水环境保护课程设计报告

水环境保护课程设计报告书学院： 专业班级： 学号： 年月日马鞍山•河海大学文天学院目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"设计背景及其要求 3\o"CurrentDocument"污染源评价 61评价过程 62.2评价结论 7水环境现状评价 71单因子评价法 71. 1计算方法 73. 1. 2评价过程 7\o"CurrentDocument"3.1.3 评价结论 102模糊综合评价法 103. 2. 1计算步骤 103. 2. 2评价过程 103. 1. 3 评价结论 13\o"CurrentDocument"水环境影响评价 131计算方法 134.2计算结果 133 水质指标沿程变化图 16\o"CurrentDocument"4评价结论及预期环保目标 17\o"CurrentDocument"水环境保护对策与建议 17\o"CurrentDocument"1区域现状及其未来规划 17\o"CurrentDocument"2保护对策及建议 18

1、设计背景及其要求某地拟建一个化工厂，生产几种化工产品，其地理位置见下图。北公路因IIIIVV连河2.8km3.2km3.2kmIII30.8km废水排放管市区（人口：40000）拟建化工厂乡镇北公路因IIIIVV连河2.8km3.2km3.2kmIII30.8km废水排放管市区（人口：40000）拟建化工厂乡镇取水口生活污水排放管图1化工厂位置示意图经过工程分析，取得如下资料1、废水污染源表1化工厂排放工业废水情况表废水名称排放量（m3/d）污染物名称排放浓度（mg/L）含酚废水500挥发酚30氨氮10含氰废水400氰0.6酸碱废水5000DO3.0BOD<120COD250pH7.8全厂共有三股废水，分别是含酚废水、含氰废水、酸碱废水，每股废水的水质、水量如下表1所示，废水通过工厂的废水排放管排入连河。2、生活污水污染源

市区4万人排放的生活污水直接进入连河，其水量、水质情况如表2所示：表2生活污水排放情况表污水名称排放量(m3/d)污染物名称排放浓度(mg/L)生活污水6000COD200bod5805DO4.03、水环境现状河流名称为连河，全长40km,多年来市环境监测站对河流进行了丰枯季水质监测，其中，不利的枯水期水质情况如表3所示，水温10C。表3连河枯水期水质情况断面污染物浓度(mg/L)DObod5COD氰挥发酚氨氮pHI7.053.0150.040.0030.47II6.53.3170.0450.0040.67III5.03.6220.0550.0061.26.8IV4.05.0290.0500.0050.77.8V5.53.7170.0440.0040.87.52)河流断面面积、流量、各断面特征值如表4所示。表』4连河各断面特征值表断面号断面面积(m2)流量(m3/s)旁侧入流距离(km)BOD5耗氧系数k(d-1)复氧系数k2(d-1)COD降解系数(d-1)酚降解系数(d-1)氨氮降解系数(d-1)氰降解系数(d-1)I19.53.8003.890.150.1II19.53.8拟建化工厂废水3.23.170.150.1III37.23.86806.40.952.300.150.0210.10.03IV37.23.868生活污水9.25.690.170.1V37.23.9370404.020.190.24、 其它情况(1)城市周围是农田和树林，在拟建化工厂位置上是农田，这一带没有道路通向市区，没有输电线和地下管线。靠着拟建工厂的河边有很多芦苇，附近有不少小鱼塘，河内有各种常见家鱼、水生植物和浮游生物。化工厂建成后拟建一条公路通向城市区，工厂职工500人，随着化工厂的建设附近将有不少配套工厂建设起来。在连河V断面处设置取水口，供应鱼塘养殖用水。5、评价标准地表水环境质量执行《地面水环境质量标准》(GB3838-2002)(见附表)，单因子评价执行三级标准；化工厂排放废水和城市生活污水执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级标准(见表5)。表5主要污染物排放标准(GB8978-1996)6、 环境目标连河水质在V断面处达到渔业用水要求，满足地面水环境质量标准的III类标准。7、 课程设计内容污染源评价三股工业废水和城市生活污水确定主要污染源、主要污染物排序(DO和pH不考虑)，列表计算，并画图表示。水环境质量现状评价采用两种方法进行评价：单因子评价法：确定主要污染物和主要污染断面排序，列表计算，并画图表示。模糊综合评价法(不做PH)确定每一个评价因子的隶属函数和隶属度；确定权重向量；综合评价：对第IV断面和第V断面进行模糊综合评价，采用模型1和模型2,并进行比较。水环境影响评价以两个断面间参数的平均值代替两个断面间任一点的参数的数值。I断面各污染物的浓度作为起始断面的污染物浓度。数学模型：采用合适的数学模型，计算BOD浓度、DO浓度、氧亏、COD、挥发酚、氨氮、氰浓度沿程变化情况，编程计算，并列表、画图表示。每一个评价因子浓度沿程变化曲线。(7个)评价结论污染源评价结论水环境质量现状评价结论

