1、4.水環(huán)境質(zhì)量評價4.1 水體與水體污染4.1.1 水體和水體污染4.1.2 水體污染物及污染源4.1.3 水體污染類型4.2水環(huán)境現(xiàn)狀評價4.3 河流水質(zhì)模型4.3.1 河流水質(zhì)模型簡介4.3.2 河流的混合稀釋模型4.3.3 守恒污染物在均勻流場中的擴(kuò)散模型4.3.4 非守恒污染物在均勻河流中的水質(zhì)模型4.3.5 Streeter-Phelps（S-P）模型4.3.6 河流水質(zhì)模型中參數(shù)估值4.4 湖泊水庫模型與評價4.4.1 湖泊環(huán)境概述4.4.2 湖泊環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價4.4.3 湖泊環(huán)境預(yù)測模式4.5地面水環(huán)境影響評價4.1 水體與水體污染水體與水體污染4.1.1 水體和水體污染按水體

2、所處的位置可把它分為三類：地面水水體、地下水水體、海洋。水體污染惡化過程和水體自凈過程是同時產(chǎn)生和存在的。但在某一水體的部分區(qū)域或一定的時間內(nèi)，這兩種過程總有一種過程是相對主要的過程。它決定著水體污染的總特征。這兩種過程的主次地位在一定的條件下可相互轉(zhuǎn)化。 4.1.2 水體污染物及污染源造成水體的水質(zhì)、生物、底質(zhì)質(zhì)量惡化的各種物質(zhì)或能量都稱為水體污染物。水體污染物的種類繁多，從不同角度可將水體污染物分為各種類型。按理化性質(zhì)分類可分為物理污染物、化學(xué)污染物、生物污染物綜合污染物。按形態(tài)分類可分為：離子態(tài)(陽離子，陰離子)污染物、分子態(tài)污染物、簡單有機(jī)物、復(fù)雜有機(jī)物、顆粒狀污染物。按污染物對水體的

3、影響特征分類可分為感官污染物、衛(wèi)生學(xué)污染物、毒理學(xué)污染物、綜合污染物。4.1.3 水體污染類型(表4-1)4.1.4水體評價參數(shù)：水體評價參數(shù)：物理參數(shù)：包括溫度、臭、味、色、濁度、固體等。化學(xué)參數(shù)：分為無機(jī)和有機(jī)成分。無機(jī)的成分有含鹽量、硬度、pH值、酸度、堿度及鐵、錳、氯化物、硫酸鹽、硫化物、重金屬、氮、磷等。有機(jī)指標(biāo)有：BOD5、CODcr、DO、酚、油等。生物參數(shù)：如細(xì)菌總數(shù)、大腸桿菌等。表表4-1 水體污染源分類水體污染源分類4.2水環(huán)境現(xiàn)狀評價4.2.1地表水環(huán)境質(zhì)量評價方法4.2.2地下水質(zhì)量評價方法地下水質(zhì)量評價方法1.統(tǒng)計(jì)法 2.綜合指數(shù)法4.2.3水環(huán)境質(zhì)量水環(huán)境質(zhì)量生物學(xué)

4、評價生物學(xué)評價1.一般描述對比法2.指示生物法3.生物指數(shù)法（1）貝克（Beck）指數(shù) (2)硅藻類生物指數(shù) (3)生物學(xué)污染指數(shù)(BIP)4.種的多樣性指數(shù)(1)格立松(Gleason)多樣性指數(shù) （2）Simpson多樣性指數(shù) (3)Shannon-Weaver多樣性指數(shù)5.生產(chǎn)力 （1）P/R值 （2）自養(yǎng)指數(shù)4.2.4湖泊環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價湖泊環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價水質(zhì)評價、底質(zhì)評價、生物評價和綜合評價。4.2.1 地表水指數(shù)評價模型4.2.1.1 單因子指數(shù)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)是無量綱數(shù),表示污染物在環(huán)境中實(shí)際濃度超過評價標(biāo)準(zhǔn)的程度,即超標(biāo)倍數(shù)。Ii 的數(shù)值越大表示該單項(xiàng)的環(huán)境質(zhì)量越差。因此對溶解氧

