【正文】 水體中某一組分的遷移轉(zhuǎn)化與其它組分 沒有關(guān)系，描述這種組分遷移轉(zhuǎn)化的水質(zhì)模型稱為單一組分的水質(zhì)模型 。 描述水質(zhì)組分遷移變化在三個(gè)方向進(jìn)行的水質(zhì)模型稱為三維水質(zhì)模型 。 描述水質(zhì)組分的遷移變化在一個(gè)方向上是重要的，另外兩個(gè)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 。 按水質(zhì)模型的空間維數(shù)分： 分為零維、一維、二維、三維水質(zhì)模型 。 描寫水體中水質(zhì)組分的濃度隨時(shí)間變化的水質(zhì)模型稱為動(dòng)態(tài)模型 。 2．河流水質(zhì)模型 河流水質(zhì)模型是描述水體中污染物隨時(shí)間和空間遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的數(shù)學(xué)方程。 應(yīng)用水質(zhì)模型預(yù)測(cè)河流水質(zhì)時(shí)， 常假設(shè)該河段內(nèi)無支流，在預(yù)測(cè)時(shí)期內(nèi)河段的水力條件是穩(wěn)態(tài)的和只在河流的起點(diǎn)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(zhì)守恒原理，從微分六面體流進(jìn)與流出的污染物質(zhì)量之差應(yīng)當(dāng)?shù)扔谕瑫r(shí)段內(nèi)微分六面體內(nèi)質(zhì)量的增量，從而導(dǎo)出三維的移流擴(kuò)散方程為： 對(duì)于二維問題，移流擴(kuò)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(duì)于一維問題，移流擴(kuò)散方程為： 基本模型的求解因環(huán)境問題的復(fù)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(kuò)散外，所有各種遷移方式都和水體流動(dòng)特性有密切聯(lián)系，因此，要研究物質(zhì)的擴(kuò)散輸移規(guī)律應(yīng)和研究水體的流動(dòng)特性緊緊聯(lián)系在一起。 xxJD x?????4．對(duì)流擴(kuò)散 對(duì)流擴(kuò)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?qū)α鬟\(yùn)動(dòng)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(diǎn)的實(shí)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(kuò)散所引起的污染物質(zhì)量通量與濃度梯度成正比。分子擴(kuò)散引起的物質(zhì)遷移與其它因素引起物質(zhì)遷移相比，分子擴(kuò)散在水環(huán)境影響評(píng)價(jià)中往往被忽略。 xMJE x?????即 以擴(kuò)散方式通過單位截面積的質(zhì)量流量與擴(kuò)散物質(zhì)的濃度梯度成正比 。當(dāng)水體中污染物質(zhì)濃度分布不均勻時(shí)，污染物質(zhì)將會(huì)從濃度高的地方向濃度低的 地方移動(dòng)。 擴(kuò)散可分為分子擴(kuò)散、湍流擴(kuò)散、剪切流離散（彌散）和對(duì)流擴(kuò)散 。推流也稱平流、隨流輸移。 從表中查取所需時(shí)間與河水實(shí)際流速的乘積為完全混合距離 。當(dāng)完全混合距離 Ln無實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，可參考下表確定。 12 12iiiQq QqQ q Q q?? ? ? ???? ?????12iQqQq??? ??? 當(dāng)廢水在岸邊排入河流時(shí)，廢水靠岸邊向下游流去，經(jīng)過相當(dāng)長(zhǎng)的距離才能達(dá)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(jì)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(diǎn)的上游稱為 初始段 ， 或 背景河段 ；污水注入點(diǎn)到完全混合點(diǎn)之間的河段稱為 非均勻混合段 ； 完全混合點(diǎn)的下游河段稱為 均勻混合段 。 污染物濃度在整個(gè)斷面上變?yōu)榫鶆蛞恢碌臄嗝?，稱為 水質(zhì)完全混合斷面 。污水注入點(diǎn)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(cè)的岸邊濃度高，遠(yuǎn)離排放口對(duì)岸的濃度低。 1．河流的混合稀釋模型 當(dāng)廢水進(jìn)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(duì)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(zhì)在河流中的混合與擴(kuò)散 一、污染物質(zhì)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(jī)性強(qiáng)、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(jī)污染負(fù)荷： 用顆粒固體負(fù)荷乘上濃度因子計(jì)算有機(jī)物負(fù)荷： 式中： You—— 有機(jī)污染物的日負(fù)荷量， kg／ d； α—— 單位轉(zhuǎn)換因子， 106； Ysu—— 總顆粒物固體日負(fù)荷量， kg／ d； Cou—— 有機(jī)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(fù)荷率， kg／ (km． d)； Lst—— 街道邊溝長(zhǎng)，約等于 2倍的街道長(zhǎng)， km。 