地表水环境影响评价2010

地表水环境影响评价教学内容：一、地表水环境的基本概念二、环境目标三、水环境标准四、地表水环境影响评价的基本思路五、地表水环境影响评价的主要任务

教学重点和难点：1.掌握水质污染因子的分类；2.熟悉水环境保护目标及水环境影响评价的基本思路和主要任务。第一节概述一、地表水环境的基本概念1地表水环境的基本概念2水体污染2.1水体污染的概念化学型污染：

物理型污染：

生物型污染：

2.2污染源凡对环境质量可以造成影响的物质和能量输入，统称污染源，输入的物质和能量称为污染物或污染因子。点源污染是指由城市和乡镇生活污水和工业企业通过管道和沟渠收集和排入水体的废水。生活污水主要来自家庭、商业、机关、学校、餐饮业、旅游服务业及其他城市公用设施。工业废水来自工业生产过程，其水量和水质随生产过程而异，一般可分为工业废水、原料及成品洗涤水、设备与场地冲洗水、冷却用水以及生产过程中跑、冒、滴、漏流失的废水。非点源（面源）污染是指分散或均匀地通过岸线进入水体的废水和自然降水通过沟渠进入水体的废水。主要包括城镇排水、农田排水和农村生活废水、矿山废水、分散的小型禽畜饲养场废水，以及大气污染物通过重力沉降和降水过程进入水体等所造成的污染废水。持久性污染物是指在地表水中很难由于物理、化学、生物作用而分解、沉淀或挥发的污染物。例如在悬浮物甚少，沉降作用不明显水体中的无机盐类、重金属等，可以通过生化需氧量与化学需氧量比值来判定，BOD/COD≤0.3，判别其为持久性污染物。非持久性污染物是指在地表水中由于生物作用而逐渐减少的污染物，例如耗氧有机物，BOD/COD>0.3，则判别其为非持久性污染物。酸碱污染物指各种废酸、废碱等，表征酸碱污染物的水质参数是PH值。废热主要由排放废水所引起，表征废热的水质参数为水温。＊＊＊

化学需氧量，通常记作"COD"，指用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧量，以每升水消耗氧的毫克数表示（mg/L）。COD值越高，表示水中有机污染物污染越重。生化需氧量，通常记作"BOD"，亦作"生化耗氧量"。指地面水水体中的微生物分解有机化合物过程中所消耗的溶解氧。以每升水中被消耗的氧的毫克数表示，是评价水体有机污染的主要指标。为使测定值有可比性，常采用在20℃条件下，培养五昼夜后测定的生化需氧量（对生活污水而言，约等于完全氧化分解耗氧量的百分之七十），称为"五日生化需氧量"记作"BOD5"。2.3水体污染物（1）耗氧有机污染物：（2）营养物（3）水中有机毒物（4）水中重金属（5）非金属无机毒物（6）病原微生物（7）酸碱污染（8）石油类（9）热污染自然环境包括水环境对污染物质都具有一定的承受能力，即所谓环境容量。水体能够在其环境容量的范围内，经过水体的物理、化学和生物的作用，使排入污染物质的浓度和毒性随时间的推移，在向下游流动的过程中自然降低，称之为水体的自净作用。也可简单地说，水体受到污染后，靠自然能力逐渐变洁的过程称为水体的自净。2.3水体自净物理过程。其中包括稀释、混合、扩散、挥发、沉淀等过程。水体中的污染物质在这一系列的作用下，其浓度得以降低。稀释和混合作用是水环境中极普遍的现象，又是比较复杂的一项过程，它在水体自净中起着重要的作用。化学及物理化学过程。污染物质通过氧化、还原、吸附、凝聚、中和等反应使其浓度降低。生物化学过程。污染物质中的有机物，由于水体中微生物的代谢活动而被分解、氧化并转化为无害、稳定的无机物，从而使浓度降低。

水体的自净过程很复杂，按其机理划分有：

1环境质量方面

根据国家地表水环境质量标准，把水质指标分为以下几类物理参数。温度、臭、味、色、浊度、固体(总固体、悬浮性固体、溶解性固体等)。化学参数。无机指标：含盐量、硬度、PH值、酸度、碱度及铁、锰、氯化物、硫酸盐、硫化物、重金属类、氛、磷等。有机指标：BOD5、COD、DO、酚、油等。生化参数。大肠杆菌。2污染源排放方面

按容量排放总量、污染物削减率、污水处理率、达标率、污水回用率等等确定环境目标。二、环境目标三、水环境标准《地表水环境质量标准》把水域主要功能划分为五类：

Ⅰ类主要适用于源头水、国家自然保护区；

Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等；

Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、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类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；

V类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

对应地表水上述五类水域功能，将地表水环境质量标准基本项目标准值分为五类，不同功能类别分别执行相应类别的标准值。同一水域兼有多类别的，依最高类别功能划分。按照区域水质标准和可持续发展要求，明确环境质量目标；根据国家排污控制标准，界定建设项目可能产生的源强；选择水质模型，进行水环境影响预测；优化污染源控制方案，实现达标排放和总量控制；综合分析得出建设项目的环境可行性结论四、地表水环境影响评价的基本思路明确工程项目性质划分评价等级地表水环境现状调查和评价建设项目工程污染分析环境影响的预测与评价提出控制方案和环保措施五、地表水环境影响评价的主要任务

教学重点：地表水等级划分的原则和依据教学难点：地表水等级划分的原则和依据教学内容：一、技术工作程序二、划分评价等级第二节地表水环境影响评价等级一、技术工作程序二、划分评价等级《环境影响评价技术导则—地面水环境》(HJ/T2.3-93)对评价等价划分作了规定。1确定划分依据的原则——能反映建设项目的污水排放特征；——能体现项目所在地的水环境特征；——有关判据资料在“大纲”阶段容易获取——形式简单一般情况下，污水排放量越大，水质越复杂，评价等级越高；受纳水体水域规模越小，水质要求严格，评价等级越高2划分等级的依据反映工程特性的判据：①建设项目的污水排放量；②污水水质的复杂程度反映环境特性的判据：③受纳水体(指各种受纳污水的地面水域)的水域规模④水环境质量要求——污水排放量

