第六章_地面水环境影响预测与评价

1、第六章第六章 水环境影响预水环境影响预 测与评价测与评价 （一）地面水环境影响预测原则（一）地面水环境影响预测原则 可能产生对地面水环境影响的建设项目，应预测可能产生对地面水环境影响的建设项目，应预测 其产生的影响其产生的影响 预测的预测的范围范围、时段时段、内容内容和和方法方法应根据评价应根据评价工作工作 等级等级、工程与环境的特征工程与环境的特征、当地的环境保护要求当地的环境保护要求 来决定来决定 同时尽量同时尽量考虑考虑预测范围内规划的预测范围内规划的其它建设项目其它建设项目可可 能产生的环境影响能产生的环境影响 （二）（二） 地面水环境影响地面水环境影响预测时期预测时期划分与划分与预测

2、预测 时段时段确定的原则确定的原则 预测时期：预测时期： 建设项目地面水环境影响预测时期原则上一建设项目地面水环境影响预测时期原则上一 般划分为般划分为建设期建设期、运行期运行期和和服务期满后服务期满后三个三个 阶段。阶段。 所有建设项目所有建设项目均应均应预测生产运行阶段预测生产运行阶段对地面对地面 水环境的影响。该阶段的地面水环境影响应水环境的影响。该阶段的地面水环境影响应 按正常排放按正常排放和和非正常排放两种情况非正常排放两种情况预测。预测。 大型建设项目应根据该项目大型建设项目应根据该项目建设过程阶建设过程阶 段的特点段的特点和和评价等级评价等级、受纳水体特点受纳水体特点以以 及及当

3、地环保要求当地环保要求，决定，决定是否预测建设期是否预测建设期 的环境影响。的环境影响。 根据根据建设项目的特点建设项目的特点、评价等级评价等级、地面地面 水环境特点水环境特点以及以及当地环保要求当地环保要求，个别个别建建 设设项目项目应应预测服务期满后预测服务期满后对地面水环境对地面水环境 的影响。的影响。 预测时段：预测时段： 地面水环境预测应考虑水体地面水环境预测应考虑水体自净能力自净能力最小最小、一般一般、 最大最大三个时段三个时段。海湾海湾的自净能力与时期的关系不的自净能力与时期的关系不 明显，明显，可以不分时段可以不分时段。 一、二级一、二级评价，应分别预测水体自净能力评价，应分别

4、预测水体自净能力最小最小和和 一般一般两个时段的环境影响。两个时段的环境影响。 冰封期较长的水域冰封期较长的水域，当其水体功能，当其水体功能为生活饮用水为生活饮用水、 食品工业用水食品工业用水水域或水域或渔业用水渔业用水时，还时，还应预测应预测冰封冰封 期的环境影响。期的环境影响。 三级三级评价，或评价，或二级二级评价评价但评价时间较短但评价时间较短时，时，可以可以 只只预测自净能力预测自净能力最小时段最小时段的环境影响。的环境影响。 （三）（三） 预测水质参数筛选的原则预测水质参数筛选的原则 根据根据工程分析工程分析和和环境现状环境现状、评价等级评价等级、 当地的环保要求当地的环保要求筛选和

5、确定建设期、运筛选和确定建设期、运 行期和服务期满后行期和服务期满后拟预测的水质参数拟预测的水质参数。 数目应数目应能说明问题能说明问题又又不过多不过多。一般一般应应少少 于环境现状调查于环境现状调查涉及的涉及的水质因子数目水质因子数目。 1.不同预测时期不同预测时期的水质预测的水质预测参数参数彼此彼此不一不一 定相同定相同。 对对河流河流，可以按水质参数的排序指标，可以按水质参数的排序指标ISE，从中选，从中选 取预测水质因子。取预测水质因子。ISE是是负值负值或者或者越大越大，说明拟建，说明拟建 项目项目排污排污对该项水质参数的对该项水质参数的影响越大影响越大。 ISE=cpQp/(cs-

6、ch)Qh 式中：式中：ISE水质参数的排序指标；水质参数的排序指标； cp建设项目水污染物的排放浓度，建设项目水污染物的排放浓度，mg/L； cs水污染物的评价标准限值，水污染物的评价标准限值，mg/L； ch评价河段的水质浓度，评价河段的水质浓度，mg/L； Qp建设项目的废水排放量，建设项目的废水排放量，m3/s； Qh评价河段的流量，评价河段的流量，m3/s。 （四）水体简化的要求（四）水体简化的要求 地面水环境简化是指对水体包括地面水环境简化是指对水体包括边界几何边界几何 形状的规则化形状的规则化和和水文、水力要素时空分布水文、水力要素时空分布 的简化的简化。应根据。应根据水文调查水

7、文调查与与水文测量水文测量的结的结 果和果和评价等级评价等级进行。进行。 河流的简化要求河流的简化要求 1. 河流可以简化为河流可以简化为矩形平直河流矩形平直河流、矩形弯曲矩形弯曲 河流河流和和非矩形河流非矩形河流。 河流的断面河流的断面宽深比宽深比20时，可视为时，可视为矩形矩形河流河流 大、中河流大、中河流，预测河段弯曲较大（，预测河段弯曲较大（最大弯曲系最大弯曲系 数数1.3）时，可）时，可视为弯曲视为弯曲河流，河流，其它其它简化为简化为平平 直直河流河流 大中河流大中河流断面上断面上水深变化很大水深变化很大且且评价等级较高评价等级较高 （如一级评价）时，可视为（如一级评价）时，可视为非

