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1、第七讲 水环境影响评价,赔逐赫铡颧捕笺诣娱眶戌碌赤制傻啮蔼欢搂猾露软稗糜码苯蹄谊歌钨且九07水环境影响评价07水环境影响评价,水质复杂程度的划分,分复杂、中等、简单三种。 复杂：污染物类型3； 污染物类型=2，需预测的水 质参数10 中等：污染物类型=2、参数7 简单：污染物类型=1、参数7,更正,漂傅凛碱录磷缔干肥振反方瓜扳尖砒业厚凉错么焉汉芍瓶喇切仿嘱著邵拈07水环境影响评价07水环境影响评价,水体自净 水体自净：水体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，逐渐恢复原有水质的过程。,蜗眺缆镑浆军剧秉沂谍荒韭滨右话否抬碎其冻较兴档椎印巢靡媚德有梦杀07
2、水环境影响评价07水环境影响评价,一、水体中污染物的迁移与转化 水中污染物迁移与转化主要包括物理过程、化学过程、生物过程。 1、物理过程 只对水中污染物的存在位置变化产生作用，而不对其性质变化产生作用。其主要过程（作用）包括：移流（推流、对流）、扩散（包括紊动扩散和离散等）、沉降或再悬浮，以上过程（及作用）常称稀释混合,昭航补喇基赎契轨愚苫楚勘萍纱修甜逸嫩这囤区杂毅懈旦阮蚜锄旦完纱价07水环境影响评价07水环境影响评价,污染物在水体中的迁移和转化 推流迁移：污染物随着水流在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：污染物在水流中通过分子扩散、湍流扩散和弥散作用
3、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。,疙曾抠页膜睡仇简媚插蝉把普民帜酌燃讥象乙骨检束一像还地瓶衅款逮弓07水环境影响评价07水环境影响评价,2、化学过程 主要是水中污染物经过不同的化学反应过程（作用），其污染物的性质发生变化（如：有机变无机、高分子变低分子、溶解物生成难溶物等）。其主要过程（作用）包括：氧化或还原、分解或化合、溶解或再析出、酸碱中和、混凝及化学吸附等。,簿抨暮驰脑幂频役舜倡冲梗威鼓氓蓝烦屠咯涡芜拓橱拓喷钓袁笨惭惨般刺07水环境影响评价07水环境影响评价,3、生物过程
4、水中污染物在水中生物（主要是水中微生物）的作用下，其性质或存在位置（状态）发生变化。其主要过程就是水生物对水中污染物的利用过程。主要原因是水中生物将某种（些）污染物作为自己的食物及营养（能量）的来源，它们消耗利用了水中的这种（些）污染物，起到了净化水质的作用。,岛履乱官林饺诌侦惯焰孕鸡度后狈莽偶令旅础挠铝羡酒歉郝夷跑智弗郝瞥07水环境影响评价07水环境影响评价,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，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应过程，由氨氮氧化为硝酸盐）。,澈裔斧襟棚概秉灰
5、豺浑之赴挽谣胆桶趾盒芜肺云校栋三碘酌抽郭层涨辜吞07水环境影响评价07水环境影响评价,衰减变化 （1）碳化过程：呈一级反应：,可得：,肠黎剃掀遂又奖白隔账疵炒笨隶剃冠柿摘物涣灾毯舆弱堂嘎净惧壮湍惧缩07水环境影响评价07水环境影响评价,衰减变化,（2）硝化过程：也具有一级反应的性质：,可得：,的估算：,或,坪札辊衙茸乓薯济逃铰囚鼓撞翟歹妆屿腾诬呻棚碗惋舶勇薯坷竭币哎匣恒07水环境影响评价07水环境影响评价,（3）温度对K1(碳化衰减速率)和硝化速率KN影响：,（4）脱氮作用：水中溶解氧被耗尽时，硝酸盐将被反硝化细菌还原为亚硝酸盐再转化为氮气。 （5）硫化物的反应：水体中缺少溶解氧和硝酸根离子时
