【正文】 水質(zhì)和造成荒漠化等。 ④大型水庫(kù)和水電工程建設(shè)對(duì)水庫(kù)內(nèi)和上下游的水質(zhì)和水量及生態(tài)影響包括： A．水庫(kù)內(nèi)水質(zhì)發(fā)生季節(jié)性變化； B．均勻地減少下游進(jìn)入河口的流量，可能引起鹽水入侵； C．降低下游河段自凈能力； D．蒸發(fā)量加大，減少下游河水流量； E．妨礙回游性魚類的生長(zhǎng)、繁殖； F．促進(jìn)庫(kù)內(nèi)水草和浮水植物的生長(zhǎng)； G．可能減少輸人下游土地的營(yíng)養(yǎng)物量。這類工程的影響是從河流和湖泊中取走大量的水使河流流量減小，灌溉回流水對(duì)河流可能造成污染。 ①開辟航道工程主要影響是清除航道中樹木和淤積物妨礙航行和改變水流流態(tài)產(chǎn)生易受侵蝕的底質(zhì)和不穩(wěn)定河床；船舶通航使水變混，減少光線透人深度，改變水生生物的結(jié)構(gòu)，使耐污性生物量增加，水生生物生產(chǎn)力降低，船舶通航還造成水體污染。制漿過(guò)程排放的廢水中含有高濃度的木質(zhì)素、糖類和半纖維素等有機(jī)污染物；在漂白過(guò)程中漂白劑與有機(jī)物產(chǎn)生多種多樣具有致癌性的氯代有機(jī)物；造紙過(guò)程中產(chǎn)生大量含微細(xì)纖維素(懸浮物 )的廢水 (白水 )。造紙廠包括漿料處理、造紙機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)性和潤(rùn)飾等工序。 (6)制漿和造紙業(yè)：紙漿生產(chǎn)和造紙過(guò)程排放的廢水是重要水污染源。 食品工業(yè)排放大量含可降解有機(jī)物 (BOD)的廢水，廢水中還含較高濃度的懸浮物，可溶性固體和油脂以及各種有機(jī)和無(wú)機(jī)添加劑。 (5)食品工業(yè)：將農(nóng)產(chǎn)品加工成消費(fèi)者能食用的食品，要經(jīng)過(guò)一系列過(guò)程，例如精制、防腐、產(chǎn)品改性、儲(chǔ)存和輸運(yùn)、包裝或罐制造。廢水來(lái)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(chǎng)地沖洗水。廢水中含酸、堿類物質(zhì)和合成過(guò)程的產(chǎn)物和副產(chǎn)物。 (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(jī)和無(wú)機(jī)污染物，有些屬于危險(xiǎn)性污染物。銅礦石被破碎后濕磨成為細(xì)礦漿再加入浮選劑，浮渣層用去煉鋼；沉渣送去尾礦場(chǎng)，尾礦中的浮選劑 (或浸取劑 )如管理不善，會(huì)對(duì)水體造成污染。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。 廢水主要來(lái)源如下： a．焦炭生產(chǎn)和副產(chǎn)品回收過(guò)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(shí)排出的； c．鑄造和軋機(jī)操作主要排大量冷卻水 (一般循環(huán)回用 )，軋機(jī)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。 煉油廠用水量和廢水排放量都很大。 (1)石油煉制工業(yè)：一個(gè)煉油廠有四種主要操作：分離、轉(zhuǎn)化、精制和調(diào)和。如果地表受過(guò)污染， 則污染物隨雨水進(jìn)入河道。 (4)施工場(chǎng)地清理和開辟施工機(jī)械通行道路常大片破壞地面植被，造成裸土。 (2)施工機(jī)械運(yùn)作、清洗、漏油等排放的含油和懸浮物廢水。建設(shè)項(xiàng)目和區(qū)域或流域開發(fā)行動(dòng)在其 建設(shè)期、運(yùn)行期和服務(wù)期滿 都會(huì) 有不同性質(zhì)和程度的影響 。s)； ? ? ? ?