环境影响评价课件第五章知识讲解.ppt

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1、环境影响评价课件第五章5.3.1水体自净的基本原理水体自净的基本原理n5.3.1.1物理自净物理自净n污染物在水体中的混合稀释和自然沉淀过程。污染物在水体中的混合稀释和自然沉淀过程。n污染物沉淀对水质来说是净化，但对底泥来说则污对水质来说是净化，但对底泥来说则污染物反而增加。染物反而增加。n混合稀释作用只能降低水中污染物的浓度，不能减只能降低水中污染物的浓度，不能减少其总量。水体混合稀释作用包括：少其总量。水体混合稀释作用包括：n紊动扩散作用紊动扩散作用n移流作用移流作用n离散作用离散作用5.3.1水体自净的基本原理水体自净的基本原理n5.3.1.2化学自净n氧化还原反应氧化还原反应n溶解氧与

2、水中污染物发生氧化反应，如某些重金属离子氧化成难溶物溶解氧与水中污染物发生氧化反应，如某些重金属离子氧化成难溶物而沉淀析出；硫化物氧化为硫代硫酸盐或硫。还原作用多在微生物作而沉淀析出；硫化物氧化为硫代硫酸盐或硫。还原作用多在微生物作用下进行用下进行n酸碱反应酸碱反应n某些元素在弱酸性环境中容易溶解得到稀释（锌、镉、六价铬等），某些元素在弱酸性环境中容易溶解得到稀释（锌、镉、六价铬等），某些元素在中性或碱性环境中可形成难溶化合物而沉淀（锰离子，铁某些元素在中性或碱性环境中可形成难溶化合物而沉淀（锰离子，铁离子）天然水体接近中性，酸碱反应作用不大离子）天然水体接近中性，酸碱反应作用不大n混凝沉淀作

3、用和吸附作用混凝沉淀作用和吸附作用n天然水体中含有各种胶体，如硅、铝、铁等的氢氧化物，黏土颗粒和天然水体中含有各种胶体，如硅、铝、铁等的氢氧化物，黏土颗粒和腐殖质等，由于有些微粒具有较大的表面积，另有一些物质本身就是腐殖质等，由于有些微粒具有较大的表面积，另有一些物质本身就是凝聚剂。凝聚剂。5.3.1水体自净的基本原理水体自净的基本原理n5.3.1.3生物自净生物自净n水中微生物在溶解氧充分的情况下，将一部分有机污染水中微生物在溶解氧充分的情况下，将一部分有机污染物当作食饵消耗掉，将另一部分有机污染物氧化分解成物当作食饵消耗掉，将另一部分有机污染物氧化分解成无害的简单无机物。无害的简单无机物。

4、n影响因素：影响因素：n溶解氧的含量溶解氧的含量n有机污染物的性质、浓度有机污染物的性质、浓度n微生物的种类、数量等。微生物的种类、数量等。5.3.2预测的原则预测的原则n可能产生对地表水环境影响的建设项目，应预测其产生的影响：可能产生对地表水环境影响的建设项目，应预测其产生的影响：预测的范围、时段、内容及方法均应根据其评价等级、工程与预测的范围、时段、内容及方法均应根据其评价等级、工程与环境特性、当地的环保要求而定；同时应考虑预测范围内，规环境特性、当地的环保要求而定；同时应考虑预测范围内，规划的建设项目可能产生的环境影响。划的建设项目可能产生的环境影响。n预测环境影响时尽量选用通用、成熟、

5、简便并能满足准确度要预测环境影响时尽量选用通用、成熟、简便并能满足准确度要求的方法求的方法n对于季节性河流，应依据当地环保部门所定的水体功能，结合对于季节性河流，应依据当地环保部门所定的水体功能，结合建设项目的特性确定其预测的原则、范围、时段、内容及方法。建设项目的特性确定其预测的原则、范围、时段、内容及方法。n当水生生物保护对地面水环境要求较高时，应简要分析建设项当水生生物保护对地面水环境要求较高时，应简要分析建设项目对水生生物的影响。分析时一般可采用类比调查法和专业判目对水生生物的影响。分析时一般可采用类比调查法和专业判断法。断法。5.3.3预测方法预测方法n（1）数学模式法）数学模式法n

6、（2）物理模型法）物理模型法n（3）类比调查法）类比调查法n（4）专业判断法）专业判断法5.3.3预测方法预测方法n数学模式法数学模式法n利用表达水体净化机制的数学方程预测建设利用表达水体净化机制的数学方程预测建设项目引起的水体水质变化。项目引起的水体水质变化。n能定量给出预测结果，在许多水域有成功应能定量给出预测结果，在许多水域有成功应用水质模型案例。用水质模型案例。n一般情况此法比较简便，应首先考虑，但需一般情况此法比较简便，应首先考虑，但需一定的计算条件和输入必要的参数，而且污一定的计算条件和输入必要的参数，而且污染物在水中的净化机制，很多方面尚难用数染物在水中的净化机制，很多方面尚难用