5、和 pH值而言, 其單項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)具有不同的定義式. DODODOsDOsDOSCSOCOI對于iiiSCI DODODODODOSCSCI對于9100 . 70 . 70 . 7pHpHpHIdpH對于0 . 70 . 70 . 7pHpHpHIupH對于環(huán)境質(zhì)量指數(shù)就是這樣一個有代表性的數(shù)，是質(zhì)量好壞的表征，既可以表示單因子的，也可以表示多因子的環(huán)境質(zhì)量狀況。4.2.2 多因子指數(shù)1.均值型多因子指數(shù)均值型多因子指數(shù)2.計(jì)權(quán)型多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)計(jì)權(quán)型多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù) 計(jì)權(quán)型多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)的基本出發(fā)點(diǎn)是認(rèn)為各種環(huán)境因子對環(huán)境的影響是不等權(quán)的，其影響應(yīng)該計(jì)入各環(huán)境因子的權(quán)系數(shù)。niiini

6、iSCnInI1111niiiIWI1niiW112)()(22iiAveIMaxII3.N.L.Nemerow (內(nèi)梅羅內(nèi)梅羅)指數(shù)指數(shù)內(nèi)梅羅指數(shù)是一種突出最大值的計(jì)權(quán)型多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù) 例題4-1：在某河流的3個采樣斷面上進(jìn)行采樣分析的結(jié)果如表1所示（單位mg/L），如果河流的水40%用于游泳（斷面A1），40%用于漁業(yè)（斷面A2），20%用于航運(yùn)（斷面A3），計(jì)算各斷面的內(nèi)梅羅水質(zhì)指數(shù)和河流總的內(nèi)梅羅水質(zhì)指數(shù)。斷面A1：PI1=（2.47072+102）/20.5=7.2837斷面A2：PI2=（1.26152+2.62）/20.5=2.0434斷面A3：PI3=（2.87832+12

7、2）/20.5=8.7260因此總的內(nèi)梅羅水質(zhì)指數(shù)PI=0.47.2837+0.42.0434+0.28.7260=5.47601.羅斯（S. L. Ross）水質(zhì)指數(shù)WQI選用懸浮固體、BOD、DO、氨氮4個評價參數(shù)，并分別給予權(quán)重（表4-4）。在計(jì)算水質(zhì)指數(shù)時，不直接同各參數(shù)的測定值或相對污染值來統(tǒng)計(jì)，而是先把它們分成等級，然后按等級進(jìn)行計(jì)算（見表4-5），其計(jì)算式為：WQI=分級值/權(quán)重值 （4-10）規(guī)定WQI值用整數(shù)表示，這樣就將水質(zhì)指數(shù)分成從0-10的11個等級，數(shù)值越大，則水質(zhì)越好，各級指數(shù)可進(jìn)行如下分級：WQI=10 天然純凈水 WQI=8 輕度污染水 WQI=6 污染水 WQ

8、I=3 嚴(yán)重污染水 WQI=0 水質(zhì)類似腐敗的原污水例題4-2：某水體監(jiān)測結(jié)果為：懸浮固體：25mg/L，BOD：5.5 mg/L，氨氮：1.3mg/L，DO：5.2 mg/L，利用羅斯水質(zhì)指數(shù)判斷水質(zhì)。解答：首先查表4-5，得到懸浮固體、BOD、氨氮、DO等4個評價參數(shù)的分級分別為：14、24、12、4分，根據(jù)它們的權(quán)重系數(shù)分別為：2，3，3，2，則WQI=14+4+24+12/（2+2+3+3）=5.4介于污染水和嚴(yán)重污染水之間。4.1.3分級型指數(shù)分級型指數(shù)2.W值水質(zhì)評價方法值水質(zhì)評價方法為了全面評價地表水體，原則上講，所有項(xiàng)目都應(yīng)監(jiān)測。一般情況下，BOD5、DO、COD、揮發(fā)性酚、氰

