第三章水质模型分解.ppt

* 2. 欧文斯(Owens)公式： K2(20℃)=5.34u0.67/H1.85 其中：0.1≤H≤0.6m u≤1.5m/s 3. 丘吉尔(Churchill)公式： K2(20℃)=5.03u0.696/H1.673 其中： 0.6≤H≤8m 0.6≤u≤1.8m/s K1和K2的温度校正 一般以20℃的K为基准，计算温度T时的值： （十二）混合系数E估值 1. 经验公式 （1）对于恒定流，河宽水浅的河流： 纵向混合系数： Ex=axHu* 横向混合系数： Ey=ayHu* 垂向混合系数： Ez=azHu* 式中：H—平均水深，m； u*—摩阻流速(剪切流速)，m/s； u*=(gHI)1/2 I—水力坡度； g—重力加速度。 不同河流条件下，系数ax、ay变动很大， az比较稳定。P77 (2) 泰勒(Taylor) 公式(可用于河流与河口)： Ey=(0.058H+0.0065B)(gHI)1/2 B/H≤100 (3) 爱尔德(Elder) 公式(适用于河流)： Ex=5.93H(gHI)1/2 2. 示踪试验 原理：是向水体中投放示踪物质，追踪测定其浓度变化，据此计算所需的各个环境水力学参数的方法。 示踪剂种类：无机盐类（如NaCl）和放射性同位素等 示踪剂要求：不沉降、不降解、不产生化学反应；测定简单准确；经济；对环境无害 投放方式：瞬时投放、有限时投放和连续恒定投放 数据分析：用上述经验公式拟合求Ex、Ey等的值. 3. 经验数据（查相关文献） 第3节 湖泊与水库水质模型 湖泊水库的水质特征 营养源与营养负荷 湖库水质模型 湖泊水库的水质特征 流速小，与河流相比湖泊和水库中的水流处于相对静止状态； 停留时间长，湖泊与水库中的水流交换周期比较长，属于静水环境； 水生生态系统相对比较封闭； 主要水质问题是富营养化； 水质的分层分布。 典型湖泊水温垂向分层示意图 A表层 B斜温层 C下层 Z 夏季 冬季 T 利贝希最小值定律 ( 最小量的 Liebig 法律 ) 植物生长取决于外界提供给它的所需养料中数量最少的一种。 主要营养源与营养负荷计算 地表径流的营养负荷 式中：Ijl－第 j 种营养物质的负荷， g/a； Ai －第 i 种土地利用类型的面积， m2 ； Eij －第 i 种土地利用类型的单位面积上第 j 种污染物的流失量， g/m2 ； m －土地利用类型的总数。 营养源和营养负荷 降水的营养负荷 式中， Ijp －由降水输入的第 j 种污染物的负荷， g/a；As －湖,库的水面面积， m2 ； Cj －第 j 种营养物在降水中的含量； P －年降水量， m/a。 人为因素排放的营养负荷 生活污水 式中， Ijs －流入湖泊或水库的污水中含有的第 j 种营养物的负荷， g/a； S －产生污水的人数，人； Ejs －每人每年产生的第 j 种营养物的量， g/人.a。 工业污水 Ijk －第 k 种工业废水中第 j 种营养物的负荷， g/a； Qk －第 k 种工业废水的排放量， m3/a； Ejk －第 k 种废水中第 j 种营养物的含量， g/m3 ； n －含第 j 种营养物的污染源数。 内部营养负荷 I ji －湖泊底泥释放的第 j 种营养物的负荷， g/；A －底泥量，m3; Cjn －底泥第 j 种营养物的含量， g/m3 ； kj －底泥释放第 j 种营养物质的速率常数。 湖泊、水库的总营养负荷： 式中， Ij －湖泊,水库第 j 种污染物的总负荷。 湖库环境预测模式 完全混合箱式模型（零维） 分层湖(库)箱式模型（零维） 湖泊水质扩散模型（一维或二维） 湖库完全混合箱式模型 ——沃伦威德尔模型 概述 创始：沃伦威德尔（R.A.Vollenweider）在 20 世纪 70年代初期研究北美大湖时提出。 适用：停留时间很长，水质基本处于稳定状态的湖泊水库。 假定：湖泊中某种营养物的浓度随时间的变化率，是输入、输出和在湖泊内沉积的该种营养物量的函数。 不足：不能描述发生在湖泊内的物理、化学和生物过程，同时也不考虑湖泊和水库的热分层，是只考虑其输入—产出关系的模型。 我国的地面水环境评价导则建议对小型湖泊(水库)的一、二、三级均采用湖泊完全混合平衡