地面水环境影响评价技术方法课件

1、水环境影响评价技术方法总量分配确定控制断面水环境功能区评价模型计算工业源生活源面 源参数选择排污口概化进行水质评价划分达标/非达标区污染源调查评价评价范围的划分与确定排污预测水质评价达标水域不达标水域纳污水体水质监测结果分析水质预测污染控制措施水环境影响评价应注意的问题：第一阶段:(1)根据评价对象做好评价工作等级划分工作。如果是改扩建项目要注意新增部分与原有部分有关排水的联系；如无单独的排水口，则按照原有排水口考虑分级。(2)注意筛选预测的水质参数。第二阶段：(1)正确选用预测方法；(2)做好水质调查和水文测量工作；(3)多个污染源排入河流后与河水混合后，河流中某点的污染物浓度等于各污染源对

2、该点污染物浓度贡献的叠加。如果改、扩建项目有削减污染源时，要考虑削减污染源的减少。一、地表水环境现状调查与评价二、地表水环境影响预测与评价三、水环境保护措施四、水环境容量和污染物总量控制大纲要求的内容 地表水环境现状 调查与评价一大纲要求1.掌握不同类型污染源的调查方法；2.掌握不同水体现状调查的基本内容和要求；3.熟悉河流、湖泊常用环境水文特征及常用参数的调查方法；4.了解河口、近海水体的基本环境水动力学特征及相应的调查方法；5.了解不利水文条件及其确定方法；6.熟悉单项水质参数评价方法的应用。 1.掌握不同类型污染源的调查方法水环境污染源分类非点源污染点源污染城市生活污水工业废水农业非点源

3、污染城市非点源污染降雨径流按照排放方式对水污染源的分类1.水污染源及污染物的分类采样频率要求：针对工业废水生产周期8h以内，每2h采样一次；生产周期大于8h每4h采样一次；24h不少于2次最高允许排放浓度按日均值计算3、废水污染源调查方法废水污染源采样分析方法：按照GB 8978-1996的规定执行。测定方法：按照GB8978-1996中表6的要求进行采样点的设置 水污染源一般经管道或渠、沟排放，截面积比较小，不需设置断面，而直接确定采样点位。城市排污管道 : 出水口，可每隔1h采样1次，连续采集8h，也可连续采集24h，然后将其混合制成混合样。 工业废水a.在车间或车间设备出口处应布点采样测

4、定一类污染物。这些污染物主要包括汞、镉、砷、铅和它们的无机化合物，六价铬的无机化合物，有机氯和强致癌物质等。b.在工厂总排污口处应布点采样测定二类污染物。这些污染物有：悬浮物、硫化物、挥发酚、氰化物、有机磷化合物、石油类、铜、锌、氟及它们的无机化合物、硝基苯类、苯胺类。c.有处理设施的工厂应有处理设施的排出口处布点。为了解对废水的处理效果，可在进水口和出水口同时布点采样。d.在排污渠道上，采样点应设在渠道较直、水量稳定、上游没有污水汇入处。e.某些二类污染物的监测方法尚不成熟，在总排污口处布点采样监测因干扰物质多而会影响监测结果。这时，应将采样点移至车间排污口，按废水排放量的比例折算成总排污口

5、废水中的浓度。 生活污水 采样点设在污水总排放口。对污水处理厂，应在进、出口分别设置采样点采样监测。部分水污染物的分类(从环境影响评价角度分类)轻工类屠宰、肉食加工pH、SS、COD、BOD、脂肪、挥发酚、氨氮、总氮、亚硝氮等味精尿素、有机酸、锌盐、BOD、总氮、亚硝氮等造纸pH(碱度)、SS、COD、BOD、硫化物、木质素、挥发酚、色度等纺织印染pH、SS、COD、BOD、硫化物、挥发酚、六价铬、苯胺类、色度等皮革及其制品pH、SS、COD、BOD、硫化物、挥发酚、氯化物、总铬、六价铬、色度等电子、仪表、仪器pH、SS、COD、苯类、氰化物、六价铬、汞、镉、铅等电池pH(碱度)、铅、锌、汞、

6、镉等合成洗涤剂pH、COD、苯类、氰化物、表面活性剂、苯酚、氯化物、石油类等其他城市建设SS、COD、BOD、氨氮、总磷、等医院大肠菌群、细菌总数、SS、BOD、氨氮、酚等水样的类型 （1）瞬时水样（2）混合水样 同一采样点于不同时间所采集 的瞬时水样的混合水样。 （3）综合水样 不同采样点同时采集的各个瞬时 水样混合后所得到的品称综合水样 本节考点应结合监测方法的内容进行复习特别提示2.掌握不同水体现状调查的基本内容和要求湖泊、水库监测断面的设置 a在进出湖泊、水库的河流汇合处分别设置监测断面； b以功能区为中心，在其辐射线上设置弧形监测断面； c在湖库中心，深、浅水区，滞流区，不同鱼类的回

7、游产卵区，水生生物经济区等设置监测断面。湖、库监测断面设置示意图3.熟悉河流、湖泊常用环境水文特征 及常用参数的调查方法河流地表水特征河流的自净能力较强。污染物进入河流后呈带状分布，经扩散、混合，直到一定距离后达到全部混合均匀。污染程度随径流量变化。污染物的扩散速度快。河流的污染不仅对下游有影响，而且还影响着与其关联的湖泊、水库、地下水及海洋的水质状况。3.1河流水文特征及常用常数调查方法水文资料包括水文、流量、泥沙、降水、蒸发、水质及水温等。水文资料的来源主要有两天途径：一是根据国家设置的水文基本站网观测、整理并刊印的；二是根据需要临时搜集的。在EIA中主要使用流量、流速资料，且经常碰到要临

