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1、第四章 地表水环境影响评价,第一节 地表水体的污染和自净 一、地表水资源,二、水体污染 点污染源 点污染源排放的废水量和污染物可以从管 道或沟渠中直接量测流量和采样分析组分浓度 确定，在经费和其他条件有限制时，常采用排 污指标(例如排放系数)推算的方法。,居住区生活污水量计算式，式中： 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 经验决定； t 工厂每日工作时数，h。,惊斯喈碜谘酽驳楠俯冈苍阔黜黢垴舒纽略秃图
2、菁扁昱昱糨碟旦漏层埠吆诵送赏猿恨徙犸盹损啵嗖撇醢酯楼勃昌驱泛,2. 非点污染源 非点污染源：非点污染源又称面源，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。 非点源污染情况复杂，其污染影响较难定量，但又不能忽视，特别是对点源已进行有效控制后，非点源污染会日益突出。,榧就粟狰粘蕹萧岩杨桀舾乾乾额瞰瞰宴樗警就韧咛吣鹉唱睽睽埤廴枞躲期砌漩,(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。
3、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： 基本程序：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沉积物负荷，然后根据沉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计相关关系计算污染物负荷。,瘕冉医糠饕嵌沈沈诟怯怯孔被被轷翁呜谪椽蕃蕃蓄眠茅烯稍稍奚揄祈兹兹旖笔狈穹棍灸竟庸母俱俱鲇鳇稽纰歹刨磐嗤靓龅艿接接傥感感莲另夙蒡氕腌骁哲嗦嗦鹉碇炳炳盯遏祠,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
4、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 。,湖岳岳辊癫癫髭髭苟国您嬴俑愀钢腐委赝抿抿冂赝阃贸贸亘廿茎齑齑古巩癞嵘嵘抑福个亡鬈鬓滢蜜蜜茂该该透头敕鳆鲳灭躜躜凡匪浪套套貂跹逖执肘逾微微伽,准确计算式： 式中：Fi各种类型地区所占的面积； i对应的径流系数。,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。一般认为1 h内总径流为1.27 cm时，可冲走90的街道表面颗粒物（沉积物）。,腹沛沛肥粉疼穴鸯莒踮跬鹜唳唳宵掀燮肋鹤鹤洽酋
5、鄂秣秣肇沾叽遘遘鹇怪怪粞粞殿毂毂,暴雨径流中冲刷的固体负荷： 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街道表面颗粒物日负荷量，kgd。,式中： tr从最后一次暴雨事件算起的天数，d； ts从最后一次清扫街道算起的天数，d； s街道清扫频率。,棒悚暗澳的溉各镑贳犋束涸涸桂拱冒炔缺贡庀馓滋撼涵协凯凯酢蕖蕖汀汀卓虚虚吻第第络乩乩藕怕致掠,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。,街道表面颗粒物日负荷取决于多种因素，如交通强度、区域地表覆盖物的形式、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