7、数学模式表达。学模式表达。5.3.3预测方法预测方法n物理模型法物理模型法n依据相似理论，在一定比例缩小的环境模型上进行依据相似理论，在一定比例缩小的环境模型上进行水质模拟实验，以预测由建设项目引起的水体水质水质模拟实验，以预测由建设项目引起的水体水质变化。变化。n能反映比较复杂的水环境特点，且定量化程度较高，能反映比较复杂的水环境特点，且定量化程度较高，再现性好，但需要有相应的实验条件和较多的基础再现性好，但需要有相应的实验条件和较多的基础数据，且制作模型要耗费大量的人力、物力和时间。数据，且制作模型要耗费大量的人力、物力和时间。n在无法利用数学模式法预测，而评价级别较高，对在无法利用数学模

8、式法预测，而评价级别较高，对预测结果要求较严时，应选用此法。但污染物在水预测结果要求较严时，应选用此法。但污染物在水中的化学、生物净化过程难于在实验中模拟。中的化学、生物净化过程难于在实验中模拟。5.3.3预测方法预测方法n类比调查法类比调查法n调查与建设项目性质相似，且其纳污水体的规模、调查与建设项目性质相似，且其纳污水体的规模、流态、水质也相似的工程。根据调查结果，分析预流态、水质也相似的工程。根据调查结果，分析预估拟建设项目的水环境影响。此种预测属于定性或估拟建设项目的水环境影响。此种预测属于定性或半定量性质。已建的相似工程有可能找到，但此工半定量性质。已建的相似工程有可能找到，但此工程

9、与拟建项目有相似的水环境状况则不易找到。所程与拟建项目有相似的水环境状况则不易找到。所以类比调查法所得结果往往比较粗略，一般多在评以类比调查法所得结果往往比较粗略，一般多在评价工作级别较低，且评价时间较短，无法取得足够价工作级别较低，且评价时间较短，无法取得足够的参数、数据时，用类比求得数学模式中所需的若的参数、数据时，用类比求得数学模式中所需的若干参数、数据。干参数、数据。5.3.3预测方法预测方法n专业判断法专业判断法n定性地反映建设项目的环境影响。当水生生定性地反映建设项目的环境影响。当水生生物保护对地表水环境要求较高（如珍贵水生物保护对地表水环境要求较高（如珍贵水生生物保护区、经济鱼类

10、养殖区等）或由于评生物保护区、经济鱼类养殖区等）或由于评价时间过短等原因无法采用上述三种方法时，价时间过短等原因无法采用上述三种方法时，可选用此方法。可选用此方法。5.3.4预测范围和预测点的布设预测范围和预测点的布设n5.3.4.1预测范围预测范围n与水环境现状调查的范围相同或略小，与水环境现状调查的范围相同或略小，确定预测范围的原则与现状调查相同。确定预测范围的原则与现状调查相同。5.3.4.2预测点的布设预测点的布设n预测点的数量和预测点的布设应根据受纳水体和建设项目预测点的数量和预测点的布设应根据受纳水体和建设项目的特点、评价等级以及当地的环保要求确定。的特点、评价等级以及当地的环保要

11、求确定。n在预测范围外，但估计可能受到影响的重要用水地点在预测范围外，但估计可能受到影响的重要用水地点n环境现状监测点环境现状监测点n水文特征突然变化和水质突然变化处的上、下游水文特征突然变化和水质突然变化处的上、下游n重要水工建筑物附近重要水工建筑物附近n水文站附近水文站附近n需要预测河流混合过程段的水质时，应在该段河流中布设若干预测点。需要预测河流混合过程段的水质时，应在该段河流中布设若干预测点。n当拟预测溶解氧时，应预测最大亏氧点的位置及该点的浓度，但是分段预当拟预测溶解氧时，应预测最大亏氧点的位置及该点的浓度，但是分段预测的河段不需要预测最大亏氧点。测的河段不需要预测最大亏氧点。n排放

12、口附近常有局部超标区，如有必要可在适当水域加密预测点，以便确排放口附近常有局部超标区，如有必要可在适当水域加密预测点，以便确定超标区的范围。定超标区的范围。5.3.5地面水环境影响时期的划分和预地面水环境影响时期的划分和预测地面水环境影响的时段测地面水环境影响的时段n5.3.5.1地面水环境影响时期的划分地面水环境影响时期的划分n5.3.5.2预测地面水环境影响的时段预测地面水环境影响的时段5.3.5.1地面水环境影响时期的划分地面水环境影响时期的划分n生产运行阶段生产运行阶段n建设过程阶段建设过程阶段n服务期满后服务期满后5.3.5.1地面水环境影响时期的划分地面水环境影响时期的划分n生产运

13、行阶段生产运行阶段n所有建设项目均应预测生产运行阶段对所有建设项目均应预测生产运行阶段对地面水环境的影响，该阶段的地面水环地面水环境的影响，该阶段的地面水环境影响应按正常和不正常排放两种情况境影响应按正常和不正常排放两种情况进行预测。进行预测。5.3.5.1地面水环境影响时期的划分地面水环境影响时期的划分n建设过程阶段建设过程阶段n大型建设项目应根据该项目建设过程阶段的特点和评大型建设项目应根据该项目建设过程阶段的特点和评价等级、受纳水体特点以及当地环保要求决定是否预价等级、受纳水体特点以及当地环保要求决定是否预测该阶段的环境影响。同时具备如下三个特点的大型测该阶段的环境影响。同时具备如下三个