8、时观测搜集，特别是进行水文、水质同步监测。河流水动力环境参数的调查观测的水尺读数加上零点的高程。每日观测水位的时间和次数视水情变化和要求而定，当水位变化不大时，每日08、20时各观测一次，水位变化大时须要增加观测频次。河流过水断面水位观测各种水体的自由水面距离某一固定基面的高程称为水位。水位值是由 流量测量 流量的测量方法有流速仪法、浮标法、比降法及建筑物测流法。流量测流(简称测流)的内容包括河段的选择及布设、流速测量及流量计算。流速测量是采用流速仪进行的。 由于河道上地形、水深及河岸对水流态的影响，断面上的流速不同，在测量断面上必须布设若干个测速垂线，在各测速垂线上布设若干个测点。通常水浅时

9、在水面0.6水深处设一点(一点法)，水深时，在水面下0.2及0.8水深处各布设一点(二点法)。流量计算：一点法：vmi=v0.6两点法：计算相邻测速垂线间的部分面积： 岸边部分：计算相邻测速垂线间的部分流量：岸边部分：其余部分：总流量计算：其余部分：湖泊、水库地表水污染特征湖泊污染来源广、途径多、种类多、复杂湖水稀释和搬运污染物质的能力弱湖泊的生物降解、积累和转化污染物质的能力强3.2湖泊、水库水文特征及常用参数调查方法 湖泊、水库水量与总容积是随时间变化的，一般以年水量变化的频率10%代表多水年，50%代表中水年，7595%时代表少水年。入湖、库径流是通过各种渠道进入的水流，通常有三部分组成

10、：河流干支流水文站或计算断面进入湖泊、水库的径流；区间进入的径流和直接降落在水面上的雨水。湖面上降落的雨水可以通过等雨量线法进行计算。湖泊、水库水文参数调查方法4.了解河口、近海水体的基本环境水 动力学特征及相应的调查方法 海水的基本特征是盐度， 海水的盐度一般在35左右，海洋中发生的许多现象都与盐度的分布和变化有密切关系，所以盐度是海水的基本特性。有些海区如红海，由于日照相当强烈，蒸发量大，盐度可高达40以上；而降雨量大，河流注入较多的波罗的海北部的波的尼亚湾里，盐度可低至3。即使在同一海区，海水的盐度在水平方向和垂直方向上都有不同的变化。 海水越深，压力越大，温度也就越低，盐分的浓度就越高

11、。海洋因为洋流、潮汐和风，会产生波动。海面的波动比较激烈，而深海处几乎没有太大的变化。海水的特征：3.3 河口及近海水域水文特征及参数调查方法河口的特征：河口是河流的终段，按其受纳水体分为入海河口、入湖(包括水库)河口和支流河口。入海河口是河流与海洋动力相互作用的地区。在潮汐河口，受潮汐影响的河段称为感潮河段，涨潮流达到的上界称为潮流界，潮波影响的上界称为潮区界，它是感潮河段的上界。根据水文、地貌特征，从陆到海可将河口区分为近口段、河口段和口外海滨段。 近口段：从潮区界至潮流界,河床内的水流表现为向海洋的单一流向;地貌上完全是河流形态。 河口段：从潮流界至口门，具有双向水流，即河川径流的下泄和

12、潮流的上溯，水流变化复杂，河床不稳定；地貌上表现为河道分汊、河面展宽,出现河口沙岛。 口外海滨段：从口门到水下三角洲前缘坡折，这里以海水作用为主，除了潮流以外，还有波浪和靠近河口的海流的影响；地貌上表现为水下三角洲或浅滩。 河口区水动力特征：双向水流，由河川径流和潮流结合而成。河川径流是单向水流，有洪、枯季的变化。潮流在河口区为往复流，有涨落潮和大、中、小潮的周期变化。涨潮流与径流的方向相反，对河流下泄径流起顶托作用；落潮流与径流的方向一致，它的流量、流速是两者的叠加。因此，涨潮流速一般小于落潮流速。 盐淡水混合，河水和海水的含盐度、含沙量、密度均不同，它们在河口区混合后影响河口的动力结构和沉

13、积过程。根据其混合指数(即一个潮周期内的径流量与涨潮进潮量的比值)，为3种类型：a.弱混合型（盐水楔型）河口，0.7；b.缓混合型河口，=0.20.5；c.强混合型河口，0.1。波浪作用，在波浪能量较高的河口，波浪作用使河口流出物迅速扩散和沉积，当波射线与岸线斜交时，则促进河口沙嘴的形成和河口的偏转。 入海河口分段图河口区近口段河口段口外海滨段沉积物主要来自河流中、上游和口外的泥沙。河口区流速和挟沙能力的降低是泥沙沉积的主要原因。同时，由于不同物理化学性质的盐淡水混合，出现细颗粒泥沙相互吸引的絮凝现象，使颗粒加大，发生沉降，接着又被上溯流带到盐水楔顶端的滞流点沉积。同时，下泄流带来的河床物质也

14、在滞流点附近沉积。因此，盐水楔顶端附近成为河口泥沙强烈淤积的地带。另外，河口区在盐水入侵的上段，恰好在细颗粒泥沙沉积的河段处，为一个高含沙量区，其上层含沙量小且沿程变化不大，近底层的含沙量比它的上下游都高得多。这个带称为河口最大混浊带。沿着河口段的盐度分布图 (a)盐水楔河口淡水流河流径流海盐水楔(外海水)沿着河口段的盐度分布图 海河流径流(b)部分混合河口ss沿着河口段的盐度分布图 海河流径流(c)充分混合河口ss河口、海湾水文参数调查方法 调查方法包括：收集资料、现场监测、遥感法(根据调查对象的不同选取不同的调查方法)。湖泊、水库，以及海湾环境现状调查范围，需要考虑污水排放量的大小，确定调