9、化物、Cu、As、Hg、Cd、Cr6+、氨氮、陽離子合成洗滌劑（ABS）、石油等13項(xiàng)是必須監(jiān)測的。SNn10Nn8Nn6Nn4Nn2式中S監(jiān)測總項(xiàng)數(shù); Nn10、Nn8、Nn6、Nn4、Nn2分別為監(jiān)測值得10分、8分、6分、4分、2分的項(xiàng)數(shù)。其中得4分和2分的項(xiàng)數(shù)為超過地表水標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)數(shù)。污染表達(dá)式：SWJ-C式中S監(jiān)測總項(xiàng)數(shù)；WJ污染級別；C超標(biāo)項(xiàng)數(shù)。解答：13項(xiàng)目監(jiān)測數(shù)據(jù)對應(yīng)的得分情況是：DO2.2mg/L2分 BOD55 mg/L4分COD20 mg/L4分 酚0.005 mg/L8分氰化物0.01mg/L10分 Cu0.5mg/L4分As0.03mg/L8分 Hg0.002mg/L4

10、分Cd0.03mg/L4分 Cr6+0.04mg/L10分石油0.2mg/L6分 NH4+- N32.8mg/L2分ABS1.2mg/L4分因此數(shù)學(xué)模式為：13 N210N28N16N64N22（超標(biāo)項(xiàng)數(shù)為6個）總得分?jǐn)?shù)為：70分，屬于W3級水,因此污染表達(dá)式為：13W3-6例題4-3：某地表水監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)如下：DO：2.2mg/L、BOD5：5 mg/L、COD：20 mg/L、酚：0.005 mg/L、氰化物：0.01mg/L、Cu：0.5mg/L、As：0.03mg/L、Hg：0.002mg/L、Cd：0.03mg/L、Cr6+：0.04mg/L、石油：0.2mg/L 、NH4+-N：

11、32.8mg/L、ABS：1.2mg/L，用W值水質(zhì)評價法寫出數(shù)學(xué)模式和污染表達(dá)式。例題4-4：某水庫監(jiān)測數(shù)值如下表所示，利用分級評價法判斷水質(zhì)級別。 因此總分=119分，查表4-9，則水質(zhì)級別屬于級輕污染級。4.3 河流水質(zhì)模型4.3.1 河流水質(zhì)模型簡介4.3.2 河流的混合稀釋模型4.3.3 守恒污染物在均勻流場中的擴(kuò)散模型4.3.4 非守恒污染物在均勻河流中的水質(zhì)模型4.3.5 Streeter-Phelps（S-P）模型4.3.6 河流水質(zhì)模型中參數(shù)估值4.3.1河流水質(zhì)模型簡介河流水質(zhì)模型簡介按時間特性分類，分動態(tài)模型和靜態(tài)模型。按空間維數(shù)分類；分為零維、維、二維、三維水質(zhì)模型。當(dāng)

12、把所考察的水體看成是一個完全混合反應(yīng)器時，即水體中水質(zhì)組分的濃度是均勻分布的，描述這種情況的水質(zhì)模型稱為零維的水質(zhì)模型。描述水質(zhì)組分的迕移變化在一個方向上是重要的，另外兩個方向上是均勻分布的，這種水質(zhì)模型稱為一維水質(zhì)模型。描述水質(zhì)組分的遷移變化在兩個方向上是重要的，在另外的一個方向上是均勻分布的，這種水質(zhì)模型稱為二維水質(zhì)模型。描述水質(zhì)組分，遷移變化在三個方向進(jìn)行的水質(zhì)模型稱為三維水質(zhì)模型。按描述水質(zhì)組分分類，分為單一組分和多組分的水質(zhì)模型。水體中一組分的遷移轉(zhuǎn)化與另一組分(或幾個組分)的遷移轉(zhuǎn)化是相互聯(lián)系、相互影響的，描述這種情況的水質(zhì)模型稱為多組分的水質(zhì)模型.表表4-2 水質(zhì)模型類型水質(zhì)模型

