河道修复常用技术方法.docx

典型城区河道生态综合整治规划与工程设计 典型城区河道生态综合整治规划与工程设计 河道水环境修复常用技术与方法 1环境容量的计算 我国自20世纪70年代引进环境容量这个概念以来，经过不断研究、发展和应用，已经形成了适用于中国实际情况的环境容量概念。环境容量指区域自然环境或环境要素（如水体、空气、土壤和生物等污染物的容许承受量或负荷量。环境有多大的容量，即可以容纳多少污染物而又可以不为环境造成永久性伤害。大气、水、土地、动植物等都有承受污染物的最高限值，就环境污染而言，污染物存在的数量超过最大容纳量，这一环境的生态平衡和正常功能就会遭到破坏。 1.1环境容量的分类 环境容量包括绝对容量和年容量两个方面。前者是指某一环境所能容纳某种污染物最大负荷量。后者是指某一环境在污染物的积累浓度不超过环境标准规定的最大容许值的情况下，每年所能容纳的某污染物的最大负荷量。 （1）绝对容量 环境的绝对容量（WQ）是指某一环境所能容纳某种污染物的最大负荷量，达到绝对容量没有时间限制，即与年限无关。环境绝对容量由环境标准的规定值（WS)和环境背景值B来决定。数学表达式有以浓度单位表示的和以重量单位表示的两种。以浓度单位表示的环境绝对容量的计算公式为 WQ=WS-B 环境绝对容量的单位为mg/kg。任何一个具体环境都有一个空间范围，对这一具体环境绝对容量常用重量单位表示。以重量单位表示的环境绝对容量的计算公式为 WQ=M(WS-B) 当某环境的空间介质的重量M以t表示时，WQ的单位为g。 （2）年容量 年容量（WA）是指某一环境在污染物的积累浓度不超过环境标准规定的最大容许值的情况下，每年所能容纳的某污染物的最大负荷量。年容量的大小除了同环境标准规定值和环境背景值有关外，还同环境对污染物的净化能力有关。以浓度单位表示的环境量的计算公式为WA=K(WS-B)。 对任一环境而言，它的环境容量越大，可接纳的污染物就越多，反之则越少。污染物的排放，必须与环境容量相适应。如果超出环境容量就要采取措施，如降低排放浓度，减少排放量，或者增加环境保护设施等。 1.2 水环境容量的计算 污水引入水体后，以射流方式逐渐扩散，同时受到河水流动的作用而被推向下游，这股度水在中小河流很快扩展至全河断面，在大江大河沿岸则可能形成一条污染带。污染物与水体的混合过程可分为3个阶段，如图3-13所示。 第Ⅰ阶段为垂向混合阶段，主要在水深方向混合，这一混合阶段的影响范围称为近区。污染物在近区的混合过程比较复杂，其水流方向的混合距离X1相对较小，通常为排放处河流水深的几十倍至一百倍。该距离主要取决于排污口位置、排放形式、河道水力学特性以及污水与水体的物理和能量交换过程。 第Ⅱ阶段为掺混阶段，以垂向充分混合起至河流横向开始充分混合为止。水流方向混合距离X2及浓度分布主要取决于源强、河流宽深及流态、流场等因素。 第Ⅲ阶段为完全混合阶段，污染物在横断面上开始充分混合后的区域。在该区域内污染物河流纵向的浓度变化，主要受污染物性质、河流流速、水体溶解氧浓度、水体微生物、泥沙等因素的影响。 在模型选择时，应根据研究对象的性质、系统的时空范围而选用不同维数的水质模型。 在Ⅰ阶段，可用兰维模型模拟，在Ⅱ阶段和Ⅲ阶段，可分别采用二维模型和一维模型。如果研究区域比较大，河流比较长，相对整个研究河段范围，Ⅰ阶段、Ⅱ阶段无论在空间尺度和时间尺度上都比较小，有时甚至可以将一个城市作为一个点源来加以研究，这时选用一维模型是比较合适的。 一维水质数学模型的基本表达式 一维水质模型公式: C C 式中，C0为上游背景断面水质浓度；u为流速；k为降解系数；x为沿河道方向变量；C1、q分分别为排污口废水浓度和废水量； 根据上述公式可知，当C=Cs时，C1q=W，即环境容量，单位为kg/d，具体计算公 W 式中，Cs为水功能区划的水质目标。 (2)不均匀系数的考虑 由于污染物质很难在水体中达到完全均匀混合，故对由公式计算出来的纳污能力进行不匀系数的订正，一般河流越宽、不均匀系数越小；水面面积越大，不均匀系数越小。一般性河流的不均匀系数取值范围见表3-5。 表3-5 一般性河流的不均匀系数取值范围表 河宽（m 不均勻系数 河宽（m) 不均匀系数 30 30 ?100 100?200 0.7 ?1,0 0.5 ?0.7 0.4 ?0.6 200?500 500?800 800 0.3 ?0.4 0.3 0.1 ?0.3 2水污染防治技术与应用 2.1城镇、农村及工业污水处理 流域内污水处理主要分为城镇污水处理、农村污水处理以及工业污水处理。城镇污水处理的主要内容包括根据流域内城镇布局及污水处理目标、污水收集和处理现状，对流域城镇污水收集系统、污水处理系统进行综合规划设计。污水处理系统包括污水处理技术选择以及污水处理规模的确定。污