8、矩形非矩形河流并河流并调查调查 其其流场流场，其它其它简化简化为矩形为矩形河流河流 小河小河可以简化为可以简化为矩形平直矩形平直河流河流 河流河流水文特征水文特征或或水质水质有有急剧变化急剧变化的的河段河段，可在，可在 急剧变化之处急剧变化之处分段分段，各段分别，各段分别简化简化。 人工控制河流人工控制河流根据根据水流情况水流情况（用水量小时用水量小时）可视）可视 其为其为水库水库，也可视为（，也可视为（用水量大时用水量大时）河流河流，分段分段 简化简化。 对于对于江心洲江心洲的简化处理：的简化处理： 一级一级评价且评价且江心洲较大江心洲较大时，可时，可分段简化分段简化，江心洲江心洲 较小时可

9、不考虑较小时可不考虑；江心洲位于；江心洲位于混合过程段混合过程段，可，可分分 段简化段简化 二级二级评价，江心洲位于评价，江心洲位于充分混合段充分混合段，可按无江心，可按无江心 洲对待洲对待 三级三级评价，江心洲、浅滩等均评价，江心洲、浅滩等均可按无江心洲、浅可按无江心洲、浅 滩的情况对待滩的情况对待。 2. 河口的简化河口的简化 河口包括河口包括河流交汇处河流交汇处、河流感潮段河流感潮段、河口河口 外滨海段外滨海段、河流与湖泊、水库汇合部河流与湖泊、水库汇合部。 河流感潮段河流感潮段：指：指受潮汐受潮汐作用作用影响较明显影响较明显的的 河段河段。将。将落潮时最大断面平均流速落潮时最大断面平均

10、流速与与涨潮涨潮 时最小断面平均流速时最小断面平均流速之之差差等于等于0.05m/s的的 断面断面作为其作为其与河流的界限与河流的界限。 河流感潮段河流感潮段一般可按一般可按潮周平均潮周平均、高潮平均高潮平均和和低低 潮平均潮平均三种情况，三种情况，简化为稳态简化为稳态进行进行预测预测。 河流汇合部河流汇合部可分为可分为支流支流、汇合前主流汇合前主流、汇合后汇合后 主流主流三段三段分别分别进行环境影响进行环境影响预测预测。小河汇入大小河汇入大 河河时可以把时可以把小河看成点源小河看成点源。 河流与湖泊、水库汇合部河流与湖泊、水库汇合部可按照河流与湖泊、可按照河流与湖泊、 水库两部分水库两部分分

11、别预测分别预测。 河口断面沿程变化较大河口断面沿程变化较大时，可时，可分段分段进行环境影进行环境影 响响预测预测。 河口外滨海段河口外滨海段可视为可视为海湾海湾。 3. 湖泊与水库的简化湖泊与水库的简化 湖泊、水库可简化为湖泊、水库可简化为大湖（库）大湖（库）、小湖小湖 （库）（库）、分层湖（库）分层湖（库）三种情况：三种情况： 一级一级评价，评价，中湖（库）中湖（库）可按可按大湖（库）大湖（库）对待，对待， 停留时间较短停留时间较短时时也可也可按按小湖（库）小湖（库）对待对待 三级三级评价，评价，中湖（库）中湖（库）可按可按小湖（库）小湖（库）对待，对待， 停留时间较长停留时间较长时时也可也

12、可按按大湖（库）大湖（库）对待对待 二级二级评价，如何简化评价，如何简化可视具体情况而定可视具体情况而定 水深大于水深大于10m且且分层期较长分层期较长（大于大于30天天）的湖泊、）的湖泊、 水库可视为水库可视为分层湖（库）分层湖（库）。 不存在大面积回流区和死水区，且不存在大面积回流区和死水区，且流速较快流速较快、停停 留时间较短留时间较短的的狭长湖泊狭长湖泊可简化为可简化为河流河流。其。其岸边形岸边形 状和水文特征值变化较大状和水文特征值变化较大时可进一步时可进一步分段分段。 不规则形状的湖泊、水库不规则形状的湖泊、水库可根据流场的分布情况可根据流场的分布情况 和几何形状和几何形状分区分区

13、。 自自顶端入口附近排入废水顶端入口附近排入废水的的狭长湖泊狭长湖泊或或循环利用循环利用 湖水的小湖湖水的小湖，可分别按各自的，可分别按各自的特点考虑特点考虑。 4. 海湾的简化海湾的简化 预测海湾水质时，一般只预测海湾水质时，一般只考虑潮汐考虑潮汐作用，作用，不不 考虑波浪考虑波浪作用。作用。较大的海湾交换周期很长较大的海湾交换周期很长， 可视为可视为封闭海湾封闭海湾。 潮流潮流可简化为可简化为平面二维非恒定流场平面二维非恒定流场。 在在注入海湾的河流注入海湾的河流中，中，大河大河及评价等级为及评价等级为一、一、 二级的中河二级的中河应应考虑考虑其其对海湾流场对海湾流场和和水质的影水质的影

14、响响；小河小河及及评价等级为三级的中河评价等级为三级的中河可视为可视为点点 源源，忽略忽略其对海湾流场的其对海湾流场的影响影响。 （五）污染源简化的要求（五）污染源简化的要求 污染源简化包括污染源简化包括排放形式排放形式的简化和的简化和排放规律排放规律 的简化。的简化。 排放排放形式形式可简化为可简化为点源点源和和面源面源 排放排放规律规律可简化为可简化为连续恒定排放连续恒定排放和和非连续恒非连续恒 定排放定排放 在在地面水地面水环境影响环境影响预测预测中，通常把中，通常把排放规律排放规律 简化为简化为连续恒定排放连续恒定排放。 点源位置点源位置（排放口排放口）的处理有下列要求：）的处理有下列

