河口区水域环境容量的计算-17页文档资料
水环境容量计算方法
参数 空间 时间尺 时间 形式 尺度 度 步长
模型结构
参考文 献
开始为
单次暴
SCS水文模型;通用土 Young,
分散 参数
流域
雨,后 发展为
1d
壤流失方程;氮、磷和 1989 ; COD负荷,不考虑污 AGNPS
长期连
染物平衡
网站
续
集中 参数
流域
长期连 续
斯坦福水文模型;侵蚀 模型考虑雨滴溅蚀、径 1min 流冲刷侵蚀和沉积作用; 到1d 污染物包括氮、磷和农 药等,考虑复杂的污染
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面源模型
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水环境容量计算方法
中国环境规划院 李云生 2019.5
?基本涵义 ?计算模型 ?计算步骤 ?校核方法
第一部分 水环境容量的 基本涵义
容量涵义图示
W自净
W稀释
自净容量 稀释容量
自净容量是指由于沉降、生化、 吸附等物理、化学和生物作用, 给定水域达到水质目标所能自 净的污染物量。
W
稀释容量是指在给定水域的本底 污染物浓度低于水质目标时,依 靠稀释作用达到水质目标所能承 纳的污染物量
河流、湖泊、水库、湿地水环境容量计算模型
水环境容量计算模型1)河流水环境容量模型水环境容量是在水资源利用水域内,在给定的水质目标、设计流量和水质条件的情况下,水体所能容纳污染物的最大数量。
按照污染物降解机理,水环境容量W 可划分为稀释容量W 稀释和自净容量W 自净两部分,即:W W W =+稀释自净稀释容量是指在给定水域的来水污染物浓度低于出水水质目标时,依靠稀释作用达到水质目标所能承纳的污染物量。
自净容量是指由于沉降、生化、吸附等物理、化学和生物作用,给定水域达到水质目标所能自净的污染物量。
河段污染物混合概化图如图。
根据水环境容量定义,可以给出该河段水环境容量的计算公式:图 完全混合型河段概化图0()i si i i W Q C C =-稀释i i si i W K V C =⋅⋅自净即:0()i i si i i i si W Q C C K V C =-+⋅⋅考虑量纲时,上式整理成:086.4()0.001i i si i i i si W Q C C K V C =-+⋅⋅其中:当上方河段水质目标要求低于本河段时:0i si C C =当上方河段水质目标要求高于或等于本河段时:00i i C C =式中:i W —第i 河段水环境容量(kg/d );i Q —第i 河段设计流量(m 3/s );i V —第i 河段设计水体体积(m 3);i K —第i 河段污染物降解系数(d -1);si C —第i 河段所在水功能区水质目标值(mg/L );0i C —第i 河段上方河段所在水功能区水质背景值(mg/L ),取上游来水浓度。
若所研究水功能区被划分为n 个河段,则该水功能区的水环境容量是n 个河段水环境容量的叠加,即:1ni i W W ==∑01131.536()0.000365n ni si i i i i i i W Q C C K V C ===-+⋅⋅∑∑式中:W —水功能区水环境容量(t/a );其他符合意义和量纲同上。
水环境容量计算方法
水环境容量计算方法水环境容量计算方法是对水体中的污染物质进行评估和管理的重要工具。
它可以帮助我们确定水环境承载能力的上限,从而保护水体的质量和数量。
水环境容量计算方法是基于一系列参数和指标的分析,包括水体的自净能力、输入污染物的浓度和排放标准等。
本文将介绍水环境容量的概念、计算方法和应用。
一、水环境容量的概念二、水环境容量的计算方法(一)理论计算法1.污染物输入量法:该方法通过分析排放源的污染物输入量和水体的自净能力来计算水环境容量。
首先需要收集排放源的污染物排放数据和污染物的去除率,然后根据水体的水流速度和混合时间来计算污染物的传输和稀释过程。
最后,综合考虑水体的自净能力来确定污染物的容量上限。
2.水质标准法:该方法是根据水质标准和频率分析来计算水环境容量。
首先需要确定水体的水质标准和限制排放标准,然后通过采样和分析水体中的污染物浓度来评估水质情况。
最后,根据频率分析和水体的自净能力来确定污染物的容量上限。
3.数学模型法:该方法是使用数学模型来模拟和预测水体污染物的去除和输送过程。
根据水体的物理、化学和生物特性建立数学方程,并通过求解方程组来计算污染物的传输和稀释过程。
最后,根据模型的结果来评估水体的容量和污染物输入的影响。
(二)实测数据法1.野外观测法:该方法是通过野外观测和实验来获得水体的质量和容量参数。
首先需要在水体中设置采样点,并定期采集水样进行分析和监测。
同时,还需要测量水体的水流速度、温度、溶解氧等物理和化学指标。
最后,通过统计数据和分析结果来评估水体的容量和质量情况。