15、查半径或调查面积(以排污口为圆心，以调查半径为半径)。河流、河口、湖泊与水库一般按丰水期、平水期、枯水期划分，同时确定最能代表这三个时期限的季节域月份。对于海湾，应确定评价期限间的大潮期和小潮期划分；对于北方地区，也可以划分为冰封期和非冰封期。评价等级不同，对各类水域调查时期的要求也不同。 感潮河口的水文调查与水文测量的内容应根据评价等级、河流的规模决定，其中除与河流相同的内容外，还有感潮河段的范围，涨潮落潮及平潮时的水位、水深、流向、流速及其分布横断面水面坡度以及潮间隙、潮差和历时等。 5.了解不利水文条件及其确定方法根据水质、水量条件，选择不利于建设项目废水排放的水期；在不利的水期内，确定

16、不利的水质预测时段（如连续最枯7天、最枯月等）；确定不利水文条件下的水文特征值 6.熟悉单项水质参数评价方法的应用单因子指数 最简单的环境质量指数是单因子环境质量指数，单因子环境质量指数的定义为： 式中 Ci 为第 i 种污染物在环境中的浓度; C0i 为第 i 种污染物在环境中的评价标准。环境质量指数是无量纲数,表示污染物在环境中实际浓度超过评价标准的程度,即超标倍数。Ii 的数值越大表示该单项的环境质量越差。因此对溶解氧和 pH值而言, 其单项水质参数具有不同的定义式，分别如：式中，Os 为对应温度下的饱和溶解氧，IDO 为溶解氧指数，CDO 和SDO 为相应的溶解氧浓度检测值和评价标准值

17、。式中，pH 为监测值，IpH 为pH 指数, pHd为评价标准值的下限，pHu为评价标准值的上限。 环境质量指数 Ii 的数值是相对于某一个环境质量标准而言的，当选取的环境质量标准变化时，尽管某种污染物的浓度并未变化， 环境质量指数 Ii 的取值也会不同；因此在进行横向比较时需注意各自采用的标准。环境质量标准是根据一个地区或城市的功能来确定的，同时受到社会、经济等因素的制约。单因子环境质量指数只能代表某一种污染物的环境质量状况，不能反映环境质量的全貌，但它是其他环境质量指数、环境质量分级和综合评价的基础。本节注意问题：(1)水环境调查的范围确定(2)水环境调查时间的确定(3)水环境调查方法(

18、4)水环境调查的内容参考教材P6472小结 地表水环境环境影响预测与评价二大纲要求1.熟悉水污染物在地表水体中输移、转化、扩散的主要过程；2.掌握常用河流水环境影响预测稳态模式（一维、二维）要求的基础资料及参数；3.熟悉多源叠加水环境影响预测的基本方法；4.了解湖泊、河口水环境影响预测模式要求的基础资料及参数；5.掌握河流水质预测模式参数的确定方法；6.熟悉选择水质预测因子的基本方法；7.掌握常用河流水质预测模式的运用；8.了解湖泊、河口、近海水质预测模式的运用。 1.熟悉水污染物在地表水体中输移、转化、扩散的主要过程物理过程(作用)化学过程(作用) 只对水中污染物的存在位置变化产生作用，而不

19、对其性质变化产生作用。其主要过程（作用）包括：移流（推流、对流）、扩散（包括紊动扩散和离散等）、沉降或再悬浮，以上过程（及作用）常称稀释混合。 主要是水中污染物在不同化学反应过程（作用）下，其污染物的性质发生变化（如：有机变无机、高分子变低分子、溶解物生成难溶物等）。其主要过程（作用）包括：氧化或还原、分解或化合、溶解或再析出、酸碱中和、混凝及吸附等。 水中污染物迁移与转化主要包括物理过程、化学过程、生物过程。生物过程(作用) 水中污染物在水中生物（主要是水中微生物）的作用下，其性质或存在位置（状态）发生变化。其主要过程就是水生物对水中污染物的利用过程。主要原因是水中生物将某种（些）污染物作为

20、自己的食物及营养（能量）的来源，它们消耗利用了水中的这种（些）污染物，起到了净化水质的作用。持久性污染物随着介质的推流迁移和分散稀释作用不断改变着污染物所处的位置，同时降低浓度，但总其总量不会发生改变。非持久性污染物进入环境后，除了介质运动改变空间位置和降低浓度外，还因分解和转化作用使浓度进一步降低。迁移、扩散及转化结果：对流（也称移流、推流等）主要是说水中污染物受到水流运动作用，随水体流动一同迁移的情况。扩散（包括离散、弥散等）主要是说水中污染物由高浓度区向低浓度区的迁移。它包括分子态扩散、紊动扩散和水流不均匀的离散等.混合（也称稀释混合） 主要是说水中污染物分布由不均匀到均匀的过程（作用）

