第三章 河流水质模型.ppt

1、第三章河川水质模型、1河川的基本水质问题2单一河段水质模型3多河段水质模型4其他河川水质模型5河口水质模型、3.1河川的水质问题、1、污染物和河水的混合污染物排放到河川后，污染物从污水排放口均匀分布在河川横截面上，通常必须经过垂直混合和横向混合两个阶段。 垂直混合污染物进入河流后，直到短距离内垂直均匀分布的横向混合污染物垂直均匀分布为止污染物在整个断面上均匀分布的过程注：在直线道路上，主要动力是在横向分散作用的曲线中，横向环流大大加速了横向的扩散， 纵向混合：三次元混合问题横向混合：二次元混合问题完成两种混合后混合问题位移到混合问题的保守物质一直保持截面浓度的非保守物质由于生化等作用产生浓度变

2、化，但整个截面分布始终均匀。 二、生物化学分解1 .河流中有机物的生物分解引起的浓度变化是，L=L0 e -Kc*t Lt时刻的有机物的残存生物化学需氧量L0初期时刻的有机物的总生化学需氧量Kc含碳有机物的分解速率常数温度的函数在实验室中测定Kc值：在实验室中生化需氧量(BOD ) 在测定与时间关系的2. 1961年，托马斯(HThomas )提出了河流中BOD衰减的另一个原因沉淀，如果反映生化作用和沉淀作用的BOD衰减速率常数分别为Kd和Ks， Kc Kd Ks KBosko研究了河流生化作用BOD衰减速率常数Kd和实验室数值Kc的关系：河床活性常数，综合反映了河流对有机物生物化学分解作用的

3、影响。 4 .稳定河流中BOD的变化规律满足下式：5.含氮有机物排入河流后同样会发生生化氧化过程：三、大气复氧水中溶解氧的主要来源是大气。 氧从大气进入水中的质量传递速度： c河川水中溶存氧的浓度Cs河川水中饱和溶解氧的浓度kl质量传递系数a瓦斯气体扩散的表面积v水的体积、科内尔(D.OConner )和多文鱼(WDobbins )在1958年提倡的760mmHg的压力下，淡水中的饱和溶解氧浓度t为0c 欧科内尔假设光合作用的速度根据光的强度的变化而变化。 白天的光强度最大时，氧发生速度最快，没有夜光时，氧发生速度为零。 五、藻类呼吸作用藻类的呼吸作用消耗河水中的溶氧，通常认为藻类的呼吸耗氧速

4、度是一定的.六、底栖动物和沉淀物的耗氧底泥耗氧的主要原因是底泥中的耗氧物堆积在水中和底泥的最上层而耗氧物质的氧化分解的定义：正在研究的河段内只有一个排出口时， 该河段称为单一河段坐标：研究单一河段时，一般将排出口放在河段的起点，定义排出口的纵坐标x0. S-P模型，描述河流水质的第一个模型是街道和菲菲斯普斯基本假设：河流中BOD的衰减和溶解氧的复氧都是一级反应，反应速度是常数，河流中的氧消耗是由BOD衰减引起的，河流中的溶解氧源是大气复氧。S-P氧垂式o河流中的溶存氧值Os饱和溶解氧值L0河流起点的BOD值D0河流起点的氧亏损值Dc限制点的氧亏损值从tc起点到限制点的流动时间、限制点氧亏损值：

5、S-P模型的修正型卡普修正式上游来量及傍流重日式榻榻米托马斯修正式为砂土、浮游固体对有机物的吸附沉降、化学凝聚沉降及托曼修正正式考虑了截面流速和浓度分布的不均匀引起的剪切流的纵向分散。 杜宾斯修正正式考虑底泥排放或沿路地表流出入的BOD浓度沃特纳修正正式考虑BOD5不能反映有机污染物BOD的总量，3.3多河段水质模型，一、多河段水质模型的概化水质模型的解析解是在均匀稳定的水流条件下取得的断面的原则： a )河流断面形状急剧变化的地方b ) 支流和污水的输入场所c )河川取水口d )其他需要设置断面的场所、二、多河段BOD模型以及DO模型的建构1. BOD模型河川水质的特征之一是从上游的各排出口

6、排出的污染物相对于下游的各断面的水质增加，因此，河川的各断面的水质状态是上游的各断面的水质状态2. DO模型、3.4其他河川水质模型、1 .综合水质模型BOD和DO只反映了河川中最简单的水质关系。 为了更详细地描述河流的水质状态，需要引入更多的变量。 综合水质模型是基于BODDO结合模型发展的多成分水质模型。 QUAL-II模型是美国EPA1973年组织开发的，可以记述河流的动态和定常特征。 二、重金属水质模型进入河流的重金属，除上述基本运动过程外，还具有吸附和解吸漂浮物的作用，重金属的存在形态与水流的PH值有关。 3.5河口水质模型、河口水质特征河口：入海河流受潮汐作用的水体。 受潮汐影响，水质呈现明显的时空特征河口水质特征：潮汐带来大量溶解氧，与上游泄漏水流汇合，形成强混合作用，使污染物分布更接近均匀。 潮汐的顶棚作用加长了污染物在河口的滞留时间，有机物的分解进一步降低了