面；非持久性污染物；這條河是恒定的；廢水的連續(xù)和恒定排放)當污染物按照一級化學反應進行反應而不考慮源和匯時，得到以下解決方案：河流和河口水質模型，23，2020/8/3，忽略彌散的一維穩(wěn)態(tài)水質模型，適用性：當河流較小時，流速不大，彌散系數(shù)小，微分方程為：2。河流和河口水質模型，24，2020。假設下游無支流流入，廢水排放量Qp=0.2m3/s，BOD5濃度3

7、0mg/L，河流流量Qh=5.8m3/s，河流平均流速v=0.3m/s，BOD5背景濃度0.5mg/L，BOD5降解速率常數(shù)k1=0.2d-1，縱向擴散系數(shù)D=10m2/s。2。河流和河口水質模型，2020年8月3日，解決方案是污水排入河流后，排污口所在河段的初始濃度可以用完全混合模型計算；考慮縱向分散時下游5公里處濃度的計算考慮縱向分散時下游5公里處濃度的計算從本例中，在穩(wěn)態(tài)下，忽略分散的結果與考慮分散的結果非常接近。2.河流和河口水質模型，26，2020/8/3，BOD-DO耦合模型S-P模型，水中有機物的分解，沉積物中有機物的分解和水生生物的代謝都消耗河水中的溶解氧，河水中溶解氧的來源主

8、要包括大氣復氧和水中水生植物的光合作用復氧。在一維、穩(wěn)態(tài)、均勻和非擴散的條件下，1925年，菲爾普斯斯特雷特基于以下假設導出了BOD-DO耦合模型：在水質基本方程的源-匯項S中，只考慮了BOD與好氧微生物的衰減反應，該反應被認為是一級反應，符合一級反應動力學；就河水中的溶解氧而言，認為耗氧量只是由生化需氧量的分解引起的，生化需氧量的分解速率等于溶解氧的還原速率，河水中溶解氧的回收率與水的缺氧程度成正比，因此這種復氧只是大氣復氧。2.河流和河口水質模型，27，2020/8/3，S-P模型數(shù)學方程，2。河流和河口水質模型，28，2020/8，S-P模型解，2。河流和河口水質模型，S-P氧凹陷公式，

9、29，2020/8托馬斯模型引入了懸浮固體沉積對生化需氧量衰減的影響。多巴酚丁胺模型包括沉積物的耗氧和光合作用模型。奧康納模型進一步考慮了含氮污染物的影響。2.河流和河口水質模型，31，2020/8/3，2.1.3二維水質模型，實際上，我們應該考慮海岸反射的問題。2.河流和河口水質模型，32，2020/8/3，污染物和河水完全橫向混合所需的縱向距離，條件是某一斷面任一點的濃度與該斷面平均濃度之比為0.95-1.05，河流中心流量為33，360，岸邊流量為33，360；2.河流和河口水質模型，33，2020/8/3受海洋潮汐和上游河流影響的河口一般采用二維動力模型和數(shù)值解。2.河流和河口水質模型

10、，34，2020/8/3，其他水質模型，河流酸堿度模型，熱量排放模型，非點源模型，水庫和湖泊水質模型，海灣水質模型，2。河流和河口水質模型，35，2020/8/3，河流混合過程斷面和水質模型應用：如果污染物進入水域，在一定范圍內經過平流、縱向擴散和橫向混合后充分混合，可以利用水質模型進行預測和評價。在混合過程的下游河段，可以采用一維模型。在混合過程部分(XL)，應采用二維模型。混合過程的長度可通過以下公式估算：l=(0.4 b-0.6a)bu/(0.058h 0.0065 b)(GHI)1/2，2。河流和河口水質模型，36，2020/8/3，其中：l為污水和河水混合過程中污染帶的長度，b為河流

11、寬度，a為污水出口到岸邊的距離，u為河水流速，h為平均河水深度，I為河流坡度，g為重力加速度常數(shù)，取9.8。2.河流和河口水質模型，37，2020/8/3，3.1完全混合水質模型-Vollen焊工模型。對于停留時間長、水質基本穩(wěn)定的中小型湖泊，沃蘭德假設湖泊中某一污染物濃度隨時間的變化率是輸入、輸出和湖泊中污染物沉積量的函數(shù)，可以用質量平衡方程表示。3。湖泊(水庫)水質模型，38，2020/8/3、3。湖泊(水庫)水質模型，39，2020/8/3，3。湖泊(水庫)水質模型，40，2020/8/3。3.湖泊(水庫)水質模型，43，2020/8/3，3.2不完全混合水質模型，大湖寬水域。當污染來自