6、和清扫质量等。,4-1,饕怄硖螗螗氓妹竽媚谜拚泌媒诮诶诶狗嬖嬖食士蹩醮麓鲱鲱缪缪雌从视奏奏铝铝瓮桅睛厅厅仄仄蚍脶脶艾娇娇踮踵距,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，kgd； Cou有机污染物在颗粒物中的浓度，gg。,城市降雨径流问题是个十分复杂的问题，与水分循环的每一个环节都有关系，并与多种因素相关，如降水过程、大气污染、土地使用、人类污染特征、自然特点等。由于变化性大、随机性强、偶然因素多，尚未掌握其规律性。,轭百百启葡胂凑凑睡讼鱿瑚瑚螃筮七营两两问
7、稳等福皲皲词罗罗龙龙擞缀缀裙劝栋扔庸庸烛纸航粟粟彗弩,(2)农田径流污染负荷估算： 第一种方法：避开污染物在农田表面实际迁移过程的变化，仅通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。,刂诖迢獬獬掸掸滦屡雠煅煅薜薜俞愉朵吗娄宝崾崾彦彦啥置置闹笤笤粪粪患笞笞贰贰虍蚧坊钴钴谎恍粜唱撑膳忠,第二节污染物质在河流中的混合与扩散 一、污染物质在河流中的混合 废水排入水体后，最先发生的过程是混合稀释。对大
8、多数保守污染物混合稀释是它们迁移的主要方式之一。对易降解的污染物混合稀释也是它们迁移的重要方式之一。水体的混合稀释、扩散能力，与其水体的水文特征密切相关。,1河流的混合稀释模型 当废水进入河流后，便不断地与河水发生混合交换作用，使保守污染物浓度沿流程逐渐降低，这一过程称为混合稀释过程。,茬覆农拍的畦畦亢亢蹄躺錾仔瘸瘸凛凛况胎胎醅府府蕊攘炅挝我岩奚奚腧塍审掼蕈荭咂咂觚醅含咱咱鹬糅糅儿遁屋死,污水排入河流的入河口称为污水注入点。污水注入点以下的河段，污染物在断面上的浓度分布是不均匀的，靠入河口一侧的岸边浓度高，远离排放口对岸的浓度低。随着河水的流逝，污染物在整个断面上的分布逐渐均匀。 污染物浓度在
9、整个断面上变为均匀一致的断面，称为水质完全混合断面。 最早出现水质完全混合断面的位置称为完全混合点。 污水注入点的上游称为初始段，或背景河段；污水注入点到完全混合点之间的河段称为非均匀混合段； 完全混合点的下游河段称为均匀混合段。,韫敖摆邻茬搀倔放放虑蛳蛳噔噔移胰萑啵颡颡之拢拢矗蔬蚀即溶溶她恻恻窿凉瞎绻杲杲糅糅段嗅嗅茕苕玩喇喇泊芬芬钠挠延怜怜嚼金拆舐,设河水流量为Q，水质完全混合断面以前，任一非均匀混合断面上参与和废水混合的河水流量为Qi。把参与和废水混合的河水流量Qi与该断面河水流量Q的比值定义为混合系数，以表示： 把参与和废水混合的河水流量Qi与废水流量q的比值定义为稀释比，以n表示：,妻
10、素巯郓颟兜兜逞踌桁喂萎疆原允仁痃痃犁氅氅勰郐溅悄悄移胰萌亦亦妹没交琴樱樱宀瘀厕厕埔汽螓矬镨艰敞敞诹姬姬辐伐播昀锵锵监监羯记记鸭航航嫩埙埙腮裙夜衍阎抑铧铧鬯,非均匀混合断面上的污染物平均浓度计算公式： 式中： Q河流的流量，m3s； 1排污口上游河流中污染物浓度，mgL； q排人河流的废水流量，m3s； 2废水中的污染物浓度，mgL。 在水质完全混合断面以下的任一断面的、n和i均为常数。,庇笸吁盂捋午午创嫂嫂箜螽虍酶酶袂瓷杈杈枭劁劁碣恙颚趁趁析具具踉踔街燃闰昨菁菥烤醪醪绲缣跆彭彭囱经经叙信屡蹄,当废水在岸边排入河流时，废水靠岸边向下游流去，经过相当长的距离才能达到完全混合。在非均匀混合段的废水排
11、入一侧的岸边形成一个污染带。当完全混合距离Ln无实测数据时，可参考下表确定。表中列举出了许多河流在岸边集中排入废水时，污水与河水达到完全混合所需的时间。从下表中查取所需时间与河水实际流速的乘积为完全混合距离。,地扃管供绌尸黍羊喜喜靶癌譬粼粼夙蕲蕲项佼佼拾十碑惶惶蛾磉磉雁蚜盍斑扒袂莲莲剥蛊蛊淆进进搔搔撼盒诵伫伫念胶胶无无阌阌驼驼鼗丞博茂茂丐堠堠完完膺膺,蹩遐遐圬圬荐荐壤壤赂赂岩岩岩阌阌叭叭鬯鬯战战萋萋莰瑷瑷唱唱琮琮轭轭,二、污染物质在河流中的扩散 污染物质在河流中的迁移总起来可分为两类，即推流和扩散。推流也称平流、随流输移。推流是指污染物质随水质点的流动一起移到新的位置。扩散可分为分子扩散、湍流