15、要求： 排入河流的排入河流的两排放口两排放口的的间距较小间距较小（预测河段预测河段 长度的长度的1/20）时，可）时，可简化为一个排放口简化为一个排放口。其。其位位 置置假设在假设在两排放口之间两排放口之间，排放量排放量为为两者之和两者之和。 排入排入小湖（库）小湖（库）的的所有排放口所有排放口可可简化为一个简化为一个 排放口排放口，排放量为，排放量为所有排放量之和所有排放量之和。 排入排入大湖（库）大湖（库）的的两排放口间距较小两排放口间距较小时，可时，可 简化为一排放口简化为一排放口，其位置假设在两排放口之，其位置假设在两排放口之 间，排放量为两者之和。间，排放量为两者之和。 一、二级一、

16、二级评价且评价且排入海湾排入海湾的的两排放口间距两排放口间距 小于小于沿岸方向沿岸方向差分网格差分网格的的步长步长时，时，可简化可简化 为一个，其排放量为两者之和。为一个，其排放量为两者之和。 三级三级评价时，评价时，海湾污染源海湾污染源简化与简化与大湖（库）大湖（库） 相同相同。 无组织排放无组织排放可以简化成可以简化成面源面源 从从多个间距很近多个间距很近的的排放口排放口排水时，也可简排水时，也可简 化为化为面源面源 （六）水质数学模式的类型与选用原则（六）水质数学模式的类型与选用原则 1. 水质数学模式水质数学模式类型：类型： 按使用的按使用的时间时间尺度划分为尺度划分为动态动态、稳态稳

17、态和和准稳态准稳态 （或（或准动态准动态）模式）模式 按使用的按使用的空间空间尺度，划分为尺度，划分为零维零维、一维一维、二维二维、 三维三维模式模式 按模拟预测的水质按模拟预测的水质组分组分，划分为，划分为单一组分单一组分和和多多 组分耦合组分耦合模式模式 按水质数学模式的按水质数学模式的求解方法求解方法，划分为，划分为解析解解析解和和 数值解数值解 2. 水质影响预测模式的水质影响预测模式的选用选用 主要考虑主要考虑水体类型水体类型和和排污状况排污状况、环境水文条件环境水文条件及及水力水力 学特征学特征、污染物的性质污染物的性质及及水质分布状态水质分布状态、评价等级要评价等级要 求求等方面

18、。等方面。 3. 在在单一组分单一组分水质模型中，可水质模型中，可模拟的污染物类型模拟的污染物类型包包 括：括：持久性污染物持久性污染物、非持久性污染物非持久性污染物、酸碱污染酸碱污染 和和废热废热；多组分多组分耦合模式模拟的耦合模式模拟的水质因子水质因子彼此间彼此间 均均存在一定的关联存在一定的关联，如，如S-P模式模拟的模式模拟的DO和和BOD 4. 对于对于非持久性非持久性污染物，一般采用污染物，一般采用一阶动力学一阶动力学反映反映 衰减规律；对于衰减规律；对于持久性污染物持久性污染物，在，在沉降作用明显沉降作用明显 的河段，一般可以的河段，一般可以近似地采用非持久性近似地采用非持久性污

19、染物污染物相相 应的预测模式应的预测模式。 5. 适用条件：适用条件： 解析解解析解模式适用于模式适用于恒定水域恒定水域中中点源连续恒定排点源连续恒定排 放放，其中，其中二维解析模式二维解析模式只适用于只适用于矩形河流矩形河流或或水水 深变化不大的湖泊、水库深变化不大的湖泊、水库 稳态数值模式稳态数值模式适用于适用于非矩形河流非矩形河流、水深变化较水深变化较 大大的的浅水湖泊浅水湖泊、水库水域内水库水域内的的连续恒定排放连续恒定排放 动态数值模式动态数值模式适用于各类适用于各类恒定水域恒定水域中的中的非连续非连续 恒定排放恒定排放或或非恒定水域非恒定水域中的中的各类排放各类排放。 （七）常用河

20、流水质数学模型与适用条件（七）常用河流水质数学模型与适用条件 1. 河流河流完全混合完全混合模式的适用条件：模式的适用条件： 河流充分混合段河流充分混合段 持久性污染物，不考虑降解或沉淀持久性污染物，不考虑降解或沉淀 河流为恒定流动河流为恒定流动 废水连续稳定排放废水连续稳定排放 C= (cpQp+chQh) / (Qp+Qh) 练习题练习题 计划在河边建一工厂，该厂将以计划在河边建一工厂，该厂将以2.83m3/s 的流量排放废水，废水中总溶解固体浓度的流量排放废水，废水中总溶解固体浓度 为为1300mg/L；该河流平均流速为；该河流平均流速为0.457m/s， 平均河宽为平均河宽为13.72

21、m，平均水深，平均水深h为为0.61m， 总溶解固体为总溶解固体为310mg/L，问该工厂的废水，问该工厂的废水 排入河流后，总溶解固体的浓度是否超标排入河流后，总溶解固体的浓度是否超标 （设标准为（设标准为500mg/L)? 浓度将超标。浓度将超标。 流后，总溶解固体的流后，总溶解固体的故该工厂的废水排入河故该工厂的废水排入河 （标准）（标准） ）（）（ ，体浓度体浓度计算混合后的总溶解固计算混合后的总溶解固 ，）计算河水流量）计算河水流量（ 型求解。型求解。解：可利用完全混合模解：可利用完全混合模 LmgLmg QQQCQCC C smHBuQ Q hphhpp p p /500/31.7

