2014年环境影响评价师技术方法考点复习十六

更新时间：2013-09-18 17:10:58 来源：|0

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摘要 2014年环境影响评价师技术方法

　　(七)掌握常用河流水质预测模式的运用

　　地面水水质变化的预测方法，可分为四大类：数学模式法、物理模型法、类比分析法和专业判断法。

　　常用的河流水质模式及其选择见下表：

河流及污染物特征	适用的水质模式
1.持久性污染物(连续排放)
完全混合河段	河流完全混合模式
横向混合过程段	⑴河流二维稳态混合模式(直角坐标系)
横向混合过程段	⑵河流二维稳态累积流量模式(累积流量坐标)
沉降作用明显河段	河流一维稳态模式，沉降作用近似为dc/dt=-K₃c(K₃为沉降速率)
2.非持久性污染物(连续排放)
完全混合河段	河流一维稳态模式，一级动力方程dc/dt=-K₁c(K₁为降解速率)
横向混合过程段	⑴河流二维稳态混合衰减模式(直角坐标系)
横向混合过程段	⑵河流二维稳态累积流量衰减模式(累积流量坐标)
沉降作用明显河段	河流一维稳态模式，沉降作用近似为dc/dt=-(K₁+K₃)c
3.溶解氧	河流一维DO-BOD耦分模式(如S-P模式)
4.瞬时源(或有限时段源)
中、小河流	河流一维准稳态模式(流量定常―污染负荷变化)
大型河流	河流二维准稳态模式

　　【水质模型的空间维数】：①大多数的河流水质预测评价采用一维稳态模型。②大中型河流中的废水排放，横向浓度梯度(变化)较明显，需要采用二维模型进行预测评价。③一般不采用三维模型。④在混合过程段下游河段(x>L)，可以采用一维模型;在混合过程段(x≤L)，应采用二维模型。⑤不考虑混合距离的重金属污染物、部分有毒物质及其他保守物质的下游浓度预测，可采用零维模型。⑥对于有机物降解性物质，当需要考虑降解时，可采用零维模型分段模型，但计算精度和实用性较差，最好用一维模型求解。

　　混合过程段长度的计算公式：L=(0.4B-0.6a)Bu/[(0.058H+0.0065B)(gHi)½]

　　式中：L―混合过程段长度，m;B―河流宽度，m;a―排放口距岸边的距离，m;u―河流断面平均流速，m/s;H―平均水深，m;g―重力加速度，9.81 m/s2;i―河流坡度。

　　河流水质数学模式预测方法：

　　1.河流稀释混合模式

　　⑴点源：河水、污水稀释混合方程：c= (cpQp+chQh)/(Qp+Qh)

　　式中：c―污水与河水混合后的浓度，mg/L;cp―排放口处污染物的排放浓度，mg/L;Qp―排放口处的废水排放量，m3/s。ch―河流上游某污染物的浓度，mg/L;Qh―河流上游的流量，m3/s。

　　⑵非点源方程：对于沿程有非点源(面源)分布入流的情形，可按下式计算河段污染物的浓度：

　　c=(cpQp+chQh)/Q+Ws/86.4Q ;Q=Qp+Qh+Qsx/xs

　　式中：Ws―沿程河段内非点源汇入的污染物总负荷量，kg/d;Q―下游x距离处河段流量，m3/s;Qs―沿程河段内非点源汇入的水量，m3/s;xs―控制河段总长度，km;x―沿程距离(0≤x≤xs)，km。

　　⑶考虑吸附态和溶解态污染指标耦合模型。当需要区分溶解态和吸附态的污染物在河流水体中的指标耦合，应引入分配系数(Kp)。其物理意义是在平衡状态下，某种物质在固液两相间的分配比例。式中：Kp =X/c　　c―溶解态浓度，mg/L;X―单位质量固体颗粒吸附的污染物质量，mg/mg;Kp―分配系数，L/mg。对于有毒有害污染物，在已知其在水体中的总浓度的情况下，溶解态的浓度计算：c= cT/(1+KpS×10-6)

　　式中：c―溶解态浓度，mg/L;cT―总浓度，mg/L;S―悬浮固体浓度，mg/L;Kp―分配系数，L/mg。

　　2.河流的一维稳态水质模式。对于溶解态污染物，当污染物在河流横向方向上达到完全混合后，描述污染物的输移、转化的微分方程为：

　　 QQ图片20130918170948.jpg

　　式中：A―河流横断面面积：Q―河流流量;c―水质组分浓度;DL―综合的纵向离散系数;SL―直接的点源或非点源强度：SB―上游区域进入的源强; SK―动力学转化率，正为源，负为汇。

　　设定条件：稳态(∂/∂t=0)，忽略纵向离散作用，上述微分方程的解：c=c0exp[-Kx/(86400u)] 　(6-7)

　　式中：c0―初始浓度，按点源河流完全混合模式求得，mg/L;u―河流流速，m/s;x―从计算初始点到下游计算断面的距离，m;c―计算断面的污染物浓度，mg/L。

　　3.Streeter-Phelps模式。是研究河流溶解氧与BOD关系的最早的、最简单的耦合模型。它的基本假设为：河流为一维恒定流，污染物在河流横断面上完全混合;氧化和复氧都是一级反应，反应速率常数是定常的，氧亏的净变化仅是水中有机物耗氧和通过液-气界面的大气复氧的函数。Streeter-Phelps模式：

　　c=c0exp[-K1x/(86400u)]

　　D=[K1c0/(K2-K1)]{exp[-K1x/(86400u)]-exp[-K2x/(86400u)]}+D0exp[-K2x/(86400u)] (6-8)

　　其中，c0= (cpQp+chQh)/(Qp+Qh) (6-9) D0= (DpQp+DhQh)/(Qp+Qh) (6-10)

　　式中：Qp―废水排放量，m3/s;Qh―河流流量，m3/s;D―亏氧量即DOf-DO，mg/L;D0―计算初始断面亏氧量，mg/L;Dp、Dh―污水、上游来水中溶解氧亏值，mg/L;u―河流断面平均流速，m/s;X―沿程距离，m;c―沿程浓度，mg/L。DO、DO

　　f―溶解氧、饱和溶解氧浓度，mg/L;K1、K2―耗氧、复氧系数，1/d。　　临界氧亏点xC的位置为：

　　 QQ图片20130918171004.jpg