2.生态指标法:该方法是根据水体的生态系统和生物群落来评估水体的质量和容量。
首先需要调查和记录水体中的生物种类和数量,然后根据生物的敏感性和耐受性来评估水体的质量和容量。
最后,可以通过生态指标和生物多样性来衡量水体的容量和稳定性。
三、水环境容量的应用水环境容量的计算可以帮助政府和决策者制定科学的水资源管理和环境保护政策。
(完整word版)水环境容量估算(word文档良心出品)
根据《规划环境影响评价技术导则 总纲》(HJ 130-2014),规划环评应“在充分考虑累积环境影响的情况下,动态分析不同规划时段可供规划实施利用的资源量、环境容量及总量控制指标”。
本章就上述内容展开分析。
14.1 环境容量分析14.1.1 水环境容量估算《规划环境影响评价技术导则 总纲》(HJ 130-2014)中未详细给出环境容量的计算方法,故本次评价参考《开发区区域环境影响评价技术导则》(HJ /T 131-2003)附录B 的2.4条和2.5条,采用水质模型建立污染物排放和受纳水体水质之间的输入响应关系,并应考虑多点排污的叠加影响,以受纳水体水质按功能达标为前提,估算其最大允许排放量。
14.1.1.1 估算指标按照各级环境保护规划,国家将化学需氧量(COD )、氨氮(NH 3-N )作为水污染物总量控制指标,因此本次水环境容量估算的指标也定为上述两项。
14.1.1.2 控制单元划分及其所对应的环境功能区划水环境容量计算的控制单元一般是在综合考虑混合过程段长度及重点污染源排放口、大型水工构筑物、水质控制断面等因素的基础上进行划分。
河流岸边排污的混合过程段长度计算采用如下公式:()()()210065.0058.06.04.0gHI B H Bua B L +-=式中:L——混合过程段的长度,m B ——河流宽度,m H ——平均水深,m I ——平均坡度,无量纲 u ——平均流速,m /sa——排放口到岸边的距离,m根据其水文参数,滃江干流枯水期岸边排放污染物情况的混合过程段长度计算结果如表14.1-1所示。
表14.1-1滃江干流岸边排放污染物情况的混合过程段长度计算一览表清远华侨工业园的废水排放受纳水体最终均为滃江。
根据调查,园区附近的滃江干流上主要建有3座低水头径流式水电站,分别为红桥水电站、英华水电站及狮子口水电站;此外,大镇水汇入口处为滃江干流的水质交界断面,该断面上游江段的水质控制目标为Ⅲ类,其下游江段的水质控制目标为Ⅱ类。
河流水环境容量计算方法研究
河流水环境容量计算方法研究摘要:水环境容量是污染物总量分配控制的理论依据,基于此,本文对河流水环境容量计算进行了详细的论述。
关键词:河流;水环境容量;计算水环境容量来源于环境容量,是指某一水环境单元在特定环境目标下能容纳的污染物量,即在环境单元依靠自身特性使本身功能不破坏前提下,允许的污染物量。
随着水环境污染问题的日益突出,采用合适的方法科学合理地计算且利用水环境容量已成为一个值得研究的重要课题。
一、水环境容量简介1、概述。
水环境容量是指在满足水环境质量要求下,水体容污染物的最大负荷量,因此又称水体负荷量或纳污能力。
按污染物降解机理,水环境容量可划分为稀释容量和自净容量。
稀释容量是指在给定水域的来水污染物浓度低于出水水质目标时,依靠稀释作用达到水质目标所能承纳的污染物量。
自净容量是指由于沉降、生化、吸附等物理、化学和生物作用,给定水域达到水质目标所能自净的污染物量。
2、基本特征。
①地带性。
不同地带水体由于所处自然环境不同,对污染物的物理、化学、生物自净能力不同,其水环境容量必然不同。
②有限性和可更新性。
水环境容量资源可被耗尽,一旦耗尽,其恢复和更新很难。
同时,水环境容量资源中的一部分可更新,所以水环境容量资源可开发利用,但必须控制在一定限度内。
③不均衡性。
环境中污染物种类众多,不同性质污染物对各类迁移转化的响应程度差异大,如耗氧有机物丰度高,有毒有机物则很低,重金属水环境容量甚微。
二、研究背景目前,水环境容量的计算方法分确定性方法、不确定性方法。
①确定性方法以机理性水质模型为主要工具,包括解析公式法、模型试错法、模拟优化法,不确定性因素通过限制性条件引入,表达对安全及控制风险的要求,计算结果为定值。
解析公式法采用稳态水质模型直接计算,工作量小,应用广,但精度低且不能用于计算动态水环境容量。
模型试错法采用动态水质模型反复测算,计算精度高,但计算效率相对低。
基于规划理论的模拟优化方法,将模拟方法与优化方法有机结合,方法灵活,能大幅提高效率和精度。
河流湖库水环境容量计算方法
水环境容量计算方法总结目录水环境容量计算方法总结 (1)目录 (1)一、一维模型 (1)二、二维模型 (4)三、感潮河段零维模型 (6)四、湖库模型 (6)一、一维模型1、适用范围:全国水环境容量核定技术指南1)宽浅河段;2)污染物在较短的时间内基本能混合均匀;3)污染物浓度在断面横向方向变化不大,横向和垂向的污染物浓度梯度可以忽略;4)一般情况下适用于河宽小于200m的河流,但注意利用不均匀系数对其容量进行修正。