21、。从排污口至水质均匀混合前的水域，称为混合区。排污口排放的污染物其影响水域的边界（即受排放污水影响水域与没有受到排放污水影响水域相接的边界线）称为污染带（河流、湖库）或污染锋面（海洋）。 河流中污染物对流和扩散由于一般河流的河宽远大于水深，因此污染物进入水体后垂向（沿水深方向）容易混合均匀，且水体流动（流速）对污染物的迁移作用要大于扩散。因此，如要进行污染带（或超标水域）预测时，常采用二维模式，在实用水质模型公式中，纵向（沿水流方向）主要考虑对流作用，横向（沿河宽方向）仅考虑扩散作用，垂向一般为水质分布均匀。 本节提示：影响水中污染物浓度分布的主要因素是：污染物的源和汇；对流运动(宏观对流)；

22、各种分散作用(分子扩散、紊流扩散和剪切流扩散)；吸附与离子交换；化学性反应和生物过程；反射性衰变。2.掌握常用河流水环境影响预测稳态模式（一维、二维）要求的基础资料及参数常用的水环境影响预测方法数学模式法物理模型法类比调查法专业判断法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。该法能给出定量的预测结果，且一般情况下此法比较简单，应首先考虑。但需要一定的计算条件和输入必要的参数，且污染物在水中的净化机制，很多方面难以用数学模式表达此法利用相似理论，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变化。此法能反映比较复杂的水环境特点，且定量化程度高，再现

23、性好。但需要有相应的实验条件和较多基础数据。在无法利用数学模式预测，而评价等级高，应选用此法。调查与项目性质相似，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，分析预估拟建工程的水环境影响。该法属于定性或半定量性质，所得评价结果比较粗糙。一般在评价等级低，且评价时间短，无法取得足够参数、数据时采用此法。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或由于评价时间短等无法采用上述三种方法时，选用此法。水环境的数学模型的分类(1)根据研究对象的不同地表水环境数学模型地下水环境数学模型(2)根据所用数学工具不同确定型模型(以数学物理方程为主)随机模型(包括统计模型)规划

24、模型(以运筹学为主要工具)灰色模型(以灰色系统理论为依据)模糊模型(以模糊数学为工具)(3)根据模型表达的空间零维模型(不含空间变量)一维(河流纵向)二维(纵向加横向)三维(纵向、横向及垂向)(4)模型表达是否含时间变量稳定模型(不含时间变量)动态模型(含时间变量，多用于描述水质随时间变化的规律)(5)按照模型考虑因素的广泛性单因素模型(单变量)多因素模型(多变量)(6)从模型的建立基础经验模型物理模型(7)从问题研究的角度看评价与管理模型模拟与预测模型数据处理与参数识别混合过程段上游段充分混合段废水与河流水体混合的几个阶段影响混合的主要因素、混合距离的估算、河流弯曲对横向混合的影响废水与河流

25、水体混合的几个阶段一般废水进入河流水体后，先完成垂向方向上的混合、然后是完成横向方向的混合，达到在河流横断面上的完全混合；理论上，一般认为在河流横向方向的浓度变化小于5%，可认为达到完全混合。 (1)混合区的定义：混合区是指工程排污口至下游均匀混合断面之间的水域。(2)超标水域的定义：工程排污口附近，废水主要受河水稀释混合等物理净化作用，且水质允许超标的水域。(3)超标水域的三要素（统计特征） 位置：敏感水域（重要功能区）不允许超标水域存在； 大小：超标水域涉及的范围，不影响鱼类通道和邻近水域的功能（即水质要求）； 形状：简单且易界定边界。大、中河流由于水量较大，稀释混合能力较强（工程排放的废

26、水量相对较小），因此，对这类问题的水质影响预测的重点是：污染带分布及超标水域界定问题，常采用二维模式预测。(4)二维模型适用的对象和预测的问题 适用对象大、中型河流 预测的问题污染带分布及超标水域界定。 预测范围内的河段可以分为充分混合段、混合过程段和上游河段。充分混合段是指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平均浓度的5%时，可以认为达到均匀分布。混合过程段是指排放口下游达到充分混合以前的河段。上游河段是排放口上游的河段。式中：L：排污口至完全混合断面的距离，m；a：排污口距岸边的距离(岸边排放时为零)，m；B：河宽，m；H：平均水深，m；u：河流流

27、速，m/s；I：纵比降(%)。适用条件：河流充分混合段；持久性污染物；河流为恒定流；废水连续稳定排放。点源，河水、污水稀释混合方程非点源方程：背景段混合段均匀混合段污染源 1.河流水质模型简介河流水质数学模型是描述水体中污染物随时间和空间迁移转化规律的数学方程(微分的、差分的、代数的等)。水质模型的建立可以为排入河流中污染物的数量与河水水质之间提供定量描述。从而为水质评价、预测及影响分析捉供依据。它是水体环境影响评价与规划的有力工具。 2.河流水质模型分类(1)按照时间因素进行分类按时间特性分类，分动态模型和静态模型。描写水体中水质组分的浓度随时间变化的水质模型称为动态模型。描述水体中水质组分

28、的浓度不随时间变化的水质模型称为静态模型。河流水质数学模型 (2)按照空间分布分类按水质模型的空间维数分类；分为零维、一维、二维、三维水质模型。 (3)按描述水质组分的多少分类 分为单一组分和多组分的水质模型。水体中某一组分的迁移转化与其它组分没有关系。描述这种组分迁移转化的水质模型称为单一组分的水质模型。水体中一组分的迁移转化与另一组分(或几个组分)的迁移转化是相互联系、相互影响的，描述这种情况的水质模型称为多组分的水质模型。 (4)按描述水质组分的多少分类分为单一组分和多组分的水质模型。水体中某一组分的迁移转化与其它组分没有关系。描述这种组分迁移转化的水质模型称为单一组分的水质模型。水体中