3）水环境影响评价结论4）化工厂能否建设，是否满足环境保护目标？5）水环境保护对策与建议2．污染源评价2．1评价过程PijPj化工厂Pj生活污水zKiPiKiP挥发酚328.50328.50.08903291COD0.546563158P氨氮1.21666666701.2166666670.00032975BOD50.364045687P氰0.1051200.105120.00002849挥发酚0.089032913PB0D5876467.21343.20.36404569氨氮0.000329752PCOD1140.6258762016.6250.54656316氰2.84905E-05z2346.446791343.23689.646787化工厂0.635954313K化工厂0.635954313K生活污水0.364045687生活污水0.364045687

2．2评价结论主要污染源是化工厂，主要污染物是COD和BOD5(累计污染负荷比等于80％左右)。3．水环境现状评价3．1单因子评价法3．1．1计算方法以下是单因子评价执行三级标准的数值及已知条件Dof(mg/L)11.25T(°C)10挥发酚(mg/L)0.005Dos(mg/L)5BOD5(mg/L)4氨氮(mg/L)1PH上9COD(mg/L)20PH下6氰(mg/L)0.1单因子评价指数的计算过程：D-DI=of oi dDOD-D；D>DI=10-9井；D〈Dofos oios DO D oiososPH<7.0I二7.0-PHiPH二6.0；PH〉7.0I二卩叮7.0PH二9.0ph7.0-PH下 phPH—7.0上下上CI二C；Ci为第i种评价因子在环境中的观测值，Si为第i种评价因子的评价标i准；3．1．2评价过程用以上这些公式可计算得下表断面单因子评价指数断面污染和DOBOD5COD氰挥发酚氨氮pHEI0.680.750.750.40.60.403.58II0.760.8250.850.450.80.604.285III10.91.10.551.21.20.26.15IV2.81.251.450.510.70.48.1V0.920.9250.850.440.80.80.254.985对每个断面评价因子的单因子评价指数排序和对污染断面排序得下表：断面I断面II断面III断面IV断面VBOD50.75COD0.85挥发酚1.2DO2.8BOD50.925

COD0.75BOD50.825氨氮1.2COD1.45DO0.92DO0.68挥发酚0.8COD1.1BOD51.25COD0.85挥发酚0.6DO0.76DO1挥发酚1挥发酚0.8氰0.4氨氮0.6BOD50.9氨氮0.7氨氮0.8氨氮0.4氰0.45氰0.55氰0.5氰0.44pH0pH0pH0.2pH0.4pH0.25断面单因子评价指数和IV8.1III6.15V4.985II4.285I3.583．1．3评价结论由于单因子评价执行三级标准，则所有评价因子的实测值都是与三级标准数值进行比较的。若I<1，则表示评价因子满足三级标准，若I〉1，则表示评价因子不满足三级标准。由表格中数据可以看出，断面I、断面II和断面V的单因子评价指数均小于1,即满足三级水质标准；断面III和断面W均有大于1和小于1的评价因子，但是断面III的单因子评价指数和大于7,贝何判断其不满足三级水质标准，断面W的单因子评价指数和虽小于7,但其大于1的评价因子均是主要污染物，故也不满足三级水质标准。3．2模糊综合评价法3．2．1计算步骤建立评价因素集合及评语集合建立单因素评价矩阵R用层次分析法确定各因素的权重模糊层次综合评价3．2．2评价过程建立评价因子集合及等级集合V={I级，11V={I级，11级，111级，W级，▼级}建立单因子评价矩阵RR1R1测点1单因素评价矩阵R1，即R1=R1R1R1测点1单因素评价矩阵R1，即R1=R1R1R1R10.333000.77800.7140.667110.2220.3330.28600000.6670000000000000测点2单因素评价矩阵R2，一R2一1R22R23R24R25R26「0.6670.333000_00.30.70000.40.6000.8890.11100000.6670.33300一00.20.800一R3一1R32R33R34R35R36「00100「00.60.400000.20.8000.10.900000.20.80_000.40.60_6测点4单因素评价矩阵R4，即R测点4单因素评价矩阵R4，即R4=测点5单因素评价矩阵R5，即R5=一R4-1R42R43R44R45R46「000.50.50「000.50.50000.90.10010000010000.40.600一R5一1R52R53R54R55R56「00.50.500_00.70.30000.40.6000.8670.13300000.6670.3330000.60.400（3）用层次分析法确定各因素的权重①确定评价因素集u二bo,BOD，COD，氰，挥发酚，两两比较构造判断矩阵A1331/61/51/41/3111/91/81/61/3111/91/81/66991345881/3124661/41/21A=W=（W1W=（W1，W2,…，Wn)T求得判断矩阵A的最大特征根对应的特征向量W,连乘求开方Wi0.0750.6493968990.0679211690.0007716050.3028534320.0316757890.0007716050.3028534320.03167578958324.2426406870.443742669213.33333332.4444235170.255665067181.6188704070.169319518即为所求的各指标的权重。其中：i=1nna..i=L=LJ：'nanj=1ij接上表矩阵A进行连乘计算，再求开6次方，求和后，即可求得Wi