22、31 83. 282. 3/83. 2130082. 3310 )/()( )2( /82. 361. 072.13457. 0 1 3 2. 河流河流一维稳态一维稳态模式的适用条件：模式的适用条件： 河流充分混合段河流充分混合段 非持久性污染物非持久性污染物 河流为恒定流动河流为恒定流动 废水连续稳定排放废水连续稳定排放 c=c0exp-K1x/(86400u) 练习题练习题 一个改扩建工程拟向河流排放废水，废水量一个改扩建工程拟向河流排放废水，废水量 为为0.15m3/s，苯酚浓度为，苯酚浓度为30g/L，河水流量，河水流量 为为5.5m3/s，流速，流速0.3m/s，苯酚背景浓度为，苯酚

23、背景浓度为 0.5g/L，苯酚的降解系数为，苯酚的降解系数为0.2d-1，纵向弥，纵向弥 散系数为散系数为10m2/s。求排放点下游。求排放点下游10km处的苯处的苯 酚浓度（分别计算考虑纵向弥散和忽略纵向酚浓度（分别计算考虑纵向弥散和忽略纵向 弥散两种情况下的苯酚浓度）。弥散两种情况下的苯酚浓度）。 L/g. . . C 281= 55+150 5055+30150 = 1 0 合合后后的的初初始始浓浓度度）计计算算起起始始点点处处完完全全混混解解：（ L/g.) . )/.( ( . .) u Ek ( E ux expCC km x x x 191= 30 1086400204 +11

24、102 1000030 exp 281= 4 +11 2 = 102 2 2 1 0 处处的的浓浓度度的的下下游游）考考虑虑纵纵向向弥弥散散条条件件下下（ L/g.) . . exp(.) u x kexp(CC km x 191= 3086400 1000020 281= 103 10 处处的的浓浓度度游游）忽忽略略纵纵向向弥弥散散时时的的下下（ 3. S-P模式：模式： 河流充分混合段河流充分混合段 污染物为耗氧性有机污染物污染物为耗氧性有机污染物 需要预测河流溶解氧状态需要预测河流溶解氧状态 河流为恒定流动河流为恒定流动 污染物连续稳定排放污染物连续稳定排放 S-P模式模式 K1-耗氧系

25、数耗氧系数,1/d K2-复氧系数复氧系数,1/d Dp-排放废水中的亏氧量排放废水中的亏氧量 ,mg/L Dh-排放口上游河流亏氧量排放口上游河流亏氧量 ,mg/L xc-最大亏氧点到计算初始点最大亏氧点到计算初始点 的距离的距离,m )/()( )/()( 1ln 86400 86400 exp 86400 exp 86400 exp 86400 exp 0 0 1 12 0 0 1 2 12 2021 12 01 10 hphhpp hphhpp c QQQDQDD QQQcQcc K KK c D K K KK u x u x KD u x K u x K KK cK D u x Kc

26、c 4. 河流河流二维稳态混合二维稳态混合模式的适用条件：模式的适用条件： 平直、断面形状规则的混合过程段平直、断面形状规则的混合过程段 持久性污染物持久性污染物 河流为恒定流动河流为恒定流动 连续稳定排放连续稳定排放 对于非持久性污染物，需采用相应的衰减模对于非持久性污染物，需采用相应的衰减模 式。式。 预测河段示意图预测河段示意图 A a uxC x1 上游上游 河段河段 x2 混合过程段混合过程段 完全混合段完全混合段 污水污水 B a C H 二维稳态混合模式二维稳态混合模式 非岸边排放非岸边排放 x预测点离排放点的距离，预测点离排放点的距离，m； y预测点离排放口的横向距离（不是离岸

27、距离），预测点离排放口的横向距离（不是离岸距离），m； c预测点预测点(x,y)处污染物的浓度，处污染物的浓度，mg/l； a污水排放口离河岸距离污水排放口离河岸距离(0aB)，m。 cp污水中污染物的浓度，污水中污染物的浓度，mg/l； Qp污水流量，污水流量，m3/s； xM yBu xM uy xuMH Qc cyxc yy y pp h 4 )2( exp 4 exp),( 22 二维稳态混合模式二维稳态混合模式 岸边排放岸边排放 ch河流上游污染物的浓度河流上游污染物的浓度(本底浓度本底浓度)，mg/l； H河流平均水深，河流平均水深，m； My河流横向混合河流横向混合(弥散弥散)系

28、数，系数，m2/s； u河流流速，河流流速，m/s； B河流平均宽度，河流平均宽度，m； 圆周率。圆周率。 xM yaBu xM yau xM uy xuMH Qc cyxc y yy y pp h 4 )22( exp 4 )2( exp 4 exp 2 ),( 2 22 5. 河流河流二维稳态混合累积流量二维稳态混合累积流量模式与适用条模式与适用条 件：件： 弯曲河流、断面形状不规则河流混合过程段弯曲河流、断面形状不规则河流混合过程段 持久性污染物持久性污染物 河流为恒定流动河流为恒定流动 连续稳定排放连续稳定排放 对于非持久性污染物，需采用相应的衰减模对于非持久性污染物，需采用相应的衰减