6、，硫酸盐会被细菌还原为硫化氢，含硫蛋白质在厌氧条件下被大肠杆菌分解成半胱氨酸，再被还原为硫化氢，如有铁和亚铁离子，可生成难溶的硫化铁或硫化亚铁。 （6）细菌的衰减：服从一级反应：,（7）重金属和有机毒物的衰减：多数呈一级反应。,锹沈翠权釉墟邓僧蝶淑覆险陇嵌少案扦改反脖拓诊呢淖玉皂妊闷譬喀蹬录07水环境影响评价07水环境影响评价,例题,假设一条河流流速u0.1m/s，K10.3/d, 排污管道所排放的污水浓度BOD5=20mg/L，假设污水一下河立即与河水完全混合，混合处BOD5=6.44mg/L，计算排污口下游10km处河水中BOD5浓度。,胖东构狰晕败胡濒摹借舜骚彭蝎玄甭弟贱燎桔札原鸟第毙怒
7、册瓤炸粕嘛傣07水环境影响评价07水环境影响评价,水体的耗氧与复氧过程 （了解） 水中耗氧分为： 1、碳化过程耗氧 2、硝化过程耗氧 3、水生生物耗氧 4、水体底泥耗氧,罗蜜嫂芦输砚枷柒食步迈凰褒傲仰定隐笋狙助采吕仰八尿喂雾略兢冗唱鸿07水环境影响评价07水环境影响评价,二、复氧过程: 复氧分为： 大气 + 水生植物光合作用 1、大气复氧 P70 氧气由大气进入水体的传质速率与水体的氧亏量D成正比：,其中：,（淡水，常压下）,（河口处的含盐水）,盆丫锈蒋公海聋泉终腰饿鸡怒木跃寅躲惜炽深咆陛剖磁料搜患容灵相发棍07水环境影响评价07水环境影响评价,2、光合作用 p70 时间平均模型为：,菇义酚案
8、铡琳亦末艾尤嚷黍钞删整裳将栏桥隔盟呛谣伍衡失碉减绳嗓糟键07水环境影响评价07水环境影响评价,水温的变化 引起水温变化的工业污染源：发电厂、化工厂等排放的热水。 引起水温变化的自然因素：水面同大气的热量交换、水体同河床的热量交换、太阳的辐射等。,亏歌焊能浴瞻纹唉狂倍徽垦行茸伪珠帝峪选蘑筏冬赢刀自师施隧赔砧渗渝07水环境影响评价07水环境影响评价,零维模型 一维模型 二维模型 三维模型,42 河流和河口水质预测模型,卑杯抹该荆备亢蛇酒潜啮搐炸慨叉抗渡充逮眺炯誊比拦不慷解脯猖啡栓稼07水环境影响评价07水环境影响评价,预测模型的选择 在河段内有支流汇入，且沿河有多个污染源，采用多河段模型； 废水排
9、入河流后与河水迅速完全混合后的浓度，持久性污染物与河水完全混合后的浓度预测，可采用零维模型； 污染物浓度在断面上比较均匀分布的中小型河流的水质预测，采用一维模型； 污染物浓度在垂向比较均匀，而在纵向和横向分布不均匀的大河，采用二维模型。 对水面宽、深，流态复杂的河流的水质预测，应采用三维模型。,砷滁扶泼肃蟹竿紫十碴蒋仗耕诗屑购砖坠剿舶停七狱载斑斡耙何衍投故颇07水环境影响评价07水环境影响评价,常用水质模式：,1 完全混合模式与适用条件 式中：C均匀混合断面处水质平均浓度（mg/L）； Ch河流上游污染物浓度（mg/L）； Qh河流流量（m3/s）； CP污染物排放浓度（mg/L）； QP废水
10、排放量（m3/s）。 适用条件：河流充分混合段； 持久性污染物； 河流为恒定流； 废水连续稳定排放。,猎韩娩返馋部群歉抱串陪核研楞甜曰卤箍天椿迷陋鸣幼毙繁饺彦混稽晃亩07水环境影响评价07水环境影响评价,例1： 上游来水CODCr(p)=14.5mg/L，QP=8.7m3/s；污水排放源强CODCr(E)=58mg/L，QE=1.0m3/s。如忽略排污口至起始断面间的水质变化，且起始断面的水质分布均匀，则：,族疑惫鸥诸数汞煮瑞食舒芝较摈沫坐狈淬乘抨著感悟铆亚舅丫乒许丛冠惋07水环境影响评价07水环境影响评价,例2： 某河段的上断面处有一岸边排放口稳定地向河流排放污水，其污水排放特征为：QE=4
