专题湖泊污染负荷计算.ppt

关于专题湖泊污染负荷计算现在学习的是第1页，共23页一、入湖污染负荷及其计算1、点源污染负荷及其计算2、非点源污染负荷及其计算3、流域入湖污染负荷及其计算二、主要污染物允许入湖负荷量三、主要污染物削减负荷量现在学习的是第2页，共23页一、入湖污染负荷及其计算1、点源污染负荷及其计算、点源污染负荷及其计算包括工业污染源和生活污染源1.1 工业污水量计算工业污水量计算1.1.1 实测法实测法a 、流速仪测定、流速仪测定： 水深大于30cm、流速不小于0.05m/s。SVQsmSsmVsmQ/,23废水过流断面面积，断面水流平均流速，废水流量(1-1)b 、浮标法、浮标法：对于非满流下水管道，向废水中投加浮标，观测其流速。tLVVSKQ浮标系数。，浮标流过上下断面时间上、下游断面距离，水面流速，水流断面面积，废水流量，KstmLsmVmSsmQ/23(1-2)(0.3-1.0m深普通污水K=0.550.75;深水草污水渠K=0.450.65;宽浅污水渠K=0.80.9)现在学习的是第3页，共23页c 、容积法、容积法：适用于小流量和间歇性排放。tVQ stmVsmQ接流时间，容器体积，废水流量，33/(1-3)1.1.2 根据用水量推算根据用水量推算a 、机泵推算b 、耗电量推算AgtQgwQ无固定污水排放口，难以实测时：dhthmgdmQ/33每日机泵开的时间，单位时间机泵抽水量，例废水排放量占用水量比废水排放量，hKWhKWmhKWgdmQ100100/100/33抽水日用电量，电抽水量，每例废水排放量占用水量比废水排放量，现在学习的是第4页，共23页1.2 工业污染源负荷量计算工业污染源负荷量计算工业污染源负荷量计算有实测法、物料平衡法和单位负荷法测量方法实测法物料平衡法单位负荷法公式CQG/流量加权平均浓度该污染物实测平均或废水排放量对排放量废水中某种污染物的绝CQG4213GGGGG1000/ KG工艺过程G进料量1G产品2G副产品3G流失量4G回收量attkgKatG/该产品年产量，排放系数，量，废水中某污染物年排放现在学习的是第5页，共23页1.3 生活污染源负荷量计算生活污染源负荷量计算比较可靠地方法是实测法，在生活污水排放口采样分析污染物成分、浓度并测量流量。测量方法与工业污染相同。在无条件进行实测排水量时，可参照下面两种方法估计：比率法蒸发率法生活污水与其他污水混杂难以实测时。从生活用水量中扣除耗损和蒸发量后估算生活污水量。应用公式 KQ废水总排放量（居民区）常取（工业区）量比率生活污水占废水总排放生活污水量3 . 02 . 09 . 01 . 0KQ)1 (WQ）损失率（一般生活用水量生活污水量04. 002. 0WQ在缺乏资料或不具备条件时，可采用单位负荷法估算污水的总负荷量。即通过调查确定每人每日排污量，再乘以人口数，计算污水总负荷。现在学习的是第6页，共23页2 2、非点源污染负荷及其计算、非点源污染负荷及其计算非点源污染负荷定量化有两种途径：对受纳水体所接受的污染物量进行观测、分析和计算，推算汇水区域污染物输出量。对非点源污染物输出的主要过程（降雨、地表径流等）的模拟，计算污染物输出量。根据土地利用类型分为城镇地表径流城镇地表径流和非城镇地表径流非城镇地表径流。（单位负荷法和模拟法）2.12.1城镇地表径流污染负荷城镇地表径流污染负荷a 、单位负荷法：分别计算各土地类型单位面积单位时间产生的污染负荷，再求和。iniiniiAXLL11（1-4）PFXiiii22)/(/kmiAakmkgiXakgiLakgLiii种土地类型的总面积，第种土地类型单位负荷，第，种土地类型污染负荷量第量，各土地类型总污染负荷人口密度参数。年降水量，地面清扫频率参数，污染物浓度参数，iiiFacmPkmcmkg/)/(2现在学习的是第7页，共23页年负荷污染物浓度参数：i土地类型污染物浓度参数/ kg/(cmkm2)BOD5SSPO4-PN生活区357201.55.8商业区1419803.313.1工业区5312903.112.2其他5120.42.7人口密度参数F：土地类型生活区商业区工业区其他F0.142+D0.54p1.01.00.142Dp-人口密度（人/km2）现在学习的是第8页，共23页b b 、模拟法、模拟法：为了获得准确的污染物负荷量，常采用模型模拟污染物输出过程常用模型有雅林方程和萨特冲刷函数。