13、類型 水體中污染物的遷移水體中污染物的遷移4.3.2 河流的混合稀釋模型河流的混合稀釋模型均勻混合段混合段背景段背景段 河水Q(m3/s)，污染物濃度為C1(mgL)污染物濃度為C2 (mgL)廢水流量為 q(m3/s)qaQqQnQQaii混合系數(shù)a ， 稀釋比n 定義 qaQqCaQCqQqCQCCiii2121混合過程段的污染物濃度 Ci 及混合段總長度 L 3)1 (lg3 . 2qaqaQLn)exp()/(1)exp(1)(bqQbxa混合過程段的混合系數(shù)a 是河流沿程距離 x 的函數(shù)， 水質(zhì)完全混合模型的適用條件：水質(zhì)完全混合模型的適用條件：河流是穩(wěn)態(tài)的，定常排污，即河床截面積、

14、流速、流量及污染物的輸入量不隨時間變化；污染物在整個河段內(nèi)均勻混合，即河段內(nèi)各點(diǎn)污染物濃度相等，污染物能在瞬間分布到空間的各個部位；廢水的污染物為持久性物質(zhì)，不分解也不沉淀；河流無支流和其它排污口廢水進(jìn)入。 解答：Cp=310mg/L Ch=1300 mg/L Qh=2.83 m3/s河流的流量為：Qp=vWh=0.45713.720.61=3.82m3/s 根據(jù)完全混合模型混合后的濃度為：C=(CpQp+ChQh)/(Qp+Qh)=731.8mg/L 因此河水中的總?cè)芙夤腆w濃度是超標(biāo)的（731.8mg/L500 mg/L）。 P135例題例題4-5 計(jì)劃在河邊建一廠，該廠將以2.83m3s的

15、流量排放廢水，廢水中總?cè)芙夤腆w濃度為1300mg/L，該河流平均流速v為0.457ms，平均河寬W為13.72m，平均水深h為0.61m，總?cè)芙夤腆wC0為310mg/L，問該工廠的廢水排入河后，總?cè)芙夤腆w的濃度是否超標(biāo)(設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為500 mg/L)？4.3.3 守恒污染物在均勻流場中的擴(kuò)散模型均勻流場中的擴(kuò)散方程均勻流場中的擴(kuò)散方程xCuxCDtCxx22yCuxCuyCDxCDtCyxyx2222在均勻流場中的一維擴(kuò)散方程成為：水深方向(z方向) 均勻混合，x 方向和 y 方向存在濃度梯度時，二維擴(kuò)散方程：Dx x 坐標(biāo)方向的彌散系數(shù)；ux x方向的流速分量；Dy y 坐標(biāo)方向的彌散系數(shù)；uy

16、 y方向的流速分量。4.3.3 守恒污染物在均勻流場中的擴(kuò)散模型2 無限大均勻流場中移流無限大均勻流場中移流擴(kuò)散方程的解擴(kuò)散方程的解2222yCDxCDxCuyx（6-13）若在無限大均勻流場中，坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在污染物排放點(diǎn)，污染物濃度的分布呈高斯分布，則方程式的解為。式中 Q 是連續(xù)點(diǎn)源的源強(qiáng) (g/s)，結(jié)果 C 的單位為(g/m3= mg/L)。xDuyuxDuhQCyy4exp/42xDuyBxDuyuxDuhQyxCyyy4)2(exp4exp/42),(22河寬為 B，只計(jì)河岸一次反射時的二維靜態(tài)河流岸邊排放連續(xù)點(diǎn)源水質(zhì)模型的解為考慮河岸反射時移流擴(kuò)散方程的解考慮河岸反射時移流擴(kuò)散方程

17、的解xDuyuxDuhQyxCyy4exp/4),(22完成橫向均勻混合的距離完成橫向均勻混合的距離斷面上河對岸濃度達(dá)到同一斷面最大濃度的5，定義為污染物到達(dá)對岸。這一距離稱為污染物到達(dá)對岸的縱向距離，ybDuBL20675. 0若斷面上最大濃度與最小濃度之差不超過5，認(rèn)為達(dá)到均勻混合。完成橫向均勻混合的斷面的距離稱為完全混合距離。ymDuBL21 . 0ymDuBL24 . 0中心排放情況，岸邊排放情況，4.3.4 非守恒污染物在均勻河流中的水質(zhì)模型CVkCCQ10)(0uxkCQVkCC101011dCdt =0，1.零維水質(zhì)模型零維水質(zhì)模型CVkCCQdtdCV10)(由多個零維靜態(tài)單元

