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环 境 影 响 评 价 主讲教师：陈孟林 第四 章 地表水环境影响评价 地表水体的污染和自净 河流和河口水质模型 湖泊（水库）水质模型 水质模型的标定 开发行动对地表水影响的识别 地表水环境影响预测和评价 4－1 地表水体的污染和自净 地表水及地表水资源 地表水的含义：河流、河口、湖泊（水库、池塘）、海洋、湿地等水体的统称。 地表水资源：总量约为13.9亿km3，其中：海水97％，淡水3％。 水体污染 水体污染的定义：水的感官性状、物理化学性质、水生物组成、底部沉积物的数量和组分等发生恶化，破坏水体原有功能的现象。 点污染源：通过管道和沟渠收集排入水体的废水。 居住区生活污水量的计算 非点污染源（面源）：分散或均匀地通过岸线进入水体和自然降水通过沟渠进入水体的废水。 非点源污染负荷估算的途径 （1）在对水土流失过程及其主要制约因素进行大量调查的基础上，通过对非点源污染物的输出过程的模拟来研究区域污染物对接受水体的输出总量。 （2）采用直接或间接途径估算非点污染源总径流量和平均径流污染物浓度以计算总污染负荷量。 城市非点污染源负荷的估计（仅考虑污染物被暴雨冲刷到接受水体的负荷） 基本程序：估计暴雨径流的大小（径流深度与径流面积的乘积）? 确定暴雨的冲刷率 ? 估算径流冲刷到受纳水体的沉积物负荷 ? 计算污染物负荷。 （1）暴雨径流深度 R 的估计 （2）径流中冲刷到接受水体的颗粒物负荷 农田径流污染负荷估算 （1）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污染物总量： 水体污染 水体污染物 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 石油类 热污染 水体自净 水体自净的含义：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。 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。 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。 水体自净 衰减变化 污染物的好氧生化衰减过程 衰减变化 碳化过程：呈一级反应： 衰减变化 温度对K1和KN的影响： 水体的耗氧与复氧过程 耗氧过程 碳化过程耗氧 耗氧过程 水生植物呼吸耗氧 水体的耗氧与复氧过程 复氧过程 大气复氧 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： 复氧过程 光合作用 时间平均模型为： 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、太阳的辐射等等。 4－2 河流和河口水质预测模型 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。 河流中污染物的混合和衰减模型 完全混合模型（零维） 污染物与河水完全混合所需的距离－－混合过程段距离 充分混合：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，可以认为达到充分混合。 混合过程段距离 xn 的计算 一维模型 稳态条件下的一维混合衰减模型（附：模型的推导） 一维模型 BOD－DO耦合模型（S－P模型） 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。 模型方程： BOD－DO耦合模型（S－P模型） 溶解氧最低浓度点： 这是人们最关心的临界点，令d?D/dt=0可得： 多维模型 二维稳态混合衰减模式 对污染物在岸边排放的情况： 污染物在河口中的混合和衰减模型 河口一维混合衰减模型 河口流动为均匀、恒定水流上溯或下泄，污染物稳态排入水体时，模型的方程为： 二维动态混合衰减数值模式 河网水质预测模型 忽略环状河网中过水量很小的河流，把环状河网简化为树枝状河网，然后采用水力学模型和水质模型耦合的计算模型进行动态模拟。 在掌握详细的河网水文和水质同步监测数据时，可将河网分段，然后采用完全混合模型计算。 4－3 湖泊（水库）水质预测模型 完全混合模型