暴雨徑流中沖刷的固體負(fù)荷： 式中： Ysw—— 暴雨沖刷到受納水體的顆粒物負(fù)荷； te —— 等效的累積天數(shù)， d； Ysu—— 街道表面顆粒物日負(fù)荷量， kg／ d。 ? ?iiRiFCF?? ??洼地存水 Ds的粗略估計(jì)： 0 .6 3 0 .4 8 100s ID ???? ???? ② 徑流中沖刷到接受水體的顆粒物負(fù)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?jǐn)?shù)； φ—— 按照不同坡度計(jì)算的不透水區(qū) (指屋面、瀝青和水泥路面或廣場(chǎng)、庭院等 )的徑流系數(shù) 。 ① 暴雨徑流深度的估計(jì)： R＝ CR 污染物自城市街道經(jīng)排水系統(tǒng)進(jìn)入受納水體。 非點(diǎn)源污染情況復(fù)雜，其污染影響較難定量，但又不能忽視，特別是對(duì)點(diǎn)源已進(jìn)行有效控制后，非點(diǎn)源污染會(huì)日益突出。 2. 非點(diǎn)污染源 非點(diǎn)污染源： 非點(diǎn)污染源又稱面源，是指分散或均勻地通過岸線進(jìn)入水體的廢水和自然降水通過溝渠進(jìn)入水體的廢水 。d)； N—— 設(shè)計(jì)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(píng)價(jià) 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(diǎn)污染源 點(diǎn)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(cè)流量和采樣分析組分濃度 確定，在經(jīng)費(fèi)和其他條件有限制時(shí)，常采用排 污指標(biāo) (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(jì)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(jì)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(yàn)決定； t —— 工廠每日工作時(shí)數(shù)， h。 主要包括城鎮(zhèn)排水、農(nóng)田排水和農(nóng)村生活廢水、礦山廢水、分散的小型禽畜飼養(yǎng)場(chǎng)廢水，以及大氣污染物通過重力沉降和降水過程進(jìn)入水體等所造成的污染廢水 。 (1)城市非點(diǎn)污染源負(fù)荷估計(jì)： 城市非點(diǎn)污染源負(fù)荷來源： 城市雨水下水道及合流制下水道的溢流。 城市非點(diǎn)源污染物被暴雨沖刷到接受水體的負(fù)荷的計(jì)算： 基本程序：首先估計(jì)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(jìn)而估計(jì)徑流沖刷到受納水體的 沉積物負(fù)荷 ，然后根據(jù) 沉積物中污染物濃度計(jì)算 污染物負(fù)荷 ，或者根據(jù) 固體廢物與污染物的統(tǒng)計(jì)相關(guān)關(guān)系 計(jì)算污染物負(fù)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(zhǔn)確計(jì)算式： 式中： Fi—— 各種類型地區(qū)所占的面積； φi—— 對(duì)應(yīng)的徑流系數(shù)。 一般認(rèn)為 1 h內(nèi)總徑流為 cm時(shí)，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(fù)荷取決于多種因素，如交通強(qiáng)度、區(qū)域地表覆蓋物的形式、徑流量和降雨強(qiáng)度、灰塵沉降量、前期干旱時(shí)間、城市街道清掃頻率和清掃質(zhì)量等。 o u su o uY Y C?? ? ? 城市降雨徑流問題是個(gè)十分復(fù)雜的問題，與水分循環(huán)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都有關(guān)系，并與多種因素相關(guān)，如降水過程、大氣污染、土地使用、人類污染特征、自然特點(diǎn)等。 (2)農(nóng)田徑流污染負(fù)荷估算： 第一種方法：避開污染物在農(nóng)田表面實(shí)際遷移過程的變化，僅通過采集和分析各個(gè)集水區(qū)的徑流水樣計(jì)算進(jìn)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(shí)的該種污染物濃度， kg／ m3； Qi—— 第 i小時(shí)的徑流量， m3； n—— 觀測(cè)的總時(shí)數(shù)， h； j—— 第 j個(gè)農(nóng)田集水區(qū)； m—— 集水區(qū)總數(shù)。對(duì)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(kuò)散能力，與其水體的水文特征密切相關(guān)。 污水排入河流的入河口稱為 污水注入點(diǎn) 。隨著河水的流逝，污染物在整個(gè)斷面上的分布逐漸均勻。 最早出現(xiàn)水質(zhì)完全混合斷面的位置稱為完全混合點(diǎn) 。 設(shè)河水流量為 Q，水質(zhì)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(zhì)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(cè)的岸邊形成一個(gè)污染帶。表中列舉出了許多河流在岸邊集中排入廢水時(shí)，污水與河水達(dá)到完全混合所需的時(shí)間。 二、污染物質(zhì)在河流中的擴(kuò)散 污染物質(zhì)在河流中的遷移總起來可分為兩類，即推流和擴(kuò)散 。推流是指污染物質(zhì)隨水質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)一起移到新的位置 。 1．分子擴(kuò)散