18、河段組成的順直河流水質(zhì)模型xxxC0C3C1C5C4C2C3C1C5C4C2iiiuxkCQVkCC1010111零維模型零維模型根據(jù)質(zhì)量守衡可寫出完全混合反應(yīng)器的平衡方程,即零維模型 連續(xù)流完全混合反應(yīng)器Q,C0Q,CSV,CKCVSCCQdtdCV)(0例題4-6:有一條比較淺而窄的河流，有一段長1km的河段，穩(wěn)定排放含酚廢水Qh=1.0m3s，含酚濃度為Ch=200mg/L，上游河水流量為Qp9m3s，河水含酚濃度為Cp=0，河流的平均流速為v40km/d，酚的衰減速率系數(shù)為K=2 d-1，求河段出口處的含酚濃度為多少?解答：河段起始斷面河水中含酚濃度為：C0=(CpQp+ChQh)/(

19、Qp+Qh)=（90+1200）/（9+1）=20mg/L河段出口處含酚濃度為：1km的河段以v40km/d流過所經(jīng)歷的停留時間為：t=1/40(d)C=)401( 212010ktc=19.0476 mg/LzyxCDCuzyIJxxxx)(2.一維模型一維模型KCxCDxCuxtCxx)()(xxCDxxCDxCuxCuxxxx)()(zyxxCDxxCDxCuxCuxxxx)()(zxyxCDCuxxX一維水質(zhì)模型一維水質(zhì)模型KCdxCdDdxdCuxx22xuDkDuCCxx2104112exp一維河流靜態(tài)水一維河流靜態(tài)水質(zhì)模型基本方程質(zhì)模型基本方程忽略擴(kuò)散項(xiàng)，沿程的坐標(biāo)x=ut,dC

20、/dt=-k1C , 這是一個二階線性常微分方程 代入初始條件 x=0, C=C0方程的解為 )/(exp)(10uxkCxC。解答：計(jì)算起始處完全混合后的初始濃度得到：C0= =1.28mg/LhphhppQQQCQC考慮縱向彌散條件下，下游10km處的苯酚濃度：t=L/v=10000/(0.386400)=0.3858d23 . 010)606024/2 . 0(41=1.0005143 m=1.28exp10000)0005143.11(1023 .0=1.18497 mg/L忽略縱向彌散時下游10km處的苯酚濃度：=1.28exp（-864003 . 0100002 . 0）=1.18

21、495 mg/L由此可見，在穩(wěn)態(tài)條件下，忽略縱向彌散系數(shù)與考慮縱向彌散系數(shù)的差異可以忽略不計(jì)（相差僅僅0.0002%）。 例題4-7：一個改擴(kuò)工程擬向河流排放廢水，廢水量Qh0.15m3s，苯酚濃度為Ch=30mg/L，河流流量Qp5.5m3s，流速vx=0.3m/s，苯酚背景濃度Cp=0.5mg/L，苯酚的降解系數(shù)K=0.2d-1，縱向彌散系數(shù)Dx=10m2/s。求排放點(diǎn)下游10km處的苯酚濃度。4.3.5 Streeter-Phelps（S-P）模型1S-P模型基本方程及其解模型基本方程及其解S-P模型的建立基于兩項(xiàng)假設(shè)：只考慮好氧微生物參加的BOD衰減反應(yīng)，并認(rèn)為該反應(yīng)為一級反應(yīng)。河流中