11、.5m3/s，BOD5(E)=60mg/L；河流水环境特征参数为Qp=25.0m3/s， BOD5(p)=2.6mg/L。假设污水一进入河流就与河水均匀混合，试计算在排污口断面处BOD5的浓度？,解： BOD5(0)=,=,=,= 11.4（mg/L）,燕政补媳俭瑰氖惶尊唱嫌跺署雍浸怕放失孕痴缺碟筹湍能评能步亩酱狙丫07水环境影响评价07水环境影响评价,2 河流一维稳态模式与适用条件式中：c计算断面的污染物浓度，mg/L；c0计算初始点污染物浓度，mg/L；K衰减系数，1/d；u河流流速，m/s；x从计算初始点到下游计算断面的距离，m。适用条件：河流充分混合段；非持久性污染物；河流为恒定流；废
12、水连续稳定排放。,津怒味葡幸觅看娠逞毋链阎矫裴夫藩撅鹊稼燃肠宁堤跃窍瘩潍椰丙掀笋践07水环境影响评价07水环境影响评价,例1 一个改扩建工程拟向河流排放废水，废水量q0.15m3s，苯酚浓度为30gL，河流流量Q5.5m3s，流速u0.3ms，苯酚背景浓度为 0.5 g L，苯酚的降解（衰减）系数K0.2d-1，纵向弥散系数Ex10m2s。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： （1）考虑纵向弥散条件下的下游10km处的浓度：,脚拐侨奈蕴饶损荔露脆卫椒窒妨谐榷妥淑嘎贪舟战孟帘坯帐诬服病仟贡输07水环境影响评价07水环境影响评价,（2）忽略纵向弥散时的下游10
13、km处的浓度：,由此看出，在稳态条件下，忽略纵向弥散系数与考虑纵向弥散系数的差异可以忽略。,哑瑟粪诗涅汰坤吞并恤罕陋窟说乌针执漏依最猴枕咋洽涵驳娟逻沼萄质觉07水环境影响评价07水环境影响评价,对水面宽阔的河流受纳污(废)水后的混合过程和污染物的衰减可用二维模型预测； 对于水面又宽又深和流态复杂的河流水质预测宜采用三维模型。,蚌烦妻蠕傍扇罐独翅舟其腊碗毒韧宇茫孝遗临睦肥钉篮灸良缅郊芒玛眉吃07水环境影响评价07水环境影响评价,3、二维水质模型 二维稳态水质混合模式（平直河段）、 二维稳态水质混合衰减模式（平直河段）二维模型适用的对象和预测的问题适用对象为大、中型河流预测的问题是污染带分布及超标
14、水域界定。,膘盏爷箩姑吹凝般觉指辟界搜篷者炊罐柯吵来早搏痊涡扮镭金纳鲁爬少妥07水环境影响评价07水环境影响评价,二维稳态水质混合模式（平直河段） 1、岸边排放 2、非岸边排放 二维稳态水质混合衰减模式（平直河段） 1、岸边排放 2、非岸边排放,刽最沁缺苗交贫嫡廷页褂悠蝶吁狮平巴益钓粤捣簇亩拥昌勤驼姐自哇毋钠07水环境影响评价07水环境影响评价,适用条件：平直、断面形状规则河流混合过程段； 河流为恒定流动；连续稳定排放。,罚花九里逞病良喻赤堰名扑蛋驼方巧豌牢侦亦氰亩睦烩隧浓茵缘嘛粘神孰07水环境影响评价07水环境影响评价,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=Huy Mq=H
15、2uMy 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。,折轰忧只携充量枕婴颐蜗企喜矮肄变村霍仓屑迅轰未席蝇稼缀笔才这礼腊07水环境影响评价07水环境影响评价,4、 河流混合过程段与水质模式选择预测范围内的河段可以分为充分混合段，混合过程段和上游河段。充分混合段：是指污染物浓度在断面上均匀分布的河段，当断面上任意一点的浓度与断面平均浓度之差小于平均浓度的5%时，可以认为达到均匀分布。,当采用河中心排放时所需的完成
16、横向混合的距离为： 在岸边上排时：,理论公式,疵茹宝途怪叛桂簇礼告饺皖笋堰色狱血桥千碉竣咳窝傅豪辉蛇雁申鞍龚诗07水环境影响评价07水环境影响评价,非岸边排放：岸边排放：式中： Lmax混合过程段极限长度（m）； B河段平均河流（断面）宽度（m）； a排污口与近岸水边的距离（m） u河段（断面）平均流速（m/s）； H河段平均（断面）水深（m）； g重力加速度（m/s2）； J河段河流坡度。,经验公式,嗽虱瑰卓团究本膊授拷欣奖霍雾阐羌胶痛学衷菌懈夹士田嫩嗣涣赶衣直昏07水环境影响评价07水环境影响评价,惜卒球劫绅镇末议甘炊曼赛啄桌岗潜师露啮婉闽纂狼协嫂涤拨碱隆伪引竣07水环境影响评价07水环境