2、一维衰减公式:排污口、支流排入断面完全混合模型:EP E E P P Q Q Q C Q C C ++= 式中:C 为断面混合后的水质浓度值;C P 为排污口排出的污水的水质浓度值;Q P 为排污口废水排放量;C E 为河水的水质浓度值;Q E 为河水流量。
3、算例:假设该河段水环境功能区目标为III 类,假设该河段上边界COD 来水控制目标为20mg/L ,90%最枯月保证率流量为20m³/s ,该河段平均流速为0.2m/s ,COD降解系数约0.1/d,概化排污口流量为1m³/s,COD浓度90mg/L,支流流量5m³/s,COD浓度为25mg/L。
C 目=Q∗C∗exp(−k∗X186400u)+q∗c+WQ+qexp(−kX286400u)通过上游来水衰减,区间内中间混合后衰减等于水质目标,可以反推出区间内水环境容量,注意公式中的单位,通过上述公式算出的W单位为g/s。
Q:m³/s、C:mg/L、u:m/s、K:1/d、x:m。
(1)上边界→节点1(混合前浓度):C2=C1*exp( kx/u)=20*exp( 0.1*20000/86400/0.2)=18.875mg/L(2)概化排污口汇入混合:C3=(c1*q1+C2*Q1)/(q1+ Q1)=(90*1+18.875*20)/(20+1)=22.262mg/L(3)节点1→节点2:C4= C3*exp( kx/u)=22.262*exp( 0.1*5000/86400/0.2)=21.627mg/L(超标)(4)节点2→节点3(混合前浓度):C5= C4*exp( kx/u)=21.627*exp( 0.1*20000/86400/0.2)=19.264mg/L(5)支流汇入混合:C6=(c2*q2+C5*Q2)/(q2+ Q2)=(25*5+19.264*21)/(5+21)=20.367mg/L(6)节点3→节点4:C7= C6*exp( kx/u)=20.367*exp( 0.1*5000/86400/0.2)=19.786mg/L(7)节点4→控制断面:C8= C7*exp( kx/u)=19.786*exp( 0.1*8000/86400/0.2)=18.891mg/L可见,该河段在现状排污情况下水质能达到地表水III类,但河段允许排放量根据实际情况分配不均匀,上游计算断面1存在超标情况,下游容量仍有富裕,在因此需进一步通过试算的方法,削减概化排污口排污量,此外可根据实际情况对下游支流水质目标进行适当调整,将容量进行合理分配。
水环境容量计算方法
要素之三:排污方式
• 排污口沿河(或其他水体)位置布设,对 河流整体水环境容量影响较大;
• 排污口排放方式(岸边或中心,浅水或深 水),对局部的污染物稀释混合影响很大;
• 全面理解内涵 • 重视数据协调 • 合理计算容量
污染平衡
零维计算结果
一维计算结果
二维计算结果
第三部分 水环境容量 的计算步骤
• 1、模型参数验证 • 2、现状污染源的水质影响分析 • 3、稀释容量分析(零维) • 4、稀释自净容量分析(一维) • 5、混合区约束容量分析(二维) • 6、确定环境容量
1、模型参数验证
• 废水量影响河流流量,调整水 文参数;
• 本次计算,利用平均法确定源强。
4、水质模型
• 根据水环境功能区的实际情况,环境容量 计算一般用一维水质模型。对有重要保护 意义的水环境功能区、断面水质横向变化 显著的区域或有条件的地区,可采用二维 水质模型计算。在模型计算时尤其是对于 大江大河的水环境容量计算,必须结合混 合区或污染带的范围进行容量计算。
C(x, z) m exp( z2u K x)
hu
Ey
x u
4Eyx u
面源模型
• 非点源污染负荷模型用来计算一定流域内由非点 源污染造成的各种污染物的输出情况。选择或建 立与当地实际情况复合较好的负荷模型,是对各 种污染控制措施进行模拟筛选的基础。通过文献 调研,对国外非点源模型30多年的发展历史和现 状进行了全面的文献调查,就非点源模型的主要 类型、结构和特点进行了系统的总结,并对目前 广泛采用的13种非点源模型进行了比较分析,详 见下表。
参数 形式
水环境容量及其计算
1 水陆对应关系调查
调查方法2大类 一是从水环境功能区划的基础信息出发 二是从污染源排污去向调查出发,两者结合,逐步递进,逐步
建立污染源和功能区划水域的对应关系。 1.1 确定水域范围 水环境容量模拟计算的基本范围。水域范围的确定,可以基于
全国水环境功能区划的成果,经过适当合并、整合后形成
表1-1 全国水环境功能区划基础数据表
153
安图县 瀑布下 省控
在基本确定了水环境功能区的大致陆域范围后,需要通过结 合排污情况、主要污染源去向分析、管网分布、陆上自然汇 流情况等因素,对具体的排污区域进行细化分析,确定排污 控制城镇
省份 流 域 水 系 水 体
水域
长度/面 积
控制城镇
