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1、1第一节 概述 1、水体分类2、水体污染3、水体污染源4、评价参数 P99P98第1页/共70页2第二节 水环境质量现状评价 它一般是利用近期（近三、五年）的水环境要素质量的监测资料，来研究水环境质量的时间和空间规律，评价当前水环境质量的好坏，为进行水环境影响评价和区域环境污染综合防治提供科学依据。从时间上考虑，要掌握不同时期、不同季节污染物动态变化规律；从空间上考虑，需要掌握水体的不同位置、不同深度水环境质量参数的变化规律。第2页/共70页3第二节 水环境质量现状评价 水环境质量评价包括地表水、地下水、水生生物、底质等的评价。一、地表水环境质量现状评价水环境指数法、生物学评价法、概率统计法水
2、环境指数法：将水质的历史资料（近期35年）和现场监测数据整理分析，采用水环境指数计算法，进行现状评价。第3页/共70页4一、地表水环境质量现状评价1、单项水质参数评价单因子指数：（超标倍数）（41）Sij i 污染物在j点的单因子指数，mg/LCij i 污染物在j点的浓度，mg/LCsi i 污染物的评价标准，mg/L第4页/共70页5一、地表水环境质量现状评价DO的单因子指数为：式中，SDO,j-溶解氧在j点的单因子指数DOf-饱和溶解氧的浓度，mg/L,DOj-溶解氧在j点的实测浓度，mg/L DOS-溶解氧的评价标准，mg/L，t-水温，C第5页/共70页6一、地表水环境质量现状评价
3、pH的单因子指数为：式中，SpH,j-河流或湖（库）、海中j点的pH单因子指数；pHj-河流或湖（库）、海中j点pH实测值；pHSd-pH评价标准中规定的pH值的下限；pHSv-pH评价标准中规定的pH值的上限；第6页/共70页7一、地表水环境质量现状评价 2、多项水质参数综合评价 Si,j 是污染物i 在j 点的单因子评价指数。Sj 是j点的水质综合指数。Wi 是i 污染物的权重值。第7页/共70页8二、地表水体底质的评价第8页/共70页9三、地下水质量评价方法1、统计法2、综合指数法第9页/共70页10四、水环境质量生物学评价1、生物指数法2、指示生物法3、一般描述法第10页/共70页11
4、第三节 水环境影响评价 一、评价等级和工作程序1、评价等级（工作等级）工作等级：指需要环境影响评价和各专题工作深度的划分。三个工作等级。建设项目的工程特点 工程性质、工程规模、能源及资源（包括水）的使用量及类型、污染物排放特点（排放量、排放方式、排放去向、主要污染物种类、性质、排放浓度）等。建设项目所在地区的环境特征 自然环境特点、环境质量现状及社会经济环境状况等。国家和地方政府所颁发的有关法律法规 包括环境质量标准和污染物排放标准。第11页/共70页12二、环境影响识别1、对地表水水量和水质影响的识别 建设项目对水可能产生的影响包括直接影响和二次影响两部分。直接影响：(1)对当地水资源供需平
5、衡的影响；(2)对河水水量时空变化的影响；(3)建设项目排水对受纳河水水质的影响。二次影响：(1)水环境状况的变化对水生生物的影响；(2)水质变化对用水的影响；(3)水量变化对河道冲淤的影响；(4)水循环变化对下游地区环境的影响；(5)水位变化对上、下游地区的影响；(6)水量减少，河口咸化。第12页/共70页13二、环境影响识别2、评价因子的筛选：P105ISE污染物排序指标Ch污染物排放浓度，mg/LQh废水排放量，m3/sCs污染物排放标准，mg/LQp河水的流量，m3/s,CP-河流上游污染物浓度,mg/L第13页/共70页14三、影响预测1、预测工作的准备（1）预测条件的确定1）等于和