14、特点的大型建设项目应预测建设过程阶段的环境影响。建设项目应预测建设过程阶段的环境影响。n地面水水质要求较高，如要求达到地面水水质要求较高，如要求达到III类以上类以上n可能进入地面水环境的堆积物较多或土方量较大可能进入地面水环境的堆积物较多或土方量较大n建设阶段时间较长，如超过一年建设阶段时间较长，如超过一年n建设过程阶段对水环境的影响主要来自水土流失和堆建设过程阶段对水环境的影响主要来自水土流失和堆积物的流失。积物的流失。5.3.5.1地面水环境影响时期的划分地面水环境影响时期的划分n服务期满后服务期满后n根据建设项目的特点、评价等级、地面根据建设项目的特点、评价等级、地面水环境特点和当地环

15、保要求，个别建设水环境特点和当地环保要求，个别建设项目应预测服务期满后对地面水环境的项目应预测服务期满后对地面水环境的影响，如矿山开发项目。影响，如矿山开发项目。n服务期满后地面水环境影响主要来源于服务期满后地面水环境影响主要来源于水土流失所产生的悬浮物和以各种形式水土流失所产生的悬浮物和以各种形式存在于废渣、废矿中的污染物。存在于废渣、废矿中的污染物。5.3.5.2预测地面水环境影响的时段预测地面水环境影响的时段n自净能力最小的时段自净能力最小的时段n通常在枯水期，个别水域由于面源污染严重也可能在丰水期。通常在枯水期，个别水域由于面源污染严重也可能在丰水期。n自净能力一般的时段自净能力一般的

16、时段n通常在平水期。通常在平水期。n自净能力最大的时期自净能力最大的时期n冰封期的自净能力很小，情况特殊，如果冰封期较长可冰封期的自净能力很小，情况特殊，如果冰封期较长可单独考虑。单独考虑。n海湾的自净能力与时期的关系不明显，可以不分时段。海湾的自净能力与时期的关系不明显，可以不分时段。5.3.5.2预测地面水环境影响的时段预测地面水环境影响的时段n评价等级为一、二级时应分别预测建设项目在水体自净能力最小和一般两个时段的环境影响。冰封期较长的水域，当其水体功能为生活饮用水、食品工业用水水源或渔业用水时，还应预测此时段的环境影响。n评价等级为三级或评价等级为二级但评价时间较短时，可以只预测自净能

17、力最小时段的环境影响。5.3.6拟预测水质参数的筛选拟预测水质参数的筛选n建设项目实施过程各阶段拟预测的水质参数应建设项目实施过程各阶段拟预测的水质参数应根据建设项目的工程分析和环境现状、评价等根据建设项目的工程分析和环境现状、评价等级、当地的环保要求筛选和确定。拟预测的水级、当地的环保要求筛选和确定。拟预测的水质参数的数目既要说明问题又不能过多，一般质参数的数目既要说明问题又不能过多，一般应少于环境现状调查水质参数的数目。建设过应少于环境现状调查水质参数的数目。建设过程、生产运行（包括正常和不正常排放两种情程、生产运行（包括正常和不正常排放两种情况）、服务期满后各阶段均应根据各自的具体况）、

18、服务期满后各阶段均应根据各自的具体情况决定其拟预测水质参数，彼此不一定相同。情况决定其拟预测水质参数，彼此不一定相同。n在环境现状调查水质参数中选择拟预测水质参在环境现状调查水质参数中选择拟预测水质参数。数。5.3.6拟预测水质参数的筛选拟预测水质参数的筛选n对河流可按下式将水质参数排序后从中选取对河流可按下式将水质参数排序后从中选取nISE=cpQp/(cs-ch)QhnISE污染物排序指标，污染物排序指标，ncp污染物排放浓度，污染物排放浓度，mg/LnQp废水排放量，废水排放量，m3/sncs污染物排放标准，污染物排放标准，mg/Lnch河流上游污染物浓度，河流上游污染物浓度，mg/Ln

19、Qh河流流量，河流流量，m3/snISE越大说明建设项目对河流中该项水质参数的影响越大。越大说明建设项目对河流中该项水质参数的影响越大。5.3.7地面水环境和污染源的简化地面水环境和污染源的简化n地面水环境简化包括边界几何形状的地面水环境简化包括边界几何形状的规则化和水文、水力要素时空分布的规则化和水文、水力要素时空分布的简化，应根据水文调查与水文测量的简化，应根据水文调查与水文测量的结果和评价等级等进行。结果和评价等级等进行。n河流简化河流简化n河口简化河口简化n湖泊水库简化湖泊水库简化n海湾简化海湾简化5.3.7.1河流简化河流简化n河流可以简化为矩形平直河流、矩形弯曲河河流可以简化为矩形