污水排放量Q(m3/d)按大小划分为五个等级：①Q≥20000；②20000＞Q≥10000；③10000＞Q≥5000；④5000＞Q≥1000；⑤1000＞Q≥200注意：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。——污染物分类根据污染物在水环境中的输移、衰减特点及其它们的预测模式，将污染物纷纷为四类：①持久性污染物(其中还包括在水环境中难降解、毒性大、易长期积累的有毒物质)；②非持久性污染物；③酸和碱(以pH表征)；④热污染(以温度表征)。——污水水质复杂程度由污水中所含有的污染物类型决定复杂：污染物类型数≥3，或者只有两类污染物但需预测其浓度的水质参数数目≥10。中等：污染物类型数＝2，且需预测其浓度的水质参数数目＜10；或者只有一类污染物但需预测其浓度的水质参数数目≥7。简单：污染物类型数＝1，需预测其浓度的水质参数数目＜7。常规水质参数：河流可选用水温、PH、溶解氧、高锰酸钾指数、五日生化需氧量、非离子氨、氰化物、砷、汞、六价铬、石油类（河口要增加盐度、湖泊（水库）增加总磷、总氮等）；再依据评价等级参考《地面水水质标准》适当增减。——受纳水体的水域规模河流与河口：按建设项目排污口附近河段的多年平均流量或平水期平均流量划分为：排污口附近河流断面流量：①大河：≥150m3/s;②中河：15~150m3/s;③小河：<15m3/s。湖泊：以枯水期蓄水量和蓄水面积为判定依据。也可以平均水深和水面积作为划分水域规模的依据①当平均水深≥10m时：大湖(库)：≥25km2；中湖(库)：2.5~25km2；小湖(库)：<2.5km2。②当平均水深<10m时：大湖(库)：≥50km2；中湖(库)：5~50km2；小湖(库)：<5km2。具体应用上述划分原则时，可根据我国南、北方以及干旱、湿润地区的特点进行适当调整。——水质类别对地面水域的水质要求(即水质类别)以GB3838为依据。目前以2002年新修订的标准为依据。该标准将地面水环境质量分为五类：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。如受纳水域的实际功能与该标准的水质分类不一致时，由当地环保部门对其水质提出具体要求。

[例]一拟建建设项目，污水排放量为5800m3/d，经类比调查知污水中含有COD、BOD、Cd、Hg，PH为酸性，受纳水体为一河流，多年平均流量为90m3/s，水质要求为4类，此环评应按几级进行评价？方法：对照污水排放量：为5000~10000之间水质复杂程度：含有持久性污染物（Cd、Hg）、非持久性污染物（COD、BOD）、酸碱（PH为酸性），污染物类型数＝3，复杂程度为“复杂”水域规模：介于150m3/s到15m3/s之间，为中等河流水质要求：4类查表可知，此环评应按二级评价要求进行教学重点：水环境现状调查的内容和方法教学难点：水质采样点的布设和地表水环境评价方法教学内容：一、水环境现状调查二、水环境现状评价第三节地面水环境现状调查与评价

1．调查目的①了解项目所在区域和相关区域的水环境质量状况。②了解区域水环境特点和环境敏感目标。③为预测模型的选择提供依据和获取基础数据。④决定评价的主要方向和重点。一、水环境现状调查2．调查方法

收集资料、现场监测、遥感法（根据调查对象的不同选取不同的调查方法）①环境现状的调查范围，应能包括建设项目对周围地面水环境响较显著的区域。在此区域内进行的调查，能全面说明与地面水环境相联系的环境基本状况，并能充分满足环境影响预测的要求。②在确定某项具体工程的地面水环境调查范围时，应尽量按照将来污染物排放后可能的达标范围、污水排放量的大小、受纳水域特点，以及评价等级的高低后决定。③河流环境现状调查的范围，需要考虑污水排放量的大小、河流规模来确定排污口下游应调查的河段长度。④湖泊、水库，以及海湾环境现状调查范围，需要考虑污水排放量的大小，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)。3．调查范围4．调查时间环境现状调查时间与水文特征的划分相对应。河流、河口、湖泊与水库一般按丰水期、平水期、枯水期划分，同时确定最能代表这三个时期限的季节域月份；对于海湾，应确定评价期限间的大潮期和小潮期划分；对于北方地区，也可以划分为冰封期和非冰封期。评价等级不同，对各类水域调查时期的要求也不同。

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，若时间允许，三级评价也应调查丰水期。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。5．调查内容（1）水域功能和水环境敏感目标调查调查水环境功能区划和水功能区划的划定及审批；没有划定功能区的，调查水域的实际功能；水环境敏感目标的分布、类型、保护级别和保护要求。（2）水文调查一般情况下，以收集资料为主，以河流为例：1、丰水期、平水期、枯水期的划分2、河流的水文特征参数：河宽B、水深H、流速u、流量Q、坡度（比降）J和弯曲系数（弯曲系数≤1.3可视为顺直河流）等。3、水温、泥沙含量等4、丰水期有无分流漫滩，枯水期有无浅滩、沙洲和断流5、有无冰封期以及冰封时间、解冻时间6、预测所需要的其它资料

