第六章 水环境影响评价

(1
D0 cBOD0
K2 K1 )] K1
xc——临界点到计算初始点的距离，m。
*3. Streeter –Phelps (S-P)模式
S-P模式在水质影响预测中应用最广，也可用于计算河 段的最大容许排污量。
在S-P模式基础上，结合河流自净过程中的不同影响因素， 人们提出了一些修正型。例如托马斯引入悬浮物沉降作用对 BOD衰减的影响；多宾斯－坎普提出了考虑底泥耗氧和光合 作用复氧的模型；奥康纳进一步考虑含氮污染物的影响；1989 年美国EPA推出了QUAL－2E，这是一维水质模型，全面考虑 河流自净的机理，可以模拟15种以上不同的水质参数的变化， 如水温、有机磷、有机氮、肠杆菌等。
解： ch＝100mg/L，Q h＝0.46×13.7×0.61＝3.84m3/s cp=1300mg/L，Q p=2.83m3/s
代入
得
c=609mg/L。 该厂废水如排入河中，河水氯化物将超标。
常用河流水质数学模型与适用条件 *2 河流一维稳态模式
一般方程式为： c c0 exp(Kt)
或
c
x=0.1uxB2/Ey x=0.4uxB2/Ey
u x——x方向流速，m/s； B ——河流宽度，m； Ey——横向扩散系数，m2/s。
常用河流水质数学模型与适用条件
河流混合过程段长度（P72）
*河流混合过程段长度可由下式估算（经验公式）：
(0.4B 0.6a)Bu
x
1
(0.058H 0.0065B)( gHI ) 2
例题3：一河段的K 断面处有一岸边污水排放口稳定地向河流排
放污水，其污水特征为：Qp=19440m3/d，BOD5（p）=81.4mg/L， 河水Qh=6.0m3/s，BOD5（h）=6.16mg/L，u=0.1m/s，K1=0.3/d，如 果忽略污染物质在混合过程段内的降解和沿程河流水量的变化，
* 《污水综合排放标准》
GB8978－1996（重点掌握）
* 《环境影响评价技术导则——地面水环境》（HJ/T2.3-93）
其他水环境质量标准还有: 《渔业水质标准》（GB11607－89）， 《农田灌溉水质标准》（GB5084－92）， 《生活饮用水源水质标准》（CJ3020－93）等
6.1 地表水环境影响评价等级及程序
解: 混合过程段长度：
x
(0.4B 0.6a)Bu
1
(0.058H 0.0065B)(gHI )2
(0.450.0 0.6 0) 50.0 0.1
(0.0581.2 0.006550.0) 9.81.29‰
＝779.0m
所以混合过程段长度为779.0m。
常用河流水质数学模型与适用条件
*1 河流完全混合模式（P71）
c0
exp(K
x 86400u
)
式（6-5）
c ——计算断面的污染物浓度，mg/L； c0——计算初始点污染物浓度，mg/L； t——断面间水团传播时间，d； K——水质综合消减系数，1/d； u——河流流速， m/s； x——从计算初始点到下游计算断面的距离，m；
e：自然对数的底 ，2.718
常用河流水质数学模型与适用条件 *2 河流一维稳态模式
水体自净：水体可以在其环境容量范围内，经过自身的物理、 化学和生物作用，使受纳的污染物浓度不断降低，逐渐恢复原 有的水质。(补充了解)
物理自净：混合稀释、自然沉淀 化学自净：氧化还原反应 生物自净：水中微生物（尤其是细菌）作用
Ex： 纵向混合系数，m2/s； E y：横向混合系数，m2/s； E z：垂向混合系数，m2/s； K3: 沉降系数，1/d；
[例]一拟建建设项目，污水排放量为5800 m3/d，经类比调查知 污水中含有COD、BOD、 Cd、Hg，pH为酸性，受纳水体为 一河流，多年平均流量为90 m3/s，水质要求为IV类，此环评 应按几级进行评价？ 方法：污水排放量：为5000~10000m3/d之间 水质复杂程度：含有持久性污染物（ Cd、Hg）、非持久性污 染物（COD、BOD）、酸碱（pH为酸性）， 污染物类型数＝3，复杂程度为“复杂” 水域规模：介于150 m3/s到15 m3/s之间，为中等河流 水质要求：IV类
