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文档简介
1、第四章 水环境影响评价地表水环境影响评价 本章在引见水体受污染的方式及其自净过程、水质模型的根底上,论述地表水环境影响的识别、预测和评价重点为地表水体的水质。地表水体的污染和自净河流和河口水质模型湖泊水库水质模型水质模型的标定开发行动对地表水影响的识别地表水环境影响预测和评价41 地表水体的污染和自净地表水的含义:河流、河口、湖泊水库、池塘、海洋、湿地等水体的统称。地表水资源:总量约为13.9亿km3,其中:海水97,淡水3 2.997为冰山。水体海洋、河流、湖泊、水库、地下水用途不同,对水体有不同要求实践上,除了对水质进展评价外,对水生生物、底质等也应该进展评价水体污染水体污染:水的感官性状
2、、物理化学性质、水生物组成、底部堆积物的数量和组分等发生恶化,破坏水体原有功能的景象。按方式分:点源、面源面,线或分散点按污染性质分:耐久性污染物:如重金属非耐久性污染物:如普通有机物水体酸碱度:以pH为表征热效应:呵斥受纳水体的水温变化点污染源:经过管道和沟渠搜集排入水体的废水。非点污染源面源:分散或均匀地经过岸线进入水体和自然降水经过沟渠进入水体的废水。非点源污染负荷估算的途径:复杂,难定量1在对水土流失过程及其主要制约要素进展大量调查的根底上,经过对非点源污染物的输出过程的模拟来研讨区域污染物对接受水体的输出总量。2采用直接或间接途径估算非点污染源总径流量和平均径流污染物浓度以计算总污染
3、负荷量。水体污染源污染源分类按排放方式分类点源如工矿废水、生活污水通过管道、沟渠集中排放非点源如农田排水、矿山排水、城市与工业区路面排水按污染性质分类持久性污染物如无机盐、重金属等非持久性污染物如好氧有机物酸碱度以pH值表示热效应以温度表示居住区生活污水量计算式,QS居住区生活污水量,L/s; q每人每日的排水定额, L/(人d); N设计人口数,人; Ks总变化系数(1.51.7)。工业废水量计算式式中: m单位产品废水量,L/t; M该产品的日产量,t; Ki总变化系数,根据工艺或阅历决议; t 工厂每日任务时数,h。点污染源排放量计算方法非点源污染负荷计算估算非点源污染负荷有两种途径:第
4、一种是在对水土流失过程及其主要制约要素进展大量调查的根底上,经过对非点源污染物的输出过程的模拟来研讨区域污染物对接受水体的输出总量;另一种是采用直接或间接途径估算非点污染源总径流量和平均径流污染物浓度以计算总污染负荷量。(1)城市非点污染源负荷估计:城市非点污染源负荷来源:城市雨水下水道及合流制下水道的溢流。污染物自城市街道经排水系统进入受纳水体。城市非点源污染物被暴雨冲刷到接受水体的负荷的计算:根本程序:首先估计暴雨事件中暴雨径流的大小径流深度和径流面积的乘积,从而确定暴雨的冲刷率,进而估计径流冲刷到受纳水体的堆积物负荷,然后根据堆积物中污染物浓度计算污染物负荷,或者根据固体废物与污染物的统
5、计相关关系计算污染物负荷。暴雨径流深度的估计: RCRPDs 式中:R 总暴雨径流深度,cm; CR 总径流系数; P 降雨量,cm; Ds 洼地存水,cm。 总径流系数的估算方法:粗略估算式:式中:I不透水区百分数; 按照不同坡度计算的不透水区(指屋面、沥青和水泥路面或广场、庭院等)的径流系数 。准确计算式:洼地存水Ds的粗略估计: 径流中冲刷到接受水体的颗粒物负荷:在总暴雨径流估算出来后,可估算暴雨冲刷率。普通以为1 h内总径流为1.27 cm时,可冲走90的街道外表颗粒物堆积物。式中:Fi各种类型地域所占的面积; i对应的径流系数。暴雨径流中冲刷的固体负荷: 式中: tr从最后一次暴雨事
6、件算起的天数,d; ts从最后一次清扫街道算起的天数,d; s街道清扫频率。 式中:Ysw暴雨冲刷到受纳水体的颗粒物负荷; te 等效的累积天数,d;Ysu街道外表颗粒物日负荷量,kgd。式中:Lsu颗粒物日负荷率,kg(kmd);Lst街道边沟长,约等于2倍的街道长,km。 街道外表颗粒物日负荷取决于多种要素,如交通强度、区域地表覆盖物的方式、径流量和降雨强度、灰尘沉降量、前期干旱时间、城市街道清扫频率和清扫质量等。径流中冲刷到受纳水体的有机污染负荷:用颗粒固体负荷乘上浓度因子计算有机物负荷:式中:You有机污染物的日负荷量,kgd; 单位转换因子,10-6; Ysu总颗粒物固体日负荷量,k
7、gd; Cou有机污染物在颗粒物中的浓度,gg。(2)农田径流污染负荷估算:第一种方法:避开污染物在农田外表实践迁移过程的变化,仅经过采集和分析各个集水区的径流水样计算进入某一水环境中某种污染物总量,其公式如下:式中: M某种污染物输出总量,kg; i第i小时的该种污染物浓度,kgm3; Qi第i小时的径流量,m3; n观测的总时数,h; j第j个农田集水区; m集水区总数。水体污染物 P65耗氧有机污染物营养物有机毒物重金属非金属无机毒物病原微生物酸碱污染石油类热污染环境中污染物的特性根据污染物在水环境中的输移、衰减特点,污染物可分为四类: 耐久性污染物:包括在水环境中难降解、毒性大、易长期
