水环境保护课程设计报告

1、目录概况-2一、污染源现状和水体水质评价-21、水质目标-22、水质现状资料-33、对该表的分析整理-4二、参数估计-41、推求纵向离散系数Ed-42、计算降解系数K1和复氧系数K2-6三、纳污能力计算和排污量消减计算-71、沙河P=90%流量计算-72、纳污能力计算与排污量削减计算-93、污水处理率计算-9四、水质模拟计算与水质控制方案优化-101、水质模拟计算-10五、合理性分析与水环境保护措施-111、节约用水-112、防治结合-113、开展水环境保护教育-11概况沙河是盐河的直流，干流全长30公里，流域面积206平方公里。一般流量在，本次规划河段长度为19.75公里，是非常潮河段；两岸

2、分布的主要污染源有：伟捷毛娟厂，子扬石油化工厂，五万居民的五龙小区和二万居民的蛤蟆塘小区。一、污染源现状和水体水质评价1、水质目标按照沙河两岸近期（2015年）环境规划，结合当地技术经济条件，提出不同河段的水质目标组，S9断面水质目标为地表水类，S3断面水质目标为地表水类，S8及S4-3断面水质目标为地表水类，S7及S6断面水质目标为类。规划情况下水温取10。2、水质现状资料根据沙河河床和排污口的排污情况以及各支流输入的位置，选定了六个主要监测断面和四个辅助监测断面。自2009年8月至2010年4月（包括丰、平、枯水期和冰封期），对各监测断面进行了8词连续48小时的水文水质同步监测，共采集分析

3、了二千多个样品，主要监测结果为表1 。表1 沙河实测水质资料月份断面流速m/s流量m³/s水温BOD5mg/lDOmg/l分类8S90.430.473201.297.8类S80.2910.62222.855.97.33类S70.2911.69522.853.877.43类S60.1752.0722.323.1657.06类S430.1753.11922.322.868.9类S30.1754.1722.321.6328.27类10S80.1610.37714.2826.517.53类S70.1610.68614.2815.249.59类S60.1320.64413.876.049.47

4、类S430.321.35913.872.7610.2类11S50.1520.1955.7635.5310.35类S40.1520.7065.7622.5512.06类S30.1670.6843.688.51511.95类S430.1671.0443.685.4512.56类12S20.1340.1060.353.087.55类S10.1340.3540.332.799.88类S60.10.4540.121.2411.03类S430.10.7080.112.2814.04类1S10.1160.0962.3868.717.57类S20.1160.272.3844.477.59类S60.1670.3

5、70.16715.919.32类S430.1670.4920.1676.7310类2S40.0850.075479.876.19类S50.0850.141447.646.5类S60.0670.1610.128.88.86类S430.0670.3680.113.288.78类3S70.10.1487.5446.27.27类S80.10.3177.5422.529.05类S90.1290.4176.7158.789.66类S430.1290.6366.7155.0212.27类由表中数据可知，在各监测断面上DO均达到水质目标，且均达到类水质标准，而部分监测断面BOD5未达到水质目标，具体情况见下表

6、：表2 沙河各月份各断面BOD5污染指数（mg/l）月份8101112123断面污染指数S9S3S84.425.928.8511.4513.317.7S4-32.051.122.21S71.522.263.284.454.762.25S62.121.592.88备注：空白处为BOD5达标由表2可知，监测断面S9、S3各月均达到类水质要求目标，且均可达到类水质；而监测断面S4-3、S6在12、1、2月水质未达标，S4-3断面在1月达到类水，12、2月均未达到类水，而S6断面12、1、2均未达到类水；最后监测断面S8、S7绝大多数月份不达标，且S8断面污染较为严重，距离要求的类水差距较大。所以该河

7、段的BOD5排放情况较为糟糕。二、参数估计1、推求纵向离散系数Ed为了推求该河段的纵向离散系数Ed，选择某一均匀河段，通过投放非降解的诺丹明示踪剂试验。试验情况如下：示踪剂瞬间从岸边投人河中，在下游分别距投放断面2300m和4000m的测站测得示踪剂流过时的浓度过程线C-t，如表3所示，其时间t的起算点以第一测站为准。两测站间河道的平均水深H=0.9m，平均水面宽B=20.0m，平均摩阻流速u*=0.12ms。表3 示踪剂试验记录第一测站第二测站t/minC/mg/Lt/minC/mg/Lt/minC/mg/Lt/minC/mg/L00330.29 370920.18 30.23 360.23

8、 420.08 970.12 60.58 390.18 470.24 1020.08 90.83 420.14 520.44 1070.06 120.96 450.12 570.60 1120.03 150.96 480.09 620.65 1170.02 180.87 510.06 670.61 1220.02 210.76 540.04 720.53 1270.02 240.63 570.03 770.43 1320.01 270.51 600.02 820.33 1370.01 300.39 630870.24 1420由一维水质迁移转化基本方程式解得下游X处的示踪剂浓度变化过程为:首先

9、验证下游测站是否在一维纵向分散段内，即示踪剂是否在测站断面上混合均匀。横向扩散系数Ey=0.6Hu*=0.6×0.9×0.12=0.0648/s两测站间河段距离x=x1-x2=4000-2300=1700m示踪剂峰值在河段间的传播时间t=62-13=49min河段平均流速u= 1700/49=34.7m/min=0.58 m/s则从投放示踪剂断面到断面完全混合的河段长度为L=1432m该距离远小于投入示踪剂断面到第一测站的距离2300m，因此可以判定两测站均处于一维纵向分散河段，满足下面计算纵向离散系数的要求。于是，示踪剂流过第一、第二测站的浓度过程线的平均时间和方差为:2