感潮河口感潮河口的水文调查与水文测量的内容应根据评价等级、河流的规模决定，其中除与河流相同的内容外，还有：感潮河段(是指受潮汐作用影响较明显的河段)的范围，涨潮落潮及平潮时的水位、水深、流向、流速及其分布横断面水面坡度以及潮间隙、潮差和历时等。湖泊与水库应根据评价等级、湖泊和水库的规模决定水文调查与水文测量的内容，其中主要有：湖泊水库的面积和形状(附平面图)，丰水期、平水期、枯水期的划分，流入、流出的水量，停留时间，水量的调度和贮量，湖泊、水库的水深，水温分层情况及水流状况(湖流的流向和流速，环流的流向、流速及稳定时间)等。海湾海湾水文调查与水文测量的内容应根据评价等级及海湾的特点选择下列全部或部分内容：海岸形状，海底地形，潮位及水深变化，潮流状况(小潮和大潮循环期间的水流变化、平行于海岸线流动的落潮和涨潮)，流入的河水流量、盐度和温度造成的分层情况，水温、波浪的情况以及内海水与外海水的交换周期限等。（3）水环境质量调查调查参数的选取：1、一般参数可根据地表水环境质量标准，结合建设项目污染物排放情况和当地水环境特点选取。2、如果水域有比较重要的生态功能还应进行水生生物调查。3、如果建设项目排放易积累的污染物或原底质中存在易积累污染物，还应进行底质调查。（4）污染源调查的原则及基本内容

点源调查的原则①以搜集现有资料为主，只有在十分必要时才补充现场调查或测试。例如在评价改、扩建项目时，对此项目改、扩建前的污染源应详细了解，常需现场调查或测试。②点源调查的繁简程度可根据评价级别及其与建设项目的关系而略有不同。如评价级别较高且现有污染源与建设项目距离较近时应详细调查，例如位于建设项目的排水与受纳河流的混合过程段以内，并对预测计算可能有影响的情况。点源调查的内容根据评价工作的需要选择下述全部或部分内容进行调查。调查内容可以列成表格①点源的排放：排放口的平面位置(附污染源平面位置图)及排放方向；排放口在断面上的位置；排放形式(分散排放还是集中排放)。②排放数据：根据现有的实测数据、统计报表以及各厂矿的工艺路线等选定的主要水质参数，并调查现有的排放量、排放速度、排放浓度及其变化等数据。③用排水状况：主要调查取水量、用水量、循环水量及排水总量等。④厂矿企业、事业单位的废、污水处理状况：主要调查废、污水的处理设备、处理效率、处理水量及水质状况等。非点源调查的原则非点源调查基本上采用间接搜集资历料的方法，一般不进行实测。非点源调查的内容根据评价工作的需要选择下述全部或分内容进行调查。①概况：原料、燃料、废弃物的堆放位置(即主要污染源，要求附污染源平面位置图)、堆放面积、堆放形式(几何形状、堆放厚度)、堆放点的地面铺装及其保洁程度、堆放物的遮盖方式等。②排放方式、排放去向与处理情况：应说明非点源污染物是有组织的汇集还是无组织的漫流；是集中后直接排放还是处理后排放；是单独排放还是与生产废水或生活污水共同排放等。③排放数据：根据现有实测数据、统计报表以及根据引起非点源污染的原料、燃料、废料、废弃物的物理、化学、生物化学性质选定调查的主要水质参数，度调查有关排放季节、排放时期、排放量、排放浓度及其它变化等数据。（1）水质参数的选择所选择的水质参数包括现两类；一类是常规水质参数，它能反映水域水质一般状况；另一类是特征水质参数，它能代表建设项目将来排放的水质。常规水质参数：以GB3838中所提出的pH、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、凯氏氮或非离子氨、酚、氰化物、砷、汞、铬(六价)、总磷以及水温为基础，根据水域类别、评价等级、污染源状况适当删减。特征水质参数：根据建设项目特点、水域类别及评价等级选定。敏感水质参数：指受纳水域敏感的或曾出现过超标而要求控制的污染参数。6．水质监测项目及取样断面和采样点的布设河流取样断面的布设原则①在调查范围的两端应布设取样断面；②调查范围内重点保护对象附近水域应布设取样断面；③水文特征突然化(如支流汇入处等)、水质急剧变化处(如污水排入处等)、重点水工构筑物(如取水口、桥梁涵洞等)附近；④水文站附近等应布设样断面，并适当考虑水质预测关心点；⑤在拟建成排污口上游500m处应设置一个取样断面。（2）取样断面和采样点布设

布设在评价河段上的断面应包括对照断面、消减断面和控制断面。对照断面：应设在评价河段上游的一端（排污口上游100～500m处）、基本不受建设项目排水影响的位置，以掌握评价河段的背景水质情况；消减断面：应设在排污口下游污染物浓度变化比较显著的完全混合段，以了解河流中污染物的稀释、净化和衰减情况；控制断面：应设在评价河段的末端或评价河段内有控制意义的位置，诸如支流汇入、建设项目以外的其他废水排放口、工农业用水取水点、地球化学异常的水土流失区、水工构筑物和水文站所在位置等。取样断面取样断面上取样垂线的布设

当河流面形状为矩形或相近于矩形时，可按下列原则布设：小河：在取样断面的主流线上设一条取样垂线。大、中河：河宽小于50m者，在取样断面上各距岸边三分之一水面宽处，设一条取样垂线(垂线应设在有较明显水流处)，共设两条取样垂线；河宽大于50m者，在取样断面的主流线上及距两岸不少于0.5m，并有明显水流的地方，各设一条取样垂线即共设三条取样垂线。特大河(例如长江、黄河、珠江、黑龙江、淮河、松花江、海河等)：由于河流过宽，取样断面上的取样垂线数应适当增加，而且主流线两侧的垂线数目不必相等，拟设置排污口一侧可以多一些。如断面形状十分不规则时，应结合主流线的位置，适当调整取样垂线的位置和数目。

