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（NH3-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。
水环境容量计算
水环境容量计算水环境容量是水体在环境功能不受伤害的前提下所能采取的污染物最大允许排放量。
分为稀释容量（E稀）和自净容量（ E自）两部分：稀释容量： E稀86.4 S C b Q r式中： E稀－稀释容量，kg/dS －水质标准， mg/L ；C b－河流背景浓度，mg/L；Q r－河流流量，m3/s。
klE自＝86.4 SQ t 1 e 86400u自净容量：式中： E自－自净容量，kg/dS －水质标准， mg/L ；Q t－河流流量+废水流量，m3/s；l －河段长度， m；k －综合衰减系数， 1/d；u －河流流速，m/s。
水环境总容量： E E稀E自本次选用环境总量控制因子为COD、NH3-N 和 TP。
依据规划要求，区内生产废水和生活污水达标排放后进入园区新建的污水处理厂集中办理，办理达标后，尾水排入兴旺河。
污水办理厂排入兴旺河的污水总共为 1.2 万 t/d。
污水厂污染物排放浓度COD 为 60mg/l、NH3-N 为 8（15）mg/l。
本次评论选用兴旺河排污口下游约4000m 河段计算环境容量。
地表水环境容量计算参数选用见表1。
表 1地表水环境容量计算参数选用表参数S （mg/L）3（m3/s）k （1/d）（）（）Q r（ m /s）Q l u m/s COD氨氮TP m COD氨氮河流TP兴旺20 1.00.27.47.53940000.150.1940.030.33河水环境承载能力剖析（1）背景浓度背景浓度选用排污口邻近断面现状监测浓度均匀值：COD 17mg/L、氨氮0.63mg/L、 TP 17mg/L。
（2）计算结果水环境容量计算结果见表2：表 2地表水环境容量计算结果单位： kg/d指标兴旺河E稀E自E COD1918.08271.22189.28氨氮236.56TP19.18（ 3）水环境承载能力剖析50％水环境容量可用于采取本地区排污量。
依据计算结果进行剖析，必需时提出解决方案。
水环境容量计算方法
水环境容量计算方法中国环境规划院李云生•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技术指南中的概念定义•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。
要素之二：水环境功能区•水环境功能区划体现人们对水环境质量的需求，反映了人们对水资源的态度：开发、利用或保护。
•已划分水环境功能区的水域，要从时间、空间两个方面规范功能区达标标准；•未划分水环境功能区的水域可不进行容量计算；若考虑计算，按较高功能标准进行（II类）。
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；••第二部分水环境容量的计算模型•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。
2、水动力学模型•最枯月设计条件•1、满足节点平衡方程•2、满足沿程连续方程河流径流量沿程概化河流流速沿程概化3、污染源概化模型•污染源沿程位置概化•污染源源强概化•1、若排污口距离较近，可把多个排污口简化成集中的排污口。
••2、距离较远并且排污量均比较小的分散排污口，可概化为非点源入河，仅影响水域水质本底值，不参与排污口优化分配计算。
水环境容量计算学习指南
影响要素
水域特性 几何特征（岸边形状、水底地形、水深或体积）； 水文特征（流量、流速、降雨、径流等）； 化学性质（pH值，硬度等）； 物理自净能力（挥发、扩散、稀释、沉降、吸附）；
化学自净能力（氧化、水解等）；
生物降解（光合作用、呼吸作用）。
环境功能要求
不同功能区划，对水环境容量的影响很大：水质要求高的 水域，水环境容量小；水质要求低的水域，水环境容量 大；
排放浓度与超标率（Pr）关系
在超标率计算时，假定排污总量中排污水量不变，改变排污浓度, 在给定达标率（或超标率）的条件下反推，乘以排污水量，可求出 允许纳污量。
湖泊、水库的盒模型
以年为时间尺度来研究湖泊、水库的富营养化过程时，可把 湖泊看作一个完全混合反应器，这样盒模型的基本方程为
VdC QC E QC SC ( c )V dt
水文条件
其他河段设计流量的计算选取枯水期月平均流量作为计算 样本
有闸坝控制的河段，关闸时间较长时，可以考虑近10年
平均水位下的水体容积作为设计流量或最小下泄流量。
对于一般湖泊或水库，分别按照近10年最低月平均水位 水位相应的蓄水量和死库容的蓄水量确定设计流量。
有条件的地区，可对丰平枯水期特征明显的河流，以及按
计算步骤1