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(biāo)定 上述地表水體水質(zhì)模型標(biāo)定的目的是確定模型中各個(gè)系數(shù)，包括 K K Ex、 Ey等的值，這是決定預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵之一，其估值可以單個(gè)進(jìn)行，也可用同時(shí)估值法；單個(gè)估值可以實(shí)測(cè)、應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算或借用類似水體的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。s)； R=rA＋ B A—— 養(yǎng)魚密度， kg/m3； r—— 魚類耗氧速率， mg/()或 mg/(kg則平衡時(shí)濃度為： p?? ?10W Q K V??? ? ?0?? ? 011 ttt WQe e KVV??? ? ?? ??? ? ? ? ?QV? ?0ddt? ?eWV? ??2．求湖、庫(kù)中污染物達(dá)到一指定 ρt所需時(shí)間 t0。 而 式中： — 湖、庫(kù)中污染物起始濃度， mg／ L。沃蘭偉德假定，湖泊中某種營(yíng)養(yǎng)物的濃度隨時(shí)間的變化率，是輸入、輸出和在湖泊內(nèi)沉積的該種營(yíng)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(yíng)養(yǎng)物 )混合和降解模型 1dV W Q K Vdt? ??? ? ?式中： V— 湖、庫(kù)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(shí)間， s； Q— 出入湖、庫(kù)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。 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。 ③ 在水深較大的湖、庫(kù)中，水溫和水質(zhì)是豎向分層的 。 湖泊 (水庫(kù) )的水質(zhì)特征： ① 水的停留時(shí)間較長(zhǎng)（可達(dá)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(guò)程保持一個(gè)比較穩(wěn)定的狀態(tài) 。 (3)波動(dòng)：主要由風(fēng)引起的，又稱風(fēng)浪。湖流經(jīng)常呈水平環(huán)狀運(yùn)動(dòng)（多出現(xiàn)在湖水較淺的場(chǎng)合）和垂直環(huán)狀運(yùn)動(dòng) (湖水較深時(shí) )。前者指湖流和混合作用，后者指波動(dòng)和波漾。 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(lái)水 (凈泄量 )產(chǎn)生的流速， m/s。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(jì)算流場(chǎng)，再用一維動(dòng)態(tài)水質(zhì)模型預(yù)測(cè)任意 時(shí)刻的水質(zhì)。對(duì)河口水質(zhì)有重大影響的評(píng)價(jià)項(xiàng)目，需要 預(yù)測(cè)污染物濃度隨時(shí)間的變化。 ③此外，潮汐也使河口的含鹽量增加。 二維動(dòng)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。 當(dāng)只需了解污染物在 —— 個(gè)潮汐周期內(nèi)的平均濃度時(shí)，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。在無(wú)組織排放的條件下，河口將受納許多排放口廢水。海潮上溯與上游下泄的水流相匯形成強(qiáng)烈的混合作用。 ②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，該速率以 P表示。 （ 1）托馬斯 (Thomas)模型 對(duì)一維靜態(tài)河流，在 S－ P模型的基礎(chǔ)上，為了考慮沉淀、絮凝、沖刷和再懸浮過(guò)程對(duì)BOD去除的影響，引入了 BOD沉浮系數(shù) k3，BOD變化速度為 k3L。 0 1 2 20121ssD O D O DB O D K t K t K tD O DKe e eKK? ? ????? ? ?????? ? ? ????? ?002122 1 1 11l n 1DcBO DKKKtK K K K?????? ????? ????? ????S－ P模型的修正模型： S－ P模型的假設(shè)是不完全符合實(shí)際的。