22、的耗氧只是BOD衰減反應(yīng)引起的。BOD的衰減反應(yīng)速率與河水中溶解氧(DO)的減少速率相同，復(fù)氧速率與河水中的虧氧量 D 成正比。S-P模型的基本方程為：DkLkdtdDLkdtdL211式中:L河水中的BOD值，mg/L；D河水中的虧氧值，mg/L,是飽和溶解氧濃度Cs （mg/L）與河水中的實(shí)際溶解氧濃度C（mg/L）的差值；k1河水中BOD衰減(耗氧)速度常數(shù)，1d；k2河水中的復(fù)氧速度常數(shù)，1d；t河水中的流行時間， d。0,0,00 xCCxLL)()(/2101/0/02121uxkuxkuxkssuxkeekkLkeCCCCeLL這兩個方程式是耦合的。當(dāng)邊界條件時，解析解為: 05

23、101520250246810012345678X kmL mg/LL mg/LDOmg/LDOmg/L2S-P 模型的臨界點(diǎn)和臨界點(diǎn)氧模型的臨界點(diǎn)和臨界點(diǎn)氧濃度濃度討論 S-P 模型臨界點(diǎn)氧濃度求出負(fù)值怎么辦。系統(tǒng)分析方法如何應(yīng)對模型的失效)()() 1(1/2101/000121212212uxkuxkuxkssScccceekkLkeCCCCLCCkkkkLnkkux3S-P 模型的修正型模型的修正型 (1)托馬斯(Thomas)模型對一維靜態(tài)河流，在SP模型的基礎(chǔ)上考慮沉淀、絮凝、沖刷和再懸浮過程對BOD去除的影響，引入了BOD沉浮系數(shù)k3，DkLkdxdDuLkkdxdLu2131)

24、(2)多賓斯坎普(DobbinsCamp)模型一維靜態(tài)河流, 考慮地面徑流和底泥釋放BOD所引起的BOD變化速率，該速率以 R表示。考慮藻類光合作用和呼吸作用以及地面徑流所引起的溶解氧變化速率，以 P表示。 PDkLkdxdDuRLkkdxdLu2131)(3)奧康納(OConnon)模型式中，kn 硝化BOD衰減速度常數(shù)， 1/d ；kn 硝化BOD衰減速度常數(shù)，1/d ；Lc0, 河流x=0 處，含碳有機(jī)物BOD濃度，mg/L。Ln0, 河流x=0 處，含氮有機(jī)物BOD濃度，mg/L。一維靜態(tài)河流，奧康納假設(shè)條件為，總BOD是碳化和硝化BOD兩部分之和，即L=Lc+Ln， DkLkLkdx

25、dDuLkdxdLuLkkdxdLunncnnncc2131)(4S-P 模型的缺陷和修正方法模型的缺陷和修正方法DkLkdtdD21引入自凈系數(shù) fk2/k1，當(dāng) dD/dt0 時有 LfD ：LfD，dD/dt0，河流中的溶解氧呈下降態(tài)勢；L=fD，dD/dt=0，河流中的溶解氧保持不變；LfD，dD/dt0，河流中的溶解氧呈上升態(tài)勢；對于S_P模型失效的重污染河流可以進(jìn)行分段討論。根據(jù)這一思想建立的S-P 模型網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ途W(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)LmgqQqCQCC/202 .022 .020022210)/(18)20/5 . 0*21 (2012202LmguxkCC例例4-8:均勻河段長10km，

26、有一含BOD的廢水從這一河段的上游端點(diǎn)流入廢水流量為 q =0.2m3/s，BOD濃度C2=200mg/L，上游河水流量 Q =2.0m3/s， BOD濃度C1=2mg/L，河水的平均流速 u =20km/d，BOD的衰減系數(shù) k=2/d，求廢水入河口以下(下游) 1km、2km、5km 處的河水中 BOD 的濃度。解：河段初始斷面河水中BOD濃度為：以0.5km 為單位，將河段分成環(huán)境單元，即x=0.5km，1km、2km、5km處的河段發(fā)表處在，i = 2、4、10的位置。由式計(jì)算 BOD 的濃度同理，分別用4 和10代替上式中的 i =2, 有 C4 =16.5(mg/L)，C10 =1