8、积累的有毒物质,如重金属、很多高分子有机化合物 非耐久性污染物:会因降解和转化作用使在水中的总量降低,如放射性物质的蜕变 、如可以生化降解的有机物在微生物作用下的氧化分解,如 BOD,COD 等 酸碱污染物:以pH为表征 废热:以水温为表征留意废热的正负问题水环境影响预测与评价环境迁移性和循环性环境可转化性环境生物浓缩性以耐久性污染物为代表的环境残留耐久性不同类型污染物的环境行为特性水环境影响预测与评价背景值:天然水质,没有接纳污染物的水质。水体自净:水体在其环境容量范围内,经过本身的物理、化学和生物作用,使受纳的污染物浓度不断降低,逐渐恢复原有水质的过程。1物理自净推流迁移:污染物随着水流在
9、X、Y、Z三个方向上平移运动产生的迁移作用。前后、左右、上下分散稀释:污染物在水流中经过分子分散、湍流分散和弥散作用分散开来而得到稀释。转化和运移:污染物在悬浮颗粒上的吸附或解吸、污染物颗粒的凝并、沉淀和再悬浮。底泥中污染物随底泥沉淀物运移,热污染的传导和散失。水体自净水环境影响预测与评价污染物的迁移:指污染物在环境中的空间位置挪动及其引起的污染物浓度变化过程,迁移过程只能改动污染物的空间位置,降低水中污染物的浓度,不能减少其总量。 推流迁移:指污染物在气流或水流作用下产生的转移作用分别表示x、y、z方向上的污染物推流迁移通量 推流的作用比分散的作用大得多水环境影响预测与评价分散稀释 指污染物
10、在环境介质中经过分散作用得到稀释,分散的机理有分子分散、湍流分散和弥散作用三种。分子分散:分子分散是由分子的随机运动引起的质点分散景象 机理:分子分散通量与分散物质的浓度梯度成正比 分别表示x、y、z方向上的污染物分子分散通量 分子分散系数;负号表示质点的迁移指向负梯度方向。 常温下,分子分散系数在水流中为10-1010-9m2/s 水环境影响预测与评价湍流分散 湍流分散又称为紊流分散,是指污染物质点之间及污染物质点与水介质之间由于各自的不规那么的运动而发生的相互碰撞、混合,是在湍流流场中质点的各种形状(流速、压力、浓度等)的瞬时值相对于其时段平均值的随机脉动而导致的分散景象 湍流分散系数;常
11、温下, 在河流中为 10-510-4m2/s 分别表示x、y、z方向上的污染物湍流分散通量 水环境影响预测与评价弥散作用 弥散作用是由于流体的横断面上各点的实践流速分布不均匀所产生的剪切而导致的分散景象。 分别表示x、y、z方向上的污染物弥散分散通量 弥散分散系数;湖泊中弥散作用很小,而在流速较大的 水体如河流和河口中弥散作用很强,河流的弥散系数 在10-210m2/s左右 ,河口的弥散系数达 10103m2/s水环境影响预测与评价 分子分散系数Em 、湍流分散系数E1、弥散分散系数E2,EmE1E2 量纲:均为加速度量纲m2/s。 分散稀释通量可表示为 分别为x、y、z方向上的污染物分散稀释
12、通量;分别为x、y、z方向上的污染物分散系数。水环境影响预测与评价 污染物的转化转化:指污染物在环境中经过物理化学的作用改动其形状或转变成另一种物质的过程 转化与迁移有所不同,迁移只是空间位置的相对挪动,转化那么是物质总量的改动 物理转化经过蒸发、浸透、凝聚、吸附、悬浮及放射性蜕变等物理变化作用,去除水体中的污染物 化学转化经过氧化复原反响、水解反响、配合反响、光化学反响等化学反响而发生的污染物质的转化 同时水体中也会发生复原作用,但这类反响多在微生物的作用下进展 2)化学自净 氧化复原反响是水体化学净化的重要作用。 3生物自净溶解氧的含量、有机污染物的性质、浓度以及微生物的种类和数量等。在溶
13、解氧充分的情况下,微生物将一部分有机污染物当作食饵耗费掉,将另一部分有机污染物氧化分解成无害的简单无机物,从而实现对各种各样的化学污染物的降解转化生物降解才干最强大的是微生物,其次是植物和动物衰减变化污染物的好氧生化衰减过程污染物的降解分为两个阶段:1不含氮有机物的氧化,也包括含氮有机物的氨化及氨化后生成的不含氮有机物的继续氧化;2氨氮硝化含氮化合物经过一系列生化反响过程,由氨氮氧化为硝酸盐。生物降解的两个阶段碳化阶段:主要是不含氮有机物的氧化,部分含氮有机物的氨化后生成不含氮有机物的继续氧化,78天,产物为水和CO2。该阶段的BOD称为La或CBODu。氨氮硝化阶段:含氮化合物经过一系列的生
14、化反响,由氨氮氧化为硝酸盐的过程。该阶段的BOD称为LN或NBODu。衰减变化温度对K1(碳化衰减速率)和硝化速率KN影响:脱氮作用:水中溶解氧被耗尽时,硝酸盐将被反硝化细菌复原为亚硝酸盐再转化为氮气。硫化物的反响:水体中短少溶解氧和硝酸根离子时,硫酸盐会被细菌复原为硫化氢,含硫蛋白质在厌氧条件下被大肠杆菌分解成半胱氨酸,再被复原为硫化氢,如有铁和亚铁离子,可生成难溶的硫化铁或硫化亚铁。细菌的衰减:服从一级反响:重金属和有机毒物的衰减:多数呈一级反响。Read p66-69 8分钟 please水体的耗氧与复氧过程水体中溶解氧在以下过程被耗费:碳氧化阶段耗氧、含氮化合物硝化耗氧、水生植物呼吸耗
15、氧、水体底泥耗氧等对于复氧过程,那么主要来自大气复氧和水生植物的光协作用。饱和溶解氧浓度:cOs=468/(31.6+T)T:温度,大气压:101 kPa,盐度:淡水水环境影响预测与评价地表水环境影响预测中常用的水质模型水质模型概述白箱模型:对内部机理十清楚确。灰箱模型:对内部机理有一定的了解,但又不是十清楚确。黑箱模型:对内部机理非常不明确,完全靠阅历推测。一维模型:仅思索长度变化关系。二维模型:仅思索长度、宽度变化关系。三维模型:思索长度、宽度和深度变化关系。零维模型:系统完全混合均匀。动态模型:变量随时间变化。稳态模型:变量不随时间变化。水环境影响预测与评价河流常用水质模型水环境影响预测