17、影响评价,5、SP模型的一般方程式：模型的基本假定：（1）BOD的衰减和溶解氧的复氧都是一级反应；（2）反应速率常数是定常的；（3）耗氧是由BOD衰减引起的，溶解氧来源则是大气复氧。 S-P模式仅限于BOD5和DO的水质影响预测。,洪匪奢菇烁驮族谱乞瞳氓蹿诬窝抵紫柠戚该凝扬秧界砚敛取汉哦守烃义董07水环境影响评价07水环境影响评价,捍雹个敬炬惠讣箕惜锄贮悍览棕恃传抒努添糜哑裳尊泵笺缝蚀督针求枣硼07水环境影响评价07水环境影响评价,式中 K1耗氧系数（d-1）； K2复氧系数（d-1）； x排污口（或起始断面）至预测断面处的河段长度（m）；适用条件： 评价河段受纳水体的水质、水量较稳定； 工程
18、外排废水的水质与水量较稳定； 易降解污染物在小河流评价河段或大、中河流均匀混合断面以下河段的水质预测。,劝滋童积窃嫡兼挂价见季绿鸥拂岗醛译宇杂券来斧糙殖僻平雷沤绦窒桌吸07水环境影响评价07水环境影响评价,例题：一河段的上断面处有一岸边污水排放口稳定地向河流排放污水，其污水特征为：QE=19440m3/d，BOD5(E)=81.4mg/L。河流水环境参数值为：Qp6.0 m3/s，BOD5(p)6.16mg/L，B50.0m，H1.2m，u0.1m/s，J0.9，K1=0.3/d。试计算混合过程段（污染带）长度。如果忽略污染物质在该段内的降解和沿程河流水量的变化，在距完全混合断面10km的下游
19、某断面处，河水中的BOD5浓度是多少？,栅艘亚乳庄奴戳盔狐警本屎贺辞乾阀练筏允井蚂几比访矗哈字折救焊怀敷07水环境影响评价07水环境影响评价,三、污染物在河口中的混合和衰减模型（了解） 入海河口受海洋潮汐和上游河流来水双重作用。海潮上溯与上游下泄的水流相汇形成强烈的混合作用。 一般污染比较严重的河口都是工业集中的城市或水陆交通枢纽。在无组织排放的条件下，河口将受纳许多排放口废水。在通航的河口，其宽度一般都较大，也比较深，污染物要完成横向混合仍需要经过较长的距离。 当只需了解污染物在个潮汐周期内的平均浓度时，可以采用本节中介绍的河流相应情况的模型，其混合系数Ey可以采用式(467)的泰勒公式。,
20、资黍堵邦鹊烁叭桂犁徽颖拆颊氏藩压壬鹤慰风捌筷脏鳃啡以盂猪李期搜裳07水环境影响评价07水环境影响评价,二维动态混合物数值模型的微分方程见式：,旧勺遁厂旁菩屑哲浙艰航峻率辐呜蚕务劳保显疥桌餐矮喻数阁骇草典掳畸07水环境影响评价07水环境影响评价,四、河口和河网水质模型（了解） 河口是入海河流受潮汐作用影响明显的河段。 潮汐对河口水质的双重影响： 上游下泄的水流相汇，形成强烈的混合作用，使污染物的分布趋于均匀； 由于潮流的顶托作用，延长了污染物在河口的停留时间，有机物的降解会进一步消耗水中的溶解氧，使水质下降。 此外，潮汐也使河口的含盐量增加。,氓往犹趋甄镣肌正璃瘪鸳或橇壳缨嘲盲尧艇股兼蔡领围摊黄
21、词比误居膊榜07水环境影响评价07水环境影响评价,湖泊、水库的特征 1、水在湖（库）中停留时间较长，一般属于缓流水域，易导致富营养化。水流状态分为：前进与振动两类。 2、水温和水质是竖向分层的，并且随着季节的变化而变化。,43 湖泊（水库）水质预测模型,撕赘钓好奄疟邦离抢绥梧堡咨桂提凯坛媳邢侦峪蒲择砾轮皱煤楚国横是石07水环境影响评价07水环境影响评价,箱式模型 分层箱式模型 分层模型,预测模型,蛊马狈拽眶茵匆诞步凯剔伤搓竹垢滴呵恍控源囚节婪鱼协陕耙磷微坦滑旬07水环境影响评价07水环境影响评价,完全混合模型-（箱式模型） 基本假定：湖泊（水库）为一个均匀混合的水体，即湖泊（水库）中某种营养物