29、模 式式 6. 河流预测河段与水质模式选择河流预测河段与水质模式选择 预测范围内的预测范围内的河段河段分为分为充分混合段充分混合段、混合过混合过 程段程段和和上游河段上游河段。 充分混合段充分混合段：指污染物浓度在断面上均匀分：指污染物浓度在断面上均匀分 布的河段。当断面上布的河段。当断面上任意一点的浓度任意一点的浓度与断面与断面 平均浓度之差小于平均浓度之差小于平均浓度的平均浓度的5时，可以时，可以 认为达到均匀分布。需采用认为达到均匀分布。需采用一维模式一维模式或或零维零维 模式模式预测预测断面平均水质断面平均水质。 混合过程段混合过程段：指排放口下游达到充分混合：指排放口下游达到充分混合

30、 以前的河段。需采用以前的河段。需采用二维模式二维模式预测断面平预测断面平 均水质。均水质。 上游河段上游河段：排放口上游的河段。：排放口上游的河段。 大、中河流一、二级大、中河流一、二级评价，且排放口评价，且排放口下游下游 35以内以内有有集中取水点集中取水点或其他特别或其他特别重要重要 的的环保目标环保目标时，均应采用时，均应采用二维模式二维模式预测预测混混 合过程段合过程段水质。水质。 常用的水质模型及其选择（常用的水质模型及其选择（1） 河流及污染物特征河流及污染物特征适用的水质模型适用的水质模型 1. 持久性污染物持久性污染物 （连续排放）（连续排放） 完全混合河段完全混合河段河流完

31、全混合模式河流完全混合模式 横向混合过程段横向混合过程段 （1）河流二维稳态混合模式）河流二维稳态混合模式 （2）河流二维稳态累积流量模式）河流二维稳态累积流量模式 沉降作用明显的河段沉降作用明显的河段河流一维稳态模式，沉降速率为河流一维稳态模式，沉降速率为K3 常用的水质模型及其选择（常用的水质模型及其选择（2） 河流及污染物特征河流及污染物特征适用的水质模型适用的水质模型 2. 非持久性污染物非持久性污染物 （连续排放）（连续排放） 完全混合河段完全混合河段河流一维稳态模式，降解速率为河流一维稳态模式，降解速率为K1 横向混合过程段横向混合过程段 （1）河流二维稳态混合衰减模式）河流二维稳

32、态混合衰减模式 （2）河流二维稳态累积流量衰减）河流二维稳态累积流量衰减 模式模式 沉降作用明显的河段沉降作用明显的河段 河流一维稳态模式，降解速率和沉河流一维稳态模式，降解速率和沉 降速率分别为降速率分别为K1和和K3 常用的水质模型及其选择（常用的水质模型及其选择（3） 河流及污染物特征河流及污染物特征适用的水质模型适用的水质模型 3. 溶解氧溶解氧 河流一维河流一维DO-BOD耦合模式（如耦合模式（如S- P模式）模式） 4. 瞬时源瞬时源（或（或有限时段源有限时段源） 中、小河流中、小河流 河流一维准稳态模式（流量定常河流一维准稳态模式（流量定常-污污 染负荷变化）染负荷变化） 大型河

33、流大型河流河流二维准稳态模式河流二维准稳态模式 （八）常用河口水质模式与适用条件（八）常用河口水质模式与适用条件 一维动态混合衰减一维动态混合衰减模式的适用条件：模式的适用条件： 潮汐河口充分混合段潮汐河口充分混合段 非持久性污染物非持久性污染物 污染物排放为连续稳定排放或非稳定排放污染物排放为连续稳定排放或非稳定排放 需要预测任何时刻的水质需要预测任何时刻的水质 2. 均匀河口均匀河口模式（模式（欧康那欧康那河口模式）的河口模式）的 适用条件：适用条件： 均匀的潮汐河口充分混合段均匀的潮汐河口充分混合段 非持久性污染物非持久性污染物 污染物连续稳定排放污染物连续稳定排放 只要求预测潮周平均、

34、高潮平均和低潮只要求预测潮周平均、高潮平均和低潮 平均水质平均水质 （九）常用湖泊（水库）水质模（九）常用湖泊（水库）水质模 式与适用条件式与适用条件 1. 湖泊湖泊完全混合衰减完全混合衰减模式的适用条件：模式的适用条件： 小湖（库）小湖（库） 非持久性污染物非持久性污染物 污染物连续稳定排放污染物连续稳定排放 需预测反应随时间的变化时采用动态模式，需预测反应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只需反映长期平均浓度时采用平衡模式 2. 湖泊湖泊推流衰减推流衰减模式的适用条件：模式的适用条件： 大湖、无风条件大湖、无风条件 非持久性污染物非持久性污染物 1.污染物连续

35、稳定排放污染物连续稳定排放 （十）耗氧系数（十）耗氧系数K1的估值的估值 1. 实验室测定法实验室测定法 (1) 原理：原理：描绘出要研究河段水样的描绘出要研究河段水样的BOD变化变化 曲线，对其进行数学处理和拟合。按下式求得曲线，对其进行数学处理和拟合。按下式求得 K1： lnc0/ct=K1t (2) 实验室测定值的修正：实验室测定值的修正：由此计算的由此计算的K1值可值可 直接用于湖泊和水库，对于河流或河口则需直接用于湖泊和水库，对于河流或河口则需 要修正。包士柯要修正。包士柯(Bosko,1966)提出应按河流的提出应按河流的 纵向底坡、平均流速和水深对纵向底坡、平均流速和水深对K1值