对于三级评价的小河不论河水深浅，只在一条垂线上一个点取一个样，一般情况下取样点应在水面下0.5m处，距河底不应小于0.3m.。垂线上取样水深的确定二、三级评价：需要预测混合过程段水质的场合，每次应将该段内各取样断面中每条垂线上的水样混合成一个水样。其它情况每个取样断面每次只取一个混合水样。一级评价：每个取样点的水样均应分析，不取混合样。水样的对待河口(1)取样断面的布设原则：当排污口拟建于河口感潮段内时，其上游需设置取样断面的数目与位置，应根据感潮段的实际情况决定，其下游同河流。(2)取样断面上取样点的布设和水样的对待：与河流部分相同。湖泊、水库(1)取样位置的布设原则、方法和数目取样位置可以采用以建设项目的排放口为中心，沿放射线布设的方法。每个取样位置的间隔可参考下列数字：大、中型湖泊、水库①当建设项目污水排放量小于50000m3/d时：一级评价每1-2.5km2布设一个取样位置；二级评价每1.5-3.5km2布设一个取样位置；三级评价每2-4km2布设一个取样位置。②当建设项目污水排放量大于50000m3/d时：一级评价每3-6km2布设一个取样位置；二、三级评价每4-7km2布设一个取样位置。小型湖泊、水库①当建设项目污水排放量水于50000m3/d时：一级评价每0.5-1.5km2布设一个取样位置；二、三级评价每1-2km2布设一个取样位置。②当建设项污水排放量大于50000m3/d时:

各级评价均为每0.5-1.5km2布设一个取样位置。(2)取样位置上取样点的确定大、中型湖泊、水库①当平均水深小于10m时，取样点设在水面下0.5m处，但此点距底不应小于0.5m。②平均水深大于等于10m时，首先要根据现有资料查明此湖泊(水库)有无温度分层现象，如无资料可供调查，则先测水温。在取样位置水面下0.5m处测水温，以下每隔2m水深测一个水温值，如发现两点间温度变化较大时，应在这两点间酌量加测几点的水温，目的是找到斜温层。找到斜温层后，在水面下0.5m及斜温层以下，距底0.5m以上处各取一个水样。小型湖泊、水库①当平均水深小于是10m时，水面下0.5m，并距底不小于0.5m处设一取样点；②当平均水深大于等于10m时，水面下0.5m处和水深10m，并距底不小于0.5m处各设一取样点。(3)水样的对待小型湖泊、水库如水深小于10m时，每个取样位置取一个水样；如水深大于等于10m时则一般只取一个混合样，在上下层水质差距较大时，可不进行混合。大、中型湖泊、水库。各取样位置上不同深度的水样均不混合1．评价因子的选取（1）评价因子选取的原则根据水环境质量现状评价的目的选择符合要求的评价因子；根据被评价水体的功能，如饮用、渔业、公共娱乐等选择评价因子；根据水体污染源评价结果得出的评价区主要污染物选择评价因子；根据水环境评价标准选择评价因子；根据水环境监测条件和测试条件选择评价因子。二、水环境现状评价（2）评价因子的类别感观因子：如味、色、浑浊度、悬浮物等；氧平衡的因子：如DO、BOD、COD等；营养因子：如硝酸盐、磷酸盐、氨盐等；毒性因子：如Cr、As、酚氰化物等；微生物因子：如粪大肠菌群；重金属因子：如Cu、Pb、Zn、Cd等。2．水环境现状评价方法2．1标准指数法（1）单污染指数评价法该法只用一个参数作为评价指标，简单明了，可直接了解水质状况与评价标准之间的关系。其表达式为：式中

Sij-------水质评价参数i在第j点上的污染指数；Cij----水质评价参数i在第j点上的监测浓度，mg/L；Csi----水质评价参数i的评价标准，mg/L。DOf------饱和溶解氧的浓度，mg/L；DOs------溶解氧的评价标准，mg/L；DOj------j点的溶解氧浓度，mg/L;t---------水温，℃.a.DO的标准指数为：（2）综合污染指数评价法内梅罗水污染指数另外内梅罗将水的用途划分为三类:人类接触使用（PI1）：包括饮用、游泳、制造饮料等。间接接触使用（PI2）：包括养鱼、工业食品制备、农业用等。不接触使用（PI3）：包括工业冷却用、公共娱乐及航运等。PI=W1PI1＋W2PI2＋W3PI32.2水环境的生物学评价水环境的生物学评价通常采用一般描述对比法、指示生物法和生物指数法等进行评价。水环境的生物学评价方法与其他评价方法相比具有独特的优点，其评价较好的映射出水环境的生态服务功能及其内在关系，其评估结果有综合性、连续性和积累性，无需太复杂的分析仪器和设备。而这些优点正是污染指数法所缺乏的。如果将水环境的生物学评价法与污染指数法相结合，将得到更合理、更可靠的结论。内容回顾

某项目地处低丘地带，山坡普遍为缓坡，一般在20º以下，丘与丘之间距离宽阔，连接亦无陡坡。据调查，纳污水体全长约65km，流域面积526.2km2，年平均流量6.8m3/s，河宽20～30m，枯水期1m3/s，环境容量很小。项目所在地位于该水体的中下游，纳污段水体功能为农业及娱乐用水。拟建排污口下游15km处为国家级森林公园，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。工程分析表明，该项目污染物排放情况为：废水42048m3/d，其中含CODCr为2323.6kg/d，BOD5为680.3kg/d，SS为1449.8kg/d，NH3-N为63.62kg/d。根据以上资料，回答以下问题：1、确定水环境影响评价工作等级。2、请制定一套合理的水环境质量现状调查监测方案。3、简要说明选用的水环境影响预测模式及其原因。解：1、二级

2、监测断面（监测因子、调查范围、断面、采样点）3、水质模型教学要求：熟悉各类地面水环境水体简化和污染源简化的有关要求;熟悉水质均匀混合的定义与水质混合过程段的划分；掌握各类水质数学模型的适用条件。