27、2.3 (mg/L)。例題例題4-94.3.6 河流水質(zhì)模型中參數(shù)估值1.縱向擴(kuò)散系數(shù)縱向擴(kuò)散系數(shù) Dx 的估的估值值2. 耗氧系數(shù)耗氧系數(shù) k1 的估值方的估值方法法3. 復(fù)氧系數(shù)復(fù)氧系數(shù) k2 的估值方的估值方法法HUDxgHIU 系數(shù)，由實(shí)驗(yàn)確定；Dx擴(kuò)散系數(shù)，m2/s；H 斷面平均水深，m；U 摩阻流速(或稱“剪切流速” I 水面比降；g重力加速度，9.81 m/s2；)，m/s；4.4 湖泊水庫模型與評價4.4.1 湖泊環(huán)境概述4.4.2 湖泊環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價對湖泊環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價主要包括以下幾個方面：水質(zhì)評價、底質(zhì)評價、生物評價和綜合評價水質(zhì)評價方法 ：污染指數(shù)法、分級聚類法、模糊

28、數(shù)學(xué)方法 湖泊環(huán)境質(zhì)量的綜合評價。綜合評價方法有三種：算術(shù)平均值法，選擇最大值法和加權(quán)法。表表4-4 湖泊分層采樣和湖泊水庫采樣點(diǎn)最小密度要求湖泊面積(km)2監(jiān)測點(diǎn)個數(shù)湖泊水深（m）分層采樣10 以下105 以下表層(水面下0.30.5m)10-100205-10表層、底層(離湖底1.0m)100-5003010-20表層、中層、底層500-10004020 以上表層,每隔10m取一層水樣或在水溫躍變處上、下分別采樣。1000以上504.4.3 湖泊環(huán)境預(yù)測模式完全混合箱式模型污染物守恒情況經(jīng)歷時間 t后，用質(zhì)量平衡方程求出濃度C （mg/L） ： 式中：W0 湖（庫）中現(xiàn)有污染物（除Qp

29、帶進(jìn)湖泊的污染物外）的負(fù)荷量g/d；Qp 流進(jìn)湖泊的污水排放量 m3/d， Qh 流出湖泊的污水排放量 m3/d；C0 湖（庫）中污染物現(xiàn)狀濃度mg/L， Cp 流進(jìn)湖泊的污水排放濃度 mg/L；V 湖水體積m3。穩(wěn)定的情況下，當(dāng)時間趨于無窮時，達(dá)到平衡濃度 tVQQQcWCQQcWChhpphppexp000hppQQcWC0湖泊完全混合衰減模式Kh是描述污染物濃度變化的時間常數(shù)1/d，它是兩部分的和：k1（1/d）表示污染物質(zhì)按k1的速度作一級降解反應(yīng)，而V/Qh (d)，是湖水體積與出流流流量比，表現(xiàn)了湖水的滯留時間。tKVKQcWCVKQcWChhpphppexp0001)/(kVQK

30、hh對于非守恒物質(zhì)，經(jīng)歷時間t后，湖泊內(nèi)污染物濃度C（mg/L）可以用完全混合衰減方程表示： hppVKQcWC0在湖泊、水庫的出流、入流流量及污染物質(zhì)輸入穩(wěn)定的情況下，當(dāng)時間趨于無窮時，達(dá)到平衡濃度4.5 地面水環(huán)境影響評價4.5.1 評價目的、分級及程序4.5.2 環(huán)境影響評價大綱 4.5.3水環(huán)境影響預(yù)測及評價 水環(huán)境評價大綱水環(huán)境評價大綱評價大綱的編寫是以建設(shè)項(xiàng)目為基礎(chǔ)，以水環(huán)境保護(hù)法規(guī)為依據(jù)，以各種政策為指導(dǎo)，以水環(huán)境質(zhì)量為尺度，堅(jiān)持嚴(yán)肅和科學(xué)的態(tài)度，把大綱編制成對評價活動具有指導(dǎo)性的文件。編寫評價大綱的基本要求有：評價目的明確，選擇標(biāo)準(zhǔn)和確定等級適當(dāng)，評價范圍的劃分科學(xué)，工程分析完

