【正文】 水體中某一組分的遷移轉化與其它組分 沒有關系，描述這種組分遷移轉化的水質模型稱為單一組分的水質模型 。 描述水質組分遷移變化在三個方向進行的水質模型稱為三維水質模型 。 描述水質組分的遷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，這種水質模型稱為一維水質模型 。 按水質模型的空間維數(shù)分： 分為零維、一維、二維、三維水質模型 。 描寫水體中水質組分的濃度隨時間變化的水質模型稱為動態(tài)模型 。 2．河流水質模型 河流水質模型是描述水體中污染物隨時間和空間遷移轉化規(guī)律的數(shù)學方程。 應用水質模型預測河流水質時， 常假設該河段內無支流，在預測時期內河段的水力條件是穩(wěn)態(tài)的和只在河流的起點有恒定濃度和流量的廢水（或污染物）排入 。較大的叫河（或江），較小的叫溪。按照物質守恒原理，從微分六面體流進與流出的污染物質量之差應當?shù)扔谕瑫r段內微分六面體內質量的增量，從而導出三維的移流擴散方程為： 對于二維問題，移流擴散方程為： ? ? ? ? ? ?xyu v wt x y zE E sx x y y z z? ? ??? ? ?? ? ????? ? ???? ? ? ????? ??? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? ??? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?????? ? ? ?xyuvt x yE E sx x y y??????????????? ? ????? ??? ? ? ???? ? ? ??? ????? ? ? ??? ????對于一維問題，移流擴散方程為： 基本模型的求解因環(huán)境問題的復雜，往往求解起來很困難，通常是利用有限差分法和有限元法求其數(shù)值解。除分子擴散外，所有各種遷移方式都和水體流動特性有密切聯(lián)系，因此，要研究物質的擴散輸移規(guī)律應和研究水體的流動特性緊緊聯(lián)系在一起。 xxJD x?????4．對流擴散 對流擴散指由于溫度差或密度分層不穩(wěn)定性面引起的鉛直方向對流運動所伴隨的污染物遷移 。剪切流離散又稱彌散，它是由于橫斷面上各點的實際流速不等而引起的 。 因此，在河流中污染物的遷移 是以湍流為主的。 湍流擴散所引起的污染物質量通量與濃度梯度成正比。分子擴散引起的物質遷移與其它因素引起物質遷移相比，分子擴散在水環(huán)境影響評價中往往被忽略。 xMJE x?????即 以擴散方式通過單位截面積的質量流量與擴散物質的濃度梯度成正比 。當水體中污染物質濃度分布不均勻時，污染物質將會從濃度高的地方向濃度低的 地方移動。 擴散可分為分子擴散、湍流擴散、剪切流離散（彌散）和對流擴散 。推流也稱平流、隨流輸移。 從表中查取所需時間與河水實際流速的乘積為完全混合距離 。當完全混合距離 Ln無實測數(shù)據(jù)時，可參考下表確定。 12 12iiiQq QqQ q Q q?? ? ? ???? ?????12iQqQq??? ??? 當廢水在岸邊排入河流時，廢水靠岸邊向下游流去，經(jīng)過相當長的距離才能達到完全混合。把參與和廢水混合的河水流量 Qi與該斷面河水流量 Q的比值定義為 混合系數(shù) ，以 α表示： 把參與和廢水混合的河水流量 Qi與廢水流量 q的比值定義為 稀釋比 ，以 n表示： i? ?iQ Qnqq???非均勻混合斷面上的污染物平均濃度計算公式： 式中： Q—— 河流的流量， m3／ s； ρ1—— 排污口上游河流中污染物濃度， mg／ L； q—— 排人河流的廢水流量， m3／ s； ρ2—— 廢水中的污染物濃度， mg／ L。 污水注入點的上游稱為 初始段 ， 或 背景河段 ；污水注入點到完全混合點之間的河段稱為 非均勻混合段 ； 完全混合點的下游河段稱為 均勻混合段 。 污染物濃度在整個斷面上變?yōu)榫鶆蛞恢碌臄嗝?，稱為 水質完全混合斷面 。污水注入點以下的河段，污染物在斷面上的濃度分布是不均勻的，靠入河口一側的岸邊濃度高，遠離排放口對岸的濃度低。 1．河流的混合稀釋模型 當廢水進入河流后，便不斷地與河水發(fā)生混合交換作用，使保守污染物濃度沿流程逐漸降低，這一過程稱為混合稀釋過程 。對易降解的污染物混合稀釋也是它們遷移的重要方式之一。 11mniijiMQ ???? ??第二節(jié) 污染物質在河流中的混合與擴散 一、污染物質在河流中的混合 廢水排入水體后，最先發(fā)生的過程是混合稀釋 。由于變化性大、隨機性強、偶然因素多，尚未掌握其規(guī)律性。 ③ 徑流中沖刷到受納水體的有機污染負荷： 用顆粒固體負荷乘上濃度因子計算有機物負荷： 式中： You—— 有機污染物的日負荷量， kg／ d； α—— 單位轉換因子， 106； Ysu—— 總顆粒物固體日負荷量， kg／ d； Cou—— 有機污染物在顆粒物中的濃度， μg／ g。 ? ? ? ?1e r s s st t t t?? ? ? ? 式中： Lsu—— 顆粒物日負荷率， kg／ (km． d)； Lst—— 街道邊溝長，約等于 2倍的街道長， km。 