29、一组分的迁移转化与另一组分(或几个组分)的迁移转化是相互联系、相互影响的，描述这种情况的水质模型称为多组分的水质模型。 (5)按水体的类型分类 河流水质模型、河口水质模型(受潮汐影响)、湖泊水质模型、水库水质模型和海湾水质模型等。河流、河口水质模型比较成熟，湖泊、海湾水质模型比较复杂，可靠性小。 (6)按水质组分分类可分为 耗氧有机物模型(BODDO模型)，无机盐、悬浮物、放射性物质等的单一组分的水质模型，难降解有机物水质模型，重金属迁移转化水质模型。 (7)按其它方法分类 可把水质模型分为水质生态模型；确定性模型和随机模型；集中参数模型和分布参数模型；线性模型和非线性模型等。河流水质模型的建

30、立关于一维水质模型当河流中河段均匀，该河段的断面积A、平均流速、污染物的输入量 Q、扩散系数 D 都不随时间而变化，污染物的增减量仅为反应衰减项且符合一级反应动力学。此时，河流断面中污染物浓度是不随时间变化的，即dC/dt=0。一维河流稳态(恒定流和污染源连续排放)水质模型基本方程为：边界条件为：x=0处，C=C0；x= ，C=0适用条件：河流充分混合段；非持久性污染物；河流为恒定流；废水连续稳定排放。这是一个二阶线性常微分方程，可用特征多项式解法求解。若将河流中平均流速 ux 写作u 初始条件为：x=0, C=C0 常微分方程的解为：如果忽略扩散项，沿程的坐标x=ut，dC/dt=-k1C

31、, 代入初始条件 x=0, C=C0方程的解为：Streeter-Phelps（SP）模型及其解SP模型用于描述一维稳态河流中的 BODDO 的变化规律。SP模型的建立基于两项假设：只考虑好氧微生物参加的BOD衰减反应，并认为该反应为一级反应(-k1C)。河流中的耗氧只是BOD衰减反应引起的。BOD的衰减反应速率与河水中溶解氧(DO)的减少速率相同，复氧速率与河水中的亏氧量( D) 成正比。SP模型的基本方程为：式中:L：河水中的BOD值，mg/L； D：河水中的亏氧值，mg/L,是饱和溶解氧浓度Cs （mg/L）与河水中的实际溶解氧浓度C（mg/L）的差值； K1：河水中BOD衰减(耗氧)速

32、度常数，1d； K2：河水中的复氧速度常数，1d； t：河水中的流行时间， d。 这两个方程式是耦合的。时，式(6-25)的解析解为: 耗氧、复氧及氧垂曲线Omin上式的解为：在淡水中饱和溶解氧的浓度可根据温度计算：给定边界条件：S P 模型的临界点和临界点氧浓度从氧垂曲线可见，在河流的某一距离x处，溶解氧具有最小值。此处水质最差，是人们较为关注的。此处的亏氧值(或溶解氧值)及发生的距离，可通过求极值的方法求得，即可令dC/dx=0，得到：S P模型广泛地应用于河流水质的模拟预测中，是预测河流中BOD和DO变化规律的较好模型。它也应用于计算河流的允许最大排污量。S P模型适用条件(4条)：评价

33、河段受纳水体的水质、水量较稳定；工程外排废水的水质与水量较稳定；易降解污染物在小河流评价河段或大、中河流均匀混合断面以下河段的水质预测。S P模式仅限于BOD5和DO的水质影响预测。注意S-P 模型的修正型SP模型的的两项假设是不完全符合实际的。为了计算河流水质的某些特殊问题，人们在SP模型的基础上附加一些新的假设，推导出了一些新的模型。 托马斯(Thomas)模型 对一维静态河流，在SP模型的基础上为了考虑沉淀、絮凝、冲刷和再悬浮过程对BOD去除的影响，引入了BOD沉浮系数k3，BOD变化速度为k3L。托马斯采用以下的基本方程组(忽略扩散项)：多宾斯坎普(DobbinsCamp)模型对一维静

34、态河流，在托马斯模型的基础上，多宾斯-坎普提出了两条新的假设： 考虑地面径流和底泥释放BOD所引起的BOD变化速率，该速率以 R表示。 考虑藻类光合作用和呼吸作用以及地面径流所引起的溶解氧变化速率，该速率以 P表示。 多宾斯坎普采用以下基本方程组：奥康纳(OConnon)模型对一维静态河流，在托马斯模型的基础上, 奥康纳提假设条件为，总BOD是碳化和硝化BOD两部分之和，即L=Lc+Ln，则托马斯修正式可改写为：式中，kn 硝化BOD衰减速度常数， 1/d ；kn 硝化BOD衰减速度常数，1/d ；Lc0, 河流x=0 处，含碳有机物BOD浓度，mg/L；Ln0, 河流x=0 处，含氮有机物B

35、OD浓度，mg/L。河流二维稳态水质模型 二维稳态模型：对于顺直河段，描述溶解态污染物的二维水质模型基本方程为：用累计流量表示二维水质模型：累计流量定义：瞬时点源二维数值模型： 引入累计流量坐标qc(y)，代替直角坐标y，相应的水质方程为：弯曲河流在进行计算前首先要采用累计流量的方法。累计流量是将直角坐标系转换为自然坐标系，纵向坐标轴沿河岸布设，顺着河流的弯曲而弯曲，横向坐标轴垂直于纵向坐标轴。岸边排放非岸边排放适用条件：平直、断面形状规则河流混合过程段；持久性污染物；河流为恒定流动；连续稳定排放；对于非持久性污染物，需采用相应的衰减模式。二维稳态模式解析式：河流二维稳态混合累积流量模式与适用