表达天然降雨冲刷街道的地表径流流量与携带泥沙量关系。适于完全紊流。认为：路边污染物冲刷量与路边污染物总量和降雨强度乘积成正比。模型用于城市径流模型较为广泛。模型雅林方程萨特冲刷函数公式)1ln(11635. 0) 1(106aSaSSDUPsmmYYSsmgHSUmDcmgsmgPcrs/, 1)/(/,/3能量梯度坡降，剪切流速颗粒直径，颗粒密度，运输量，每单位宽度流量的颗粒PKdtdpu)10ertKtuPP （积分量时间后降雨搬运的物质路边最初积聚固体质量冲刷系数降雨强度残余固体物质总量tPPKptu0现在学习的是第9页，共23页2.22.2非城镇地表径流污染负荷非城镇地表径流污染负荷主要指：农田、牧场、林区、矿山等土地类型的地表径流。a a 、单位负荷法、单位负荷法样区污染负荷量：综合区年流失污染量：tjidttCtQL0)()(iijnjiALL/1tCtQtkgjjLji间变化函数，径流中污染物浓度随时函数，暴雨径流量随时间变化暴雨历时，场暴雨流失的污染物量样区第第min,年降雨次数样区面积第污染物量，样区单位面积年流失的第nkmiAakmkgiLii22,)/(miiiiFLL1统计获得）地形地貌参数（由经验样土地类型总面积，第综合区内土地类型，综合区年流失污染物量iikmiFmakgL2/现在学习的是第10页，共23页b b 、模拟法：、模拟法：对水文循环的模拟（非点源污染形成与水文循环的早期阶段和初期阶段地表径流有关）。把整个集水面积（或一个大部分）看做一个单元，将其特性参数用经验公式简化后，表示成一个均匀系统。再根据模型对实测资料的响应，确定单元系数和系统参量。模型验证后，便得到一种反映不同水文和气象条件下的输出值。灵活、易行，适用于大系统；但带有一定经验性，当系统参量（如集水面积等）改变时，需重新计算系统变量。可以任意改变系统参量，适用于较小的系统；但每个单元需要较详细的系统参量，需要大容量计算机。方法集中参量法分散参量法优缺点过程将集水面积分成性质相近、面积较小的单元，各单元分别模拟，然后将各单元结果相加，得出总的输出结果。现在学习的是第11页，共23页c c 、估算法：、估算法：准确性要求不高，或无法直接获取污染物量时，通过采用某些与污染物产生量有关而又易得的数据资料进行估算。例如农田地表径流：农业主要污染源：农药、化肥、泥沙和动物排泄物。分别按以下估算。农药、化肥泥沙和悬浮物动物排泄物（按人计算）通过单位面积农田施加量估算农药在土壤中指数衰减：农药降解率初始农药量天农药量第aPiPPPiatie00结合土地面积与侵蚀模型估算。产生率由实测或实验所得。每人每天产生BOD75g，总固体250g 。现在学习的是第12页，共23页3 3、流域入湖污染负荷及其计算、流域入湖污染负荷及其计算根据排放方式不同，入湖污染物分两类：直接排放和间接排放。考虑全流域污染负荷对湖泊水质的影响，把湖体作为一个封闭水域。计算负荷量。3.13.1、地表径流入湖污染负荷、地表径流入湖污染负荷入湖地表径流指入湖的河道径流和间歇性溪沟，以及不流入河网的坡面的区间径流的总和。niiiCQW11000/地表径流条数度，地表径流污染物平均浓入湖径流量，染物量，通过地表径流入湖的污nLmgCamQakgWii/3在缺少实验资料时，采用径流系数等值图和该区域监测的径流浓度计算：niiiiiCAaXW11000/单位换算系数上的径流污染物浓度，上的降水量，径流等值线所占面积，iiiiiiaLmgACammAXmA/2现在学习的是第13页，共23页3.23.2、地下径流入湖污染负荷、地下径流入湖污染负荷指直接流入湖泊的地下水。niiiCQW11000/地下径流入湖污染物浓度为：地表径流条数均浓度，湖区地下径流污染物平湖区入湖地下径流量，染物量，通过地下径流入湖的污nLmgiCamiQakgWii/3iQ地下径流量可以通过：选择与区内自然地理条件相似（水文地址、气象、地貌等），具有长期实测资料的流域作参考，由单位面积径流量和区间面积。求出区间入湖地下径流；采用地下水运动方程，计算地下水量；由水量平衡方程来求。iC地下径流污染物浓度：通过打井等途径，采集井水进行水质化验。现在学习的是第14页，共23页3.33.3、湖面降水入湖污染负荷、湖面降水入湖污染负荷由降水量和降水中污染物浓度计算出。