暴雨徑流中沖刷的固體負荷： 式中： Ysw—— 暴雨沖刷到受納水體的顆粒物負荷； te —— 等效的累積天數(shù)， d； Ysu—— 街道表面顆粒物日負荷量， kg／ d。 ? ?iiRiFCF?? ??洼地存水 Ds的粗略估計： 0 .6 3 0 .4 8 100s ID ???? ???? ② 徑流中沖刷到接受水體的顆粒物負荷：在總暴雨徑流估算出來后，可估算暴雨沖刷率。 總徑流系數(shù)的估算方法： 粗略估算式： 式中： I—— 不透水區(qū)百分數(shù)； φ—— 按照不同坡度計算的不透水區(qū) (指屋面、瀝青和水泥路面或廣場、庭院等 )的徑流系數(shù) 。 ① 暴雨徑流深度的估計： R＝ CR 污染物自城市街道經(jīng)排水系統(tǒng)進入受納水體。 非點源污染情況復雜，其污染影響較難定量，但又不能忽視，特別是對點源已進行有效控制后，非點源污染會日益突出。 2. 非點污染源 非點污染源： 非點污染源又稱面源，是指分散或均勻地通過岸線進入水體的廢水和自然降水通過溝渠進入水體的廢水 。d)； N—— 設計人口數(shù)，人； Ks—— 總變化系數(shù) (～ )。主講 :袁建贛 第四章 地表水環(huán)境影響評價 第一節(jié) 地表水體的污染和自凈 一、地表水資源 二、水體污染 1. 點污染源 點污染源排放的廢水量和污染物可以從管 道或溝渠中直接量測流量和采樣分析組分濃度 確定，在經(jīng)費和其他條件有限制時，常采用排 污指標 (例如排放系數(shù) )推算的方法 。 86400ssq N KQ ?居住區(qū)生活污水量計算式，式中： QS—— 居住區(qū)生活污水量， L/s； q—— 每人每日的排水定額， L/(人 3600ism M KQt?工業(yè)廢水量計算式，式中： m—— 單位產(chǎn)品廢水量， L/t； M—— 該產(chǎn)品的日產(chǎn)量， t； Ki—— 總變化系數(shù)，根據(jù)工藝或經(jīng)驗決定； t —— 工廠每日工作時數(shù)， h。 主要包括城鎮(zhèn)排水、農田排水和農村生活廢水、礦山廢水、分散的小型禽畜飼養(yǎng)場廢水，以及大氣污染物通過重力沉降和降水過程進入水體等所造成的污染廢水 。 (1)城市非點污染源負荷估計： 城市非點污染源負荷來源： 城市雨水下水道及合流制下水道的溢流。 城市非點源污染物被暴雨沖刷到接受水體的負荷的計算： 基本程序：首先估計暴雨事件中 暴雨徑流的大小 （徑流深度和徑流面積的乘積），從而確定暴雨的沖刷率 ，進而估計徑流沖刷到受納水體的 沉積物負荷 ，然后根據(jù) 沉積物中污染物濃度計算 污染物負荷 ，或者根據(jù) 固體廢物與污染物的統(tǒng)計相關關系 計算污染物負荷。P － Ds 式中： R —— 總暴雨徑流深度， cm； CR —— 總徑流系數(shù)； P —— 降雨量， cm； Ds —— 洼地存水， Cm。 0 . 1 5 11 0 0 1 0 0RIIC ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ?準確計算式： 式中： Fi—— 各種類型地區(qū)所占的面積； φi—— 對應的徑流系數(shù)。 一般認為 1 h內總徑流為 cm時，可沖走 90％的街道表面顆粒物（沉積物） 。 ? ?sw e suY t Y PC? 式中： tr—— 從最后一次暴雨事件算起的天數(shù)， d； ts—— 從最后一次清掃街道算起的天數(shù)， d； εs—— 街道清掃頻率。 su su stY L L?? 街道表面顆粒物日負荷取決于多種因素，如交通強度、區(qū)域地表覆蓋物的形式、徑流量和降雨強度、灰塵沉降量、前期干旱時間、城市街道清掃頻率和清掃質量等。 o u su o uY Y C?? ? ? 城市降雨徑流問題是個十分復雜的問題，與水分循環(huán)的每一個環(huán)節(jié)都有關系，并與多種因素相關，如降水過程、大氣污染、土地使用、人類污染特征、自然特點等。 (2)農田徑流污染負荷估算： 第一種方法：避開污染物在農田表面實際遷移過程的變化，僅通過采集和分析各個集水區(qū)的徑流水樣計算進入某一水環(huán)境中某種污染物總量，其公式如下： 式中： M—— 某種污染物輸出總量， kg； ρi—— 第 i小時的該種污染物濃度， kg／ m3； Qi—— 第 i小時的徑流量， m3； n—— 觀測的總時數(shù)， h； j—— 第 j個農田集水區(qū)； m—— 集水區(qū)總數(shù)。對大多數(shù)保守污染物混合稀釋是它們遷移的主要方式之一。水體的混合稀釋、擴散能力，與其水體的水文特征密切相關。 污水排入河流的入河口稱為 污水注入點 。隨著河水的流逝，污染物在整個斷面上的分布逐漸均勻。 最早出現(xiàn)水質完全混合斷面的位置稱為完全混合點 。 設河水流量為 Q，水質完全混合斷面以前，任一非均勻混合斷面上參與和廢水混合的河水流量為 Qi。 在水質完全混合斷面以下的任一斷面的 α、 n和 ρi均為常數(shù)。在非均勻混合段的廢水排入一側的岸邊形成一個污染帶。表中列舉出了許多河流在岸邊集中排入廢水時，污水與河水達到完全混合所需的時間。 二、污染物質在河流中的擴散 污染物質在河流中的遷移總起來可分為兩類，即推流和擴散 。推流是指污染物質隨水質點的流動一起移到新的位置 。 1．分子擴散