36、条件岸边排放：适用条件：弯曲河流、断面形状不规则河流混合过程段；持久性污染物；河流为非恒定流动；连续稳定排放；对于非持久性污染物，需要采用相应的衰减模式。 非岸边排放：考虑污染物衰减作用后的二维解析式：岸边排放：非岸边排放：河流pH模式：排放酸性物质：排放碱性物质：地面水环境影响预测与评价一维稳态模式的基础资料及参数污染源连续排放：河流流速(u)、预测河流某污染物背景浓度(Chi)、过水断面流量(Qh)、一级动力反应常数(k1)、污染物纵向扩散系数(Mx)、预测污染源排放常数(排放速率、排放浓度)。 二维稳态模式的基础资料及参数顺直均匀河流污染源连续排放：河流流速(u)、预测河流某污染物背景浓

37、度(Chi)、过水断面流量(Qh)、一级动力反应常数(k1)、污染物纵向和横向扩散系数(Mx、My)、预测段河流宽度(B)、排放口至岸边距离(a)、预测污染源排放常数(排放速率、排放浓度)。 一维稳态模式二维稳态模式常用河流水影响预测稳态模式要求的基础资料及参数 3.熟悉多源叠加水环境影响预测的基本方法多污染源预测模式 多个污染源排入河流与河水均匀混合后，河流中某点的污染物浓度等于各污染源对该点污染物浓度贡献值的叠加(如果河流中本来也有这种污染物也应叠加)。即： 式中：Ci：i断面污水均匀混合后的污染物浓度，mg/L； Ch,i：i断面的污染物背景浓度(现状监测值)，mg/L； Cp,u：拟建

38、项目污染源的排放浓度，mg/L； Cp,x：现有但今后削减的污染源排放浓度，mg/L； Qh,i：i断面河流流量，m3/s； Qp,x：现有但今后削减的排水量，m3/s； Qp,u：拟建项目污染源的排水量，m3/s。 多污染源预测的简化 按照环境影响评价技术导则地面水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。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，可以简化成一介，其位置假设在两排放口之间，其排放量为两者之和。采用这种简化方式后采用点源方式预测。分段预测法采用多河段水质预测模型。

39、4.了解湖泊、河口水环境影响预测模式 的基础资料及参数湖泊水环境预测模式要求的基础资料及参数 湖泊、水库的容积；出入湖泊、水库的流量；流入湖泊中的水质组分；湖泊中质组分浓度；污染物反应常数；停留时间。河口水环境预测模式要求的基础资料及参数 潮汐周期时间；潮平均径流量；河口污染物背景浓度(Ch)；断面纵向混合系数(Ml)；河流流速(u)；过水断面面积(F)；预测点距离(x)。 5.掌握河流水质预测模式参数的确定方法 水质模型参数确定的方法类别有：实验室测定法、公式计算法（包括经验公式、模型求解等）、物理模型率定法、现状实测及示踪剂法。 (1)实验室测定法 实验室测定k1 值的基本方法是对所研究的

40、河段取水样，进行BOD实验，用BOD的标准测定方法，在20条件下，做从1d 到10d 时间序列培养样品，分别测定 1d10d的BOD值，对取得的实验室数据，可用回归分析或趋势线方法估算k1 值。数据处理方法可采用最小二乘法和作图法。若将BOD值用L表示，时间用T、斜率用M、截距为B，直线方程为： 某时间t对应最佳拟合线上的坐标为lgL，观测值为lgL,其差值称为偏差，用R表示，则偏差的平方总和为： 实验室测得的耗氧系数k1值可以直接湖泊和水库的模拟，用于河流或河口需要修正，包士柯提出按河流的纵向底坡、平均流速和水深对实验室测定的k1值加以修正:如：实际河流的底坡坡降I=0.001，平均流速0.

41、2m/s，平均水深2.0m，实验室测得k1=0.24/d，求实际采用的k1值。(2)现场实测法(3)经验公式法欧康那-道宾斯(OConner-Dobbins，简称欧-道)公式，Cz17，Cz 17（谢才系数，n为河道糙率） 式中：复氧系数K2的单独估值法欧文斯等人（Owens，et al）经验式 0.1H0.6m u1.5m/s丘吉尔（Churchill）经验式 0.6H8m 0.6u1.8m/s泰勒法求横向混合系数My（适用于河流）费希尔法求纵向离散系数（适用于河流）混合（扩散）系数的估值法(4)示踪剂法示踪试验法是向水体中投放示踪物质，追踪测定其浓度变化，据以计算所需要的各环境水力参数的方

42、法。示踪物质有无机盐类、萤光染料和放射性同位素等，示踪物质应满足具有在水体中不沉降、不降解、不产生化学反应；测定简单准确；经济；对环境无害等特点。示踪物质的投放有瞬时投放、有限时段投放和连续恒定投放。 复氧系数 k2 的估值方法流动的水体从大气中吸收氧气的过程为“复氧过程”，也称再曝气过程”。这种空气中的氧溶解到水体中的现象，是一种气-液之间的对流扩散过程，也是气体的传输过程。确定 k2 的方法大致可分两类，一类是实测、一类是估算。前者是在野外现场实测，或在实验室内模拟测定，后者是根据一些机理模型或经验、半经验公式进行估算。在此介绍两种常用方法。差分复氧公式式中 k1、k2 分别为耗氧系数和复

