7 地表水环境影响评价.ppt

（4）二维模型 对于大型河流，污染物浓度不仅要考虑污染物浓度沿纵向的变化，还要考虑污染物浓度沿河宽方向的变化，这时需要用二维模型来预测计算。二维模型的基本微分方程为： （4-34） * 边界条件比较简单时，可以直接求出式（4-34）的解。加在等宽等深的河流中，断面平均流速vx不变，横向平均流速vy＝0，横向弥散系数Dy为常数。而且一般情况下，纵向扩散系数远小于迁移项。这时式（4-34）可简化为： （4-35） （4-36） 在岸边排放且无对岸边影响的条件下，其稳态解为： 式中 m—污染物的源强。 * （5）BOD-DO模型 河水中溶解氧的消耗是由于水和底泥中有机物的分解及水生生物的代谢作用引起的。 河水中溶解氧的来源包括大气复氧和水体中水生生物的光合作用等。 斯特里持-费尔普斯提出的BOD-DO模型假设： ①有机物的降解符合一级反应，且反应速度为常数 ②河流中的耗氧仅由BOD的降解所引起； ③河流中的DO仅来自与大气复氧，且复氧速度也为常数。 * 因此有： D＝Os—O，称为氧亏（与饱和溶解氧相比所缺的氧） 其中 Os为水中的饱和溶解氧浓度，mg/L； O为河水中的溶解氧浓度， mg/L 。 （4-37） * 该模型的初始条件为：t＝0，L＝L0，D＝D0，不难求出上述模型的解为： 由斯特里特-费尔普斯模型（S-P模型）可以估算在已知排污点河水BOD和DO起始浓度时，沿河流下游各点河水中的溶解氧以及最低的溶解氧浓度和位置（即临界氧亏和临界距离）。 （4-38） * S-P模型是最早的水质模型，为后来的研究奠定了基础。后人关于该模型的修正只是补充考虑了一些模型中未予考虑的因素，而并未动摇模型的基本结构。 （4-39） （4-40） * 4.2.4.3 河流水质模型的参数估计 水质模型中的参数，如弥散系数等，是用来表征河流水质的物理、化学和生物过程的动力学参数。参数估计的准确性直接关系到水质模型的精确性和可靠性。 （1）纵向弥散系数见的估计 纵向弥散系数Dx是反映河流纵向混合输送特性的重要参数，它与河流的水利条件密切相关。 纵向弥散系数在河流水质预测尤其是事故性泄漏对下游水质的影响预测方面意义重大。 估计方法有示踪实验法和经验公式法两种。 * 在距离排放点下游x＝x0别处测得不同时刻的浓度Ci（i＝1, 2, …），将 对 作图，可得一条直线，其斜率则为 ，从而可求得见Dx。 ①示踪实验法 在示踪剂投放点下游断面采样测定不同时刻（ti）时的示踪剂浓度Ci则可以根据一维模型求出纵向弥散系数。假设k＝0，则式（4-33）可变形为： * ②经验公式法 爱尔德通过水深1.5m的明渠实验，得到了河流纵向弥散系数的计算公式。 Dx=axHu H——河流平均水梯，m u——摩阻流速， ，m/s； S——水力坡度； ax——经验系数，爱尔德理论计算的ax＝5.9，试验得到的ax＝6.3。在天然河流中河宽15~60m时，ax＝14~650。 * ①实验室测定法 根据 可得： 因此，如果测得不同时刻（ti）的BOD值Lx，将lnLi对ti作图，可得一直线，其斜率的负值即为kd。 实验室测定的理想方法是用自动BOD测定仪，描绘出要研究河段水样的BOD历程曲线。 在没有自动测定仪时，可将同一种水体分10瓶或更多瓶放入20℃的培养箱培养，分别测定1～10d或更长时间的BOD值。对取得的实验数据可用图解法估算A4值。 （2）耗氧系数kd的估算 * ⑦现场测定法 在河流上下游A、B两个断面取样，假设测得的BOD浓度分别为LA和LB，如果知道A、B断面间的距离为x，河水流速为vx，就可按下式求得kd的值。 * （3）大气复氧系数ka的估算 ①实测法 天然河水中溶解氧浓度变化的速率可表达为： 若假设水生植物在白天和夜间的呼吸速率不变，且在夜间不进行光合作用，那就可以霍思伯格法估算大气复氧系数ka ，根据上述假设，可得： R—水生植物呼吸作用的耗氧速度，mg/(L, d) 通过转换和计算，最终求得： * ②经验公式法 实测法估算复氧常数较准确，但须进行大量的试验，要消耗大量人力和物力。因此，在水环境影响评价时往往会利用经验公式确定大气复氧常数。 * 表4-14 文献中常见的C、m、n值 * 河流完全混合模式　　式中：C——均匀混合断面处水质平均浓度（mg/L）； CE——项目排放污水的水质浓度（mg/L）； QE——项目污水