教学内容：一、污染源和水体的简化以及预测的原则二、地表水环境影响预测方法三、预测河段划分与混合过程段四、水质模型第四节地面水环境影响预测一、污染源和水体的简化以及预测的原则

(一)污染源简化的要求

污染源简化包括排放形式的简化和排放规律的简化。排放形式可简化为点源和非点源；排放规律可简化为连续恒定排放和非连续恒定排放。对于点源位置(排污口)的处理有以下要求：①排入河流的两排放口的间距较近时，可以简化为一个，其位置假设在两排放口之间，其排放量为两者之和。两排放口间距较远时，可分别单独考虑。②排入小湖(库)的所有排放口可以简化为一个，其排放量为所有排放量之和。③排入大湖(库)的两排放口间距较近时，可以简化成一个，其位置假设在两排放口之间，其排放量为两者之和。两排放口间距较远时，可分别单独考虑。远近：两排污口距离小于等于预测河段长度的1/20为近，大于预测距离的1/5为远。无组织排放可以简化成非点源；从多个间距很近的排放口排水时，也可以简化为非点源(二)

地面水环境水体简化的要求1、河流的简化要求(1)河流可以简化为矩形平直河流,矩形弯曲河流和非矩形河流①河流的断面宽深比≥20时，可视为矩形河流。②大中河流中，预测河段弯曲较大(如其最大弯曲系数＞1.3)时，可视为弯曲河流，否则可以简化为平直河流。③大中河预测河段的河流形状沿程变化较大时,可以分段考虑;大中河流断面上水深变化很大且评价等级较高(如一级评价)时，可以视为非矩形河流并应调查其流场，其它情况均可简化为矩形河流。④小河可以简化为矩形平直河流。(2)河流水文特征或水质有急剧变化的河段，可在急剧变化之处分段，各段分别进行环境影响预测。河网应分段进行环境影响预测。例：河流断面宽深比（）可视为矩形河流。A＝15

B≥20

C＝10

D＜10年均流量155，平均宽150，平均水深5.5，最大弯曲系数1.8，断面形状沿程变化不大，可按（）简化。A矩形平直河流B矩形弯曲河流C平直河流D非矩形河流地面水环评工作等级划分中（）不计入污水排放量A间接冷却水B循环水C含污染物极少的清净下水D热量大的冷却水(3)对于江心洲等的简化处理①评价等级为三级时，江心洲、浅滩等均可按无江心洲、浅滩的情况对待。②评价等级为二级时，江心洲位于充分混合段，可以按无江心洲对待；③评价等级为一级且江心洲较大时，可以分段进行简化，江心洲较小时可不考虑。江心洲位于混合过程段、可分段进行简化。(4)人工控制河流，根据水流情况可以视其为水库，也可视其为河流，分段进行简化。2、河口的简化河口包括河流汇合部、河流感潮段、口外滨海段、河流与湖泊、水库汇合部。河流感潮段是指受潮汐作用影响较明显的河段。可以将落潮时最大断面平均流速与涨潮时最小断面平均流速之差等于0.05m/s的断面作为其与河流的界限。除个别要求很高(如评价等级为一级)的情况外，河流感潮段一般可按潮周平均、高潮平均和低潮平均三种情况，简化为稳态进行预测。

河流汇合部可以分为支流、汇合前主流、汇合后主流三段分别进行环境影响预测。小河汇入大河时可以把小河看成点源。河流与湖泊、水库汇合部可以按照河流和湖泊、水库两部分分别预测其环境影响。河口断面沿程变化较大时，可以分段进行环境影响预测。3、湖泊与水库的简化可以将湖泊、水库简化为大湖(库)、小湖(库)、分层湖(库)等三种情况进行。①一级评价时，中湖(库)可以按大湖(库)对待，停留时间较短时也可以按小湖(库)对待。②三级评价时，中湖(库)可以按小湖(库)对待，停留时间很长时也可以按大湖(库)对待。③二级评价时，如何简化可视具体情况而定：水深＞10m且分层期较长(如＞30天)的湖泊、水库可视为分层湖(库)。