内蒙 黑龙流域
嫩江 蛟流河
张家窑至 毕家街
17.10
全国水环境容量核定基本计算单元水域范围确定的基础和参考
流域 淮河 淮河 淮河
表1-2 水环境功能区水域范围定性示例
水系 水体
水域
淮河 京杭运河 苏字胡同-前十里营
淮河 光府河
船舶修造厂-水泥制品厂
淮河 老运河
西五里营-东赵村
第1~3列从流域名称、水系名称、水体名称由大到小的3个层 次确定了水环境功能区所在的水体
莒县柠檬酸厂 日照市化肥厂
经度 118.82 118.82 118.82 119.39
纬度 35.56 35.57 35.60 35.42
2基础数据调查
2.1工业污染源调查
分为工业污染源基础信息和达标情况2个表:
2.1.1 调查估算全国所有工业污染源的企业基础信息和排污情况
以县(区)为基本单元,逐一调查县域内重点工业企业(日排水量大
1)有条件的可以将农村生活源(非点源)对应到河流,难以对应 到河流的,河流名称一列可以不填,其他非点源基础数据调查表 的填写与此类似。
水环境容量计算模型
水环境容量计算模型1)河流水环境容量模型水环境容量是在水资源利用水域内,在给定的水质目标、设计流量和水质条件的情况下,水体所能容纳污染物的最大数量。
按照污染物降解机理,水环境容量W 可划分为稀释容量W 稀释和自净容量W 自净两部分,即:W W W =+稀释自净稀释容量是指在给定水域的来水污染物浓度低于出水水质目标时,依靠稀释作用达到水质目标所能承纳的污染物量。
自净容量是指由于沉降、生化、吸附等物理、化学和生物作用,给定水域达到水质目标所能自净的污染物量。
河段污染物混合概化图如图11.4-1。
根据水环境容量定义,可以给出该河段水环境容量的计算公式:图11.4-1 完全混合型河段概化图0()i si i i W Q C C =-稀释 i i si i W K V C =⋅⋅自净即:0()i i si i i i si W Q C C K V C =-+⋅⋅考虑量纲时,上式整理成:086.4()0.001i i si i i i siW Q C C K V C =-+⋅⋅其中:当上方河段水质目标要求低于本河段时:0i si C C = 当上方河段水质目标要求高于或等于本河段时:00i i C C =式中:i W —第i 河段水环境容量(kg/d ); i Q —第i 河段设计流量(m 3/s ); i V —第i 河段设计水体体积(m 3); i K —第i 河段污染物降解系数(d -1);si C —第i 河段所在水功能区水质目标值(mg/L );0i C —第i 河段上方河段所在水功能区水质背景值(mg/L ),取上游来水浓度。
若所研究水功能区被划分为n 个河段,则该水功能区的水环境容量是n 个河段水环境容量的叠加,即:1nii W W ==∑01131.536()0.000365n ni si i i i i i i W Q C C K V C ===-+⋅⋅∑∑式中:W —水功能区水环境容量(t/a ); 其他符合意义和量纲同上。
水环境容量计算方法
1min 流冲刷侵蚀和沉积作用; 1983;
到1d 污染物包括氮、磷和农 Bicknell
药等,考虑复杂的污染 等,
物平衡
1996
流域
开始为 单次暴 雨,后 发展为 长期连
续
暴雨 期为 60s, 非暴 雨期 为1d
水文模型考虑降雨初损、 入渗、坡面流和蒸发; Beasley, 侵蚀模型考虑溅蚀、冲 1980; 蚀和沉积;早期并不考 Bourao 虑污染物迁移,后补充 ui等, 了氮、磷子模型,复杂 1996
• 我国实用的非点源污染控制模型尚处在初步应用 阶段,本次水环境容量计算,一般不要求进行非 点源模型模拟,有条件的城市可根据上表选用适 当的模型开展工作。
模型名称 AGNPS
HSPF
ANSWE RS
最早 开发 时间 1987
1976
1977
最新 版本 发布 时间
1998
1996 (v.11)
1996
污染平衡
零维计算结果
一维计算结果
二维计算结果
第三部分 水环境容量 的计算步骤
• 1、模型参数验证 • 2、现状污染源的水质影响分析 • 3、稀释容量分析(零维) • 4、稀释自净容量分析(一维) • 5、混合区约束容量分析(二维) • 6、确定环境容量
1、模型参数验证
• 废水量影响河流流量,调整水 文参数;
参数 形式
分散 参数
集中 参数
分散 参数
空间 时间尺 时间 尺度 度 步长
模型结构
参考文 献
开始为
单次暴
SCS水文模型;通用土 Young,
流域
雨,后 发展为
1d
壤流失方程;氮、磷和 1989; COD负荷,不考虑污 AGNPS
水环境容量计算
水环境功能区 评价
确定控制断面 进行水质评价 划分达标/非达标区
入河排污口
控制单元划分
污染源调查评 价
工生面
业 源
活 源
源
参数选择 排污口概化 模型计算
6个系统步骤
达标水域
容量计算
容量核定
总量分配
不达标水域
2个关键