建立 S— P模型的基本假設(shè)如下： ①河流中的 BOD的衰減和溶解氧的復(fù)氧都是一級(jí)反應(yīng)； ②反應(yīng)速度是定常的； ③河流中的耗氧是由 BOD衰減引起的，而河流中的溶解氧來(lái)源則是大氣復(fù)氧。 當(dāng)采用河中心排放時(shí)所需的完成橫向混合的距離為： 在岸邊上排時(shí)： 20 . 1xyuBxE?20 .4xyuBxE?二、 BOD— DO耦合模型 河水中溶解氧濃度 (DO)是決定水質(zhì)潔凈程度的重要參數(shù)之一，而排入河流的 BOD在衰減過(guò)程中將不斷消耗 DO，與此同時(shí)空氣中的氧氣又不斷溶解到河水中。 3．污染物與河水完全混合所需距離 污染物從排污口排出后要與河水完全混合需一定的縱向距離，這段距離稱為混合過(guò)程段 。 [解 ] 計(jì)算起始點(diǎn)處完全混合后的初始濃度： （ 1）考慮縱向彌散條件下的下游 10km處的濃度： 00 . 1 5 3 0 5 . 5 0 . 5 1 . 2 8 /5 . 5 0 . 1 5 gL??? ? ????? ?24 / 864 00 100 00 e xp 1 1 /2 10 gL???? ????? ??? ? ? ? ?? ????（ 2）忽略縱向彌散時(shí)的下游 10km處的濃度： 0 . 2 1 0 0 0 01 . 2 8 1 . 1 9 /0 . 3 8 6 4 0 0 gL?? ???? ? ? ??? ??? 由此看出， 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。 04e x p 1 12xxxxu x K EEu??????? ? ?????????0 e x pxxKu?????? ????[例 1] 一個(gè)改擴(kuò)建工程擬向河流排放廢水，廢水量 q＝ ／ s，苯酚濃度為 30μg／ L，河流流量 Q＝ ／ s，流速 u＝ ／ s，苯酚背景濃度為 μg ／ L，苯酚的降解（衰減）系數(shù) K＝，縱向彌散系數(shù) Ex＝ 10m2／ s。 2()e x p44M x u tEtEt??????? ???? 對(duì)非守恒污染物，在河流的流量和其他水文條件不變的穩(wěn)態(tài)條件下，可以采用一維模型進(jìn)行污染物濃度預(yù)測(cè)。因此，移流擴(kuò)散方程式有下列形式： 二維空間擴(kuò)散方程式為： 一維空間擴(kuò)散方程式為： ②擴(kuò)散方程的解 對(duì)于瞬時(shí)點(diǎn)源，守恒污染物在均勻無(wú)限大流場(chǎng)中，污染物濃度呈高斯分布。 ① 守恒污染物在均勻流場(chǎng)中的擴(kuò)散方程 對(duì)于守恒污染物在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不發(fā)生衰減，在上述移流擴(kuò)散方程中應(yīng)有 S＝ 0。這種污染物稱為非守恒污染物。如重金屬、很多高分子有機(jī)化合物等。 守恒污染物 ：污染物進(jìn)入環(huán)境以后，隨著介質(zhì) 的運(yùn)動(dòng)不斷地變換所處的空間位置，還由于分散作用不斷向周圍擴(kuò)散而降低其初始濃度，但它不會(huì)因此而改變總量，不發(fā)生衰減。選擇的水質(zhì)模型必須反映所研究的水質(zhì)組分，應(yīng)用條件和現(xiàn)實(shí)條件接近。為了減少模型的復(fù)雜性和減少所需的資料，對(duì)河流系統(tǒng)的水質(zhì)模型往往選用靜態(tài)的。對(duì)這兩者選擇的模型就不應(yīng)一樣。因?yàn)樗|(zhì)組分的遷移 (擴(kuò)散和平流 )取決于水體的水文特性和水動(dòng)力學(xué)特性。 按水質(zhì)組分可分為： 耗氧有機(jī)物模型（ BOD—DO模型） ，無(wú)機(jī)鹽、懸浮物、放射性物質(zhì)等 單一組分的水質(zhì)模型，難降解有機(jī)物水質(zhì)模型，重金屬遷移轉(zhuǎn)化水質(zhì)模型 。 按水體的類型可分為： 河流水質(zhì)模型、河口水質(zhì)模型（受潮汐影響）、湖泊水質(zhì)模型、水庫(kù)水質(zhì)模型和海灣水質(zhì)模型等 。