16、与评价1.零维水质模型 零维模型也称箱式模型的运用多局限于湖泊、箱式大气预测等,当零维模型运用于河流水质时,通常被称作河流完全混合模型。 当废水排入河流后与河水迅速完全混合,那么混合后的污染物浓度为水环境影响预测与评价 河流充分混合段 耐久性污染物 河流为恒定流稳态 对于非耐久性污染物,当混合体积V很小时,或河流充分混合段也同样可适用 废水延续稳定排放零维模型适用条件特点是与时间无关大多数排水量较小的工程可以采用该模型处置【例】方案在河边建一座工厂,该厂将以2.83m3/s 的流量排放废水,废水中总溶解固体(总可滤残渣和总不可滤残渣) 浓度为1300mg/L,该河流平均流速U为0.457m/s
17、,平均河宽B为13.72m,平均水深h为0. 61m,总溶解固体浓度cp为310mg/L,问该工厂的废水排入河后,总溶解固体的浓度能否超标(设规范为500mg/L? 解:河流: cp=310mg/L ,Qp= vBh=0.45713.720.61 = 3. 82 (m3/s) 废水: ch= 1300mg/L, Qh= 2.83 (m3/s) 根据完全混合模型,混合后的浓度为:水环境影响预测与评价结论:河水中总溶解固体浓度超标。水环境影响预测与评价2.一维水质模型 一维稳态水质模型假定浓度沿x方向变化,y、z方向不变,一维水质根本模型为C为污染物浓度,是与时间t 和空间位置x有关的函数;Ex为
18、纵向弥散系数;ux为河流断面平均流速;k为污染物衰减系数。在稳态形状下,即 时,一维稳态水质模型假定边境条件为:那么上式的解为当忽略弥散作用时,上式可简化为:解得:C0均可采用零维模型式来确定。从式中可见,随着间隔的增长,污染物浓度不断降低。 与何方式很类似?水环境影响预测与评价 河流充分混合段 对于河流混合过程段,除大、中河流一、二级评价,且排放口下游35km以内有集中取水点或其他特别重要的环境维护目的的情况外,可酌情采用一维方式。 非耐久性污染物 河流为恒定流稳态,即水文参数根本没有变化 废水延续稳定排放一维模型适用条件水环境影响预测与评价【例】一个改建的工程拟向河流排放废水,废水流量Qh
19、=0.15m3/s,苯酚浓度为ch=30mg/L,河流流量Qp=55m3/s,流速vx=0.3m/s, 苯酚背景浓度cp=30mg/L,苯酚的降解系数k=0.2d-1,纵向弥散系数Ex=10m2/s,求排放点下游10km处的苯酚浓度【解】:计算起始点处完全混合后的初始浓度思索纵向弥散条件下的下游10km处的浓度忽略纵向弥散时下游10km处的浓度 由此可见,在稳态条件下,忽略弥散与思索弥散的差别很小。留意单位换算2非稳态一维水质模型 水体中的污染物浓度随时变化,用于突发性排污情况下的污染物的分布特征。当没有衰减作用时,在x断面的最大浓度为水环境影响预测与评价3.二维模型及三维模型 对普通河流来说
20、,污染物在垂上的分散是瞬时完成的,即在Z方向不存在浓度梯度, ,就构成了x、y平面上的二维问题。 其水质模型为忽略纵向分散和横向平流流速,并且稳态时,即二维水质模型1稳态下二维水质模型无边境均匀流场,稳态条件2瞬时点源二维水质模型 质量为W的污染物瞬时排放,污染水团中心浓度为:水环境影响预测与评价三维水质模型当在x、y、z方向都存在浓度梯度时,可建立三维根本模型: 4. S-P 耦合模型 河水中溶解氧浓度DO是表征水质干净程度的重要参数之一,而排入河流的BOD在衰减过程中不断耗费着溶解氧。 S-P模型斯特里特H.Streeter和菲尔普斯E.Phelps于1925提出正是描画一维河流中BOD和
21、DO消长变化规律的模型。根本假设:河流为一维恒定流,污染物在河流断面上完全混合;河流中BOD的衰减和溶解氧的复氧都是一级反响,反响速度是定常的;河流中的耗氧是由BOD衰减引起的,而河流中的溶解氧来源那么是大气复氧。河水中的BOD值,mg/L; 河水中的氧亏值,mg/L; 河水中BOD衰减耗氧系数,1/d; 河流复氧系数,1/d; 其解析解为:河流的流行时间,d河水中起始点的氧亏值。河水起始点的BOD值;其中水环境影响预测与评价假设以河流的溶解氧来表示即为S-P氧垂公式: 河水中的溶解氧值,mg/L; 饱和溶解氧值,mg/L。水环境影响预测与评价根据S-P氧垂公式绘制的溶解氧沿程变化曲线称为氧垂
22、曲线 溶解氧分布为一悬索型曲线。氧垂曲线的最低点C称为临界氧亏点临界氧亏点的亏氧量称为最大亏氧值由起始点到达临界点的流行时间,d。临界氧亏值,mg/L;水环境影响预测与评价在临界点,氧亏量最大,且变化速率为零,那么由下式可以计算出临界氧亏值:其解为: 注:在临界点,氧亏量最大,溶解氧最小水环境影响预测与评价【作业】 一个拟建工厂,将废水经过处置后排入附近的一条河流中。河流中BOD5 的浓度为2.0 mg/L,溶解氧浓度8.0 mg/L,河水水温20 ,河流流量14 m3/s;排放的废水中BOD5 浓度在处置前为800 mg/L,水温20,流量3.5 m3/s,废水排放前经过处置使溶解氧浓度为4
23、.0mg/L。 假定废水与河水在排放口附近迅速混合,混合后河道中平均水深到达0.8 m,河宽为15.0 m,k1 =0.23 d-1,k2 = 3.0d-1,假设河流的溶解氧规范为5.0mg/L,计算排出废水中允许进入河流的最高BOD5值 水环境影响预测与评价由完全混合模型反推Ch(Cp、QP、Qh均知,C未知),需先求出混合浓度C 即L0。由Dc和 tc的计算式,假定不同的L0进展试算,求出DC。当DC=Dmax时,对应的L0即为所求。Dmax=C(Os) -溶解氧规范值,溶解氧规范5.0mg/L 为允许的最小值。D0=C(Os) -C (O0) 为起始点氧亏, C (O0)可用完全混合模型