36、修正。值修正。 K1=K1+(0.11+54I)u/H 在实际应用中在实际应用中K1仍写成仍写成K1 。 2. 两点法：两点法： 通过测定河流上、下游两断面的通过测定河流上、下游两断面的BOD值和两个断面值和两个断面 间的流行时间，按下面的公式计算间的流行时间，按下面的公式计算K1。 K1=(u/x)ln(cA/cB) 式中：式中： cA，cB 上游断面上游断面A和下游断面和下游断面B处的处的BOD浓度。浓度。 例题：求例题：求K1值值 有一条河段长有一条河段长4km，河段起点，河段起点BOD5 的浓度为的浓度为38mg/L，河段末端，河段末端BOD5 的浓度为的浓度为16mg/L，河段平均流

37、速，河段平均流速 为为1.5km/d，求该河段的耗氧系数，求该河段的耗氧系数 K1为多少？为多少？ 1 2 1 1 1 320= 16 38 4 51 = d. ln . c c ln x u K K BOD BOD 。求解耗氧系数求解耗氧系数解：可利用始末两点法解：可利用始末两点法 （十一）复氧系数（十一）复氧系数K2的估值的估值 K2实测法费时、费工，故常用经验公式法。实测法费时、费工，故常用经验公式法。 1. 奥康纳奥康纳-多宾斯多宾斯(OConner-Dobbins)公式：公式： K2(20 )=294(Dmu)0.5/H1.5， ，cz17 K2(20 )=824Dm0.5I0.25

38、/H1.25， ，cz17 式中：谢才系数式中：谢才系数 cz=1/nH1/6 分子扩散系数分子扩散系数 Dm=1.77410-41.037(T-20)。 2. 欧文斯欧文斯(Owens)公式：公式： K2(20 )=5.34u0.67/H1.85 其中：其中：0.1H0.6m u1.5m/s 3. 丘吉尔丘吉尔(Churchill)公式：公式： K2(20 )=5.03u0.696/H1.673 其中：其中： 0.6H8m 0.6u1.8m/s K1和和K2的温度校正的温度校正 一般以一般以20的的K为基准，计算温度为基准，计算温度T时的值时的值： 。，其其范范围围为为一一般般 ，其其范范围

39、围为为式式中中：一一般般 047101510241= 0610210471= = = 2 1 20 22022 20 12011 . ;. KK KK )T( ,T, )T( ,T, - - （十二）（十二）混合系数混合系数E估值估值 1. 经验公式经验公式 （1）对于恒定流，河宽水浅的河流：）对于恒定流，河宽水浅的河流： 纵向混合系数：纵向混合系数： Ex=a axHu* 横向混合系数：横向混合系数： Ey=a ayHu* 垂向混合系数：垂向混合系数： Ez=a azHu* 式中：式中：H平均水深，平均水深，m； u*摩阻流速摩阻流速(剪切流速剪切流速)，m/s； u*=(gHI)1/2 I

40、水力坡度；水力坡度； g重力加速度。重力加速度。 不同河流条件不同河流条件 下，系数下，系数ax、ay 变动很大，变动很大， az 比较稳定。比较稳定。P77 (2) 泰勒泰勒(Taylor) 公式公式(可用于河流与河口可用于河流与河口)： Ey=(0.058H+0.0065B)(gHI)1/2 B/H100 (3) 爱尔德爱尔德(Elder) 公式公式(适用于河流适用于河流)： Ex=5.93H(gHI)1/2 2. 示踪试验示踪试验 原理：原理：是向水体中投放示踪物质，追踪测定其浓是向水体中投放示踪物质，追踪测定其浓 度变化，据此计算所需的各个环境水力学参数的方度变化，据此计算所需的各个环

41、境水力学参数的方 法。法。 示踪剂种类：示踪剂种类：无机盐类（如无机盐类（如NaCl）和放射性同位）和放射性同位 素等素等 示踪剂要求：示踪剂要求：不沉降、不降解、不产生化学反应；不沉降、不降解、不产生化学反应； 测定简单准确；经济；对环境无害测定简单准确；经济；对环境无害 投放方式：投放方式：瞬时投放、有限时投放和连续恒定投放瞬时投放、有限时投放和连续恒定投放 数据分析：数据分析：用上述经验公式拟合求用上述经验公式拟合求Ex、Ey等的值等的值. 3. 经验数据经验数据（查相关文献）（查相关文献） 练习题练习题 1. 地面水环境预测应考虑水体自净能力不同地面水环境预测应考虑水体自净能力不同 的

42、各个时期。评价等级为一、二级时应预的各个时期。评价等级为一、二级时应预 测什么时段的环境影响？测什么时段的环境影响？ 答：水体自净能力最小和一般两个时段答：水体自净能力最小和一般两个时段 2. 当河流断面的宽深比大于等于多少时，可当河流断面的宽深比大于等于多少时，可 视为矩形河流？视为矩形河流？ 答：答：20 3. 大、中河流中，预测河段的最大弯曲系数小于等大、中河流中，预测河段的最大弯曲系数小于等 于多少时，可以简化为平直河流？于多少时，可以简化为平直河流？ 答：答：1.3 4. 排入河流的点源两排放口的间距较近时，可以简排入河流的点源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

43、放口之间，其排放化为一个，其位置假设在两排放口之间，其排放 量为多少？量为多少？ 答：两者之和答：两者之和 5. 预测范围内的河段可以分为哪几部分？预测范围内的河段可以分为哪几部分？ 答：充分混合段、混合过程段和排污口上游河段答：充分混合段、混合过程段和排污口上游河段 多选题多选题 河流水质预测一维稳态模式的适应条件是（河流水质预测一维稳态模式的适应条件是（ ） 河流为恒定流动河流为恒定流动 非持久性污染物非持久性污染物 废水连续稳定排放废水连续稳定排放 河流充分混合段河流充分混合段 持久性污染物持久性污染物 答：答：ABCD 2. 河流水质预测二维稳态混合模式的适应条河流水质预测二维稳态混合