20、平直河流、矩形弯曲河流和非矩形河流流和非矩形河流n河流的断面宽深比河流的断面宽深比20时，可视为矩形河流。时，可视为矩形河流。n大中河流中，预测河段弯曲较大（如其最大弯曲系数大中河流中，预测河段弯曲较大（如其最大弯曲系数1.3）时，可视为弯曲河流，否则可以简化为平直河流。时，可视为弯曲河流，否则可以简化为平直河流。n大中河流预测河段的断面形状沿程变化较大时，可以分段考大中河流预测河段的断面形状沿程变化较大时，可以分段考虑虑n大中河流断面上水深变化很大且评价等级较高（如一级评价）大中河流断面上水深变化很大且评价等级较高（如一级评价）时，可以视为非矩形河流并应调查其流场，其他情况均可简时，可以视为

21、非矩形河流并应调查其流场，其他情况均可简化为矩形河流。化为矩形河流。n小河可以简化为矩形平直河流。小河可以简化为矩形平直河流。5.3.7.1河流简化河流简化n河流水文特征或水质有急剧变化的河段，可河流水文特征或水质有急剧变化的河段，可在急剧变化之处分段、各段分别进行环境影响在急剧变化之处分段、各段分别进行环境影响预测。预测。n河网应分段进行环境影响预测河网应分段进行环境影响预测5.3.7.1河流简化河流简化n评价等级为三级时，江心洲、浅滩等均可按评价等级为三级时，江心洲、浅滩等均可按无江心洲、浅滩的情况对待。无江心洲、浅滩的情况对待。n江心洲位于充分混合段，评价等级为二级时，可以按无江心江心洲

22、位于充分混合段，评价等级为二级时，可以按无江心洲对待；评价等级为一级且江心洲较大时，可以分段进行环洲对待；评价等级为一级且江心洲较大时，可以分段进行环境影响预测，江心洲较小时可不考虑。境影响预测，江心洲较小时可不考虑。n江心洲位于混合过程段，可分段进行环境影响预测，评价等江心洲位于混合过程段，可分段进行环境影响预测，评价等级为一级时也可以采用数值模式进行环境影响预测。级为一级时也可以采用数值模式进行环境影响预测。n人工控制河流根据水流情况可以视其为水库，人工控制河流根据水流情况可以视其为水库，也可视其为河流分段进行预测。也可视其为河流分段进行预测。5.3.7.2河口简化河口简化n河口包括河流汇

23、合部、河流感潮段、口外滨海段、河流与湖泊、水库汇河口包括河流汇合部、河流感潮段、口外滨海段、河流与湖泊、水库汇合部。合部。n河流感潮段是指受潮汐作用影响较明显的河段。可以将落潮时最大断面河流感潮段是指受潮汐作用影响较明显的河段。可以将落潮时最大断面平均流速与涨潮时最小断面平均流速之差等于平均流速与涨潮时最小断面平均流速之差等于0.05m/s的断面作为其的断面作为其与河流的界限。除个别要求很高的情况外，河流感潮段一般可按潮周平与河流的界限。除个别要求很高的情况外，河流感潮段一般可按潮周平均、高潮平均和低潮平均三种情况，简化为稳态。均、高潮平均和低潮平均三种情况，简化为稳态。n河流汇合部可以分为支

24、流、汇合前主流、汇合后主流三段分别进行环境河流汇合部可以分为支流、汇合前主流、汇合后主流三段分别进行环境影响预测。小河汇入大河时可以把小河看成点源。影响预测。小河汇入大河时可以把小河看成点源。n河流与湖泊、水库汇合部可以按照河流和湖泊、水库两部分分别预测其河流与湖泊、水库汇合部可以按照河流和湖泊、水库两部分分别预测其环境影响。环境影响。n河口断面沿程变化较大时，可以分段进行环境影响预测。河口断面沿程变化较大时，可以分段进行环境影响预测。n口外滨海段可视为海湾。口外滨海段可视为海湾。5.3.7.3湖泊、水库简化湖泊、水库简化n可以将湖泊、水库简化为大湖（库）、小湖（库）、分层湖（库）可以将湖泊、

25、水库简化为大湖（库）、小湖（库）、分层湖（库）等三种情况。等三种情况。n评价等级为一级时，中湖（库）可以按大湖（库）对待，停留时评价等级为一级时，中湖（库）可以按大湖（库）对待，停留时间较短时也可以按小湖（库）对待。评价等级为三级时，中湖间较短时也可以按小湖（库）对待。评价等级为三级时，中湖（库）可以按小湖（库）对待，停留时间很长时也可以按大湖（库）可以按小湖（库）对待，停留时间很长时也可以按大湖（库）对待。评价等级为二级时，如何简化可视具体情况而定。（库）对待。评价等级为二级时，如何简化可视具体情况而定。n水深水深10m且分层期较长（如且分层期较长（如30天）的湖泊、水库可视为分层湖天）的湖