24、求解将L0代入求解BOD5的完全混合模型即可求解Ch【提示】 解得:L0=63.3mg/L,BOD5=308.5mg/L水环境影响预测与评价托马斯Thomas模型在S-P模型的根底上,思索沉淀、絮凝、冲刷和再悬浮过程对BOD去除的影响,引入了BOD沉浮系数k3。悬浮物沉降作用对BOD衰减的影响 杜宾斯-坎普Dobins-Camp模型1.在S-P模型的根底上,提出了包括底泥的耗氧和植物光协作用的模型地面径流和底泥释放BOD所引起的BOD变化速率,该速率以R表示。2.思索藻类光协作用和呼吸作用以及地面径流所引起的溶解氧变化速率,该速率以P表示B底泥的耗氧速率,mg/(Ld);P光和作用的产氧速率,
25、mg/(Ld)奥康纳OConnor模型在托马斯模型的根底上,进一步思索了含氮污染物的影响 Lc、LN分别为含碳有机物和含氮有机物的BOD值,mg/L; kN含氮有机物的衰减速率常数,d-1水环境影响预测与评价5. 河流水质模型适用条件选用模型时应特别留意模型的运用条件和适用范围,否那么直接影响着预测结果的可信度。零维模型适用条件 河流充分混合段 耐久性污染物 河流为恒定流稳态 对于非耐久性污染物,当混合体积V很小时,或河流充分混合段也同样可适用。 废水延续稳定排放水环境影响预测与评价5. 河流水质模型适用条件一维模型适用条件 河流充分混合段 对于河流混合过程段,除大、中河流一、二级评价,且排放
26、口下游35km以内有集中取水点或其他特别重要的环境维护目的的情况外,可酌情采用一维方式。 非耐久性污染物 废水延续稳定排放水环境影响预测与评价5. 河流水质模型适用条件二维模型适用条件大、中河流一、二级评价,且排放口下游35km以内有集中取水点或其他特别重要的环境维护目的时,普通应采用二维模型预测。其它情况可根据工程、环境特点、评价任务等级及当地环境维护要求,决议能否采用二维方式。水环境影响预测与评价湖泊-水库水质模型1.湖泊水库水文及水质特征 湖泊水库系长期占有陆地封锁洼地的蓄水体。湖泊是天然构成的,水库是由于发电、蓄洪、航运、灌溉等目的拦河筑坝人工构成的。它们的水流情况类似,水面积普通较大
27、,水流缓慢,换水周期长,水体自净才干较弱,表达出与河流不同的水文水质特征,主要集中表达在湖库的水温垂直分层景象和水体的富营养化问题上。 普通情况下,对8m以下的浅水湖泊,可将水体看作一个均匀的混合体,但当湖泊、水库较深时,那么经常存在温度分层景象。湖库经过水面与外界之间进展热交换。 湖库的水温构造特性 水环境影响预测与评价湖库水体的富营养化富营养化发生的主要要素有三个方面:1总磷、总氮等营养盐相对比较充足;2缓慢的水流流态以流速、水深为要素的水流构造3适宜的温度条件。 水体富营养化是指湖泊、河流、水库等水体中氮磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染景象。由于水体中氮磷营养物质的富集,引起藻类
28、及其他浮游生物的迅速繁衍,使水体溶解氧含量下降,呵斥藻类、浮游生物、植物、水生物和鱼类衰亡甚至绝迹的污染景象。 湖库富营养化发生的条件水环境影响预测与评价 湖泊、水库除水体入口和出口外,其他均为沿岸带围绕而成,具有较强的封锁性; 水在湖泊和水库中的停留时间较长,普通可达数月至数年,属于缓流水域。由于湖库类似于静水环境,水流缓慢; 一旦周围土壤中的污染物在降雨的淋溶作用下进人湖库,使氮、磷等营养物在其中不断积累,且水温到达适宜温度,便容易使湖库水质发生富营养化。 湖泊和水库的水流运动具有其本质特征水环境影响预测与评价2.湖泊水库水质模型湖泊水库完全混合箱式水质模型 对于停留时间很长、水质根本处于
29、稳定形状的中小型湖泊和水库,可以视为一完全混合的反响器,其水量变化可用零维模型来描画。 根据质量守恒原理,有: V湖库的容积;Q输入流量,同时也是输出流量;Cp输入介质中污染物浓度;C输出介质中污染物浓度,也是反响器中污染物浓度;k污染物的衰减反响速度 水环境影响预测与评价2.湖泊水库水质模型 时,得到稳态解为: 当 非稳态解解为:不思索降解模型L湖泊磷、氮允许负荷量,g/m2.a;C 湖水中平均总磷、总氮浓度, mg/L;Ci流人湖泊按流量加权的年平均总磷、总氮浓度,mg/L;Cs 总磷、总氮的水环境质量规范, mg/L;V湖泊容积,m3;R 湖泊中磷、氮的滞留系数,1/a;Z 平均水深,m
30、;qs 单位湖泊面积上的年平均水量负荷,m3/m2.a,qs=Q入/Aw 水力冲刷系数;q 出库流量,m3/a; 湖水滞留时间, 湖泊水库的富营养化预测模型作者水质模型允许负荷量模型VollenweiderDillonOECD模型合田健 水环境影响预测与评价水质模型的参数估值1.水质模型的单参数估值分散系数Ex、Ey的估值阅历公式法剪切流速也称摩阻流速,m/s。 为系数。 对于河宽1560m的河流为14650为0.10.2,平均为0.15,有些灌溉渠道为0.25普通为0.067左右当B/H100时,水环境影响预测与评价水质模型的参数估值1.水质模型的单参数估值分散系数Ex、Ey的估值示踪实验法