9.561038374W={0.068，0.032，0.032，0.444，0.256，0.169}一致性检验计算判断矩阵A的最大特征根Amaxo1n九二》

maxni=1(AW) i-Wi2.866，1.589，1.060)Tr11r ・・(AW) i-Wi2.866，1.589，1.060)Tr11r ・・•12r15B=WR=(W,W,…，W)r21r・22r25=(b,b,b)得测点1的12n::・:125rr・rn1n2n5综合评价结果为「0.3330.667000100B=WR1=(0.068,0.032,0.032,0.444,0.256,0.169)010010.7780.2220000.3330.66700.7140.28600=(0.489,0.341,0.170，0，0)Xmax=6・256;CI=0.0512查表n=6得,RI=1.24，则 CR=CI/RI=0.04v0.1所以，判断矩阵A具有满意一致性。(4)模糊层次综合评价综合评价各测点，由式b*=max缶，b，b，b,1234b}=b据此判断连河测点1的水质为I级，即清洁。51000000同理B=(0.440,0.298,0.262，0,2测点2水质为I级，即清洁。B=(0,0.063，0.605，0.331,3测点3水质为III级，即轻污染。B=(0,0.511，0.436，0.053,4测点4水质为II级，即清洁。0)，b*二max缶,b,b,b,b}=b1234510)，b*二max缶,b,b,b,b}=b1234530)，b*二max缶,1b,2b,3b,4b}=b52b，b，b，234b}=bb，b，b，234b}=b5251测点5水质为II级，即清洁。

3．2．3评价结论对第W断面和第V断面进行模糊综合评价，可知，第W断面和第V断面水质均为II级，即清洁。用单因子评价法评价得出断面W不满足III级水质，断面V满足III级水质，均为轻污染。两种模型得出不同的结论，使用模糊综合评价法得到的水质类别要优于单因子指数评价法得到的水质类别，这主要是两种评价方法出发点、评价原理不同造成的。单因子指数评价法，实际上只考虑了最突出的因子即污染状况最严重的评价因子对整个评价结果的影响，充分显示超标最严重的评价因子对整个评价结果的决定性作用，其他因子的作用被弱化，适用于个别评价参数超标过大，严重影响水环境质量的情况，评价出发点是为了体现单因子否决权。而模糊综合评价法则充分考虑了每个因子对综合评价结果的贡献，并把贡献按权重进行分配，其评价结果是各个参评指标综合作用的产物，主要适用于各个评价因子超标情况接近，即不存在单因子否决的情况，评价出发点是为了体现不同评价因子对水质的综合影响。单因子指数评价法采用某一项污染项目超标就断定整个水体超标的一票否决制，具有一定的片面性，但计算简单、方便，安全性高。模糊综合评价法避免了单因子指数评价的片面性，但计算复杂，不易操作，不能确定主要污染因子，有可能掩盖有毒有机物、重金属等对人体健康和生态环境威胁较大的污染物的影响。4．水环境影响评价4．1计算方法(1)以两个断面间参数的平均值代替两个断面间任一点的参数的数值。(2)对B0D5、DO、D采用S-P模型公式L二Le一忙，0O二OO二O-(O-Oss0(Kx'}KL(Kx'}—2+ 10exp——1——expIu丿K-K12一(u丿1O=O+D=7.6计算浓度沿程变化情况，对COD、氰、氨氮、挥发酚采用一维s0稳态模型公式L=Le-kU计算浓度沿程变化情况。0对于断面II和断面W有废水排入连河，要计算废水进入河流完全混合后的浓度，用公式C浓度，用公式C=竽+%废。4．2计算结果(1)计算两断面间参数的平均值断面号断面面积(m2)平均面积(mJ流量(m3/s)平均流量(m?/s)平均流速(m/s)复氧系数k2(d-l)COD降解系数(d-1)氨氮降解系数(d-1)I19.53.83.890.150.1