6、略小于现状调查的范围，与已确定的评价范围一致。2）预测点的确定：敏感点、水质监测点、水文特征与水质突变处、水源地、重要的水工建筑物，为了预测河流混合过程段，应在该段布点；在排污口下游附近可能出现超标，为了预测超标范围，应自排污口起由密而疏布设若干预测点；预测混合过程段和超标范围的预测点可以互用。3）预测时期和阶段三个阶段：建设阶段、生产运营阶段、服务期满或退役阶段；两个时段：冬、夏两季，或丰、枯水期。第14页/共70页15三、影响预测 （2）预测方法的选择数学模式法、物理模型法、类比调查法、专业判断法。方法方法数学模式法数学模式法物理模型法物理模型法类比调查法类比调查法专业判断法专业判断法特点
7、特点能给出定量的预测能给出定量的预测结果，但需一定的结果，但需一定的计算条件和输入必计算条件和输入必要的参数、数据。要的参数、数据。定量化程度高，定量化程度高，再现性好，能反再现性好，能反映比较复杂的环映比较复杂的环境特征。境特征。参照现有相似工参照现有相似工程对环境的影响，程对环境的影响，来推测拟建项目来推测拟建项目对环境的影响。对环境的影响。省时、省力、耗资省时、省力、耗资少。少。根据专家的经验根据专家的经验来判断建设项目来判断建设项目对环境的影响。对环境的影响。省时、省力、耗省时、省力、耗资少。资少。局限性局限性只能应用于可能建只能应用于可能建立模型的情况下，立模型的情况下，并且，数学模
8、型只并且，数学模型只是对实际情况的概是对实际情况的概括和近似处理，必括和近似处理，必须对数学模型进行须对数学模型进行修正和验证。修正和验证。需要有合适的实需要有合适的实验条件和必要的验条件和必要的基础数据，且制基础数据，且制作复杂的模型需作复杂的模型需要较多的人力、要较多的人力、物力和时间。物力和时间。定性、半定量性定性、半定量性质质定性、半定量性定性、半定量性质质第15页/共70页16三、影响预测 2、水环境影响评价中常用的数学模型（1）地表水水质数学模型类别 水质数学模型是描述水体中污染物随时间和空间迁移转化规律的数学方程(微分的、差分的、代数的等)。水质模型的建立可以为排入河流中污染物的
9、数量与河水水质之间提供定量描述，从而为水质评价、预测及影响分析提供依据。第16页/共70页17三、影响预测按时间特性分类，分动态模型和静态模型。描写水体中水质组分的浓度随时间变化的水质模型称为动态模型。描述水体中水质组分的浓度不随时间变化的水质模型称为静态模型（或稳态模型）。第17页/共70页18三、影响预测按水质模型的空间维数分类；分为零维、维、二维、三维水质模型。完全混合反应器：零维的水质模型。描述水质组分的迁移变化在一个方向上是重要的，另外两个方向上是均匀分布的，这种水质模型称为一维水质模型。在两个方向上是重要的，在另外的一个方向上是均匀分布的，这种水质模型称为二维水质模型。描述水质组分
10、迁移变化在三个方向进行的水质模型称为三维水质模型。第18页/共70页19三、影响预测按描述水质组分的多少分类，分为单一组分和多组分的水质模型。水体中某一组分的迁移转化与其它组分没有关系。描述这种组分迁移转化的水质模型称为单一组分的水质模型。水体中一组分的迁移转化与另一组分(或几个组分)的迁移转化是相互联系、相互影响的，描述这种情况的水质模型称为多组分的水质模型。第19页/共70页20三、影响预测按水体的类型可分为：河流水质模型、河口水质模型(受潮汐影响)、湖泊水质模型、水库水质模型和海湾水质模型等。河流、河口水质模型比较成熟，湖泊、海湾水质模型比较复杂，可靠性小。第20页/共70页21三、影响
11、预测按水质组分分类可分为：耗氧有机物模型(BODDO模型)，无机盐、悬浮物、放射性物质等的单一组分的水质模型，难降解有机物水质模型，重金属迁移转化水质模型。第21页/共70页22三、影响预测按其它方法分类，可把水质模型分为水质-生态模型；确定性模型和随机模型；集中参数模型和分布参数模型；线性模型和非线性模型等。第22页/共70页23三、影响预测 选择水质模型必须对所研究的水质组分的迁移转化规律有相当的了解。在流动的河流中，平流迁移往往占主导地位，对某些组分可以忽略扩散项；在受潮汐影响的河口中，扩散项必须考虑而不能忽略；这两者选择的模型就不应一样。为了减少模型的复杂性和减少所需的资料，对河床规整