水域概化 将天然水域（河流、湖泊水库）概化成计算水域 基础资料调查与评价 水域水文资料（流速、流量、水位、体积等） 水域水质资料（多项污染因子的浓度值）
收集水域内的排污口资料（废水排放量与污染物浓度）
支流资料（支流水量与污染物浓度） 取水口资料（取水量，取水方式） 污染源资料等（排污量、排污去向与排放方式） 并进行数据一致性分析，形成数据库。
水环境容量计算方法
河流水环境容量一维计算方法
河流水环境容量一维计算方法
河流水环境容量一维计算方法：
1. 使用容量一维模型：首先采用容量一维模型来计算河流水环境容量，该模型考虑了水体中不同介质的影响。
2. 确定经济参数：根据水体的特性确定经济参数，比如流量、泥沙的
质量，用这些参数来测定水体的环境容量。
3. 采集水文资料：根据实际情况采集水文相关资料，如温度、污染物
浓度等，并将其输入计算模型中。
4. 计算模型参数：根据输入的水文资料，计算当前水体以及其介质的
状况下，确定其容量一维模型参数。
这些参数可以帮助我们来确定水
体环境质量。
5. 计算水体环境容量：根据掌握的容量一维模型参数，就可以进行模
型计算，计算出河流水环境的容量。
6. 计算水体资源效益：在得出水环境容量的基础上，可以通过计算水
体资源效益，来评估水体环境经济利用价值。
水环境容量计算方法
水环境容量计算方法1. 你知道水环境容量可以通过建立模型来计算吗？比如说，就像搭积木一样，把各种影响因素一块块地组合起来，构建出一个能反映实际情况的模型。
比如我们要计算一条小河的水环境容量，那就要考虑河水的流量、污染物的种类和浓度等等因素，通过模型把这些都整合起来，就能算出这个小河能容纳多少污染物啦！哎呀，真神奇啊！2. 水环境容量还可以用监测数据来分析计算呢！这就好比赛跑的时候用秒表来记录时间一样准确。
假设我们在一个湖泊周围设置多个监测点，长时间监测水质的变化情况，然后根据这些数据来推算它的水环境容量。
嘿，这不就像是给湖水做了一次全面的“体检”嘛！难道你不想知道结果吗？3. 有没有听说过类比法来计算水环境容量呀？就好比我们比较两个类似的东西，找出它们的相同点和不同点。
比如把一个水域和以前研究过的类似水域进行类比，根据已知的那个水域的容量情况，来推测这个水域的容量。
哇塞，这么巧妙的办法，不好奇怎么用吗？4. 还有一种方法叫物料平衡法来计算水环境容量哦！就如同我们计算家里的收支平衡一样。
我们要详细了解进入水域的污染物量和离开水域的污染物量，通过平衡计算就能得出水环境容量啦。
这是不是很像在做一道有趣的数学题呀！难道你不想试试去解开它吗？5. 生态学法也能算水环境容量呢！可以想象成是观察大自然这个大舞台上生物们的表现。
通过研究水域里的生物种群、数量和生存状况等，来推断水环境容量。
哎呀呀，大自然可真是给了我们很多线索呢！你不想去挖掘一下吗？6. 计算水环境容量还可以综合各种方法呢！就好像是把不同的拼图碎片拼成一幅完整的图画。
把前面说的那些方法都结合起来，互相印证和补充，这样就能得到更准确可靠的结果啦。
哇哦，这么厉害的方法，不想去深入了解一下吗？我觉得水环境容量的计算方法真的很有趣也很重要，通过这些方法我们能更好地了解和保护我们的水环境，让水变得更清澈、更美好！。
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
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。
水环境容量计算方法
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
排放方式
技术指南中的概念定义
• 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。
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：
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。
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
关于水环境容量计算方法分析
ｖ 表 示 断 面 间 的河 流 平 均 流 速 ，单 位 为 ｍ ／ ｓ ； Ｃ ｇ ｏ 表 示 低 下 水 污 染 注意 的是一旦水域环境遭到破坏 ， 其恢 复原有容量 的过程较为缓 的 浓 度 ， 单位 ｍ ｇ ／ Ｌ 。 慢。 （ ３ ） 区域性 。 则是指 由于受到地理、 气象及水文 的若干影响 ， 使 根据 Ｃ （ ｘ ） ＝公式可推导河 流水环境容 量的计算公式 ， Ｅ ｓ ＝ Ｓ ・
２水环境 容量 计算 方法分 析
２ ． １ 计算流程
水环境容量作为水环境管理安全 的重要 手段 ， 分析其计算方 法， 能够为水环境 的安全管理提供相应 的技术参考依据 。本文特