26、泊、水库可视为分层湖（库）。（库）。n珍珠串湖泊可以分为若干区，各区分别按上述情况简化。珍珠串湖泊可以分为若干区，各区分别按上述情况简化。n不存在大面积回流区和死水区且流速较快，停留时间较短的狭长湖不存在大面积回流区和死水区且流速较快，停留时间较短的狭长湖泊可简化为河流。其岸边形状和水文要素变化较大时还可以进一步泊可简化为河流。其岸边形状和水文要素变化较大时还可以进一步分段分段n不规则形状的湖泊、水库可根据流场的分布情况和几何形状分区。不规则形状的湖泊、水库可根据流场的分布情况和几何形状分区。n自顶端入口附近排入废水的狭长湖泊或循环利用湖水的小湖，可以自顶端入口附近排入废水的狭长湖泊或循环利用

27、湖水的小湖，可以分别按各自的特点考虑。分别按各自的特点考虑。5.3.7.4海湾简化海湾简化n一般只考虑潮汐作用，不考虑波浪作用。一般只考虑潮汐作用，不考虑波浪作用。n评价等级为一级且海流（主要指风海流）作用较强时，可评价等级为一级且海流（主要指风海流）作用较强时，可以考虑海流对水质的影响。以考虑海流对水质的影响。n潮流可以简化为平面二维非恒定流场。当评价等级为三级潮流可以简化为平面二维非恒定流场。当评价等级为三级时可以只考虑潮周期的平均情况。时可以只考虑潮周期的平均情况。n较大的海湾交换周期很长，可视为封闭海湾。较大的海湾交换周期很长，可视为封闭海湾。n在注入海湾的河流中，大河及评价等级为一、

28、二级的中河在注入海湾的河流中，大河及评价等级为一、二级的中河应考虑其对海湾流场和水质的影响；小河及评价等级为三应考虑其对海湾流场和水质的影响；小河及评价等级为三级的中河可视为点源，忽略其对海湾流场的影响。级的中河可视为点源，忽略其对海湾流场的影响。5.3.8污染源简化污染源简化n排放形式的简化排放形式的简化n点源点源n面源面源n排放规律简化排放规律简化n连续恒定排放连续恒定排放n非连续恒定排放非连续恒定排放5.3.8污染源简化污染源简化n排入河流的两排放口的间距较近时，可以简化为一个，其位置假设在排入河流的两排放口的间距较近时，可以简化为一个，其位置假设在两排放口之间，其排放量为两者之和。两排

29、放口间距较远时，可分别两排放口之间，其排放量为两者之和。两排放口间距较远时，可分别单独考虑。单独考虑。n排入小湖（库）的所有排放口可以简化为一个，其排放量为所有排放排入小湖（库）的所有排放口可以简化为一个，其排放量为所有排放量之和。排入大湖（库）的两排放口间距较近时，可以简化成一个，量之和。排入大湖（库）的两排放口间距较近时，可以简化成一个，其位置假设在两排放口之间，其排放量为两者之和。两排放口间距较其位置假设在两排放口之间，其排放量为两者之和。两排放口间距较远时，可分别单独考虑。远时，可分别单独考虑。n当评价等级为一、二级并且排入海湾的两排放口间距小于沿岸方向差当评价等级为一、二级并且排入海

30、湾的两排放口间距小于沿岸方向差分网格的步长时，可以简化成一个，其排放量为两者之和，如不是这分网格的步长时，可以简化成一个，其排放量为两者之和，如不是这种情况，可分别单独考虑。评价等级为三级时，海湾污染源简化与大种情况，可分别单独考虑。评价等级为三级时，海湾污染源简化与大湖（库）相同。湖（库）相同。n无组织排放可以简化成面源。从多个间距很近的排放口排水时，也可无组织排放可以简化成面源。从多个间距很近的排放口排水时，也可以简化为面源以简化为面源n在地表水环境影响预测中，通常可以把排放规律简化为连续恒定排放。在地表水环境影响预测中，通常可以把排放规律简化为连续恒定排放。5.3.9各种点源的环境影响预

31、测方法各种点源的环境影响预测方法n5.3.9.1水质模型水质模型n5.3.9.2一般原则一般原则n5.3.9.3河流常用数学模式河流常用数学模式n河流完全混合模式河流完全混合模式n河流一维稳态模式河流一维稳态模式n河流二维稳态混合模式河流二维稳态混合模式n河流二位稳态混合累积流量模式河流二位稳态混合累积流量模式5.3.9.1水质模型水质模型n概念概念n水质模型是一个用于描述物质在水中混合、迁移等变化过程的数学方程，即描水质模型是一个用于描述物质在水中混合、迁移等变化过程的数学方程，即描述水体中污染物与时间、空间的定量关系。述水体中污染物与时间、空间的定量关系。n分类：分类：n1、按水域类型分：