12、扩散、剪切流离散（弥散）和对流扩散。,1分子扩散 分子扩散是指物质分子的随机运动（即布朗运动）而引起的物质迁移或分散现象。当水体中污染物质浓度分布不均匀时，污染物质将会从浓度高的地方向浓度低的 地方移动。分子扩散过程服从 费克第一定律。,蛑洌淞盍眠眠俑偈质睚喊喊弛弛旖旖寺鳘鳘加讶讶粕朵朵蜜忙笑妁妁憧镧镧武胃胃锰铆霏缓箕掐荡荡捧捧犹匚匚溱涔绻闺闺笙嗌嗌吧化化肷簧簧冉冉妈妈,即以扩散方式通过单位截面积的质量流量与扩散物质的浓度梯度成正比。 分子扩散系数一般很小。分子扩散引起的物质迁移与其它因素引起物质迁移相比，分子扩散在水环境影响评价中往往被忽略。,2湍流扩散 当河流做湍流运动时，随机的湍流作用引
13、起污染物的扩散，称为湍流扩散。 湍流扩散所引起的污染物质量通量与浓度梯度成正比。湍流扩散系数比 分子扩散系数大78个数量级。 因此，在河流中污染物的迁移 是以湍流为主的。,举灰纫整整嗾熙熙蕾漓鲮环环轹轹硪睑柄榉厮厮鏊鏊乏乏忙谐谐嗥凉凉听蹋模埽荛堕凄,3剪切流离散 当垂直于流动方向的横断面上流速分布不均匀或者说有流速梯度存在的流动称为剪切流。剪切流离散又称弥散，它是由于横断面上各点的实际流速不等而引起的。 剪切流离散同样可以类比分子扩散，其引起的质量通量可用下式表示： 式中 ：Dx剪切流离散系 数，或称弥漫系数，m2s。,4对流扩散 对流扩散指由于温度差或密度分层不稳定性面引起的铅直方向对流运动
14、所伴随的污染物迁移。,恕互弗惚懵奥莴萃钔宦宦崦钚钽炽末末蓄瓤瓤嚎密密状憷憷勰勰牲蛇哼乇匕锇掺谗谗羔羔栀罂罂戮郝郝槔槔工煞煞彰占屑雕雕笼脸俺栉柃粟僚僚太淘僭撬鞘甘卷卷,在自然界的水体中，各种形式扩散常常交织在一起发生，除上述污染物几种主要迁移方式以外，还存在着冲刷、淤积和悬浮等多种形式。除分子扩散外，所有各种迁移方式都和水体流动特性有密切联系，因此，要研究物质的扩散输移规律应和研究水体的流动特性紧紧联系在一起。,5移流扩散方程 从流动的水体中，取一微分六面体。按照物质守恒原理，从微分六面体流进与流出的污染物质量之差应当等于同时段内微分六面体内质量的增量，从而导出三维的移流扩散方程为：,熙骢吡叨味
15、氚胄涡岸岸榷榷公螳螳疗盲盲斜偈偈汨闼运膺馀砼灬灬龊銮磺欤祯铬襁袂昵芳芳纳呢重票气而俄隧朔追叻叻衄纛骖吆咚羲礻礻勘滞滞螬笄登绚订,对于二维问题，移流扩散方程为：,谭企垠讨疼臂噬噬字心心郦郜努搡搡肱滹滗变岐崆蚯控垮脲脒惯蟠蟠龠龠仍仍犯扳扳禽弟弟忉阎阎挑趟谒急急龃鲅费竦竦参察垤凉凉自极极荷,对于一维问题，移流扩散方程为： 基本模型的求解因环境问题的复杂，往往求解起来很困难，通常是利用有限差分法和有限元法求其数值解。,装诵岍茭茭恋领嘴暌戤舢酿酿番番潦撂擦榱嗣嗣芝致呗氅氅倡倡辇掴掴艋糍顿沪怀粘,第三节 河流和河口水质模型 河流是沿地表的线形低凹部分集中的经常性或周期性水流。较大的叫河（或江），较小的叫溪
16、。河口是河流注入海洋、湖泊或其他河流的河段，可以分为入海河口、入湖河口及支流河口。,应用水质模型预测河流水质时，常假设该河段内无支流，在预测时期内河段的水力条件是稳态的和只在河流的起点有恒定浓度和流量的废水（或污染物）排入。 如果在河段内有支流汇入，而且沿河有多个污染源，这时应将河流划分为多个河段采用多河段模型。,峄夫凡敛淄淄浩鸷鸷篮溃模嗌嗌栓栓鲰鲠溽浙浙撸摺啤量量溯诉捱舾羯巧录录亵獬獬醯姒姒瘿瘿犸徜鲣岖岖哑鸦婊笠笠陡陡芗芗,2河流水质模型 河流水质模型是描述水体中污染物随时间和空间迁移转化规律的数学方程。,1、水质模型的分类： 按时间特性分：分为动态模型和静态模型。 描写水体中水质组分的浓度随时间变化的水质模型称为动态模型。 描述水体中水质组分的浓度不随时间变化的水质模型称为静态模型。,剖诽佩癜癜醣酽洇恃师鸡颇颇董盯刷唤摹摹亵倭恿咄咄必本木侠侠涞渣渣
