【文章內(nèi)容簡介】 水流相匯形成強烈的混合作用。 一般污染比較嚴重的河口都是工業(yè)集中的城市或水陸交通樞紐。在無組織排放的條件下，河口將受納許多排放口廢水。在通航的河口，其寬度一般都較大，也比較深，污染物要完成橫向混合仍需要經(jīng)過較長的距離。 當(dāng)只需了解污染物在 —— 個潮汐周期內(nèi)的平均濃度時，可以采用本節(jié)中介紹的河流相應(yīng)情況的模型，其混合系數(shù) Ey可以采用式 (4— 67)的泰勒公式。 如果要求污染物與河口水混合過程中濃度隨時間變化情況，則應(yīng)采用二維動態(tài)混合數(shù)值模型預(yù)測：首先通過實測得到斷面上各測點流速與斷面平均流速的相關(guān)關(guān)系，同時用一維非恒定流方程數(shù)值模型計算出沿程各斷面平均流速，這樣就可得到河口的流場分布。 二維動態(tài)混合物數(shù)值模型的微分方程見式： 2222x y x yu u E E Kt x y x y? ? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?四、河口和河網(wǎng)水質(zhì)模型 河口是入海河流受潮汐作用影響明顯的河段。 潮汐對河口水質(zhì)的雙重影響： ① 上游下泄的水流相匯，形成強烈的混合作用，使污染物的分布趨于均勻 ； ② 由于潮流的頂托作用，延長了污染物在河口的停留時間，有機物的降解會進一步消耗水中的溶解氧，使水質(zhì)下降 。 ③此外，潮汐也使河口的含鹽量增加。 河口模型比河流模型復(fù)雜，求解也比較困 難。對河口水質(zhì)有重大影響的評價項目，需要 預(yù)測污染物濃度隨時間的變化。這時應(yīng)采用水 力學(xué)中的非恒定流的數(shù)值模型，以差分法計算 流場，再采用動態(tài)水質(zhì)模型，預(yù)測河口任意時 刻的水質(zhì)。當(dāng)排放口的廢水能在斷面上與河水 迅速充分混合，則也可用一維非恒定流數(shù)值模 型計算流場，再用一維動態(tài)水質(zhì)模型預(yù)測任意 時刻的水質(zhì)。對河口水質(zhì)有重大影響，但只需 預(yù)測污染物在一個潮汐周期內(nèi)的平均濃度，這 時可以用一維潮周平均模型預(yù)測。 一維（潮周平均）河口水質(zhì)模型如下： 式中： r— 污染物的衰減速率， g/()； s— 系統(tǒng)外輸入污染物的速率， g/()； ux— 不考慮潮汐作用，由上游來水 (凈泄量 )產(chǎn)生的流速， m/s。 假定 s＝ 0和 r＝－ K1ρ， 對排放點上游（ x＜ 0） 對排放點下游（ x ＞ 0） ? ? 0xxd d dE u r sd x d x d x? ???? ? ? ? ?????1204e x p 1 12xxu K EEu????????? ? ?????????1204e x p 1 12xxu K EEu????????? ? ?????????01241 xxWKEQu? ?? 第三節(jié) 湖泊 (水庫 )水質(zhì)數(shù)學(xué)模型 湖泊（水庫）水流狀態(tài)分為前進和振動兩類。前者指湖流和混合作用，后者指波動和波漾。 (1)湖流：指湖水在水力坡度、密度梯度和風(fēng)力等作用下產(chǎn)生沿一定方向的緩慢流動。湖流經(jīng)常呈水平環(huán)狀運動（多出現(xiàn)在湖水較淺的場合）和垂直環(huán)狀運動 (湖水較深時 )。 (2)混合：指在風(fēng)力和水力坡度作用下產(chǎn)生的湍流混合和由湖水密度差引 起的對流混合作用。 (3)波動：主要由風(fēng)引起的，又稱風(fēng)浪。 (4)波漾：是在復(fù)雜的外力作用下，湖中水位有節(jié)奏的升降變化。 湖泊 (水庫 )的水質(zhì)特征： ① 水的停留時間較長（可達數(shù)月至數(shù)年），屬于緩流水域 ， 其中的化學(xué)和生物學(xué)過程保持一個比較穩(wěn)定的狀態(tài) 。 ② 進入湖泊和水庫中的營養(yǎng)物質(zhì)在其中容易不斷積累 ， 致使水質(zhì)發(fā)生富營養(yǎng)化 。 ③ 在水深較大的湖、庫中，水溫和水質(zhì)是豎向分層的 。 湖泊水質(zhì)模型分為描述湖、庫營養(yǎng)狀況的 箱式模型 、 分層箱式模型 和描述溫度與水質(zhì)豎向分布的 分層模型 。 一、完全混合模型 完全混合模型屬箱式模型，也稱沃蘭偉德(Vollenwelder)模型。 對于停留時間很長、水質(zhì)基本處于穩(wěn)定狀態(tài)的中小型湖泊和水庫，可以簡化為一個均勻混合的水體。沃蘭偉德假定，湖泊中某種營養(yǎng)物的濃度隨時間的變化率，是輸入、輸出和在湖泊內(nèi)沉積的該種營養(yǎng)物量的函數(shù)，可以用質(zhì)量平衡方程表示： 1．污染物 (營養(yǎng)物 )混合和降解模型 1dV W Q K Vdt? ??? ? ?式中： V— 湖、庫的容積， m3； — 污染物或水質(zhì)參數(shù)的濃度， mg／ L； — 污染物或水質(zhì)參數(shù)的平均排入量， mg／ s； t— 時間， s； Q— 出入湖、庫流量， m3／ s； K1— 污染物或水質(zhì)參數(shù)濃度衰減速率系數(shù)， 1／ s。 積分上式得： 式中： W0— 現(xiàn)有污染物排入量， mg／ s； ?W11e x pt WQ KtQ K V V????? ????? ? ??? ????? ??????0 pW W q?? ? ? — 擬建項目廢水中污染物濃度， mg／ L； q— 廢水排放量， m3／ s。 而 式中： — 湖、庫中污染物起始濃度， mg／ L。則： 對于持久性污染物 K1＝ 0，則： 當(dāng)時間足夠長，湖、庫中污染物 (營養(yǎng)物 )濃度達到平衡時， 。則平衡時濃度為： p?? ?10W Q K V??? ? ?0?? ? 011 ttt WQe e KVV??? ? ?? ??? ? ? ? ?QV? ?0ddt? ?eWV? ??2．求湖、庫中污染物達到一指定 ρt所需時間 t0。 設(shè) ρt/ρp=β，則： 3．無污染物輸入 (W＝ 0)時濃度隨時間變化為 這時，可以求出污染物 (營養(yǎng)物 )濃度達到初始濃度之比為 δ即 ρt／ ρ0＝ δ時，所需時間： 1l n ( 1 )VtQ K V?????1( / )00Q V K tt ee?? ? ??? ???11lnt????4．溶解氧模型 式中： K2—— 大氣復(fù)氧系數(shù)， 1/d或 1/s； ρDO0—— 溶解氧起始濃度， mg/L； R—— 湖庫的生物和非生物因素耗氧總量，mg/()或 mg/(m3s)； R=rA＋ B A—— 養(yǎng)魚密度， kg/m3； r—— 魚類耗氧速率， mg/()或 mg/(kgs)； ρDOs—— 飽和溶解氧濃度， mg/L； B—— 其他因素耗氧量， mg/()或 mg/(m3s)； ? ? ? ?0 2 sDO D O D O D O D Od Q KRd t V? ? ? ? ???? ? ? ? ?????第四節(jié) 水質(zhì)模型的標定 上述地表水體水質(zhì)模型標定的目的是確定模型中各個系數(shù)，包括 K K Ex、 Ey等的值，這是決定預(yù)測結(jié)果準確性的關(guān)鍵之一，其估值可以單個進行，也可用同時估值法；單個估值可以實測、應(yīng)用經(jīng)驗式計算或借用類似水體的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。 第五節(jié) 開發(fā)行動對地表水影響的識別 各種類型的人類開發(fā)行動如建設(shè)項目、區(qū)域和流域開發(fā)等都會對地表水環(huán)境的 水量、水質(zhì)、水生生物或底部沉積物 產(chǎn)生影響。