32、河流的、河口的、河网的、湖泊的、按水域类型分：河流的、河口的、河网的、湖泊的n2、按水质组分分：单一组分、耦合组分（比较成功的是、按水质组分分：单一组分、耦合组分（比较成功的是BODDO模型）、多模型）、多重组分（比较复杂，如综合水生态模型）。重组分（比较复杂，如综合水生态模型）。n3、按水力学和排放条件分：稳态模型（在均匀河段上定常排污条件下，河段、按水力学和排放条件分：稳态模型（在均匀河段上定常排污条件下，河段横截面、流速、流量、污染物的输入量和弥散系数都不随时间变化，如污染物横截面、流速、流量、污染物的输入量和弥散系数都不随时间变化，如污染物按一级化学反应，河段不考虑源和汇）、非稳态模型

33、。按一级化学反应，河段不考虑源和汇）、非稳态模型。n水力学模型有零维、一维、二维和三维：水力学模型有零维、一维、二维和三维：n零维模型用于最简单、理想状态下的水质预测；零维模型用于最简单、理想状态下的水质预测；n一维模型用于断面平均流量参数并考虑参数在纵向方向上的变化；一维模型用于断面平均流量参数并考虑参数在纵向方向上的变化；n二维模型不仅具有一维的特点，同时还考虑在横向方向上的参数变化；二维模型不仅具有一维的特点，同时还考虑在横向方向上的参数变化；n三维模型用三维模型用“点点”流量参数，不仅考虑纵、横两个方向上的参数变化，还考虑流量参数，不仅考虑纵、横两个方向上的参数变化，还考虑垂直方向上的

34、变化。垂直方向上的变化。5.3.9.2一般原则一般原则n预测范围内的河段可分为预测范围内的河段可分为n充分混合段：污染物浓度在断面上均匀分布的河段。充分混合段：污染物浓度在断面上均匀分布的河段。当断面上任意一点的浓度与断面平均浓度之差小于当断面上任意一点的浓度与断面平均浓度之差小于平均浓度平均浓度5时，可以认为达到均匀分布。时，可以认为达到均匀分布。n混合过程段：排放口下游达到充分混合以前的河段。混合过程段：排放口下游达到充分混合以前的河段。n上游河段：排放口上游的河段上游河段：排放口上游的河段5.3.9.2一般原则一般原则n混合过程段的长度混合过程段的长度L=nL混合过程段长度混合过程段长度

35、nB河流宽度河流宽度na排放口距岸边的距离排放口距岸边的距离nu河流断面平均流速河流断面平均流速nH平均水深平均水深ng重力加速度重力加速度nI河流坡度河流坡度5.3.9.2一般原则一般原则n利用数学模式预测河流水质时利用数学模式预测河流水质时，充分混合段可以采用一维模式或零维，充分混合段可以采用一维模式或零维模式预测断面平均水质。模式预测断面平均水质。n大、中河流一、二级评价，且排放口下游大、中河流一、二级评价，且排放口下游3-5km以内有集中取水点或以内有集中取水点或其他特别重要的环保目标时，均应采用二维模式其他特别重要的环保目标时，均应采用二维模式(或弗罗模式）预测或弗罗模式）预测混合过

36、程段水质。其他情况可根据工程、环境特点、评价工作等级及混合过程段水质。其他情况可根据工程、环境特点、评价工作等级及当地环保要求，决定是否采用二维模式。当地环保要求，决定是否采用二维模式。n弗弗罗模式适用于预测混合过程段以内的断面平均水质。其适用条件罗模式适用于预测混合过程段以内的断面平均水质。其适用条件为：大中河流，为：大中河流，B/H20，预测水质断面至排放口的距离，预测水质断面至排放口的距离x3000mn河流水温可以采用一维模式预测断面平均值或其他预测方法。河流水温可以采用一维模式预测断面平均值或其他预测方法。pH视具视具体情况可以只采用零维模式预测体情况可以只采用零维模式预测.5.3.9

37、.2一般原则一般原则n除个别要求很高的情况外，感潮河段一般可以按潮周平均、高潮平均和低潮平均除个别要求很高的情况外，感潮河段一般可以按潮周平均、高潮平均和低潮平均三种情况预测水质。感潮河段下游可能出现上溯流动，此时可按上溯流动期间平三种情况预测水质。感潮河段下游可能出现上溯流动，此时可按上溯流动期间平均情况预测水质。感潮河段的水文要素和环境水力学参数应采用相应的平均值。均情况预测水质。感潮河段的水文要素和环境水力学参数应采用相应的平均值。n小湖（库）可以采用零维数学模式预测其平衡时的平均水质，大湖应预测排放口小湖（库）可以采用零维数学模式预测其平衡时的平均水质，大湖应预测排放口附近各点的水质。

38、附近各点的水质。n海洋应采用二维数学模式预测平面各点的水质。评价等级为一、二级时，首先应海洋应采用二维数学模式预测平面各点的水质。评价等级为一、二级时，首先应计算流场，然后预测水质。大型排污口选址和倾废区选址，可以考虑进行标识质计算流场，然后预测水质。大型排污口选址和倾废区选址，可以考虑进行标识质点的拉格朗日数值计算和现场追踪。预测海区内有重要环境敏感区且为一级评价点的拉格朗日数值计算和现场追踪。预测海区内有重要环境敏感区且为一级评价时，也可以采用这种方法。时，也可以采用这种方法。n在数学模式中，解析模式适用于恒定水域中点源连续恒定排放，其中二维解析模在数学模式中，解析模式适用于恒定水域中点源

