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1、第四章 地表水环境影响评价第一节 地表水的污染和自净地表水是河流、河口、湖泊（水库、池塘）、海洋和湿地等各种 水体的统称，是地球水资源的重要组成部分。一、地表水资源地球水 97%的水是海水，剩余3%的淡水中 2.977%是以冰川或冰 川的形式存在，只有 0.003%的淡水是可为人类直接利用的，包括土 壤水、可开采地下水、水蒸气、江河和湖泊水等。只要人类不过度开 采和滥用并适当的保护，这些淡水资源通过水循环和自净过程还是可 以满足人类对水的需求的。水循环过程示意图如图4-1.二、水体污染 人类活动和自然过程的影响可使水的感官性状（色、嗅、味、透 明度等）、物理化学性质（温度、氧化还原电位、电导率
2、、放射性、 有机和无机物质组分等）、水生物组成（种类、数量、形态和品质等）， 以及底部沉积物的数量和组分发生恶化、破坏水体原有的功能，这种 现象称为水体污染。按排放形式不同,将水体污染分为点污染源和非点污染源。1. 点污染源 是指由城市和乡镇生活污水和工企业通过管道和沟渠收集排入 水体的废水。居住区生活污水量 Q 计算式（4-1）：sQ = qNKs（4-1）s 86400式中：Q 居住区生活污水量，L/s；sq每人每日的排水定额，L/（人.d）;N设计人口数K 总变化系数（1.51.7）。s工业废水 Q 按式（ 4-2）估算：3600t式中：m单位产品废水量，L/t；M该产品的日产量，t;K
3、 总变化系数，根据工艺或经验决定it 工厂每日工作时数， h.某些工业的污染物排放系数见表 41。2. 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。(1) 城市非点污染源负荷估计:不同区域径流系数见表 4-2(2) 农田径流污染负荷估算3.水体污染物 由点源和非源排入水体的主要污染物可分为：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 染物、石油类、热量和放射核素等。三、水体自净 水体可以在其环境容量范围内，经过自身的物理、化学和生物作 用，使受纳的污染物浓度不断降低，逐渐恢复原有的水质，这种过程 叫水体自净。
4、水体自净可以看作是污染物在水体中迁移、转化和衰减 有过程。1 迁移和转化作用包括：推流迁移、分散稀释、吸附沉降等方面2 衰减变化包括：1)污染物的好氧生化衰减过程 见图 4-22)有机污染物的好氧生化降解3)硝化作用4)温度影响5)脱氮作用6)硫化物的反应7)细菌衰减作用8)重金属和有机毒物的衰减作用四、水体的耗氧与复氧过程1. 耗氧过程水体中的溶解氧在以下过程中被消耗1)碳化需氧量衰减耗氧2)含氮化合物硝化耗氧3)水生植物呼吸耗氧4)水体底泥耗氧2. 复氧过程：大气复氧、光和作用五、水温变化过程第二节 河流和河口水质模型从理论上说，污染物在水中的迁移、转化过程要用到三维水质模 型预测描述。但
5、实际应用的是一维和二维模型。一维模型常用于污染 物浓度在断面上比较均匀分布的中小型河流水质预测；二维模型常用 于污染物浓度在垂向比较均匀，而在纵向（X轴）和横向（Y轴）分 布不均匀的大河。对于小型湖泊还可采用更简化的零维模型，即在该 水体内污染物浓度时均匀分布的。一、河流中污染物的混合和衰减模型1. 完全混合模型一股废水排入河流后能与河水迅速完全混合，则混合后的污染物 浓度（C）为：C= QpC” + QhCh（4-31）Q + Qph式中： Q 河流的流量， m3 /s;hC 排污口上游河流中污染物浓度， mg /L;hQ 排入河流的废水流量， m3/s;pQ 废水中污染物浓度， mg /L
6、。p例 4-12. 一维和多维模型在河流的流量恶化其他水文条件不变得稳态条件下，可以采用一维模型进行预测。根据物质平衡原理，一维模型可写作：E 空 一 u 生 一 Kp =0（4-32）x dx 2x dx对于非持久性或可降解污染物，若给定x=0时，C= C，式（4-32）0 得解为：C=C exp旦（1- ：1 + 4KMx）（4-33）02 Mu 2x对于一般条件下的河流，推流形成的污染物迁移作用要比弥散作 用大很多，在稳态条件下，弥散作用可以忽略，则有 ：C=C exp（- Kx）（4-34）0u式中：u河流的平均流速，m/d或m/s;M废水与河水的纵向混合系数，m?/d或mz/sxK污
7、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.例 4-2：3. 污染物与河水完全混合所需距离 污染物从排放口排出后要与河水完全混合需一定的纵向距 离，这段距离称为混合过程段，其长度为 x。当采用河中心排放时：x=0.1UxB2（4-35）Mx在岸边排放时：x= .4uB 2（4-36）Mx二、BODDO耦合模型SP模型基本假设:河流中的BOD的衰减和溶解氧的复氧 都是一级反应；反应速度是定常的；河流中的耗氧是由BOD 衰减引起的，而河流中的溶解氧来源则是大气复氧。SP模型是关于BOD和DO的耦合模型，可以写作：dL =-K L（4-37）dt 1dD = K LK