在计 算水 环境容量 时一 般遵循 以下 流程 ： 第 一步 ， 对水功能 对计算步骤及计算模 型进行 阐述 ， 对模 型进行推导 ， 进 而得 出计 区基 本资料的调查收集及分 析整理 ； 第二步 ， 对水功 能区水质状 算公式 ， 以望对水环境容量 的计算有全面的认识 。 况进 行调查评估 ； 第 三步 ， 对 河流排污 口的实际状况进 行调查分
关 于水环境容量计算方法分析
甄 江 燕
（ 贵州大学资源与环境工程学院
贵州贵 阳
５ ５ ０ ０ ２ ５ ）
Байду номын сангаас
２ ． ２计算模型
水 环境 容量计算 手段 以数学模 型为基础 ， 并根据污染物类型
的不同 ，进而将水环境容量模 型分 为难 降解有机物环境容量 、 容 易降解有机物的环境容量模 型等 。 按照水环境容量公式所采用的 水质数学模型维数的不同 ， 又可将水环境容量模型分为零维水环 境容量模型 、 一维水环境容量模型及二维水环境容量模型 。下面 重点介绍多排污 口一维水环境 容量模型及单排 污 口一维水 环境 水环境容量是指在一定水域范 围内，并确定排污方式 的前提 容 量模 型 ： 之下 ， 在单位时间内所确定的最大纳污量 。根据水环境容量能够反 对 于多排污 口一维水环境容量模型表达式为 ｗ＝ （ 其 中 ｗ 表 映水环境对污染物的承受能力 ， 为水环境保护提供依据。因此 ， 在 示 水环境容 量 ， 单位为 ｋ ｇ ／ ａ ； Ｃ ｓ 为污染物控制浓度 ， 单位 为 ｒ ａ ｇ ／ Ｌ ；
水环境容量计算学习指南
水环境容量基本特征
资源性 水环境容量是一种自然资源—能容纳一定量的 污染物也能满足人类生产、生活和生态系统的需要；水环 境容量是有限的可再生自然资源。
区域性 受各类区域的水文、地理、气象条件等因素的影 响，不同水域对污染物的物理、化学和生物净化能力存在 明显的差异，导致水环境容量有明显的地域性特征。
控制点 一般情况下，计算单元内可以直接按照水环境功能区
上下边界、监测断面等设置控制点或节点。 某一功能区划水域内存在多个常规性监测断面， 选取最高级别的监测断面 最有代表性的监测断面 最能反映最大取水量取水口水质的监测断面。
功能区划水域没有常规性监测断面，可以选择功能 区的下断面或者重要的用水点作为控制节点。
水环境容量计算
水环境容量:反映流域的自然属性（水文特性），又反映人类对环境 的需求（水质目标）
W自净
自净
W
W稀释
稀释
水环境容量= 稀释容量（W稀释） +自净容量（W自净） 两部分
排放方式
稀释容量: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: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
水文条件
其他河段设计流量的计算选取枯水期月平均流量作为计算 样本
有闸坝控制的河段，关闸时间较长时，可以考虑近10年 平均水位下的水体容积作为设计流量或最小下泄流量。
对于一般湖泊或水库，分别按照近10年最低月平均水位 水位相应的蓄水量和死库容的蓄水量确定设计流量。
有条件的地区，可对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，按照分水期进行 水环境容量的计算（需要注明对应的水期月份），汇总得 到全年的水环境容量。
水环境容量
水环境容量水域纳污能力计算：1、河流纳污能力计算1.1、河道类型划分：Q≥ 150m3/S为大河段，15-150m3/S为中河段，Q≤ 15m3/S是一个小范围。
1.2河道特性和水文过程的简化：（1）当宽度/深度≥ 当弯曲系数为≤ 1.3，简化为直线河道，（3）河道特性和水力条件发生显著变化的河段处于显著变化段。
1.3、设计水文条件：对于常年性河流，采用保证率为90%的最低月平均流量或最近10年的最低月平均流量作为设计流量，对于季节性/冰冻河流，采用不含0的最低月平均流量作为样本，并参考常年性河流计算设计流量。
对于水流方向不确定的水网区域/潮汐河流，设计流量采用90%保证率和0流量的低水位水量，水利工程河段的设计流量采用最小流量或生态基流。
1.4河流模型（1）零维模型：污染物在河段内混合均匀，适用于水网区域内的河段或小河段。
根据入河污染物的分布情况，划分不同浓度的均匀混合段，分段计算水域的污染物承载力。
c?(cp?qp?c0?q)/(qp?q)C——污染物浓度（mg/L）cp―排放的废污水污染物浓度（mg/l）qp―废污水排放流量（m3/s）C0——初始断面污染物浓度（mg/L）Q——初始断面流入量（m3/s）。
m?(cs?c0)?(q?qp)M——水域污染物承载力（g/s）cs―水质目标浓度值（mg/l）。
（2）一维模型污染物在河流断面上混合均匀，适用于Q<150m3/s的中小河流断面。