43、氧系数（1/d），L、D 为上、下断面BOD均值及亏氧值均值，D是上、下断面亏氧值之差值，t从上断面流到下断面所需时间。6.熟悉选择水质预测因子的基本方法根据工程分析、评价等级、当地的环保要求筛选和确定建设期、运行期和服务期满后拟预测的水质参数，拟预测水质参数的数目应既说明问题又不过多。对河流，可以按下式将水质参数排序后从中选取预测水质参数。 式中： ISE:水质参数的排序指标； Cp :污染物排放浓度，mg/L； Ch:河流上游污染物浓度，mg/L； Qp:废水排放量，m3/s； Qh:河流流量，m3/s。ISE越大，说明建设项目对河流中该项水质参数的影响越大。7.掌握常用河流水质预测模式的

44、运用(1)完全混合模式式中：C：混合后的污染物浓度(mg/L)；Cp：污染物排放浓度(mg/L)；Ch：河流来水中污染物背景浓度(mg/L)；Qp：废水排放量(m3/s)；Qh：河流流量(m3/s)。 (2)河流一维稳态水质模式 忽略扩散时： 考虑纵向扩散时： 式中：C：污染物预测浓度(mg/L)；C0：污染物初始浓度(mg/L)；u：河流流速(m/s)；Mx：污染物纵向扩散系数(m2/s)；k1：耗氧常数(1/d)；x：沿程距离(m)。 (3)二维稳态模式的运用岸边排放时： 非岸边排放时： 式中：C：水质组分浓度(mg/L)； My：纵向和横向扩散系数；B：河宽(m)。8.了解湖泊、河口、近

45、海水质预测 模式的运用8.1湖泊持久性污染物小湖(库)：一、二、三级评价采用完全混合模式平衡时：无风时的大湖(库)：一、二、三级评价均可以采用卡拉乌舍夫模式：近岸环流显著的大湖(库)：一、二、三级评价均可以采用湖泊环流二维稳态模式：平衡时：适用条件： 小湖（库）；持久性污染物；污染物连续稳定排放；预测需反映随时间的变化时采用动态模式，只需反映长期平均浓度时采用平衡模式。8.1湖泊水质预测模式的运用（1）持久性污染物完全混合平衡模式(小湖、水库) ：无风时的大湖(库) 一、二、三级均可采用卡拉乌舍夫模式。 其中可根据湖(库)的岸边形状和水流情况确定，湖心排放2弧度，平直岸边取弧度；r0可选离排放

46、口充分远的某点，建设项目对点水质的影响可以忽略不计；Cr0可以取r0的现状值；Mr的确定：一级可以采用示踪试验法，三级可以采用类比调查法，二级可酌情确定。 近岸环流显著的大湖(库) 一、二、三级可以湖泊环流二维稳态混合模式。其中My的确定可以近似采用爱尔德兰德茨(Elder-Leendertse，简称爱兰)法。采用湖泊环流二维稳态混合模式： 岸边排放时： 非岸边排放时： （2）非持久性污染物小湖(库)采用湖泊完全混合衰减模式 ：一、二、三级均可采用湖泊完全混合模式: 其中k1的确定：一级可采用多点法或多参数优化法；二级可采用两点法或多参数优化法；三级可采用室内实验法或类比调查法；无法取得合适的

47、实测资料时，一、二、三级均可采用室内实验法。 平衡时： 无风时的大湖(库)采用湖泊推流衰减模式 一、二、三级均可采用湖泊推流衰减模式。 其中可根据湖（库）岸边形状和水流状况确定，中心排放取2弧度，平直岸边取弧度；k1的确定同小湖库模式。 近岸环流显著的大湖(库) 一、二、三级均可采用湖泊环流二维稳态混合衰减模式其中My的确定可以近似采用爱兰法；k1的确定同小湖库模式。 岸边排放时： 非岸边排放时： 顶端入口附近排入废水的狭长湖(库) 一、二、三级均可采用狭长湖移流衰减模式。 其中k1的确定：一级可以采用多点法，二级可以采用多点法或两点法，三级可以采用两点法(如湖水流速过小时，一、二、三级均可采

48、用实验室测定法求k1)。 8.2河口8.2河口水质预测模式的运用（1）持久性污染物充分混合段 一级评价：大河可以采用一维非恒定流方程数值模式(偏心差分解法)计算流场，采用一维动态混合数值模式预测任意时刻的水质；小河和中河采用欧康那(Oconnor)河口模式，计算潮周平均、高潮平均和低潮平均水质。其中Ml可以采用淡水含量百分比法确定。 均匀河口上溯时(x0，自x=0处排入) 可以采用欧康那河口模式。其中Ml的确定，可用鲍登(Bowden)法，荷哈百曼费希尔(Hobbey-Harbemen-Fisher，简称荷哈费)法，海福林欧康奈尔(Hefling-OConnell，简称海欧)法或狄欺逊(Dia

49、chishon)法计算。可以采用河流完全混合模式预测潮周平均、高潮平均和低潮平均水质。 二级评价三级评价 混合过程段 一级评价可以采用二维动态混合数值模式预测水质。采用如下方法确定流场：首先根据实测确定断面上任意点流速与断面平均流速的关系，然后采用一维非恒定流方程数值模式计算出断面平均流速，从而确定出流场分布。也可以采用河流相应情况的模式预测潮周平均、高潮平均和低潮平均水质。Mx和My的确定以采用本水域的经验数据为好，如采用爱尔德(Elder)法确定Mx，采用泰勒法确定My时，宜用类似水域的经验数据校核。也可以采用多参数优化法同时确定Mx,My。 二级评价可以采用河流相应情况的模式(参见河流模