31、 该法是向水体中投放示踪物质,追踪测定其浓度变化,据此计算所需求的环境水力学参数的方法。 示踪物质有无机盐类如NaCl、LiCl等、荧光物质如罗丹明B或W和放射性同位素等。 水环境影响预测与评价耗氧系数k1的估值实验室测定值修正法用自动BOD测定仪,描画出要研讨河段水样的BOD历程曲线;在没有自动检测仪时,可将同一种水样分10瓶或更多瓶放入20培育箱培育,分别测定110天或更长时间的BOD值。水环境影响预测与评价耗氧系数k1的估值实验室测定值修正法由那么已降解的BOD为用级数展开:由于 两式很接近,故可将Y(t)写成整理成 普通来说,实验室测定的k1值可以直接用于湖泊和水库的模拟;但对于河流中
32、生化降解,实验室测定的普通比实践的值小,因此需作修正。 水环境影响预测与评价 所以由水环境影响预测与评价复氧系数k2的估值 对于复氧系数k2 ,有许多阅历公式,其中以奥康纳-道宾斯OConnor-Dobbins,简称欧道公式运用得最普遍。 一、工业建立工程 1建立期影响 工业建立工程在建立期(施工阶段)的共同影响:(1)施工队伍大批进入现场,排放的生活污水和渣滓的污染(2)施工机械运作、清洗、漏油等排放的含油和悬浮物废水。(3)基坑开挖和降低地下水位等操作排放含泥砂废水。(4)施工场地清理和开辟施工机械通行道路常大片破坏地面植被,呵斥裸土。在降雨(特别是暴雨)时,呵斥土壤侵蚀,使地表水中泥砂含
33、量陡增,严重时呵斥河道阻塞。假设地表受过污染,那么污染物随雨水进入河道。 第五节 开发行动对地表水影响的识别 2运转期影响 (1)石油炼制工业: 废水主要来自: 含油废水主要来自油罐区和操作区的雨水、油罐排水、冷却水排污、冲洗和清洗水及原油脱盐等场所和工序; 苯酚、苯和有机酸等有机物以及硫化铵、金属盐、无机盐等无机物来自汽提、原油裂解、洗涤、油的化学处置、原油脱盐、催化裂解等工艺过程; 高温水(非污染水)来自锅炉排污、冷却水排放等。 炼油厂用水量和废水排放量都很大。 (2)钢铁工业: 废水主要来源如下: a焦炭消费和副产品回收过程的工艺用水和冷却水如熄焦废水、酸洗废水和氨蒸馏废液中含高浓度酚、
34、氰化物、硫氰酸盐和硫化物、氯化物; b高炉炼铁的废水主要由排气洗涤和高炉炉渣用水淬熄时排出的; c铸造和轧机操作主要排大量冷却水(普通循环回用),轧机操作中产生的含铁碎屑和油滴的废水; d精整操作采用酸、碱浸渍去除锈和磷皮将排出含铁盐的酸性废水,含皂化油的碱性废水等。 (3)铝和有色金属消费 制铝工业是以铝矾土为原料采用电解复原法消费金属铝。与钢铁工业比较制铝业排放的废水量较少,主要是含铝酸钠或氟化钙的废碱液;其他为锅炉排污、冷却塔排污等的废水。 铜的消费用铜矿石作原料。铜矿石被破碎后湿磨成为细矿浆再参与浮选剂,浮渣层用去炼钢;沉渣送去尾矿场,尾矿中的浮选剂(或浸取剂)如管理不善,会对水体呵斥
35、污染。炼铜和铜精炼过程排放少量工艺废水含低浓度铜、砷、锑、铅等重金属。 (4)化学工业:包含的门类很多,排放的废水中含各种有机和无机污染物,有些属于危险性污染物。 无机化工产品制造业,如硫酸、盐酸、硝酸、烧碱、纯碱(苏打)、氯气、磷肥、铬酸盐、碳铵等。废水中含酸、碱类物质和合成过程的产物和副产物。 有机化工与石油化工有亲密关系,消费过程中除运用有机原料外还需各种无机原料(如三酸二碱)。废水来源主要有:产品和副产品洗涤;冷却塔和锅炉排污、蒸汽凝结水等;溢漏、容器清洗、地面冲洗;雨水和场地冲洗水。许多浓度低、危害性大的污染物必需在工程分析中经过仔细调查弄清楚,必要时需进展专题监测。 (5)食品工业
36、: 食品工业排放大量含可降解有机物(BOD)的废水,废水中还含较高浓度的悬浮物,可溶性固体和油脂以及各种有机和无机添加剂。在有机物中含氮有机物浓度较高;氨氮和磷等营养物浓度也较高。 (6)制浆和造纸业: 排放的废水分为制浆废水和造纸废水两类。制浆过程排放的废水中含有高浓度的木质素、糖类和半纤维素等有机污染物;在漂白过程中漂白剂与有机物产生多种多样具有致癌性的氯代有机物;造纸过程中产生大量含微细纤维素(悬浮物)的废水(白水)。 二、水利工程 开辟航道工程主要影响是去除航道中树木和淤积物妨碍航行和改动水流流态产生易受侵蚀的底质和不稳定河床;船舶通航使水变混,减少光线透人深度,改动水生生物的构造,使
37、耐污性生物量添加,水生生物消费力降低,船舶通航还呵斥水体污染。灌溉工程是用人工控制方法把水施于农作物,促其生长。这类工程的影响是从河流和湖泊中取走大量的水使河流流量减小,灌溉回流水对河流能够呵斥污染。小型水库的影响面较广,会影响栖息地的物种多样性,蓄水引起底层溶解氧缺乏,季节性温度分层、堆积和潜在性富营养化等水量变化。 大型水库和水电工程建立对水库内和上下游的水质和水量及生态影响包括: A水库内水质发生季节性变化; B均匀地减少下游进入河口的流量,能够引盐水入侵; C降低下游河段自净才干; D蒸发量加大,减少下游河水流量; E妨碍回游性鱼类的生长、繁衍; F促进库内水草和浮水植物的生长; G能
38、够减少输人下游土地的营养物量。 三、农业和畜牧业开发 其主要影响是由土地利用方式的改动或土地过度利用呵斥的。主要影响是: 农业过量施用化肥和农药,污水灌溉等呵斥对地表水体的非点源污染; 禽畜豢养业开发产生大量粪便废水污染地表水体; 过度的放牧引起草地退化,土壤侵蚀,影响水质和呵斥荒漠化等。四、矿业开发 矿业属于自然资源开采和粗加工,对水生生态和水质、水量均有影响。水力开采作业(如淘金)改动河床构造,尾矿的排放呵斥淤积和水土流失,使水质恶化,也使水生生境猛烈改动,导致水生生物种群量下降乃至灭绝。尾矿堆积和河流污染呵斥土壤污染、侵蚀并使农作物、家畜受害。 五、城市污水处置厂和渣滓填埋场 1污水处置