PCAW LmgCkmAmmPkgW/2降水中污染物浓度，湖面面积，降水量，降水污染负荷量，降水年总负荷量，为各次降水污染负荷量之和。现在学习的是第15页，共23页3.43.4、湖面降水入湖污染负荷、湖面降水入湖污染负荷湖面水体区域安装n个降尘采样器，一年内收集采样器内粉尘12次，测其重量，分析污染物成分。将n个采样器求出的平均值作为湖泊的降尘污染负荷。iniiiCALAnW1122/mAkgkgiCmiAkgiLiii湖面面积，含量，个采样器降尘中污染物第个采样器的地面积，第量，个采样器采集到的降尘第现在学习的是第16页，共23页3.53.5、船舶运输产生的入湖污染负荷、船舶运输产生的入湖污染负荷指水面航行的各类船只向湖泊排放的各类污染物：石油类、生活污水类、生活及其他固体垃圾类等。含油污水负荷量生活污水负荷量垃圾污染负荷量分为生活垃圾和货物垃圾。 为第i船只第j次排污的含油量；n，m为船只总数和全年航行次数。主要来自人类粪便、厨房废水个洗浴水。生活垃圾：旅客0.5kg/（d人），船员2kg/（d人）；货物：离散货物每100t产生20kg包装材料100t产生1t。nimjijWW11ijW估算现在学习的是第17页，共23页3.63.6、养殖投饵的污染负荷、养殖投饵的污染负荷指人工投放饵料与养殖产生的水体污染负荷。以网箱养鱼为例。水体负荷量为：源负荷量=总投饵量饵料中TN(TP)含有率鱼类增加重量鱼类TN(TP)含有率饵料中TN(TP)含有率，通过对饵料实测得到；鱼类TN(TP)含有率，一般去25%和0.22%。3.73.7、厂矿、宾馆排放污染负荷、厂矿、宾馆排放污染负荷沿湖厂矿、宾馆排放的入湖污染负荷为废水重量与平均浓度的乘积。niiiCQW11000/LmgiCmiQii/3度，排污单位排放污染物浓第量，排污单位排放入湖废水第现在学习的是第18页，共23页二、主要污染物允许入湖负荷量湖泊允许负荷量是实行湖泊污染物总量控制的依据。1、计算湖泊允许负荷量技术要点1.1、建立湖泊水质浓度与其影响因素之间的定量关系a 、制作水质模型：通过现场调查和实验，制定出湖泊水质模型。b、应用通用水质模型：无条件建立水质模型地区，应用通用模型，实测资料验证，推出湖泊允许负荷依据。c 、建立经验相关：由实测资料建立湖泊水质浓度与影响因素相关曲线。1.2、确定湖泊水质标准和设计水请。1.3、计算湖泊允许负荷量。2、湖泊允许负荷量计算模型2.1、营养盐允许负荷量经验模型：在均匀浓度条件下，湖泊容积稳定时，可根据学者Vollenweidor 提出的大湖总磷浓度模型方程求得的经验模型来计算湖泊N、P营养盐的允许负荷量。下表给出不同学者提出的水质模型和允许负荷量模型。现在学习的是第19页，共23页TN、TP 水质模型和允许负荷量计算模型学者水质模型允许负荷量模型VollenweidorDillonOECD合田健1)/1 (siqZCC)/(ssqZSqLZRLCw)1 (RZCLws11586. 0)27. 21 (iCC)27. 21 (586. 0ssCqL)10(ZVqZLC)10(ZVqZCLsmZaPNRVLmgTPTNCLmgTPTNCLmgTPTNCamgPNLsi平均水深，滞留时间，湖泊中湖泊容积水环境质量标准，浓度，入湖流量加权年均浓度，湖水中平均允许负荷量，湖泊/1,/,/,/,)/(,2amqammqws/)/(323通过河道出湖水量，水力冲刷系数水量负荷，单位湖泊面积上年平均现在学习的是第20页，共23页2.2、有机物的允许负荷量模型：由湖泊物质平衡，写出有机物的水质模型方程：qCVCKSdtdcVc1为保持湖泊任何时间有机物浓度不超过水质标准，则0dtdc有机物负荷量为：AqCZCKLssc1LmgCdKdmgLdgSscc/1)2/(/1有机物的水质标准，有机物的自净系数，有机物的允许负荷量，湖泊有机物的入湖量，现在学习的是第21页，共23页三、主要污染物削减负荷量将为达到一定的水质目标，最小应削减的污染物负荷量称为污染物应削减负荷量。污染控制方案实际可削减的污染物负荷量称为污染物可削减负荷量。污染物应削减负荷量表示为：/ )(允许负荷入湖负荷应削减负荷QQQ污染物平均入湖系数当污染物可削减负荷量大于污染物应削减负荷量时，则可以达到水质目标。现在学习的是第22页，共23页感谢大家观看感谢大家观看现在学习的是第23页，共23页