50、式)预测潮周平均情况。其中的My建议采用泰勒法确定。 一级评价二级评价（2）持久性污染物 充分混合段 一级评价大河可以采用一维非恒定流方程数值模式计算流场，采用一维动态混合衰减数值模式预测水质，小河和中河可以采用欧康那河口衰减模式，预测潮周平均、高潮平均和低潮平均水质。其中Ml的确定可以采用淡水百分比法，也可以采用多参数优化法，k1可以采用多点法确定，也可以采用多参数优化法确定。 二级评价三级评价可以采用欧康那河口衰减模式预测潮周平均、高潮平均和低潮平均水质。其中Ml的确定可以采用鲍登法、荷哈费法、海欧法或狄欺逊法，k1的确定可以采用两点法。 可以采用SP模式，预测潮周平均、高潮平均和低潮平均

51、水质。其中k1的确定可以采用两点法。可以不预测溶解氧。 欧康那河口衰减模式： 上溯(x0)： 混合过程段 一级评价可以采用二维动态混合衰减数值模式预测水质。流场的确定方法与河口持久性污染物的一级评价相同。也可以采用河流相应情况的模式预测潮周平均、高潮平均和低潮平均水质。预测时，Mx、My的确定以采用本水域的经验数据为好，如采用爱尔德法确定Mx，采用泰勒法确定My时，宜用类似水域的经验数据校核。确定k1采用多点法，也可以采用多参数优化法同时确定Mx、My、k1。 二级评价可以采用河流相应模式预测潮周平均、高潮平均和低潮平均水质。其中My的确定可以采用泰勒法，k1的确定采用两点法。 一级评价二级评

52、价8.3海湾数学模式 一、二级:采用ADI潮流模式计算流场，采用ADI水质模式预测水质；也可以采用特征理论模式计算流场，采用特征理论水质模式预测水质，其中Mx、My的确定可以采用爱兰法。 三级:采用约瑟夫-新德那(Joseph-Sendner，简称约新)模式。其中可以根据海岸形状和水流情况确定：远海排放取2弧度，平直海岸岸边排放取弧度；d可以参考表11确定；Mv一般可取0.0100.005m/s，近岸可取0.005m/s。持久性污染物非持久性污染物由于海湾中非持久性污染物的衰减作用远小于混合作用，所以不同评价等级时，均可近似采用持久性污染物的相应模式预测。8.3近海水质预测模式的运用（1）持久

53、性污染物 一、二级评价：建议采用ADI潮流模式计算流场，采用ADI水质模式预测水质；也可以采用特征理论模式计算流场，采用特征理论水质模式预测水质，其中Mx、My的确定可以采用爱兰法。 微分方程项；当流量较小时可以忽略。 ADI水质模式初值与边界初 值： 可以自零开始，也可以利用过去的 计算结果或实测值直接输入计算。边界条件： 陆边界：边界的法线方向流速 为零。水 边 界： 可以输入据开边界上已知潮汐调和 常数的水位表达式或边界点上的实 测水过程。有水量流入 当流量较大时，边界点的连续方的水边界： 程应增加 项当流量较小时 可以忽略。 三级评价评价建议采用约瑟夫新德那(Joseph-Sendne

54、r，简称约新)模式。 其中可以根据海岸形状和水流情况确定：远海排放取2弧度，平直海岸岸边排放取弧度；d可以参考表确定；Mv一般可取0.0100.005m/s，近岸可取0.005m/s。海域近岸大河口、港口离岸225km大陆架d(m) 22621010混合深度d的参考数据一览表 （2）非持久性污染物 由于海湾中非持久性污染物的衰减作用远小于混合作用，所以不同评价等级时，均可近似采用持久性污染物的相应模式预测。 环境保护措施三熟悉常用的废水处理工艺及应用一、工业废水处理方法废水、污水定义工业废水处理方法按作用原理分物理法化学法物理化学法生物法实际废水处理往往是多种技术组合。一般均包括预处理。按处理

55、程度分一级处理二级处理三级处理通常是沉淀 主体处理，一般达到排放标准 深度处理，还有以水回用；资源化为目标1、调节均和水量和水质均和，便于稳定处理；均量、均质、均化、事故池；2、格栅 格栅、栅网去除大颗粒物； 过滤去除微细悬浮物；3、沉砂利用重力去除固体物质4、隔油利用油的比重比水小，自然上浮后去 除。二、废水预处理1、沉淀池：平流式；幅流式及竖流式的特点和不足2、中和处理：酸、碱中和；石灰的优点和缺点；盐酸和硫酸的比较3、化学沉淀处理：如重金属等，方法和污泥利用或处置。4、浮选法：又称气浮法三、废水的一级处理 世界上水污染主要是有机污染；生化法运行费最低。 1.活性污泥法：利用微生物在好氧条

56、件下分解有机物。 形式：表曝；推流式；氧化构等延时曝气适用条件； 曝气方式：表曝机（曝气、混合、提升于一体）；穿孔管；微孔管；射流曝气等四、废水的二级（生化）处理2.生物膜法：接触氧化法使用最多；生物转盘、塔滤、滴滤3.厌氧生物处理：在无氧或缺氧条件下分解有机物，其过程水解、酸化、产气三阶段 特点：高浓度、难降解有机物在好氧前处理，它本身可以组合如A-O法（厌氧好氧法）等；实际上还和物理、物化等方法组合。4.出水消毒：原因、方法及其比较深度处理及回用1、悬浮物的去除2、除磷3、脱氮水域富营养化和除磷、脱氮的方法五、废水的三级处理为防止污泥的二次污染，污泥处置的重要性1、污泥的特性：含水率、生化污泥与物化污泥的区别2、污泥处理方法：浓缩、稳定