44、模式的适应条 件是（）件是（） 河流恒定流动河流恒定流动 持久性污染物持久性污染物 连续稳定排放连续稳定排放 平直、断面形状规则充分混合段平直、断面形状规则充分混合段 平直、断面形状规则河流混合过程段平直、断面形状规则河流混合过程段 A. 答：答：ABCE 3. 湖泊推流衰减模式的适用条件是（）湖泊推流衰减模式的适用条件是（） 小湖小湖 大湖大湖 污染物连续稳定排放污染物连续稳定排放 非持久性污染物非持久性污染物 无风条件无风条件 A. 答：答：BCDE 内内 容容 提提 纲纲 概述概述 工作程序工作程序 评价等级评价等级 地面水环境现状调查地面水环境现状调查 地面水环境影响预测地面水环境影响

45、预测 地面水环境影响评价地面水环境影响评价 六、地面水环境影响评价六、地面水环境影响评价 （一）地面水环境影响评价的原则：（一）地面水环境影响评价的原则： 它是环境影响预测的继续，原则上可以采它是环境影响预测的继续，原则上可以采 用用单项水质参数单项水质参数评价方法或评价方法或多项水质参数多项水质参数 综合综合评价方法评价方法 1. 地面水环境影响的地面水环境影响的评价范围评价范围与其与其影响预测影响预测 范围范围相同相同 所有所有预测点预测点和所有和所有预测的水质参数预测的水质参数均应进均应进 行行各生产阶段不同情况各生产阶段不同情况的环境影响评价，的环境影响评价， 但应但应有重点有重点 空

46、间空间方面，方面，水文水文要素和要素和水质水质急剧变化处、急剧变化处、 水域功能水域功能改变处、改变处、取水口取水口附近等应作为重附近等应作为重 点点 水质水质方面，方面，影响较重的水质参数影响较重的水质参数应作为应作为重重 点点 单项水质单项水质参数评价是以参数评价是以国家国家、地方地方的有关的有关法规、法规、 标准标准为依据，评价各评价项目的为依据，评价各评价项目的单个质量参数的单个质量参数的 环境影响环境影响，进行评价的，进行评价的水质参数浓度水质参数浓度应是其应是其预测预测 的浓度的浓度与与基线浓度之和基线浓度之和 多项水质多项水质参数参数综合评价综合评价的评价的评价方法方法和评价的和

47、评价的水质水质 参数参数应应与环境现状综合评价与环境现状综合评价相同相同 单项水质单项水质评价方法一般采用评价方法一般采用标准指数法标准指数法。水质参。水质参 数的数的标准指数标准指数1，表明该水质参数，表明该水质参数超标超标，不能满，不能满 足使用要求足使用要求 （二）评价水环境影响所需的基本资料（二）评价水环境影响所需的基本资料 了解了解水域功能水域功能，包括，包括现状功能现状功能和和规划功能规划功能 评价建设项目的地面水环境影响所采用的评价建设项目的地面水环境影响所采用的水质标水质标 准准应应与环境现状评价相同与环境现状评价相同 规划中有规划中有几个建设项目几个建设项目在一定时期（如在一

48、定时期（如5年）内年）内 兴建兴建并且向同一地表水环境排污并且向同一地表水环境排污时，应由政府有时，应由政府有 关部门规定关部门规定各建设项目的排污总量各建设项目的排污总量或允许利用或允许利用水水 体自净能力体自净能力的比例。的比例。 向向已超标的水体排污已超标的水体排污时，应结合时，应结合环境规划环境规划酌情处酌情处 理或由理或由环保部门环保部门事先事先规定排污要求规定排污要求 水体自净利用指数水体自净利用指数 自净能力允许利用率自净能力允许利用率应根据当地水应根据当地水环境自净能环境自净能 力的大小力的大小、现在现在和和将来的排污状况将来的排污状况以及以及建设项目建设项目 的重要性的重要性

49、等因素决定，等因素决定，并应征得主管部门并应征得主管部门和和有关有关 单位同意单位同意。 Pi,j = (ci,jchi,j) / (csichi,j) ci,j, chi,j , csi 分别为分别为j点污染物点污染物i的浓度，的浓度，j点上游点上游 i的浓度和的浓度和i的水质标准；的水质标准； 自净能力允许利用率。自净能力允许利用率。 溶解氧溶解氧的自净利用系数的自净利用系数 PDO,j = (DOhj DOj) / (DOhj DOs) DOj , DOhj , DOs 分别为分别为j点和点和j点上游溶解氧点上游溶解氧 的浓度，以及溶解氧的水质标准；的浓度，以及溶解氧的水质标准； 自净能

50、力允许利用率。自净能力允许利用率。 当当Pij1时说明污染物时说明污染物 i 在在 j 点利用的点利用的自净能力没自净能力没 有超过允许的比例有超过允许的比例；否则否则说明说明超过超过允许利用的比允许利用的比 例，这时的例，这时的 Pij 值值即为超过允许利用的倍数即为超过允许利用的倍数，表，表 明明影响是重大的影响是重大的。 例例 题题 某河流为某河流为III类水体，类水体，CODCr基线浓度基线浓度 10mg/L。一个拟建项目排放废水后，将使。一个拟建项目排放废水后，将使 CODCr浓度提高到浓度提高到13mg/L。设当地的发展。设当地的发展 规划规定还有两个拟建项目在附近兴建。规划规定还