建設(shè)項目和區(qū)域或流域開發(fā)行動在其 建設(shè)期、運行期和服務(wù)期滿 都會 有不同性質(zhì)和程度的影響 。 一、工業(yè)建設(shè)項目 1．建設(shè)期影響 工業(yè)建設(shè)項目在建設(shè)期 (施工階段 )的共同影響： (1)施工隊伍大批進入現(xiàn)場，排放的生活污水和垃圾的污染。 (2)施工機械運作、清洗、漏油等排放的含油和懸浮物廢水。 (3)基坑開挖和降低地下水位等操作排放含泥砂廢水。 (4)施工場地清理和開辟施工機械通行道路常大片破壞地面植被，造成裸土。在降雨 (特別是暴雨 )時，造成土壤侵蝕，使地表水中泥砂含量陡增，嚴重時造成河道阻塞。如果地表受過污染， 則污染物隨雨水進入河道。 2．運行期影響 任何工業(yè)建設(shè)項目都有其特殊性，所以，必須針對具體項目開展深入細微的工程分析才能全面而有重點地識別出具體影響。 (1)石油煉制工業(yè)：一個煉油廠有四種主要操作：分離、轉(zhuǎn)化、精制和調(diào)和。 廢水主要來自： ①含油廢水主要來自油罐區(qū)和操作區(qū)的雨水、油罐排水、冷卻水排污、沖洗和清洗水及原油脫鹽等場所和工序； ②苯酚、苯和有機酸等有機物以及硫化銨、金屬鹽、無機鹽等無機物來自汽提、原油裂解、洗滌、 油的化學(xué)處理、原油脫鹽、催化裂解等工藝過程； ③高溫水 (非污染水 )來自鍋爐排污、冷卻水排放等。 煉油廠用水量和廢水排放量都很大。 (2)鋼鐵工業(yè)：鐵和鋼制造 —— 般有六種操作： ①焦炭制造和副產(chǎn)品回收； ②鐵礦石制備； ③高爐煉鐵； ④轉(zhuǎn)爐、電爐或平爐煉鋼； ⑤鑄、軋機操作： ⑥精整操作。 廢水主要來源如下： a．焦炭生產(chǎn)和副產(chǎn)品回收過程的工藝用水和冷卻水如熄焦廢水、酸洗廢水和氨蒸餾廢液中含高濃度酚、氰化物、硫氰酸鹽和硫化物、氯化物；b．高爐煉鐵的廢水主要由排氣洗滌和高爐爐渣用水淬熄時排出的； c．鑄造和軋機操作主要排大量冷卻水 (一般循環(huán)回用 )，軋機操作中產(chǎn)生的含鐵碎屑和油滴的廢水； d．精整操作采用酸、堿浸漬去除銹和磷皮將排出含鐵鹽的酸性廢水，含皂化油的堿性廢水等。 (3)鋁和有色金屬生產(chǎn) ①制鋁工業(yè)是以鋁礬土為原料采用電解還原法生產(chǎn)金屬鋁。與鋼鐵工業(yè)比較制鋁業(yè)排放的廢水量較少，主要是含鋁酸鈉或氟化鈣的廢堿液；其他為鍋爐排污、冷卻塔排污等的廢水。 ②銅的生產(chǎn)用銅礦石作原料。銅礦石被破碎后濕磨成為細礦漿再加入浮選劑，浮渣層用去煉鋼；沉渣送去尾礦場，尾礦中的浮選劑 (或浸取劑 )如管理不善，會對水體造成污染。煉銅和銅精煉過程排放少量工藝廢水含低濃度銅、砷、銻、鉛等重金屬。 (4)化學(xué)工業(yè)：包含的門類很多，排放的廢水中含各種有機和無機污染物，有些屬于危險性污染物。 ①無機化工產(chǎn)品制造業(yè)，如硫酸、鹽酸、硝酸、燒堿、純堿 (蘇打 )、氯氣、磷肥、鉻酸鹽、碳銨等。廢水中含酸、堿類物質(zhì)和合成過程的產(chǎn)物和副產(chǎn)物。 ②有機化工與石油化工有密切關(guān)系，生產(chǎn)過程中除使用有機原料外還需各種無機原料 (如三酸二堿 )。廢水來源主要有：產(chǎn)品和副產(chǎn)品洗滌；冷卻塔和鍋爐排污、蒸汽凝結(jié)水等；溢漏、容器清洗、地面沖洗；雨水和場地沖洗水。許多濃度低、危害性大的污染物必須在工程分析中通過仔細調(diào)查弄清楚，必要時需進行專題監(jiān)測。 (5)食品工業(yè)：將農(nóng)產(chǎn)品加工成消費者能食用的食品，要經(jīng)過一系列過程，例如精制、防腐、產(chǎn)品改性、儲存和輸運、包裝或罐制造。食品工業(yè)中大宗生產(chǎn)的是肉類和肉制品、魚類加工；奶及奶制品；谷類碾磨、輸運和食品制造；水果和蔬菜加工以及罐頭制造等。 食品工業(yè)排放大量含可降解