• 污染源调查(去向和数量)
输入
• 水环境容量测算
响应
输入
污染源排污量
水体水质
响应
III类)
中 (相应水质为
III-IV类)
劣 (相应水质为V类
或劣V类)
水质降解系数参考值(1/日)
CODMn
氨氮
0.18-0.25
0.15-0.20
0.10-0.18
0.10-0.15
0.05-0.10
0.05-0.10
大江大河
水质及水生态环 境状况
优 (相应水质为II-
III类)
中 (相应水质为
合二维模型进行校核计算,取模拟计算的最小结果作为确 定的水环境容量(一维计算,二维校核) ➢ 大江大河水环境容量也往往取决于混合区(岸边污染带) 计算的水环境容量。 ➢ 一般情况下,设计流量选择近10年最枯流量,但是有条件 的地区,对于丰平枯水期特征明显的河流,以及按照最枯 流量计算没有水环境容量的情况,可以分水期(季平均) 进行水环境容量的计算,汇总得到全年的水环境容量。
• 污染源调查、水质评价、容量计算、入河 量调查都要对应到控制单元
水质评价与控制单元脱节 污染源调查与控制单元脱节 容量计算参数和结果与控制单元脱节
以水环境功能区为基础
• 水环境功能区划,明确了各水域的水质目标 • 以上下功能区均达标和相互衔接为计算前提 • 可以通过入河排污口与陆域污染源衔接 • 下游反映上游区划,省际容量资源国家调配
水环境容量计算方法-课件
在给定水域范围和水文条件,规定排污方式和水质目标的前提下,单位时间内该水域最大允许纳污量,称作水环境容量。 从上述定义可知,水环境容量主要决定于三个要素:水资源量、水环境功能区划和排污方式。
要素之一:水资源量
从某种意义上讲,水资源量是水环境容量基础; 为了确保用水安全,水环境容量计算采用的是较高保证率的水文设计条件; 并不是所有的水资源量都用来计算环境容量。
5、混合区约束容量分析(二维)
现状排污口污染负荷:8440t/a;污染带长度580米; 污染带100米允许污染负荷:3500t/a
6、确定环境容量
环境管理规定; 考虑二维,利用一维确定总容量。 扣除面源、内源,考虑安全系数,得出环境容量。
第四部分 水环境容量校核
方法1:水资源量校核法
对比各个水系水资源量和水环境容量计算结果,若差距较大,需仔细分析; 将同一水系各个河段(地市)的计算条件连在一起进行计算,比较总体结果与各段结果的差距。
4、水质模型
根据水环境功能区的实际情况,环境容量计算一般用一维水质模型。对有重要保护意义的水环境功能区、断面水质横向变化显著的区域或有条件的地区,可采用二维水质模型计算。在模型计算时尤其是对于大江大河的水环境容量计算,必须结合混合区或污染带的范围进行容量计算。
零维模型
计算稀释容量。污染物进入河流水体后,在污染物完全均匀混合断面上,污染物的指标无论是溶解态的、颗粒态的还是总浓度,其值均可按节点平衡原理来推求。对河流,零维模型常见的表现形式为河流稀释模型;对于湖泊与水库,零维模型主要有盒模型。 符合下列两个条件之一的环境问题可概化为零维问题: 1)河水流量与污水流量之比大于10~20; 2)不需考虑污水进入水体的混合距离;
水环境容量计算共63页文档
谢谢!Βιβλιοθήκη 36、自己的鞋子,自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢,但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
1、不要轻言放弃,否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人,常是愿意 去做,并愿意去冒险的人。“稳妥”之船,从未能从岸边走远。-戴尔.卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡,喝起来是苦涩的,回味起来却有 久久不会退去的余香。
水环境容量计算 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美,我宁愿选择无悔,不管来生多么美丽,我不愿失 去今生对你的记忆,我不求天长地久的美景,我只要生生世世的轮 回里有你。
39、勿问成功的秘诀为何,且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔,思而不学则殆。——孔子
河口湿地生态环境需水量计算方法概述与应用实例1
泊、水库上的降水量(mm) 。
2. 6 净化污染物需水量 指湿地净化污水 ,并使之达到地
表水排水标准所需水量 。其计算公式[2] :
d Wj/ d t =αQd ( t) +βQf ( t)
(6)
式中 :d Wj 为湿地净化需水量 (m3) ;d t 为时间 (a) ; Qd 为湿地
可容纳、可承载点源污水排放量 (m3) ; Qf 为非点源污水进入