II19.519.53.83.80.1948717953.173.530.150.150.10.1III37.228.353.8683.8340.1352380952.32.7350.150.150.10.1IV37.237.23.8683.8680.1039784955.693.9950.170.160.10.1V37.237.23.9373.90250.1049059144.024.8550.190.180.20.15(2)计算BOD浓度、DO浓度、氧亏、COD、挥发酚、氨氮、氰浓度沿程变化情况，计算结果见下表。xkmBOD5mg/LDomg/LDmg/LCODmg/L氰mg/L氨氮mg/L挥发酚mg/L0370.6150.040.40.00312.835416.965150.634814.866950.039920.3976310.00299664469922.679866.945030.654914.735090.039850.3952770.00299315657832.532846.936410.663514.604400.039780.3929360.0029891486573.22.504416.935830.664114.578400.039770.3924690.0029889169733.24.266926.876790.723218.109870.040450.4070790.04860131092443.998226.755490.844517.924830.040370.4043010.04853138026153.686016.653820.946117.696190.040260.4008560.04844461798863.398186.595061.004917.470470.040160.3974400.0483578535656.43.289456.581111.018817.380990.040120.3960810.04832220905373.087226.642470.957517.196250.040040.3934450.04825564261382.777436.737090.862916.892690.039900.3890900.048142190189

92.498726.822750.777216.594500.039770.3847830.0480303248369.22.446436.838860.761116.535490.039750.3839270.0480071931909.23.814236.788800.811219.771250.039040.3771560.047161900009103.507456.822750.777219.459620.038940.3721950.047073834716113.158446.876120.723819.076980.038810.3660860.046964567437122.844166.934120.665818.701860.038680.3600780.046856177399132.561156.992170.607818.334130.038560.3541680.046747052511142.306307.047850.552117.973620.038430.3483550.046639124843152.076817.099980.500017.620200.038300.3426370.046531011966161.870157.148090.451917.273730.038180.3370140.046423501060171.684067.192090.407916.934080.038050.3314820.046316340604181.516487.232110.367816.601100.037920.3260420.046209998128191.365587.268390.331616.274670.037800.3206900.046102950523201.229707.301190.298815.954660.037670.3154270.045995590108211.107347.330810.269115.640940.037550.3102500.045889288213220.997157.357530.242415.333390.037420.3051570.045782576309230.897937.381620.218315.031880.037300.3001490.045676257575240.808587.403330.196614.736310.037180.2952230.045571326832250.728127.422880.177114.446550.037050.2903770.045465481209260.655677.440500.159414.162480.036930.2856110.045360149657270.590427.456370.143613.884000.036810.2809230.045255803065280.531677.470660.129313.611000.036690.2763130.045150704023

4．3水质指标沿程变化图4．3水质指标沿程变化图290.478777.483520.116413.343360.036570.2717770.045046287272300.431137.495110.104813.080990.036450.2673170.044942178341310.388237.505550.094412.823780.036330.2629290.044838134700320.349607.514950.085012.571620.036210.2586140.044734014940330.314817.523410.076512.324420.036090.2543690.044630238761340.283487.531030.068912.082080.035970.2501940.044527746682350.255277.537890.062111.844510.035850.24