适用条件： （1）河流充分混合段；（3）河流为恒定流动； （2）持久性污染物； （4）废水连续稳定排放。
c——污染物浓度，mg/L； cp——污染物排放浓度，mg/L； ch——河流来水污染物浓度，mg/L； Qp——废水排放量，m3/s； Qh——河流来水流量， m3/s；
例题2（补充）：
河边拟建一工厂，排放含氯化物废水，流量2.83m3/s，含 盐量1300mg/L；该河流平均流速0.46m/s，平均河宽13.7m，平 均水深0.61m，含氯化物浓度100mg/L。如该厂废水排入河中 能与河水迅速混合，问河水氯化物是否超标（设地方标准为 200mg/L）？
DhQh Qh
CBOD0——计算初始断面的BOD浓度，mg/L; D0——计算初始断面亏氧量，即断面DO浓度与DOf之差，mg/L； Dh——上游来水中溶解氧的氧亏值，mg/L； Dp——污水中溶解氧的氧亏值，mg/L；
*3. Streeter –Phelps (S-P)模式
氧垂公式
x
cBOD
6.2 水环境影响预测方法（P70）
数学模式法
物理模型法 主要指水工模型。水工模型法定量性较高，再现性较好，能
反映出比较复杂的地表水环境的水力特征和污染物迁移的物理 过程。但需要合适的试验场所和条件以及必要的基础数据，需 较多人力、物力和时间。 类比调查法
半定量或定性预测。注意预测对象与类比对象的相似性。
cp：建设项目水污染物的排放浓度，mg/L； cs：水污染物的评价标准限值， mg/L； ch ：评价河段的水质浓度， mg/L； Q p——建设项目废水排放量，m3/s； Q h——评价河段的流量， m3/s；
水体自净的基本原理
地表水环境影响预测是以一定的预测方法为基础的，而这种 方法的理论基础是水体的自净特性。
在距完全混合断面10km 的下游某段处，河流中BOD5 浓度是多 少？解： Qp=19440/86400=0.225m3/s
计算起始点处完全混合后的BOD 的浓度
c0
cpQp Qp
chQh Qh
81.4 0.225 6.16 6.0 0.225 6.0
c
＝8.88mg/L
c0 exp(K1
√
*水环境影响预测的模式
水环境影响预测——拟预测水质参数的筛选(补充)
在现状调查的水质参数中筛选；
拟预测参数应既说明问题又不过多（一般少于现状参数）；
根据工程分析、环境现状、评价等级和当地环保要求筛选；
不同时期参数不一定相同；
* 对河流，可用水质参数排序指标（ISE）选取预测水质因子：
ISE是负值或越大，说明建设 项目排污对河流中该项水质参 数的影响越大！
S-P模式的适用条件：（1）河流充分混合段； （2）污染物为耗氧有机污染物； （3）需要预测河流溶解氧状态； （4）河流为恒定流动； （5）污染物连续稳定排放。
常用河流水质数学模型与适用条件 *3. Streeter –Phelps (S-P)模式
cBOD0
cpQp chQh Qp Qh
D0
DpQp Qp
水体的耗氧和复氧过程
水体耗氧过程：
含碳化合物被氧化； 含氮化合物被氧化； 水生植物（如藻类）的呼吸作用； 河床底泥耗氧； 水体复氧过程： 大气中的氧气不断溶于水中 水生植物的光合作用产氧
K1：耗氧系数，单位 1/d； K2：复氧系数，单位 1/d；
常用河流水质数学模型与适用条件
*河流混合过程段长度（P72）----补充掌握
cBOD 0
exp(K1t)
cBOD 0
exp(K1
) 86400u
D
K1cBOD 0 K2 K1
[exp(K1