在双台子河口湿地的各种湿地类型中苇田的生态环境需水构成最包括湿地植被需水湿地土壤需水湿地生物栖息地需水湿地补给地下水需水湿地净化污染物生态需水5其次是水田的生态环境需水包括湿地植被需水湿地土壤需水湿地补给地下水需水湿地净化污染物生态需水4流沟渠的生态环境需水包括湿地补给地下水需水湿地净化污染物生态需水河口生态需水河流基本生态需水435卷18河口湿地生态环境需水量计算方法概述与应用实例湖泊坑塘水库养殖用地的生态环境需水包括其自身的生态需水和湿地补给地下水需水湿地净化污染物生态需水类
湿地是水陆相互作用形成的独特生态系统 ,是自然界最
富生物多样性的生态环境之一 ,湿地与森林、海洋一起并列
为全球三大生态系统。湿地作为一种重要的水土资源 ,具备
很多独特的生态功能 ,如调节气候、涵养水源、防止土壤侵蚀
和降解污染物等 ,在维护自然生态平衡中发挥着不可替代的
作用。河口湿地作为湿地的一种 ,研究其生态环境需水量 ,
摘要 河口湿地的保护越来越受到重视 ,计算湿地的生态环境需水量就更加重要。介绍了河口湿地生态环境需水量的计算方法 ,并以 双台子河口湿地为例计算了其最大、最适和最小生态环境需水量 ,对双台子河口湿地的生态保护和水资源规划起到一定的指导作用。 关键词 河口湿地 ;生态环境需水 ;计算方法 ;双台子河口 中图分类号 Q948. 12 文献标识码 A 文章编号 0517 - 6611(2007) 18 - 05532 - 03
(完整版)水环境容量测算与汇总
水环境容量测算与汇总水环境容最时测灯是加祐染tr实施总鼠控制的恢据,是水环境管理的睪础• 术环览猝虽的测粥鉴避術以卜悶条里木原则;(1)慄持坏境资源的m持址利用■在科学论证的基黜上.确建合理的环境资源*Jffi率・在保持水压仃不断的门我更质与水硕@ u傕力的基咄上,尽量利陶水域幷境容星,以降低污水治理诫忒.(2)樂持流域齐円水域强境窑鼠的相茁甲複仁挪响水坏塩客址确定的因絮很多.筑坝、引术,新耙斤河口、联忒|丨苇郝可龍改变银个流域内术坏境客罐分布・Bit.水环域塞ft的确定应充分理虑到当地的客规杀件・并分»i k6部水环境客st 的主題影响因索.旦利于从潦域的荊度,脅理调枇坏境容虽.5.2水环境功能区划木外境功能区创是水坏墟分缴管理丄件和坏蝇骨理H标我任制的畢石・理科学儁定fl】实施木,■;%物排放总屋扌?制'I-J基征单兀•是根撕水域坏境污柴状况、水环境祇愛能力(环境容・)1!5■定璽点空环境保护淀域和不同水草忒坏境质盘目标. 水环境功1B区划分在水上I弭实在肺上I 将环境宦理目标幣咒到具休水戦和和染漁.冉陆上的河热淅行理轅供了科学的决第依捌•北誨市作为坏保重点城冇,根拥国家坏輕保护总的塑求,北海府坏境探护用于2002年在1997北海丽政府批淮的□匕海市水功能区划方塞卜和2002年北海曲合浦县人民畋附批准的畫合捕E功俺划分方案》的皋础丨:幵展了木坏境期能区划1:作’木环境则能区划诡杲已竝过国尿环墟倔护总同验收°水氏境功能区划力案屮,门治区级的忒环境功能区划英分9牛.蒐中饮川水曲棵护区2牛.渔业R]水区2忙・鈕观媒乐H1木区除门泊区级的朋环揽功能帆划外,北冏市根期械市茯理希空,对帯帆范胃内未包括在『1涓区级的水幷塩旳腿込一歩区划,菲划疔22个功能IK.其中價用木浙保护区1个.渔业用水区口个,农业用AK 1个,號观娱乐用水区8亍・北海市木坏瓏功能区惜说统汁我见芸51。
H熊保护区仗川水源保护区■13渔业用水区0■1214工业用水区农业用水[乂11最观娱乐用水区5813混合区过渡区92231水功能区划的31个功能区除南流江总江口段和艸门江卜游段的水质口标分别为I[类、【V 类水质外,其余功能区的水虞目标均为III类.根撫前面第三章对2002 年的水质评价结果可如,I'l治区级水环境功能区的水頂均満足水庾控制IM小的耍求。
水环境容量计算方法PPT课件
零维模型
• 计算稀释容量。污染物进入河流水体后,在污染物完全均匀混合断面上,污染物的指标无论是溶解态的、 颗粒态的还是总浓度,其值均可按节点平衡原理来推求。对河流,零维模型常见的表现形式为河流稀释模 型;对于湖泊与水库,零维模型主要有盒模型。
• 符合下列两个条件之一的环境问题可概化为零维问题: • 1)河水流量与污水流量之比大于10~20; • 2)不需考虑污水进入水体的混合距离;
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要素之三:排污方式
• 排污口沿河(或其他水体)位置布设,对河流整体水环境容量影响较大; • 排污口排放方式(岸边或中心,浅水或深水),对局部的污染物稀释混合影响很大;
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• 全面理解内涵 • 重视数据协调 • 合理计算容量
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第二部分 水环境容量的计算模 型