39、厂 施工期的影响主要是改动地貌、河流和天然渠道的流向,能够引起土壤侵蚀、河渠的淤积或冲刷。 运转期排水能够提高河道的BOD、悬浮物和磷、氮浓度。 如污水厂除磷、脱氮措施,那么排入湖、库会引起富营养化。2渣滓填埋场暴雨径流夹带填埋场外表的大量污染物能够溢入水体呵斥污染;填埋场的渗滤液经过侧向渗入河道;假设地下水与地表水有补给关系,那么受渗滤液污染的地下水能够进污染地表水。地面水环境影响评价和预测地面水评价的根本思绪1根据国家地面水环境质量规范和区域可继续开展的要求,明确包括水质要求和环境效益在内的环境质量目的。2根据国家污染源排放规范,对建立工程能够带来的污染性质和污染进展预测和评价3选择合理的
40、水质模型,建立污染源和环境质量目的之间的输入呼应关系。改动设计情景进展各种条件下的情景计算和分析,得出建立工程的各种环境影响方案。4运用社会环境经济综合分析方法,优化污染控制方案并合理削减负荷,进展污染总量控制5综合各种条件和要素,得出工程可行性结论。地表水评价的主要义务1明确工程工程的性质2划分评价任务的等级3地面水环境现状调查和评价4建立工程工程污染分析5重点室外排放源强的预测6工程的环境影响的预测与评价7提出控制方案和环保措施 地表水环境影响预测和评价技术任务程序 预备阶段:了解工程设计、现场踏勘和环境法规与规范的规定,确定评价级别和范围,编制环评任务大纲,进展初步的环境现状调查和工程分
41、析。调查监测阶段:详细开展水环境现状调查和监测,进展仔细的工程分析,评价水环境现状。预测与评价阶段:预测拟议行动对水体的污染影响并对其作出评价,研讨相应的污染预防对策。报告书编写阶段:总结任务成果,完成报告书,为工程监测和事后评价作预备。评价等级的划分确定判据的原那么1反映建立工程向地面水排放污染物及相关地面水问题的主要特点;2参数的方式简单,其数据在评价大纲编写阶段可以得到。划分评价任务等级的判据1与建立工程排污有关的判据:污水排放量、污水水质的复杂程度。2与地面水环境有关的判据:受纳水体规模、受纳水体对水质的要求。判据的档次划分1污水排放量:20000m3/d、10000Q 20000m3
42、/d、5000 Q 10000m3/d、 1000 Q 5000m3/d、 200 Q 1000m3/d五个档次;留意:污水排放量中不包括间接冷却水、循环水以及其它含污染物极少的清净下水的排放量,但包括含热量大的冷却水的排放量2污水水质的复杂程度A污染物类型数,B需预测浓度的水质参数数目 复杂:A3,或A2 且 B 10 中等:A2 且 B 10,或A1且B 7 简单:A1 且 B 73受纳水体规模 (水深 10m与10m 大:多年平均流量150m3/s的河流、水面 50km2水深10m或 水面 25km2水深10m的湖水库; 中:多年平均流量15150m3/s的河流、水面550km2水深10
43、m或 水面2.525km2水深10m的湖水库; 小:多年平均流量15m3/s的河流、水面5km2水深10m或 水面 2.5km2水深10m的湖水库。4受纳水体对水质的要求:以GB38382002为根据。IV类评价等级化分表划分的原那么1污水排放量越大,水质越复杂,建立工程的影响越大,评价任务要求越高,评价等级也就越高;2受纳水体规模越小,水质要求越高,那么对外界影响的接受才干就越小,相应的评价任务就要求越高,评价等级也就越高。地面水环境影响评价分级表水环境影响预测与评价I类 主要适用于源头水、国家自然维护区;类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级维护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、
44、仔稚幼鱼的索饵场等;类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级维护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区;IV类 主要适用于普通工业用水区及人体非直接接触的文娱用水区;V类 主要适用于农业用水区及普通景观要求水域。GB3838-2002中的水域功能分类:(1) 排入GB3838类水域(划定的维护区和游泳区除外)和排入GB3097中二类海域的污水,执行一级规范。 (2)排入GB3838中、V类水域和排入GB3097 中三类海域的污水,执行二级规范。(3)排入设置二级污水处置厂的城镇排水系统的污水,执行三级规范。(4)排入未设置二级污水处置厂的城镇排水系统的污水,必需根据排水系
45、统出水受纳水域的功能要求,分别执行(1)和(2)的规定。(5) GB3838中I、类水域和类水域中划定的维护区,GB3097 中一类海域,制止新建排污口,现有排污口应按水体功能要求,实行污染物总量控制,以保证受纳水体水质符合规定用途的水质规范。GB8978-1996中的分级规范:水环境影响预测与评价水环境影响预测与评价中华人民共和国水污染防治法 2021年6月1日起施行 第五十七条在饮用水水源维护区内,制止设置排污口。第五十九条制止在饮用水水源二级维护区内新建、改建、扩建排放污染物的建立工程;已建成的排放污染物的建立工程,由县级以上人民政府责令撤除或者封锁。 在饮用水水源二级维护区内从事网箱养