珍珠串湖泊可以分为若干区，各区分别按上述情况简化。不存在大面积回流区和死水区且流速较快，停留时间较短的狭长湖泊可简化为河流。其岸边形状和水文要素变化较大时还可以进步分段;不规则形状的湖泊、水库可根据流场的分布情况和几何形状分区自顶端入口附近排入废水的狭长湖泊或循环利用湖水的小湖，可以分别按各自的特点考虑。4、海湾的简化预测海湾水质时一般只考虑潮汐作用，不考虑波浪作用。评价等级为一级且海流(主要指风海流)作用较强时，可以考虑海流对水质的影响。潮流可以简化为平面二维非恒定流场。当评价等级为三级时可以只考虑潮周期的平均情况。较大的海湾交换周期很长、可视为封闭海湾。在注入海湾的河流中，大河及评价等级为一、二级的中河应考虑其对海湾流场和水质的影响；小河及评价等级为三级的中河可视为点源，忽略其对海湾流场的影响。1．专业判断法2．类比调查法3．模型计算法（1）物理模型法（2）数学模型法二、地表水环境影响预测方法完全混合段混合过程段上游河段均匀混合断面的判定：当断面上任一点浓度与断面平均浓度之差小于平均浓度的5％时，可以认为达到均匀混合；三、预测河段划分与混合过程段[例]某河流预测河段平均宽度B＝50.0米，平均水深H＝1.2米，河底坡度j=0.0009，平均流速u=0.1m/s，排放口到岸边距离a＝0米，混合过程段长度是多少米？四、水质模型1．水质模型的分类——按时间特性分类：——按水域类型分：——按描述水质组分的多少分类——按水质组分分类分——按水力学和排放条件分：——按水质模型的空间维数分类——按其它方法分类：2．河流常用水质模型（1）零维水质模型（完全混合模型）零维是一种理想状态，把所研究的水体如一条河或一个水库看成一个完整的体系，当污染物进入这个体系后，立即完全均匀地分散到这个体系中，污染物的浓度不会随时间的变化而变化。零维水质模型的适用条件：在同时满足以下情况下，可以把预测水体简化为“零维”进行预测。上游来水流量稳定、水质是均匀的。河水流量与污水流量之比大于10－20。不考虑污水进入水体的混合距离。当预测因子比较稳定，难降解或降解项可以忽略不计、且评价等级比较低时，可以考虑采用零维模型。废水排入河流后与河水迅速完全混合，则混合后的污染物浓度为：【例题】河边拟建一工厂，排放含氯化物废水，流量2.83m3/s，含盐量1300mg/L。该河流平均流速0.46m/s，平均河宽13.7m，平均水深0.61m，上游来水含氯化物100mg/L，该厂废水如果排入河中能与河水迅速混合，问河水氯化物是否超标？（设地方标准为200mg/L）。河流完全混合模式的适用条件：①河流充分混合段；②持久性污染物；③河流恒定流动；④废水连续稳定排放（2）一维水质模型一维水质模型的适用条件：某一水团沿水流运动方向移动，同时存在于该水团中的污染物亦随之移动，在运动过程中，污染物由于降解或转化成其它形式而发生浓度变化，这一变化往往与河流状态有关如：水温、溶解氧浓度等等，一维模型适用的假设条件是横向和垂直方向混合相当快，认为断面中的污染物浓度是均匀的。a.一维稳态水质模型：在均匀河段上定常排污条件下，河段横截面、流速、流量、污染物的输入量和弥散系数都不随时间变化。同时污染物按一级化学反应，无其他源和汇项，则给定x=0时，＝0，那么式（3－4－2）的解为：（3－4－3）b.忽略弥散的一维稳态水质模型：适用于河流较小，流速不大，弥散系数很小，从而弥散作用可以忽略的情况下，式（3－4－2）的解为：（3－4－4）

ux----河流的平均流速，m/d或m/s；

Ex----废水与河水的纵向混合系数，m2/d或m2/s；

K----污染物的衰减系数，1/d或1/s；

X----河水（从排放口）向下游流经的距离，m。河流一维稳态模式的适用条件：①河流充分混合段；②非持久性污染物；③河流恒定流动；④废水连续稳定排放（3）河流二维稳态混合模式与适用条件（1）岸边排放（2）非岸边排放式中，C（x,y）－（x,y）点污染物垂向平均浓度，mg/L；

H－平均水深，m；B－河流宽度，m；

a－排放口与近岸水边的距离，m；My－横向混合系数，m2/s；

Ch－河流水质背景浓度（mg/L）。适用条件：

平直、断面形状规则河流混合过程段；

持久性污染物；

河流为恒定流动；

连续稳定排放。

对于非持久性污染物，需采用相应的衰减模式。（4）河流二维稳态混合累积流量模式与适用条件岸边排放

式中：q=HuyMq=H2uMy

c(x,q)－(x,q)处污染物垂向平均浓度，mg/L；

Mq－累积流量坐标系下的横向混合系数；

适用条件：弯曲河流、断面形状不规则河流混合过程段；

持久性污染物；河流为非恒定流动；连续稳定排放；对于非持久性污染物，需要采用相应的衰减模式。（5）BOD-DO耦合模型S－P模型的基本假设是：①河流中的BOD的衰减和溶解氧的复氧都是一级反应；②反应速度是定常的；③河流中的耗氧是由BOD衰减引起的，而河流中的溶解氧来源则是大气复氧。

S-P模式的适用条件：①河流充分混合段；②污染物为耗氧性有机污染物；③需要预测河流溶解氧状态；④河流恒定流动；⑤连续稳定排放。3、常见河口水质数学模型的适用条件（1）一维动态混合模式的适用条件：采用数值方法求解该微分方程时，需要确定初值、边界条件和源强。流速和过流断面面积随时间变化，需要通过求解一微非恒定流方程获取。①潮汐河口充分混合段；②非持久性污染物；③污染物排放为连续稳定排放与非稳定态；④需要预测任何时刻的水质。（2）O’connor河口模式(均匀河口)(包括上溯模式和下泄模式)的适用条件：①均匀的潮汐河口充分混合段；②非持久性污染物；③污染物连续稳定排放；④只要求预测潮周平均、高潮平均、低潮平均水质。4、常用湖泊(水库)模型适用条件（1）湖泊完全混合衰减模式(包括动态模式和平衡模式)的适用条件：①小湖(库)；②非持久性污染物；③污染物连续稳定排放。动态模式适用于预测需反映随时间变化，平衡模式只反映长期平均浓度。（2）湖泊推流衰减模式适用条件：①大湖、无风条件；②非持久性污染物；③污染物连续稳定排放。进入环境的污染物可以分为两大类：守恒污染物和非守恒污染物。污染物进入环境以后，随着介质的运动不断地变换所处的空间位置，还由于分散作用不断向周围扩散而降低其初始浓度，但它不会因此而改变总量发生衰减。这种污染物称为守恒污染物。如重金属、很多高分子有机化合物等。五守恒污染物在均匀流场中的扩散模型

污染物进入环境以后，除了随着环境介质流动而改变位置，并不断扩散而降低浓度外，还因自身的衰减而加速浓度的下降。这种污染物称为非守恒污染物。非守恒物质的衰减有两种方式：一是由其自身运动变化规律决定的，如放射性物质的蜕变；另一种是在环境因素的作用下，由于化学的或生物化学的反应而不断衰减的，如可生化降解的有机物在水体中微生物作用下的氧化-分解过程。

对于大、中河流一、二级评价，根据工程、环境特点评价工作等级及当地环保要求，有时需要对河宽方向有更细致的认识，而需要采用二维模式。1．均匀流场中的扩散方程在均匀流场中的一维扩散方程成为：

（5-1）

假定污染物排入河流后在水深方向(z方向)上很快均匀混合，x

方向和y

方向存在浓度梯度时，建立起二维扩散方程基本模型：（5-2）

式中，Dx——x

坐标方向的弥散系数；ux——x方向的流速分量；Dy——y

坐标方向的弥散系数；uy——y方向的流速分量。2．无限大均匀流场中移流扩散方程的解考察5-2式，对于均匀流场，只考虑x方向的流速ux=u，认为uy

为0；且整个过程是一个稳态的过程，则有

（5-3）

若在无限大均匀流场中，坐标原点设在污染物排放点，污染物浓度的分布呈高斯分布，则方程式的解为。（5-4）式中Q

是连续点源的源强(g/s)，结果C

的单位为(g/m3=mg/L)。3．考虑河岸反射时移流扩散方程的解自然界的河流都有河岸，河岸对污染物的扩散起阻挡及反射作用，增加了河水中污染。多数排污口位于岸边的一侧。对于半无限均匀流场，仅考虑本河岸反射。如果岸边排放源位于河流纵向坐标x=0处，岸边排放连续点的像源与原点源重合，下游任一点的浓度为：

（5-5）

对于需要考虑本岸与对岸反射的情况，如果河宽为B，只计河岸一次反射时的二维静态河流岸边排放连续点源水质模型的解为

（5-6）

均匀流场中连续点源水质模型求解的三类排放情况如图6-1所示图6-14．完成横向均匀混合的距离根据横向浓度分布状况，若某断面上河对岸浓度达到同一断面最大浓度的5％，定义为污染物到达对岸。这一距离称为污染物到达对岸的纵向距离，用镜像法计算。本岸C(Lb,0)计算时不计对岸的反射项。污染物到达对岸C(Lb,B)，只需要考虑一次反射。使用6-15式计算浓度，并按定义C(Lb,B)/C(Lb,0)=0.05解出的纵向距离Lb为：（5-7）

实际应用中，若断面上最大浓度与最小浓度之差不超过5％，可以认为污染物已经达到了均匀混合。由排放点至完成横向均匀混合的断面的距离称为完全混合距离。由理论分析和实验确定的完全混合距离，按污染源在河流中心排放和污染源在河流岸边排放的不同情况，可将完全混合距离表示为：中心排放情况，（5-8）

岸边排放情况，（5-9）1．S-P模型基本方程及其解描述河流水质的第一个模型是由斯特里特(H.Streeter)和菲尔普斯(E.Phelps)在1925年提出的，简称S-P模型,S-P模型迄今仍得到广泛的应用，它也是各种修正和复杂模型的先导和基础。S-P模型用于描述一维稳态河流中的BOD-DO的变化规律。六、Streeter-Phelps（S-P）模型

S-P模型的建立基于两项假设：

(1)

只考虑好氧微生物参加的BOD衰减反应，并认为该反应为一级反应。

(2)

河流中的耗氧只是BOD衰减反应引起的。BOD的衰减反应速率与河水中溶解氧(DO)的减少速率相同，复氧速率与河水中的亏氧量D成正比。S-P模型的基本方程为：（6-1）

式中:L—河水中的BOD值，mg/L；D—河水中的亏氧值，mg/L,是饱和溶解氧浓度Cs（mg/L）与河水中的实际溶解氧浓度C（mg/L）的差值；k1—河水中BOD衰减(耗氧)速度常数，1／d；k2—河水中的复氧速度常数，1／d；t—河水中的流行时间，d。这两个方程式是耦合的。当边界条件时，式(6-1)的解析解为:

（6-1）根据S-P模型的解6-1制作的Excel模板如表6-1，在有底纹区域的参数值和初始条件确定后，即已获得BOD-DO随x的变化情况，并绘成图6-1。ABCD1k1(1/d)=0.3T(℃)=192k2(1/d)=0.65Cs(mg/L)=9.23

u(km/d)=1.3D0(mg/L)=2.74X(km)L(mg/L)C(mg/L)

50226.5

60.221.0085.68005

70.420.064.986912

80.619.1554.406318

90.818.2913.925457

10117.4663.532831

111.216.6783.218129

121.415.9262.972104

131.615.2082.786475

141.814.5222.653826

15213.8672.567523

162.213.2412.521634

172.412.6442.51086

18表6-1S-P模型解的Excel模板

在淡水中饱和溶解氧的浓度可根据温度计算：

（6-2）

S-P模型解的Excel模板中，根据精度要求选择x

的步长，其他算式如表6-2单元坐标算式D3=468/(31.6+D2)D4=D3-C6B7=$B$6*EXP(-($B$2)*A7/$B$4)B8……B60(按需要)从B7复制到区域B8:B60，或用鼠标拖动C7=$D$3-($D$4)*EXP(-($B$2*A7/$B$4))-($B$2*$B$6/($B$3-$B$2)*(EXP(-($B$2*A7/$B$4))-EXP(-($B$3*A7/$B$4))))C8……C60(按需要)从C7复制到区域C8:C60，或用鼠标拖动表6-2S-P模型解Excel模板的算式。图6-1BOD-DO耦合的S-P模型

2．S-P模型的临界点和临界点氧浓度从图6-1可见，在河流的某一距离x，处，溶解氧具有最小值。此处水质最差，是人们较为关注的。此处的亏氧值(或溶解氧值)及发生的距离，可通过求极值的方法求得，即可由（6-2）式，令dC/dx=0，得到：

（6-3）S—P模型广泛地应用于河流水质的模拟预测中，是预测河流中BOD和DO变化规律的较好模型。它也应用于计算河流的允许最大排污量。3．S-P模型的缺陷和修正方法在表6-2所示S-P模型的Excel模板中，如将初始条件改变为C0=1.2(mg/L)，L0=32(mg/L)，获得BOD-DO随x

的变化如图6-2。其溶解氧在不到2km处成为负值。

图6-2

重污染河流S-P模型的失效

这种情况对应于发生水质重度污染的河流渠道。这些河流渠道形状狭长，它们的沿岸人口居住较密集，污染物排放浓度大，正确评价这类河流的污染状况有重要的现实意义。为了弥补S-P模型的这个缺陷，Shastry等人提出了非线性模型：（6-4）

该模型虽然不会出现负值解，但求解难度较大，对结果的分析也不够直观。事实上，考察S-P模型的第2式，

引入自净系数f＝k2/k1，当dD/dt＝0时有L＝fD

进一步分析表明：

L>fD，dD/dt>0，河流中的溶解氧呈下降态势；

L=fD，dD/dt=0，河流中的溶解氧保持不变；

L<fD，dD/dt<0，河流中的溶解氧呈上升态势；

对于S-P模型失效的重污染河流可以进行分段讨论。（1）使用原模型根据6-26式解出溶解氧达到0的点A,对于X<XA，的河段，一切均遵循原S-P模型。根据XA可求得LA的值。（2）河段起始复氧点B，必然对应LB=fCs，自此往后dD/dt>0河流中的溶解氧开始上升，求得LB

的数值。由此往后的溶解氧和BOD的变化仍遵循以此点状态为初始条件的S-P模型。（3）对于A-B河段，原S-P模型失效，由于A-B河段中必然有L>fD，即k2L>k1Cs，BOD的降解速度受到获氧速度的制约，6-25的第一式成为

这时BOD的降解速度是一个常数。积分并由x=ut,代入边界条件，LA、LB求解AB段长度xAB

有：（6-5）ABCDEFG1kd(1/d)=0.3Cs(mg/L)=9.2T(℃)=19

2ka(1/d)=0.65D0(mg/L)=4.6X(km)L(mg/L)C(mg/L)3U(km/d)=1.3XAB(km)=3.10.0042.004.604X(km)L(mg/L)C(mg/L)

0.9034.150.0050.0042.004.60

3.9520.040.0060.3039.192.64

4.2518.700.0470.6036.571.13

4.5517.450.1780.7135.630.66

4.6617.000.2390.9034.12-0.01

4.8516.280.35101.2031.84-0.84

5.1515.190.58111.5029.71-1.41

5.4514.180.84121.8027.72-1.77

5.7513.231.13132.1025.87-1.95

6.0512.341.44142.4024.14-2.00

6.3511.521.76152.7022.52-1.93

6.6510.752.09163.0021.02-1.77

6.9510.032.42173.3019.61-1.54

7.259.362.75183.6018.30-1.25

7.558.733.08193.9017.08-0.93

7.858.153.39204.2015.93-0.57

8.157.603.7021表6-3

解重污染河段S-P模型的Excel模板。单元坐标算式E6=$E$5+$D$4F6=D2*B3/B2E7=$E$5+$D$4+A7F7=$F$6*EXP(-($B$2)*A7/$B$4)G7=$D$2-($D$2)*EXP(-($B$3*A7/$B$4))-($B$2*$F$6/($B$3-$B$2)*(EXP(-($B$2*A7/$B$4))-EXP(-($B$3*A7/$B$4))))E8……E20(按需要)从E7复制到区域E8:E20，或用鼠标拖动(按需要)F8……F20(按需要)从F7复制到区域F8:F20，或用鼠标拖动(按需要)G8……G20(按需要)从G7复制到区域G8:G20，或用鼠标拖动(按需要)表6-4S-P模型解Excel模板的算式。图6-3

重污染河流DO模型与失效的S-P模型的比较图6-4

重污染河流BOD5模型与失效的S-P模型的比较3．S-P模型的修正型

S—P模型的的两项假设是不完全符合实际的。为了计算河流水质的某些特殊问题，人们在S—P模型的基础上附加一些新的假设，推导出了一些新的模型。

(1)托马斯(Thomas)模型对一维静态河流，在S—P模型的基础上为了考虑沉淀、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，BOD变化速度为k3L。托马斯采用以下的基本方程组(忽略扩散项)：（6-6）

沉浮系数k3

既可以大于零，也可以小于零，对于冲刷、再悬浮过程，k3<0，对于沉淀过程，k3>0。

(2)多宾斯—坎普(Dobbins—Camp)模型对一维静态河流，在托马斯模型的基础上，多宾斯-坎普提出了两条新的假设：①

考虑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

考虑藻类光合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。多宾斯—坎普采用以下基本方程组：（6-7）

(3)奥康纳(O’Connon)模型对一维静态河流，在托马斯模型的基础上,奥康纳提假设条件为，总BOD是碳化和硝化BOD两部分之和，即L=Lc+Ln，则托马斯修正式可改写为：（6-8）

式中，kn硝化BOD衰减速度常数，1/d；kn硝化BOD衰减速度常数，1/d；

Lc0,

河流x=0处，含碳有机物BOD浓度，mg/L。

Ln0,

河流x=0处，含氮有机物BOD浓度，mg/L。1.纵向扩散系数Dx

的估值根据泰勒的理论，扩散系数的表达式可写为：（7-1）式中

α——系数，由实验确定；

Dx—扩散系数，m2/s；

H—断面平均水深，m；

U—摩阻流速(或称“剪切流速”)，m/s；

I—水面比降；

g——重力加速度，9.81m/s2；埃尔德(Elder)给出纵向扩散系数经验式为：（7-2）七、河流水质模型中参数估值

2.

耗氧系数k1

的估值方法

耗氧系数k1值随河水中的生物与水文条件而变化，不但各条河流的k1

值均不