39、连续恒定排放，其中二维解析模式只适用于矩形河流或水深变化不大的湖泊、水库；稳态数值模式适用于非矩形式只适用于矩形河流或水深变化不大的湖泊、水库；稳态数值模式适用于非矩形河流、水深变化较大的浅水湖泊、水库形成的恒定水域内河流、水深变化较大的浅水湖泊、水库形成的恒定水域内 连续恒定排放；动态数连续恒定排放；动态数值模式适用于各类恒定水域中的非连续恒定排放或非恒定水域中的各类排放。值模式适用于各类恒定水域中的非连续恒定排放或非恒定水域中的各类排放。n运用数学模式时的坐标系以排放点为原点，运用数学模式时的坐标系以排放点为原点，Z轴铅直向上，轴铅直向上，X轴、轴、Y轴为水平方向，轴为水平方向，x方向与主

40、流方向一支，方向与主流方向一支，y方向与主流方向垂直。方向与主流方向垂直。5.3.9.3常用河流水质数学模式与适用条件常用河流水质数学模式与适用条件n河流完全混合模式河流完全混合模式n河流一维稳态模式与适用条件河流一维稳态模式与适用条件 n河流二维稳态混合模式与适用条件河流二维稳态混合模式与适用条件n河流二位稳态混合累积流量模式与适河流二位稳态混合累积流量模式与适应条件应条件河流完全混合模式河流完全混合模式nC=(cpQp+chQh)/(Qp+Qh)nc污染物浓度污染物浓度,mg/LnQp废水排放量废水排放量,m3/snCp污染物排放浓度污染物排放浓度,mg/LnQh河流流量河流流量,m3/s

41、nch河流上游污染物浓度河流上游污染物浓度,mg/Ln适用条件适用条件n河流充分混合段河流充分混合段n持久性污染物持久性污染物n河流为恒定流动河流为恒定流动n废水连续稳定排放废水连续稳定排放习题习题1n计划在河边建一座工厂，该厂将以计划在河边建一座工厂，该厂将以2.83m3/s的流量排放废水，废水中的总的流量排放废水，废水中的总溶解固体浓度为溶解固体浓度为1250mg/L，该河流平，该河流平均流速均流速V为为0.457m3/s，平均河宽，平均河宽W为为13.72m，平均水深，平均水深h为为0.61m，总溶解，总溶解固体浓度固体浓度Cp为为300mg/L，问该工厂的，问该工厂的废水排入河后，总溶

42、解固体的浓度是否废水排入河后，总溶解固体的浓度是否超标（设标准为超标（设标准为500mg/L）？）？河流一维稳态模式与适用条件河流一维稳态模式与适用条件nc计算断面的污染物浓度计算断面的污染物浓度,mg/Lnc0计算初始点污染物浓度计算初始点污染物浓度,mg/LnK1耗氧系数，耗氧系数，l/dnK3沉降系数，沉降系数，l/dnU河流流速河流流速m/snx从计算初始点到下游计算断从计算初始点到下游计算断面的距离，面的距离，mn适用条件适用条件n河流充分混合段河流充分混合段n非持久性污染物非持久性污染物n河流为恒定流动河流为恒定流动n废水连续稳定排放废水连续稳定排放n对于持久性污染物，在对于持久性

43、污染物，在沉降作用明显的河流中，沉降作用明显的河流中，可以采用综合消减系数可以采用综合消减系数K替代上式中的（替代上式中的（K1+K3）来预测污染物浓度沿）来预测污染物浓度沿程变化程变化习题习题2n一个改扩建工程拟向河流排放废水，废一个改扩建工程拟向河流排放废水，废水量水量q0.15 m3/s，苯酚浓度为，苯酚浓度为25ug/L，河流流量，河流流量Q=5.5 m3/s，流速，流速ux为为0.3m3/s，苯酚背景浓度为，苯酚背景浓度为0.4mg/L，苯酚的降解系数，苯酚的降解系数K=0.2d-1，求排放点下游求排放点下游10km处的苯酚浓度。处的苯酚浓度。（3）河流二维稳态混合模式与适用条件岸边

44、排放）河流二维稳态混合模式与适用条件岸边排放nc(x,y)(x,y)点污染物垂向平点污染物垂向平均浓度均浓度,mg/LnH平均水深平均水深,mnB河流宽度河流宽度,mna排放口与岸边的距离排放口与岸边的距离,mnMy横向混合系数横向混合系数,m2/snx,y笛卡尔坐标系的坐标，笛卡尔坐标系的坐标，mn适用条件适用条件n平直、断面形状规则河流平直、断面形状规则河流混合过程段混合过程段n持久性污染物持久性污染物n河流为恒定流动河流为恒定流动n连续稳定排放连续稳定排放n对于非持久性污染物，需对于非持久性污染物，需采用相应的衰减模式采用相应的衰减模式（3）河流二维稳态混合模式与适用条件非岸边排放）河流