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• 1、流域概化模型 • 2、水动力学模型 • 3、污染源概化模型 • 4、水质模型
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1、流域概化
• 将天然水域(河流、湖泊水库)概化成计算水域,例如天然河道可概化成顺直河道,复杂的河道地形可进 行简化处理,非稳态水流可简化为稳态水流等。水域概化的结果,就是能够利用简单的数学模型来描述水 质变化规律。同时,支流、排污口、取水口等影响水环境的因素也要进行相应概化。若排污口距离较近, 可把多个排污口简化成集中的排污口。
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污染源源强概化
• 年排放量t/a: • 季变化系数,季污染负荷 • 月变化系数,月污染负荷 • 日变化系数,日污染负荷 • 本次计算,利用平均法确定源强。
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4、水质模型
• 根据水环境功能区的实际情况,环境容量计算一般用一维水质模型。对有重要保护意义的水环境功能区、 断面水质横向变化显著的区域或有条件的地区,可采用二维水质模型计算。在模型计算时尤其是对于大江 大河的水环境容量计算,必须结合混合区或污染带的范围进行容量计算。
河道水环境容量及合理分配
河道水环境容量及合理分配XX省水利河口研究院叶碎高X世宗摘要:水环境治理是我肖万里清水河道建设工程的重要内容,分析计算河道水环境容重是水环境侧P和总量控制的理论依据.本文指出了环境容量计算过程中箒见的问题,分析了影响环境容量的主要因子•认为在水环境保护措施中,应iQ强利用水利工程提高水环境容量和承载能力的硏究.关键词:河道整治水质水环墳容量合理分配水环境保护1水环境治理是河道整治建设的关键作为生态省建设工程重要组成部分的万里淸水河道建设工程,其总体目标是“水淸、流畅、岸绿、景美”。
四个目标中,有三个是环境目标,体现水环境质量的“水淸”更是位居第一。
对水环境问题的高度重视,主要出于两个原因,第一,我省水环境污染严重,根据《XX 省水资源质量报告》(2003年7、8月)报导,全省参与评价的重点水域水质断而60个,苴中水质符合I、II、III、IV、V类及劣V类标准的断而分别占1.7%、11.7%.26.7%、13.3%、15.0%, 31.6%,即属于V类和劣于V类的水质断面占监测总断而的46.6%。
笔者工作涉及的不同地方的河道都有不同程度的污染,虽然缺乏监测资料,但从发黑、发臭的水体外观就不难判断,相当一部分河段的水质达不到工程区划目标的要求。
第二,如果水质得不到改善, 河道建设的任何努力,都将失去意义。
为此水环境治理是万里淸水河道建设的关键。
要整治河道,必须治理水环境。
2水环境目标与水环境容・2. 1水功能区划与水质目标水质的好与不好是相对的,凡是达到水功能区水质目标的,即为达标,认为水质是好的;凡是污染程度超过功能区水质目标的,即为超标,认为水质是不好的。
所以在河道整治规划过程中,首先要明确规划河段的水功能区划。
我国水功能区划分采用两级体系,即一级区划和二级区划。
水功能一级区划分保护区、缓冲区、开发利用区、保留区四类;水功能二级区划在一级区划的开发利用区内进行,分为饮用水源区、工业用水区、农业用水区、漁业用水区、景观娱乐用水区、过渡区、排污控制区七类。
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上的浓度为0,即不考虑背景浓度.
实例研究---汕头市海域
汕头市在城市环境整治规划中,根据污染源和水环境质量现状调 查结果,结合汕头市城市总体规划及社会经济发展与环境保护 的需要,对海域环境功能区进行了划分,并作了排污口设置规 划.本文在此基础上,运用前面提出的分区达标控制法求出其 以CODMn为指标的水环境容量.
近年来,随着海洋环境污染的日趋严重,海洋环境保护已经引起了人们 的高度重视。计算海区环境容量已经成为保护海洋环境、推动经济 发展决策的依据。
计算水域环境容量的过程
总量控制因子及 其污染源分析估算
环境目标的确定
确定计算方法
建立海域环境容量 模型
总量控制因子及其污染源 分析估算
总量控制因子及其污染源分析估算是总量控制工作的基。一般 定为化学需氧量(COD),其来源包括工业、生活、畜禽养殖、 水土流失及海水养殖等方面.根据各污染源特征,采用相应方法 确定其现状源强: 工业源利用统计数据和汇水区的实际调查结果确定; 生活源和畜禽养殖源在调查统计基础上,采用排污系数法计算; 水土流失源则首先应用通用土壤流失方程计算单位面积侵蚀量, 再通过土壤中碳含量推算COD含量; 海水养殖源参考国内外文献方法进行估算. 其中,陆源污染通过入海河流的实测数据进行验证.