46、殖、旅游等活动的,该当按照规定采取措施,防止污染饮用水水体。第六十条制止在饮用水水源准维护区内新建、扩建对水体污染严重的建立工程;改建建立工程,不得添加排污量水环境影响预测与评价【例】某工程污水排放量为108020m3/d,向河流排放含BOD、COD的有机废水,该河段年平均流量778m3/s,类水域,试确定水环境评价任务等级。该工程污水排放应该执行几级规范?【解1】确定水环境评价任务等级该工程污水排放量为108020m3/d20000m3/d;污染物类型数1,需预测浓度的水质参数数2,那么污水水质的复杂程度为简单;纳污河流年平均流量778m3/s,河流规模为大河;水质要求为类。因此地面水环境影
47、响评价等级为二级。【解2】工程污水排放应该执行一级规范4-33【例】方案在河边建一座工厂,该厂将以2.83m3/s 的流量排放废水,废水中总溶解固体(总可滤残渣和总不可滤残渣) 浓度为1300mg/L,该河流平均流速U为0.457m/s,平均河宽B为13.72m,平均水深h为0. 61m,总溶解固体浓度cp为310mg/L,问该工厂的废水排入河后,总溶解固体的浓度能否超标(设规范为500mg/L? 解:河流: cp=310mg/L ,Qp= vBh=0.45713.720.61 = 3. 82 (m3/s) 废水: ch= 1300mg/L, Qh= 2.83 (m3/s) 根据完全混合模型,
48、混合后的浓度为:水环境影响预测与评价结论:河水中总溶解固体浓度超标。水环境影响评价案例【例1】某工程向某水体排放废水,纳污水体全长约65km,流域面积526.2km2,年平均流量6.8m3/s,河宽2030m,枯水期1m3/s,环境容量很小。工程所在位置于该水体的中下游,纳污段水体功能为农业及文娱用水。拟建排污口下游15km处为国家级森林公园,中间有一条小河汇入,约26km处该水体汇入另一较大河流,且下游15km范围内无饮用水源取水点。工程分析阐明,该工程污染物排放情况为:废水42048m3/d,其中含CODCr为2323.6kg/d,BOD5为680.3kg/d,SS为1449.8 kg/d
49、,NH3-N为63.62 kg/d。问题:1、确定水环境影响评价任务等级和评价因子。 2、请制定一套合理的水环境质量现状调查监测方案。 3、简要阐明选用的水环境影响预测方式及其缘由。水环境影响预测与评价【答1 】:确定水环境影响评价任务等级和评价因子。污水排放量大(42048 20000m3/d)污水水质复杂程度属简单(污染物类型=1,为非耐久性污染物、水质参数数目7)地面水域规模属小河(流量6.815m3/s)地面水水质要求为V类水体(文娱用水及农业用水) 故地面水评价等级为二级。 选择COD、BOD5、SS作为评价因子。水环境影响预测与评价【答2】 请制定一套合理的水环境质量现状调查监测方
50、案。 监测水期:枯水期监测一期。监测工程:NH3-N、COD、BOD5、SS、pH。同步观测水文参数。监测断面:1#:排污口上游500 m,2#:森林公园处,3#:小河入口处, 4#、5#:大河在入口处的上、下游各一个,共5 个。监测天数:监测5天,每天各断面采一次混合样。水环境影响预测与评价【答3】简要阐明选用的水环境影响预测方式及其缘由。SS采用河流完全混合方式;COD采用河流一维稳态方式;BOD5运用S-P方式。普通而言,以下地点应选为预测点:评价范围内的敏感目的;环境现状监测点;水文特征忽然变化和水质忽然变化处的上、下游,重要水工建筑物附近及水文站附近等。对于虽在预测范围以外,但估计有
51、能够遭到影响的重要用水地点,也应设立预测点当需求预测河流混合过程段的水质时,应在该段河流中布设假设干涉测点。 水环境影响预测与评价【例2】某地拟建一电镀工业基地,该基地的总用水量为60000t/d,其中60%为回用水,工程生活用水总量为4800t/d,园区绿化用水月543t/d,生活污水处置后用于绿化。 工程废水包括含铜和其他重金属的综合废水、含氰、铬和镍废水。 消费废水的处置过程如下图。含氰废水处置生活污水处置与含铜废水混合处置含铬废水处置含镍废水处置镍回收3#混合2#混合外排1#问题:1、请画出本工程的用程度衡图假设污水产生系数为0.9;2、工程废水中各污染物的浓度、监测点位及其排放规范如
52、下表所示,请阐明各污染物能否达标排放?不同监测点废水中污染物监测浓度(mg/L)氰化物总格总镍总铜COD氨氮污染物浓度0.3 1.0 0.6 0.8 145 20 排放标准0.5 1.5 1.0 1.0 150 25 监测点位3#3#3#2#1#1#第一类污染物不分行业和污水排放方式,也不分受纳水体功能类别,一概在车间或车间处置设备口采样,其最高允许排放浓度必需符合一定要求。它指能在环境或动植物内积存,对人类产生长久不良影响的污染物质。如:总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯并芘、总铍、总银、放射性物质等。第二类污染物 指长久影响小于第一类污染物质,在排污单位排放口采样时对其
53、最高允许的排放浓度符合一定要求。如:pH 、色度、悬浮物、化学需氧量、石油类、挥发酚、总氰化物、硫化物、氨氮等.所以,总格、总镍不一定达标,氰化物、总铜、COD和氨氮一定达标。水环境影响预测与评价【答1】用程度衡图如下:生活用水消费用水生活污水处置站消费废水处置站绿化用水288004800240004320540001800037772177736000543耗费480耗费6000【答2】提示:留意区分第一类污染物和第二类污染物及其控制方式。水环境影响预测与评价一条河流可简化为一维均匀的流态。设初始断面的苯酚浓度40g/L,纵向分散系数Ex2.5m2/s,衰减系数k 0.2d1,河流断面平均流