45、二维稳态混合模式与适用条件非岸边排放nc(x,y)(x,y)点污染物垂向平点污染物垂向平均浓度均浓度,mg/LnH平均水深平均水深,mnB河流宽度河流宽度,mna排放口与岸边的距离排放口与岸边的距离,mnMy横向混合系数横向混合系数,m2/snx,y笛卡尔坐标系的坐标，笛卡尔坐标系的坐标，mn适用条件适用条件n平直、断面形状规则河流平直、断面形状规则河流混合过程段混合过程段n持久性污染物持久性污染物n河流为恒定流动河流为恒定流动n连续稳定排放连续稳定排放n对于非持久性污染物，需对于非持久性污染物，需采用相应的衰减模式采用相应的衰减模式（4）河流二维稳态混合累积流量模式与适用条件岸边排放）河流二

46、维稳态混合累积流量模式与适用条件岸边排放nq=HuynMq=H2uMync(x,q)(x,q)处污染物垂向平均处污染物垂向平均浓度浓度,mg/LnMq累积流量坐标系下的横向混累积流量坐标系下的横向混合系数合系数,m2/snx,q累积流量坐标系的坐标，累积流量坐标系的坐标，mn适用条件适用条件n弯曲河流、断面形状不规弯曲河流、断面形状不规则河流混合过程段则河流混合过程段n持久性污染物持久性污染物n河流为恒定流动河流为恒定流动n连续稳定排放连续稳定排放n对于非持久性污染物，需对于非持久性污染物，需采用相应的衰减模式采用相应的衰减模式（5）Streeter-Phelps(S-P)模式模式nD亏氧量，

47、即饱和溶解氧浓度与溶解亏氧量，即饱和溶解氧浓度与溶解氧浓度的差值氧浓度的差值,mg/LnD0计算初始断面亏氧量计算初始断面亏氧量,mg/LnK2大气复氧系数大气复氧系数,l/dnxc最大氧亏点到计算初始点的距离最大氧亏点到计算初始点的距离,mn适用条件适用条件n河流充分混合段河流充分混合段n好氧性有机污染物好氧性有机污染物n需要预测河流溶解氧状态需要预测河流溶解氧状态n河流为恒定流动河流为恒定流动n污染物连续稳定排放污染物连续稳定排放习题习题3n某河段流量某河段流量Q=216104m3d-1，流速，流速v46km/d，水温，水温T13.6度，度，k10.94d-1，k21.82d-1，k3-0

48、.17d-1，河段河段始端排放始端排放Q110104m3d-1，BOD5为为500mg/L，溶解氧为，溶解氧为0，上游河水，上游河水BOD5为为0，溶解氧为，溶解氧为8.95mg/L。求该河段。求该河段x=6km处河水的处河水的BOD5和氧亏值。和氧亏值。5.3.9.4常用河口水质模式与适用条件常用河口水质模式与适用条件n一维动态混合模式与适用条件一维动态混合模式与适用条件nOconnor河口模式（均匀河口）河口模式（均匀河口）与适用条件与适用条件一维动态混合模式与适用条件一维动态混合模式与适用条件nc 污染物浓度污染物浓度nu 河流流速河流流速nF 过水断面面积过水断面面积nMl 断面纵向混

49、合系数断面纵向混合系数nK1 衰减系数衰减系数nSp 污染源强污染源强nt 时间时间nx 笛卡尔坐标系的坐标笛卡尔坐标系的坐标n适用条件适用条件n潮汐河口充分混合段潮汐河口充分混合段n非持久性污染物非持久性污染物n污染物排放为连续稳定排放污染物排放为连续稳定排放或非稳定排放或非稳定排放n需要预测任何时刻的水质需要预测任何时刻的水质（2）Oconnor河口模式（均匀河口）与适用条件河口模式（均匀河口）与适用条件n适用条件适用条件n均匀的潮汐河口充分混合段均匀的潮汐河口充分混合段n非持久性污染物非持久性污染物n污染物连续稳定排放污染物连续稳定排放n只要求预测潮周平均、高潮只要求预测潮周平均、高潮平

50、均和低潮平均水质平均和低潮平均水质n上溯（上溯（x0）5.3.9.5常用湖泊（水库）水质模式与适用条件常用湖泊（水库）水质模式与适用条件n湖泊完全混合衰减模式与适用条件湖泊完全混合衰减模式与适用条件n湖泊推流衰减模式与适用条件湖泊推流衰减模式与适用条件湖泊完全混合衰减模式与适用条件湖泊完全混合衰减模式与适用条件n动态模式动态模式n平衡模式平衡模式n适用条件适用条件n小湖（库）小湖（库）n非持久性污染物非持久性污染物n污染物连续稳定排放污染物连续稳定排放n预测需反映随时间的变化时预测需反映随时间的变化时采用动态模式，只需反映长采用动态模式，只需反映长期平均浓度时采用平衡模式期平均浓度时采用平衡模