12、沿湖的工廠和礦山或入湖河流時，污染往往出現(xiàn)在入湖口附近的水域，因此應考慮廢水在湖中的稀釋和擴散。此時，假設污染物在湖水中呈錐形擴散。使用圓錐極坐標很方便。3。湖泊(水庫)水質模型，44，2020/8/3，3。湖泊(水庫)水質模型，45，2020/8/3，在地表水水質模型中，參數(shù)值的估計是一個關鍵環(huán)節(jié)，直接關系到模型計算結果的合理性和準確性。水質模型中的參數(shù)，如擴散系數(shù)D、耗氧系數(shù)k1、大氣復氧系數(shù)k2、沉淀再懸浮系數(shù)k3等。人們進行了廣泛的研究，并形成了成熟的參數(shù)估計方法。，4。水質模型的標定，耗氧系數(shù)k1的單獨估算方法為46，2020/8/3，4.1，實驗室中最理想的方法是用自動生化需氧量測

13、定儀來描述研究河段水樣的生化需氧量歷史曲線；如果沒有自動分析儀，水樣可分成10瓶以上，放入20的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，可分別測定110天或更長時間的生化需氧量。實驗數(shù)據(jù)用最小二乘法或圖解法處理。在此基礎上，得出實驗室測得的耗氧系數(shù)，可直接應用于湖泊和水庫，應用于河流時需要進行修正。4.1.1由生化需氧量實驗室實驗數(shù)據(jù)確定，4。水質模型的校正，47，2020/8/3，K。博斯科建議，實驗室測量的k1應根據(jù)河流的縱坡、平均流速和水深進行校正。水質模型校準，48，2020/8/3，4.2復氧系數(shù)k2的單獨估計方法。實際測量方法可用于估算復氧系數(shù)k2，但耗時、費力且難以確定。一般采用經驗公式法。4。水質模型校

14、準，50，2020/8/3，奧康納-多賓斯公式：4。水質模型的校準，51，2020/8/3，歐文斯等，經驗公式，丘吉爾4.3 k1和k2的溫度修正。由上述方法得到的k1和k2的值均為204.3，k1和k2隨溫度變化，因此應進行溫度修正。修正公式為：溫度常數(shù)的取值范圍：k1=1 . 021 . 06，一般為1.047；k2=1.0151.047，一般為1.024。4。水質模型校準，53，2020/8/3，4.4?？v向彌散系數(shù)是反映天然河流縱向混合輸移特性的重要參數(shù)，與河流的水力條件密切相關。縱向彌散系數(shù)可通過兩種方法確定：經驗公式法和示蹤實驗法。4。水質模型的校準，54，2020/8/3，4.4

15、.1經驗公式法，阿登法，4。水質模型的校準，55，2020/8/3，費歇爾公式，4。水質模型的標定示蹤物質：有無機鹽(氯化鈉、氯化鋰)、熒光染料(如工業(yè)堿性玫瑰紅)和放射性同位素等。示蹤物質的選擇應符合以下要求：(1)在水中具有不沉淀、不降解、不發(fā)生化學反應的特點；(2)測定簡單、準確；(3)經濟；(4)對環(huán)境無害。4。水質模型校準，2020年8月3日，示蹤物質的釋放模式：瞬時釋放、限時釋放和連續(xù)恒定釋放。在恒定交付的情況下，交付時間(從交付到取樣)應大于(xm是從交付點到最遠取樣點的距離)。瞬時釋放具有示蹤時間少、操作時間短、釋放簡單、數(shù)據(jù)整理容易等優(yōu)點。4.水質模型標定，58，2020/8

16、/3，示蹤試驗方法，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用擬合曲線法計算縱向彌散系數(shù)，4。水質模型校準，59，2020/8/3，4.5多參數(shù)優(yōu)化方法，根據(jù)實測水文和水質數(shù)據(jù)，利用優(yōu)化方法同時確定多個環(huán)境水力學，該方法也只能確定一個參數(shù)。多參數(shù)優(yōu)化方法確定的環(huán)境水力學參數(shù)是局部最優(yōu)解。當有許多參數(shù)需要確定時，優(yōu)化結果可能與其物理意義有很大不同。，4。水質模型校準，60，2020/8/3，5。確定發(fā)展行動對地表水的影響，2020/8/3，61，6。地表水環(huán)境影響預測與評價，62，2020/8/3，6.1地表水環(huán)境評價的基本思路，6。地表水環(huán)境影響預測與評價，63 6。地表水環(huán)境影響預測與評價，65，2020/8/3，6.2.1地表水環(huán)境影響評價的分類依據(jù)，建設項目污水水質的復雜性