10、、 计算降解系数K1和复氧系数K2为求降解系数与复氧系数，已经得到稳态情况下河流实测水质资料如表4，流速为20km/d，水温为5.8。表4 稳态情况下河流实测水质资料断面号01234距离/km02468BOD/mg/L2522.620.518.516.8DO/mg/L9.28.47.857.157.5求解降解系数K1和复氧系数K2可用忽略离散时的S-P模型，公式如下：表5距离x/kmlnL03.21923.11843.02062.91882.821以x为横坐标、以lnL为纵坐标建立线性关系，结果下图所示由图可知，斜率-K/u=-0.0498,所以K1=0.0498*20=0.996，则又可根据

11、第二个公式求得K2=3.48。三、纳污能力计算和排污消减计算1、沙河P=90%流量计算表6序号年份流量(m³/s)经验频率(%)119681.471.92 220041.263.85 319731.235.77 419781.197.69 519861.159.62 620091.1111.54 719961.0213.46 819830.74215.38 919720.69417.31 1019610.67819.23 1119950.65421.15 1219760.63723.08 1319930.63425.00 1419910.63326.92 1519750.61728.

12、85 1620100.53430.77 1719770.51732.69 1819600.49834.62 1919640.48436.54 2019820.47938.46 2119670.45840.38 2219900.44542.31 2319650.41644.23 2420000.40946.15 2519740.39148.08 2620050.38650.00 2719980.38251.92 2820070.37553.85 2919800.37455.77 3020010.37457.69 3119940.36359.62 3219710.35661.54 3319970.

13、34663.46 3420080.32965.38 3519690.31267.31 3619840.30569.23 3719630.2971.15 3819790.27773.08 3919810.27775.00 4019870.2776.92 4119990.26678.85 4219620.2680.77 4319890.25882.69 4419880.25584.62 4519920.24686.54 4619850.22788.46 4719700.2290.38 4820020.21692.31 4920060.19994.23 5019660.17896.15 512003

14、0.16498.08 设计频率为90%的设计流量为0.23m3/s,相应流速2、纳污能力计算与排污量削减计算表7纳污能力计算表S9S8S7S6S4-3S3水质分类类类类类类类BOD5（mg/l）46101064DO(mg/l)532235x00.752.55.18.43.0 纳污力 BOD5（kg/d）48.18 130.33 117.56 57.62 -14.75 表8排污量削减计算表断面S9S8S7S6S4-3S3污染源毛绢厂五龙小区石化厂蛤蟆小区污染源流量Q（m³/d）2400800014503200污染源BOD5/mg/l25202020BOD5(kg/d)067294421

15、7.5384削减量（kg/d）-48.18 541.67 826.44 159.88 398.75 由表7可知S4-3断面水质目标为地表水类，而S3断面水质目标为地表水类，故两断面间河段不存在纳污力，为解决此问题需要在S4-3断面之前改善水质，使S4-3的水质优于地表水类。3、污水处理率计算污水全部达标排放的污水处理率的计算（1）伟捷毛绢厂污水处理率计算根据纺织染整工业污水排放标准的要求，毛绢厂排放污水中BOD5的浓度应25mg/l,故该厂的污水的BOD去除率应为=（280-25）/280=0.911（2）五龙小区污水处理率计算根据城镇污水处理厂污染物排放标准的要求，五龙小区排放污水中的BOD

16、5的浓度应符合一级标准中的B标准，即排放污水中BOD5的浓度应20mg/l，故该厂的污水的BOD5去除率应为=（118-20）/118=0.831（3）子扬石油化工厂污水处理率计算根据污水综合排放标准的要求，子扬石油化工厂排放污水中的BOD5的浓度应符合第二类污染物最高允许排放浓度的一级标准，即排放污水中的BOD5的浓度应20mg/l，故该厂的污水的BOD去除率应为=（150-20）/150=0.867（4）蛤蟆塘小区污水处理率计算根据污水综合排放标准的要求，蛤蟆塘小区排放污水中的BOD5的浓度应符合一级标准中的B标准，即排放污水中的BOD5的浓度应20mg/l，故该厂的污水的BOD5去除率应

17、为=（120-20）/120=0.833四、水质模拟计算与水质控制方案优化1、水质模拟计算对于单一河道，很据自身的特点和沿流量输入与输出的状况，将河道划分为N个计算河段，共N+1个断面。分段的原则是使得每一河段大体适用一维水质模型的应用条件。断面的编号从上游到下游依次为0,1,2，i,i+1, ，n.污水不处理的情况下的水质模拟计算，污水不处理的各项污染物浓度如表8示。表9规划水平年污染源资料污染源伟捷毛绢厂五龙小区子扬石油化工厂蛤蟆塘小区流量/m3/d2400800014503200BOD浓度/mg/L280118150120DO浓度/mg/L1111水质模拟计算结果如表10示。表10水质模拟计算结果断面S9S8S7S6S4-3S3河段编号012345BOD5（mg/l)433.51 52.89 41.17 33.14 25.21 DO(mg/l)56.56 13.77 20.89 18.46 19.02 由表可以看出，污水不经处理直接排入河道，各个断面无法满足水质要求，需要进行污水处理。五、合理性分析与水环境保护措施1、节约用水解决水资源供需矛盾