河口区水域环境容量的计算
王加文 国家海洋局第二海洋研究所, 杭州,
310012
什么是环境容量?
水环境容量是指水体在规定的环境目标下所能容纳的最大污染
物量.它反映了污染物在环境中的迁移、转化和积存规律,也反映
了水环境在满足特定功能条件下对污染物的承受能力.其容量大
小与水体特征、水质目标及污染物特性有关.
(3)在采用第二类与第一类海水水质标准的2种水域的交界线上设一类水质控制点, 使这些点的浓度不得超过第一类海水水质标准.
△三类控制点 ●二类控制点 ○一类控制点图1
(3)贡献度系数
贡献度系数aij(i=1,…,m;j=1,…,n)的求解是以线性规划法 求解环境容量的关键,也是工作量最大的部分.根据定义, 可假想在一个排污口给1个单位负荷量,即xj=1,而其它排 污口无负荷量排出,即xk=0(k=1,…,n;k≠j),然后用二维水质 模型计算出在这种情况下的浓度分布,确定出m个水质控 制点的浓度值,即为aij(i=1,…,m).改变排污口,重复以上步
确定控制目标
环境目标的确定是环境容量计算的前提.根据海域主导功能 确定海水水质应执行的国家《海水水质标准》(GB3097 2019)的海水水质标准)。
分别采用 二维浅水 潮波方程 与二维移 流扩散方 程来模拟 河口海域 的流动场 和浓度场. 建立之后 再根据实 测数据检 验修改;
海域环境容量模型
(1)在采用海水水质标准第三类的区域内(如排污口及稀释混合区)设3类水质控制点 即这些点的污染物浓度不得超过第三类海水水质标准.这样做会出现一个超过第三 类海水标准的区域,但其范围可通过控制点的选取来加以限制.
(2)在采用第三类与第二类海水水质标准的2种水域的交界线上设二类水质控制点, 使这些点的浓度不得超过第二类海水水质标准.
贡献度系数与背景浓度
运用已验证的潮流与水质模型,分 别计算了9个排污口对71个水质控 制点的贡献度系数,部分结果列于 表1.由于汕头市海域出现不利水质 的情况多为大潮期,所以采用大潮 期的潮汐与榕江枯水期流量作为 潮流模拟的水文条件.贡献度系数 值为一个潮汐周期的平均值.控制 点处的背景浓度cb是由于开边界上 的浓度即计算领域外的污染物流 入所引起的.严格来说,cb值应在只 有开边界浓度而领域内无负荷排 出的条件下由水质模型计算得出, 每点的值是不相同的.在本研究中, 为简化计算,以牛田洋上游断面水 质的实测值1.8mg/L作为汕头港及 达濠江内控制点的背景浓度,而以 在汕头港外及广澳湾的实测值 1.0mg/L作为这些海域的控制点的 背景浓度.从以往调查的经验来看, 这种选取是比较接近实际情况的. 部分控制点的背景浓度值列于表1
分区达标控制法(1) --------线性规划
污染物浓度不超过其各自对应的环境标准的前提下,使各排污口的污染负 荷排放量之和最大,
即:目标函数 max L=∑xj
(1)
约束条件 ∑aij*xj+cbi≤ci (i=1,…,m) (2)Leabharlann xj≥0 (j=1,…,n)
(3)
式中,i为水质控制点编号;m为水质控制点数目;j为排污口编号;n为排污口 数目;x为负荷量;L为总负荷量;a为第aij个排污口的单位负荷量对第i个水质 控制点的污染贡献度系数;cb为水质控制点的污染背景浓度;c为水质控制 点处的环境标准值.
潮流与水质模拟
分别采用二维浅水潮波方程与二维移流扩散方程来 模拟汕头市海域的流动场和浓度场.采用显式差分法 对方程进行离散化,网格边长取100m.实测数据验证 结果表明,模型较好地再现了汕头市海域的潮流与水
质扩散状况.
排污口与水质控制点原
原有排污口数量较多,有不少排污 口相距很近。为简化计算和减少 工作量,将排污口进行合并,概化 为9个,编号为E1~E9,位置如图 所示.根据功能区划分的结果,选 取了71个水质控制点(如图2),其 中三类水质控制点8个,位于除E2 排污口以外的各排污口所在网格; 二类水质控制点34个,位于E2排 污口及第三类与第二类海水区交 界线上的网格;一类水质控制点29 个,位于第二类与第一类海水区交 界线上的网格.应当指出,由于差 分网格较小(100m×100m),所以 对排污口的控制是比较严的,不允 许出现第三类海水超标区域.
式(2)左边实际上是控制点处的浓度.由于水质扩散模型是线性的,浓度有 可迭加性,所以用线性迭加的方法来求某一点的浓度是可行的.因此,求解 海域环境容量问题归结到求解由式(1)~(3)所表达的线性规划问题.
(2)分区达标
根据《海水水质标准》(GB3097-82),水质分为3类.为了控制各水功能区的水质达 到其对应的环境标准,对水质控制点的选取须满足以下要求: