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1、 基本涵义计算模型计算步骤校核方法排放方式自净容量稀释容量W自净W稀释W稀释容量是指在给定水域的本底污 染物浓度低于水质目标时，依靠稀 释作用达到水质目标所能承纳的污 染物量自净容量是指由于沉降、生化 、吸附等物理、化学和生物作 用，给定水域达到水质目标所 能自净的污染物量。 在给定水域范围和水文条件，规定排污方式和 水质目标的前提下，单位时间内该水域最大允 许纳污量，称作水环境容量。从上述定义可知，水环境容量主要决定于三个 要素：水资源量、水环境功能区划和排污方式 。从某种意义上讲，水资源量是水环境容量基础 ；为了确保用水安全，水环境容量计算采用的是 较高保证率的水文设计条件；并不是所有的水
2、资源量都用来计算环境容量。水环境功能区划体现人们对水环境质量的需求 ，反映了人们对水资源的态度：开发、利用或 保护。已划分水环境功能区的水域，要从时间、空间 两个方面规范功能区达标标准；未划分水环境功能区的水域可不进行容量计算 ；若考虑计算，按较高功能标准进行（II类） 。排污口沿河（或其他水体）位置布设，对河流 整体水环境容量影响较大；排污口排放方式（岸边或中心，浅水或深水） ，对局部的污染物稀释混合影响很大；全面理解内涵 重视数据协调合理计算容量第二部分第二部分 水环境容水环境容 量的计算模型量的计算模型1、流域概化模型2、水动力学模型3、污染源概化模型4、水质模型将天然水域（河流、湖泊水
3、库）概化成计算水 域，例如天然河道可概化成顺直河道，复杂的 河道地形可进行简化处理，非稳态水流可简化 为稳态水流等。水域概化的结果，就是能够利 用简单的数学模型来描述水质变化规律。同时 ，支流、排污口、取水口等影响水环境的因素 也要进行相应概化。若排污口距离较近，可把 多个排污口简化成集中的排污口。最枯月设计条件1、满足节点平衡方程2、满足沿程连续方程污染源沿程位置概化污染源源强概化1、若排污口距离较近，可把多个排污口简化 成集中的排污口。如下图所示，1号、2号、3号排污口可合并为1 个排污口1#。上界下界上界1 2 3下界1#上界下界上界1 2 3下界1#2、距离较远并且排污量均比较小的分散
4、排污 口，可概化为非点源入河，仅影响水域水质本 底值，不参与排污口优化分配计算。非点源的 范围主要包括农村生活源、畜禽养殖、城市径 流、矿山径流和农田径流等5个主要方面。年排放量t/a：季变化系数，季污染负荷月变化系数，月污染负荷日变化系数，日污染负荷本次计算，利用平均法确定源强。根据水环境功能区的实际情况，环境容量计算 一般用一维水质模型。对有重要保护意义的水 环境功能区、断面水质横向变化显著的区域或 有条件的地区，可采用二维水质模型计算。在 模型计算时尤其是对于大江大河的水环境容量 计算，必须结合混合区或污染带的范围进行容 量计算。计算稀释容量。污染物进入河流水体后，在污 染物完全均匀混合
5、断面上，污染物的指标无论 是溶解态的、颗粒态的还是总浓度，其值均可 按节点平衡原理来推求。对河流，零维模型常 见的表现形式为河流稀释模型；对于湖泊与水 库，零维模型主要有盒模型。符合下列两个条件之一的环境问题可概化为零 维问题：1）河水流量与污水流量之比大于1020；2）不需考虑污水进入水体的混合距离；点源，河水、污水稀释混合方程对于点源，河水和污水的稀释混合方程为：合理划定纳污区利用零维模型对于河流而言，一维模型假定污染物浓度仅在 河流纵向上发生变化，主要适用于同时满足以 下条件的河段：1）宽浅河段；2）污染物在较 短的时间内基本能混合均匀；3）污染物浓度在 断面横向方向变化不大，横向和垂向
6、的污染物 浓度梯度可以忽略。 当水中污染物浓度在一个方向上是均匀的，而在其余两 个方向是变化的情况下，一维模型不再适用，必须采用 二维模型。河流二维对流扩散水质模型通常假定污染物 浓度在水深方向是均匀的，而在纵向、横向是变化的。非点源污染负荷模型用来计算一定流域内 由非点源污染造成的各种污染物的输出情况 。选择或建立与当地实际情况复合较好的负 荷模型，是对各种污染控制措施进行模拟筛 选的基础。通过文献调研，对国外非点源模 型30多年的发展历史和现状进行了全面的文 献调查，就非点源模型的主要类型、结构和 特点进行了系统的总结，并对目前广泛采用 的13种非点源模型进行了比较分析，详见下 表。我国实
7、用的非点源污染控制模型尚处在初 步应用阶段，本次水环境容量计算，一般不 要求进行非点源模型模拟，有条件的城市可 根据上表选用适当的模型开展工作。模型名称最早 开发发 时间时间最新 版本 发发布 时间时间参数 形式空 间间 尺度时间时间 尺 度时间时间 步长长模型结结构参考文 献AGNPS19871998分散 参数流域开始为为 单单次暴 雨，后 发发展为为 长长期连连 续续1dSCS水文模型；通用土 壤流失方程；氮、磷和 COD负负荷，不考虑污虑污 染物平衡Young ，1989 ； AGNPS 网站HSPF19761996 (v.11)集中 参数流域长长期连连 续续1min 到1d斯坦福水文模
8、型；侵蚀蚀 模型考虑虑雨滴溅蚀溅蚀 、 径流冲刷侵蚀蚀和沉积积 作用；污污染物包括氮、 磷和农药农药 等，考虑虑复 杂杂的污污染物平衡Johanso n等， 1983； Bicknell 等， 1996ANSWE RS19771996分散 参数流域开始为为 单单次暴 雨，后 发发展为为 长长期连连 续续暴雨 期为为 60s， 非暴 雨期 为为1d水文模型考虑虑降雨初 损损、入渗、坡面流和蒸 发发；侵蚀蚀模型考虑溅虑溅 蚀蚀、冲蚀蚀和沉积积；早 期并不考虑污虑污 染物迁 移，后补补充了氮、磷子 模型，复杂污杂污 染平衡Beasley ， 1980 ； Bourao ui等， 19961、模型参数
9、验证2、现状污染源的水质影响分析3、稀释容量分析（零维）4、稀释自净容量分析（一维）5、混合区约束容量分析（二维）6、确定环境容量废水量影响河流流量，调废水量影响河流流量，调 整水文参数；整水文参数；将降解系数代入模型，分将降解系数代入模型，分 析其合理性；析其合理性；注意分析设计流速。注意分析设计流速。分段确定水文条件利用零维模型估算合理划定纳污区利用零维模型现状排污口污染负荷：8440t/a;污染带长度580米；污染带100米允许污染负荷：3500t/a环境管理规定；考虑二维，利用一维确定总容量。扣除面源、内源，考虑安全系数，得出环境容 量。对比各个水系水资源量和水环境容量计算结果 ，若差距较大，需仔细分析；将同一水系各个河段（地市）的计算条件连在 一起进行计算，比较总体结果与各段结果的差 距。由于应用模型计算水环境容量部分参数具有不 确定性，为了提高容量结果的安全性，建议部 分河段采用提高功能区类别的方法进行核算， 以作为确定安全系数的参考值。在不同水域，分别应用零维、一维和二维模型 ，分析功能区内水域达标长度比例（或达标面 积比例），根据各地区情况，确定的达标水域 范围，分析容量结果的合理性。模型应用演示