54、速ux0.6m/s。试求以下三种条件下在下游1000m处的苯酚浓度:普通的解析解;忽视弥散作用时的解;当不思索污染物衰减即k0时的解。【解】: 普通的解析解: 忽视弥散作用时的解:当不思索污染物衰减即k0时的解。水环境影响预测与评价某一河段,河水流量Qh =6.0m3/s,河流BOD5浓度Ch =6.16mg/L,河面宽B=50.0m,平均水深h=1.2m,河程度均流速ux =0.1m/s,水力坡度I=0.9 。河流某一断面处有一岸边污水排放口稳定地向河流排放污水,其污水流量Qp=19440m3/d,污染物BOD5浓度Cp =81.4mg/L,河流的BOD衰减系数k 1=0.3/d,试计算混合
55、过程段污染带长度。假设忽略污染物质在该段内的弥散和沿程河流水量的变化,在距完全混合断面10km的下游某断面处,污水中的BOD5浓度是多少?【解】1计算混合过程段长度2计算下游10km处 BOD 浓度水环境影响预测与评价某一热电站位于某一工业园区,厂区西隔一道路与河流A类水体,多年平均流量16.6m3/s相邻,北接河流B主要功能为灌溉,东西两面为规划工业用地。热电站设计规模为130t/h 锅炉2台、25MW汽轮发电机组1台,采用循环流化床锅炉,汽轮机组为抽气凝气式。厂区采用直流供水系统,取水自西侧河流A河流B为备用水源,排水入西侧河流A;直流循环水温排水排放量约5930m3/d,经预测,温排水呵
56、斥河流A周平均温升为2.2;普通废水排放量为449t/d,CODCr 210mg/L,处置达标后由厂内总排口排入西侧河流A。试判别该工程地面水环境评价等级。【解】1.该工程污水排放量为5930+449=6379m3/d;2.污染物类型数2,需预测浓度的水质参数数2,那么污水水质的复杂程度为中等;3. 纳污河流年平均流量16.6m3/s,河流规模为中河;4.水质要求为类。因此地面水环境影响评价等级为二级。评价范围建立工程环境现状调查范围确实定,需求遵照以下原那么:应能包括建立工程对周围地面水环境影响较显著的区域。在此区域内进展的调查,能全面阐明与地面水环境相联络的环境根本情况,并能充分满足环境影
57、响预测的要求。在确定某项详细工程的地面水环境调查范围时,应尽量按照未来污染物排放后能够的达标范围、污水排放量的大小、受纳水域的特点,以及评价等级的高低后决议。河流环境现状调查的范围,需求思索污水排放量大小,河流规模来确定排放口下游应调查的河段长度。湖泊、水库,以及海湾环境现状调查范围,需求思索污水排放量的大小来确定调查半径或调查面积以排污口为圆心,以调查半径为半径。评价规范 GB38382002 GBZ1 2021GB89781996GB504892GB3097 1997 环境现状调查时期的要求1根据当地的水文资料初步确定河流、湖泊、水库的丰水期、平水期、枯水期,同时确定最能代表这三个时期的季
58、节或月份。2评价等级不同,对各类水域调查时期要求不同。3当调查区域面源污染严重,丰水期水质劣于枯水期时,一、二级评价的各类水域应调查丰水期,假设时间允许,三级评价也应调查丰水期。4冰封期较长的水域,且作为生活饮用水、食品加工用水的水源或渔业用水时,应调查冰封期的水质、水文情况。 各类水域在不同评价等级时水质的调查时期一 级二 级三 级河流普通情况,为一个水文年的丰水期.平水期和枯水期;假设评价时间不够,至少应调查平水期和枯水期条件答应,可调查一个水文年的丰水期.平水期和枯水期;普通情况,可只调查枯水期和平水期;假设评价时间不够,可只调查枯水期普通情况,可只在枯水期限调查河口普通情况,为一个潮汐
59、年的丰水期.平水期限和枯水期;假设评价时间不够,至少应调查平水期和枯水期普通情况,应调查平水期和枯水期;假设评价时间不够,可只调查枯水期普通情况,可只在枯水期调查湖泊水库普通情况,为一个水文年的丰水期.平水期限和枯水期;假设评价时间不够,至少应调查平水期和枯水期普通情况,应调查平水期限和枯水期;假设评价时间不够,可只调查枯水期普通情况,可只在枯水期调查海湾普通情况,应调查评价任务期限间的大潮期和小潮期普通情况,应调查评价任务期间的大潮期和小潮期普通情况,应调查评价任务期间的大潮期和小潮期评价水域的污染源调查和评价 受纳或遭到拟建工程影响的水体能够已遭到其他污染源的污染,在开展拟建工程评价前应掌
60、握评价水域受纳已有污染源排放的污染物种类及数量,作为估计拟建工程对水域污染的分担率以及评价任务根据。 其他污染源包括各种点源和非点源,可经过搜集资料和实践监测、调查获得其排放量。地表水水质监测调查 水质监测的目的是掌握拟建工程周围地表水水体的水质现状,获取水质的基线条件,也即获取评价因子水质参数的基线值。 应该尽量搜集和利用地方监测部门历史上积累的关于被测水体的数据和信息。 还应了解水体的水文参数及水体开发利用现状城市、工业、农业、渔业等各类用水的时间和地点等以及各类废水包括点源、非点源排放情况,并且掌握水体或水域的现状功能和规划功能。 确定河流与湖、库水质影响评价的监测范围应思索以下要素。
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