51、有两个拟建项目在附近兴建。 按照按照水环境规划水环境规划该河段自净能力允许利用该河段自净能力允许利用 率率=0.6，问当地环保部门是否应批准该拟，问当地环保部门是否应批准该拟 建项目的废水排放？为什么？建项目的废水排放？为什么？ PCOD=(13-10)/0.6(20-10)=0.51，没有没有 超过允许的比例超过允许的比例，因此可以批准。，因此可以批准。 （三）单项水质因子评价方法（三）单项水质因子评价方法 一般采用一般采用标准指数法标准指数法进行进行单项水质因子单项水质因子的评价的评价 1. 单项水质因子单项水质因子i在第在第j点的标准指数：点的标准指数： Si,j=ci,j/cs,j 式

52、中：式中：Si,j 标准指数；标准指数； ci,j 评价因子评价因子i在在j点的实测浓度值，点的实测浓度值，mg/L； cs,j 评价因子评价因子i的评价标准限值，的评价标准限值，mg/L。 2. 溶解氧（溶解氧（DO）的标准指数：）的标准指数： SDO,j= DOfDOj / (DOf DOs) DOjDOs SDO,j=109DOj / DOs DOjDOs 式中：式中：SDOj 溶解氧的标准指数；溶解氧的标准指数； DOf 某水温、气压条件下饱和溶解氧的浓度某水温、气压条件下饱和溶解氧的浓度 (mg/L)，计算公式，计算公式DOf=468/(31.6+T)， T为水温，为水温，； DOj

53、 溶解氧实测值，溶解氧实测值，mg/L ； DOs 溶解氧的评价标准限值，溶解氧的评价标准限值，mg/L 。 例例 题题 1 水温为水温为15时，某河段溶解氧浓度为时，某河段溶解氧浓度为 4.5 mg/L，已知该河段属于，已知该河段属于II类水体，如采用类水体，如采用 单项标准指数评价，其指数为（单项标准指数评价，其指数为（ ）。）。 （根据（根据GB3838-2002，II类水体溶解度标准类水体溶解度标准 为为6mg/L） 当当DOjDOs，溶解氧（，溶解氧（DO）的标准指数：）的标准指数： SDO,j=109DOj / DOs 答案：答案：3.25 水温为水温为15时，某河段溶解氧浓度为时

54、，某河段溶解氧浓度为 6.5 mg/L，已知该河段属于，已知该河段属于III类水体，如采用类水体，如采用 单项标准指数评价，其指数为（单项标准指数评价，其指数为（ ）。）。 （根据（根据GB3838-2002，II类水体溶解度标准类水体溶解度标准 为为5mg/L） 当当DOjDOs，溶解氧（，溶解氧（DO）的标准指数：）的标准指数： SDO,j= DOfDOj / (DOf DOs) 答案：答案：0.7 例例 题题 2 3. pH值的标准指数：值的标准指数： SpH,j= (7.0pHj ) / (7.0pHsd) pHj 7.0 SpH,j =(pHj 7.0) / (pHsu 7.0) p

55、Hj 7.0 式中：式中： SpH,j pH值的标准指数；值的标准指数； pHj pH的实测值；的实测值； pHsd 评价标准中评价标准中pH的下限值；的下限值； pHsu 评价标准中评价标准中pH的上限值。的上限值。 例例 题题 某水样某水样pH为为13，如采用单项指数法评价，如采用单项指数法评价， 其指数为（其指数为（ ）。）。 答案：答案：3 某水样某水样pH为为6.5，如采用单项指数法评价，如采用单项指数法评价， 其指数为（其指数为（ ）。）。 答案：答案：0.5 （四）（四）多项水质参数综合评价法多项水质参数综合评价法 根据水体水质数据的统计特点选用以下指数。根据水体水质数据的统计特

56、点选用以下指数。 幂指数法幂指数法 加权平均法加权平均法 ij 11 ,0I1,1 i mm w jiji ii IIw m i 1i=1 , w1 m ji ij i IwI 向量模法向量模法 算术平均法算术平均法 式中：式中： Ij j点的综合评价指数；点的综合评价指数； Wj 水质参数水质参数i的权值；的权值； Ii 水质参数水质参数i的指数单元；的指数单元； m 水质参数的个数；水质参数的个数； Iij 污染物污染物(水质参数水质参数)i在在j点的水质指数。点的水质指数。 1 2 2 1 1 m jij i II m 1 1 m jij i II m 以上各种指数中，以上各种指数中，幂

57、指数法幂指数法适于各水质参适于各水质参 数数标准指数单元标准指数单元相差较大相差较大的场合；的场合；加权平均加权平均 法法一般用在的水质参数的标准指数单元一般用在的水质参数的标准指数单元相差相差 不大不大的情况，的情况，向量模法向量模法用于用于突出污染最重突出污染最重的的 水质参数的影响。水质参数的影响。 案例分析案例分析 素材：素材： 某公司拟在某工业园区内新建年产某公司拟在某工业园区内新建年产3万万t黏黏 胶纤维生产线，企业污水经厂内污水站处胶纤维生产线，企业污水经厂内污水站处 理达标进入长江水体，该段长江执行地表理达标进入长江水体，该段长江执行地表 水水III类水体功能。项目年工作日类水体功能。项目年工作日333 天，天， 8000 h。项目废水排放情况详见表。项目废水排放情况详见表1。改项。改项 目目COD排放总量控制指标为排放总量控制指标为200 t/a。 表表1 废水排放情况一览表废水排放情况一览表 类别类别 废水量废水量 (m3/h) 废水性质废水性质 W140 碱性废水含碱性废水含NaOH、Na