cx?c0?e?kxuX——沿河段的纵向距离（m）cx―流经x距离后的污染物浓度（mg/l）u―设计流量下河道断面的平均流速（m/s）k―污染物综合衰减系数（1/s）M（cs？cx）？（q？qp）排污口位于河段中部（x=l/2）时，cx？Lc0？E克鲁姆？库？？Eqlm——污染物流入率（g/s）cx=l―水功能区下段面污染物浓度（mg/l）（3）二维模型污染物在河段断面上混合不均，适用于Q值较大的河段≥ 150m3/s。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水环境容量计算方法
中国环境规划院李云生
2004.5
•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
技术指南中的概念定义
•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。
要素之二：水环境功能区
•水环境功能区划体现人们对水环境质量的需求，反映了人们对水资源的态度：开发、利用或保护。
•已划分水环境功能区的水域，要从时间、空间两个方面规范功能区达标标准；
•未划分水环境功能区的水域可不进行容量计算；若考虑计算，按较高功能标准进行（II类）。
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；
•
•
第二部分水环境容量的计算模型
•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
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。
2、水动力学模型
•最枯月设计条件
•1、满足节点平衡方程
•2、满足沿程连续方程河流径流量沿程概化
河流流速沿程概化
3、污染源概化模型
•污染源沿程位置概化
•污染源源强概化
• 1、若排污口距离较近，可把多个排污口简化成集中的排污口。
•
• 2、距离较远并且排污量均比较小的分散排污口，可概化为非点源入河，仅影响水
域水质本底值，不参与排污口优化分配计算。
非点源的范围主要包括农村生活源、畜禽养殖、城市径流、矿山径流和农田径流等5个主要方面。
• 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。
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； 河流零维模型
• 点源，河水、污水稀释混合方程
• 对于点源，河水和污水的稀释混合方程为： •
湖泊容量计算
• 合理划定纳污区
• 利用零维模型
河流一维模型
• 对于河流而言，一维模型假定污染物浓度仅在河流纵向上发生变化，主要适用于同
时满足以下条件的河段：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。
E
p E
E p p Q Q Q C Q C C +⋅+⋅=
u
Kx
e
C C -⋅=0
河流二维模型
• 当水中污染物浓度在一个方向上是均匀的，而在其余两个方向是变化的情况下，一
维模型不再适用，必须采用二维模型。
河流二维对流扩散水质模型通常假定污染物浓度在水深方向是均匀的，而在纵向、横向是变化的。
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。
• 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
)
4exp(),(2u x
K x E u z u
x
E hu m
z x C y y
--=π
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； • 将降解系数代入模型，分析其合理性； • 注意分析设计流速。
2、现状污染源的水质影响分析
3、稀释容量分析（零维）
COD浓度
0510152025303540450
2000
4000
6000
8000
10000
12000
位置(m)
COD浓度(mg/L)
分段闸坝控制河段
•分段确定水文条件
•利用零维模型估算
湖泊容量计算
•合理划定纳污区
•利用零维模型
4、稀释自净容量分析（一维）
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。
方法2：提高功能校核法
•由于应用模型计算水环境容量部分参数具有不确定性，为了提高容量结果的安全性，建议部分河段采用提高功能区类别的方法进行核算，以作为确定安全系数的参考值。
方法3：超标水域分析法
•在不同水域，分别应用零维、一维和二维模型，分析功能区内水域达标长度比例（或达标面积比例），根据各地区情况，确定的达标水域范围，分析容量结果的合理性。