31、整，評價因子的篩選滿足環(huán)保目標(biāo)要求，模型參數(shù)確定符合技術(shù)導(dǎo)則要求。水環(huán)境影響評價大綱一般應(yīng)包括以下內(nèi)容：編制依據(jù)；建設(shè)項(xiàng)目概況；建設(shè)項(xiàng)目地區(qū)環(huán)境概況；評價內(nèi)容：包括評價范圍、評價因子、監(jiān)測斷面的布設(shè)、監(jiān)測項(xiàng)目、分析方法、評價標(biāo)準(zhǔn)、預(yù)測評價方法等；污水治理措施的可行性及建議，經(jīng)濟(jì)損益簡要分析；組織與進(jìn)度 水環(huán)境質(zhì)量評價學(xué)習(xí)要點(diǎn)xDuyuxDuhQCyy4exp/42DkLkdtdDLkdtdL211)()(/2101/0/02121uxkuxkuxkssuxkeekkLkeCCCCeLL本章主要講述了水體環(huán)境污染、河流與湖泊水質(zhì)模型以及地面水環(huán)境影響評價方法。 掌握水體現(xiàn)狀評價的幾種方法。 水質(zhì)

32、數(shù)學(xué)模型是描述水體中污染物隨時間和空間遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的數(shù)學(xué)方程，主要介紹了守恒污染物在均勻流場和非守恒污染物在均勻河流中的兩類水質(zhì)模型。(1) 無限大均勻流場中移流擴(kuò)散方程的解為用疊加法可獲得有河岸反射時的解；斷面濃度的比例關(guān)系是污染物到達(dá)對岸和完成橫向均勻混合的根據(jù)，并能椐此計(jì)算出相應(yīng)的距離。(4) 非守恒污染物在均勻河流中的水質(zhì)模型中最常用的是SP模型，即：，其解為：在SP模型基礎(chǔ)上附加一些新的假設(shè)后可獲得：托馬斯(Thomas)模型、多賓斯坎普(DobbinsCamp)模型和奧康納(OConnon)模型。 (5) 湖泊環(huán)境質(zhì)量評價方法有：水質(zhì)評價、底質(zhì)評價、生物評價和綜合評價等四種。湖泊環(huán)

33、境預(yù)測模型有：完全混合箱式模型、分層湖(庫) 集中參數(shù)模型、湖泊水質(zhì)擴(kuò)散模型、湖泊環(huán)流二維穩(wěn)態(tài)混合模式等。(6) 了解地面水環(huán)境影響評價的工作程序、水環(huán)境質(zhì)量調(diào)查、影響預(yù)測與評價方法。難點(diǎn)重點(diǎn)1.水環(huán)境評價參數(shù)有哪些?2.湖泊水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價的內(nèi)容和方法有哪些?3. 有一條比較淺而窄的河流，有一段長1km的河段，穩(wěn)定排放含酚廢水Qh=1.0m3s，含酚濃度為Ch=200mg/L，上游河水流量為Qp9m3s，河水含酚濃度為Cp=0，河流平均流速為v40km/d，酚的衰減速率系數(shù)為K=2 d-1，求河段出口處的含酚濃度為多少?4. 一個改擴(kuò)工程擬向河流排放廢水，廢水量Qh0.15m3s，苯酚濃度為Ch=30mg/L，河流流量Qp5.5m3s，流速vx=0.3m/s，苯酚背景濃度Cp=0.5mg/L，苯酚的降解系數(shù)K=0.2d-1，縱向彌散系數(shù)Dx=10m2/s。求排放點(diǎn)下游10km處的苯酚濃度。5.擬建個化工廠，其廢水排入工廠邊的條河流，已知污水與河水在排放口下游15km處完全混合，在這個位置BOD5的濃度為7.8 mg/L，DO為5.6 mg/L，河流的平均流速為1.5m/s，在完全混合斷面下游25km處是漁業(yè)用水的引水源，河流中飽和溶解氧濃度DO=9.0 mg/L，河流的 K1=0.