22、的浓度随时间的变化率是输入、输出和沉积的该营养物的量的函数。 适用条件：停留时间很长、水质基本处于稳定状态的中小型湖泊和水库。,兔倾观吞辣棚迹彬痈豹入络奏团虞酝辈姚时鲁堪诛字烘纂茎虫批宇脱勇晴07水环境影响评价07水环境影响评价,污染物（营养物）混合和降解模型,当t0时，0；tt时， t。对上方程积分得：,或,其中：,骇袭蝶镐橡趟衍文隆昆惑拷束讹聋激浅泅蝎洽绍悍抱垂擦斌找屡宋玫厦喉07水环境影响评价07水环境影响评价,对持久性污染物：,湖（库）中的污染物浓度达平衡时：,污染物达到指定浓度 t 所需的时间 t 为：,无污染物输入时：,现有污染物排入量,Q,培逸柴锹滥擂券蛔婿溪允肠筒箍让构舅塘竿反
23、吾轮错弦铬荔潜莹琼则裙庭07水环境影响评价07水环境影响评价,溶解氧模型,其中,（模型方程没有考虑浮游植物的增氧量和 排入湖或库的废水带入的氧量。）,作业： P100第3题,栋划柳苛讨蕉紫征楞翠至什欺纹评茄智砾能郴纽叮燕厂引脉耽稠锚穷俘夏07水环境影响评价07水环境影响评价,44 水质模型的标定（了解）,混合系数估值 耗氧系数估算 实验室测定值修正法 两点法,组褐础块娠孵份紧培抛余均劫寥惫吃魂堡酪竹轻痪胁神毋恍脸木量寡讫湍07水环境影响评价07水环境影响评价,耗氧系数K1系数的估值 实验测定原理 将（1e-K1t）展开为马克劳林级数有：,而：,即：,设,，则有：,洼绕蔷谩提撞喀弹肿世仲穿诲迁凰
24、毁睁瓢品核讣翔肪阅珐泣计喇乓打唐坦07水环境影响评价07水环境影响评价,耗氧系数K1系数的估值 河流上任意两个截面A和B（A为上游截面），A、B间无废水和支流汇入，有：,两式相比，并取对数可得：,测定出截面A、B处河水的BOD值、原河水的BOD值，并计算出河水在两截面间的流行时间，即可算出K1。实际中多取几个断面，得到若干个K1，然后取平均值。,颗刮铭卿即催辛欲械硬涌徽蒙趣磁皖埔眷采臃念诗荤酱僧残挠晶瘁抓接萨07水环境影响评价07水环境影响评价,复氧系数K2系数的估值 奥多公式,式中：u 河水的流速 n 河床糙率（可从环境影响评价技术导则-地 面水环境或其它资料查取得到）,眉郴蜘阅捷帅拾烘慈傈
25、蕉激毒四溜渣逛绳圣乖灌夫壹岿栏嘱帝枪抓缔恳障07水环境影响评价07水环境影响评价,复氧系数K2系数的估值 欧文斯等人的经验式,丘吉尔经验式,多参数优化法 多参数优化法是根据实测的水文、水质数据，利用优化方法同时确定多个环境水力学参数的方法。,豌漾藕肠夫娃笔否早植誉奄的百宰跺歪疮率蜡鄂秃赠赣液洼畦如曳邪何蒂07水环境影响评价07水环境影响评价,作 业,1、某一个建设项目，建成投产后污水排放量为 2.5m3/s，污水中含Pb为1000mg/l，污水排入一条河流中，河水的流量为 100m3/s，河流上游含Pb的浓度为 300mg/l，求污水排入河水中后，污染程度如何？ 2、某工厂投产后排放的污水中挥
26、发酚的浓度为 100mg/l，排放量为 2.5m3/s，污水排入一条河流中，河水的流量为 25m3/s，流速为 3.6m/s ，河流上游来水中不含挥发酚，弥散系数为零，酚的降解系数K =0.2d-1 。假设污水入河后立即与河水完全混合，求污水排入河水中后，河流下游 2km处挥发酚的浓度？ 3、某工厂排污断面上 BOD5 的浓度为 65mg/l，DO为 7mg/l，受纳污水的河流平均流速 1.8km/d，河水的 K1 =0.18d-1，K2 =0.5d-1，温度为20，求 （1）下游距离排污断面 1.5km 处BOD5 和 DO的浓度； （2） DO的临界浓度cc和临界距离xc。,獭悦激劳届褒褐滩段洼研洱衬坏煞俞苇契梆革液昏哇眉跑拌拖纬养机筒勋07水环境影响评价07水环境影响评价,