8、 D（4-38）dt 12式中：L河水中的BOD值，mg/L;D河水中的氧亏值，mg/L；K 河水中 BOD 衰减（耗氧）系数， 1/d;1K 河流复氧系数， 1/d;2 t 河水的流行时间。其解析式为：L=L e-Kt（4-39）01D= KiL e-Kt -e-kt +D e-kt（4-40）K K 12 o 221 式中：L河流起始点的BOD值； 0D 河流起始点的氧亏值。0 式（4-40）表示河流的氧亏变化规律。如果以河流的溶解氧来表示，则DO=DO -D= DO - KiLo e-Kt-e-Kt-D e-Kt（4-41）ff K K 12 o 221 式中：DO河流中的溶解氧浓度；D
9、O 饱和溶解氧浓度。f式（4-41）称为SP氧垂公式，根据式（4-41）绘制的溶解氧沿程变化曲线，又称氧垂曲线（见图 4-3）。在溶解氧浓度最低的点临界点，河水的氧亏值最大，且变化速率为零，则4-42)4-43)4-44)dD = K LK D=0dt 12D = KL e-Ktc K o 1 c2式中： D 临界点的氧亏值； 由起始点到达临界点的流行时间临界氧亏发生的时间 t 可以由下式计算：ct =ln幺1 Do（K2 一K1）c K K KL K121o 1三、污染物在河口中的混合和衰减模型四、河口和河网水质模型河口是入海河流受潮汐作用影响明显的河段。例如长江口为河 口。第三节 湖泊（水
10、库）水质数学模型 湖泊是天然形成的，水库是由于发电、蓄洪、航运、灌溉等目的 拦河筑坝人工形成的，他们的水流状况类似。在大多数时间里，湖泊与水库的水质呈竖向分层状态，如图 4-5 所示。图4-6 反映湖中的热分层，下层水温较稳定，表层受气温影响， 斜温层为过渡区。一、完全混合模型二、卡拉乌舍夫扩散模型第四节 水质模型的标定一、混合系数估算1）一个流量恒定、无河湾的顺直河段，如果河宽很大，而水4-64）深相对较浅，其垂向、横向、和纵向混合系数 M 、M 、M 可按下 zyx 式估算。M = a Hu*zz（4-65）Hu EMBED Equation.3M =a Hu EMBED Equation
11、.3 yyM EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3（4-66）式中：H平均水深，m;u * 摩阻流速（剪切流速）， m/s;U* = ：gHII水力坡度；g 重力加速度。一般河流度a在0.067左右。a =0.10.2。根据我国的一zy些史册数据，可得a =（0.058H+0.0065B）/H,式中H、B为河流断面的y平均水深和水面宽度。对于河宽1560米河流多数a =140300。x（2）泰勒（Taylor）公式（可用于河流与河口）M =（0.058H+0.0065B） HT B/HW100（4-67）yv（3）艾尔德（Elder）公式（适用于河流）M =5
12、.93H HI（4-68）x2. 示踪试验示踪物质有无机盐（N Cl、liCl）、荧光染料（如若丹明W）和放a 射性同位素，示踪物质的选择应满足如下要求：测定简单、准确、经 济，对环境无害。3. 经验数据二、耗氧系数K的估值11. 实验室测定值修正法2. 两点法利用式（4-13 ）的关系，通过测定河流上、下游两断面的C 值BOD 求 K 。1K =864u ln cboda（4-72）1 x CBOD,B式中：C 、C河流上游断面A和下游段面B处的BODBOD, ABOD,B浓度；t 两个断面间的流行时间。三、耗氧系数 K 的估值2四、多系数同时估算法第五节 开发行为对地表水影响的识别 建设项
13、目和区域或流域开发行动在其建设期、运行期和服务期满 都会有不同性质和程度的影响。一、工业建设项目1 .建设期影响2. 运行期影响石油冶炼工业、钢铁工业、铝和有色金属生产、化学工业、食品 工业、制浆和造纸业。二、水利工程三、农业和畜牧业开发四、矿业开发五、城市污水处理厂和垃圾填埋场第六节 地表水环境影响预测和评价 一、工作程序、评价等级和评价标准1 技术工作程序 见图4 82.评价等级的划分环境影响评价技术导则一一地表水环境(HJ/T2.3 9 3),根据拟建项目排放的废水量、废水组分复杂程度、废水中污 染物的迁移、转化和衰减变化特点以及受纳水体规模和类别，将地表 水环境影响评价分为三级。3评价
14、标准(1) 地表水环境质量标准(GB3838 2002)(2) 工业企业设计卫生标准(TJ 3 6 7 9 )(3) 污水综合排放标准(GB8978 1996) 二、工程分析、环境调查和俄水质现状评价 1工程分析和影响识别(1) 项目特征与地表水水量和水质的关系(2) 评价因子的筛选，一种评价评价因子对应一种水质参数或 一种污染物，它反映拟建项目对水体的一种影响。2评价水域的污染源调查和评价 3地表水水质监测调查 4水质现状评价水质现状评价常采用指数法。(1) 评价标准：地表水的评价标准采用GHZB1 1999 或相应地方标准；(2) 水质参数的取值：实际工作中，取平均值与最大值的均方 根作评价参数值，即C=( C2max + C2 ) 2(4 79)式中：C某参数的评价浓度值;C 某参数监测数据(共k个)的平均值；C 某参数监测数据集中的最大值。max(3) 单项水质参数评价：采用标准型指数单元:I = Cj(4-80)j Csi由于溶解氧和 pH 与其他水质参数的性质不