12、，断面不变、污染物排入量不变的河流系统，水质模型往往选用稳态的，但这种选择不能充分评价时变输入对河流系统的影响。选择的水质模型必须反映所研究的水质组分，而且应用条件必须和现实条件接近。第23页/共70页24三、影响预测目前，在水质模型的研究中，比较多地关注了河流中的生化需氧量和溶解氧之间关系的模型，碳和氮的形态的模型，热污染模型，细菌自净模型等。这些模型相对比较成熟。对重金属、复杂的有机毒物的水质模型了解得较少。对营养物的非线性和时变的交互反应了解得更少。第24页/共70页25三、影响预测（2）污染物在环境介质中的运动1）推流迁移 指污染物随着流体在x、y、z三个方向上平移运动所产生的迁移作用
13、，也称平流迁移。平流迁移只改变污染物所处的位置，并不改变污染物的浓度。2）分散稀释 指污染物在环境介质中通过分散作用得到稀释，分散的机理是：分子扩散、湍流扩散、弥散第25页/共70页26三、影响预测 分子扩散是由分子的随机运动引起的质点分散现象。湍流扩散是湍流流场中质点的各种状态（流速、压力、浓度等）的瞬时值相对于其时段的平均值的随机脉动而导致的分散现象。弥散作用是由于横断面上实际的流速分布不均匀引起的，在用断面平均流速描述实际的运动时，就必须考虑一个附加的、由流速不均匀引起的作用弥散。扩散（分子、湍流、弥散）过程服从Fick第一定律，其扩散的质量通量与扩散物质的浓度剃度成正比。第26页/共7
14、0页27三、影响预测 3）降解和转化 环境中的污染物可以分为持久性和非持久性两大类。持久性污染物进入环境后，无降解和转化作用，其总量不改变。非持久性污染物进入环境后，会因为降解和转化作用使其浓度进一步降低。如：沉淀作用、气液交换作用、吸附作用、化学变化、生物作用等。第27页/共70页28三、影响预测（3）水质模型基本方程 P110 （420）第28页/共70页29三、影响预测 3、常用的河流水质模型（1）单纯混合模型（2）零维模型（3）一维水质模型（4）BOD-DO耦合模型（5）二维水质模型（6）河流pH模型第29页/共70页30三、影响预测（1）单纯混合模型第30页/共70页31三、影响预测
15、（2）零维模型V是河流的体积，m3。第31页/共70页32三、影响预测（3）一维水质模型 方程（420）简化为：第32页/共70页33三、影响预测（4）BOD-DO耦合模型 第33页/共70页34三、影响预测第34页/共70页35S-P模型第35页/共70页36三、影响预测（4）BOD-DO耦合模型 第36页/共70页37表410 试算法求起点允许的BOD5浓度计算次数假设起点BOD5浓度L0/mg/L临界流动时间tc/d临界氧亏DC/mg/L11000.7707.032500.7273.563400.7032.874450.7163.125480.7233.426470.7213.35747
16、.4（允许的L0值）0.7213.38溶解氧浓度不低于5.0mg/L第37页/共70页38（5）二维水质模型第38页/共70页39（6）河流pH模型第39页/共70页404、湖泊水库水质模型（1）完全混合型水质模型 1）Vollenwelder模型第40页/共70页414、湖泊水库水质模型（1）完全混合型水质模型 1）Vollenwelder模型第41页/共70页424、湖泊水库水质模型（1）完全混合型水质模型 1）Vollenwelder模型第42页/共70页434、湖泊水库水质模型（1）完全混合型水质模型 2）湖泊溶解氧模型第43页/共70页444、湖泊水库水质模型（2）非完全混合型水质模
17、型 1）A.B.卡拉乌舍夫扩散模型q,C0排污口rCCr0r0湖泊排污口扩散示意图 是废水在湖中的扩散角，如在开阔的岸边垂直排放，=;当在湖心排放时，=2 第44页/共70页45（2）非完全混合型水质模型 1）A.B.卡拉乌舍夫扩散模型第45页/共70页46（2）非完全混合型水质模型 2）易降解物简化的水质模型第46页/共70页47 3）湖水溶解氧方程第47页/共70页485、河流水质模型的参数估值(1)单一参数的估算法 纵向弥散系数Dx的估算第48页/共70页495、河流水质模型的参数估值(1)单一参数的估算法 纵向弥散系数Dx的估算第49页/共70页50(1)单一参数的估算法耗氧系数K1的
18、估算培养时间t/d12345t 时刻消耗的溶解氧y/mg/L2.05673.69044.98816.01896.8377培养时间t/d678910t 时刻消耗的溶解氧y/mg/L7.48818.00478.41518.74119.0000a.用BOD的室内实验数据估算K1第50页/共70页51(1)单一参数的估算法耗氧系数K1的估算a.用BOD的室内实验数据估算K1第51页/共70页52(1)单一参数的估算法耗氧系数K1的估算b.Thomas图解法第52页/共70页53(1)单一参数的估算法耗氧系数K1的估算b.Thomas图解法第53页/共70页54(1)单一参数的估算法耗氧系数K1的估算c
19、.用野外实验数据估算K1第54页/共70页55c.用野外实验数据估算K1水团追踪实验：河水流经河水流经时间时间 t/d00.10.30.60.91.21.51.82.0DO/mg/L7.56.485.34.845.136.326.336.89 7.22D/mg/L1.52.523.74.163.872.682.672.11 1.78已知：L0=15mg/L,OS=9.0mg/L,K2=2d-1,求K1。第55页/共70页56c.用野外实验数据估算K1由图中求出DC和tC，得：DC=4.2mg/L,tC=0.6d用牛顿迭代法计算，得：K1=0.985d-1tc第56页/共70页57d.始末两点法
20、估算K1断面1断面2ux第57页/共70页58大气复氧系数K2的估算a.实测法第58页/共70页59大气复氧系数K2的估算c.公式估算法(a)机理公式第59页/共70页60大气复氧系数K2的估算c.公式估算法(b)常用的经验公式第60页/共70页61（2）国内外确定的K1和K2值P124表412表413表414表415第61页/共70页626、污染源和水体的简化 自然界的水体形态和水文、水力要素比较复杂，而不同等级的评价，各有不同的精度要求。为了减少预测的难度，可在满足精度要求的基础上，对水体边界形状进行规则化，对水文、水力要素做适当的简化，以使用比较简单的方法，达到预测的目的。P126:表4
21、18第62页/共70页637、预测河段划分与混合过程段 混合过程段是指排放口下游到充分混合以前的河段，混合过程段的长度可由下式估算：AlnC第63页/共70页647、预测河段划分与混合过程段第64页/共70页658、地表水影响预测原则 P127-128 第65页/共70页66四、影响评价 水环境影响评价是在工程分析和影响预测基础上，以法规、标准为依据，解释拟建项目引起水环境变化的重大性，同时辨识敏感对象对污染物排放的反应；对拟建项目的生产工艺、水污染防治与废水排放方案等提出意见，提出避免、消除和减少水体影响的措施、对策建议；最后做出评价结论。第66页/共70页67四、影响评价 1、评价重点和依
22、据的资料 P128 2、自净利用系数法 第67页/共70页68四、影响评价2、自净利用系数法 规划中几个拟建项目在一定时期（如5年）内兴建，并且向同一地面水环境排污的情况，可以采用自净利用指数法进行单项评价。对于位于地表水环境中j点的污染物i来说，其自净利用指数Pi,j为：自净能力允许利用率 应根据当地水环境自净能力的大小、现在和将来的排污状况以及建设项目的重要性等因素决定，并应征得主管部门和有关单位同意。第68页/共70页69四、影响评价DO的自净利用指数为：Pi,j=1时，说明污染物i在j点利用的自净能力没有超过允许的比例，否则说明超过允许的比例，Pi,j为超过允许利用的倍数，表明影响是重大的。第69页/共70页70谢谢您的观看！第70页/共70页