x) 86400u
exp(K2
x )] 86400u
D0
exp(K2
x) 86400u
D——亏氧量，即饱和溶解氧浓度与溶解氧浓度的差值，mg/L；
cBOD——BOD的浓度，mg/L； K1——耗氧系数，1/d； K2——大气复氧系数，1/d； x——从计算初始点到下游计算断面的距离，m
6.4 水环境影响预测模式的应用
√
水质模型参数的确定方法
地表水环境和污染源的简化
水质数学模式的类型与选用原则
一、水质模型参数的确定方法
水质模型参数确定的方法类别：
实验室测定法 公式计算法（包括经验公式、模型求解等） 现状实测法 示踪剂法
1. 耗氧系数K1单独估值方法（P75）
（1）实验室测定法 K1=K1' +(0.11+54 I )u/H
此环评应按二级评价要求进行。
6.1.2 水 环 境 影 响 评 价 程 序
来源：《环境影响评价技术导则－地面水环境》（HJ/T 2.3-93）
6.1 地表水环境影响评价等级及程序
6.1.3 评价范围
地表水环境影响评价的评价范围，应能包括建设项目对 周围地面水环境影响较显著的区域。
在此区域内进行的评价，能全面说明与地面水环境相联 系的环境基本状况，并能充分满足环境影响评价的要求。
x 86400u
)
8.88
exp(0.3
10000 ) 86400 0.1
=6.275 mg/L
在距完全混合断面10km 的下游某段处，河流中BOD5 浓度是6.275 mg/L
常用河流水质数学模型与适用条件 *3. Streeter –Phelps (S-P)模式
建立S-P模式的基本假设： （1）河流中的BOD衰减和溶解氧的复氧都是一级反应； （2）反应速度是定常的； （3）河流中的耗氧是由BOD衰减引起的，而河流中的溶解 氧来源则是大气复氧。
* 适用条件：
（1）河流充分混合段； （3）河流为恒定流动； （2）非持久性污染物； （4）废水连续稳定排放。
或
补充了解
c ——计算断面的污染物浓度，mg/L；
c0——计算初始点污染物浓度，mg/L； K1——耗氧系数，1/d； K3——污染物的沉降系数，1/d； u——河流流速， m/s；
x——从计算初始点到下游计算断面的距离，m；
式中，B——河流宽度，m； a——排放口距岸边的距离，m； u——河流断面的平均流速，m/s； H——平均水深，m； g——重力加速度，9.8m/s2； I——河流坡度，‰。
例ຫໍສະໝຸດ Baidu1：
一河段的K 断面处有一岸边污水排放口稳定地向河流排放 污水，其河水特征为：B=50.0m， H 均=1.2m，u=0.1m/s， I=9‰，试计算混合过程污染带长度。
预测范围内河段分充分混合段、混合过程段和排污口上游河段。 充分混合段：污染物浓度在断面上均匀分布的河段。当断面上任 意一点的浓度与断面平均浓度之差小于平均浓度的5％时，可以认 为达到均匀分布。 混合过程段：指排放口下游达到充分混合以前的河段。
河流混合过程段长度可由下式计算（理论公式）：
河中心排放 岸边排放
第六章 水环境影响评价
6.1 确定等级与程序 6.2 预测方法与要求 6.3 预测模式 6.4 预测模式的应用 6.5 水环境影响评价
相关水环境标准----补充了解
*《地表水环境质量标准》 GB3838－2002（重点掌握）
《地下水环境质量标准》 GB/T14848 （一般了解）
《海水水质标准》
GB3097－1997（一般了解）
氧垂曲线：根据氧垂公式绘制的溶解氧沿程变化曲线。
溶解氧沿程变化曲线
*3. Streeter –Phelps (S-P)模式
计算最大氧亏点－临界点
tc
K2
1 K1
ln[ K2 K1
(1
D0 cBOD0
K2 K1 )] K1
tc——由起始点到达临界点的流行时间。
xc
86400u K2 K1
ln[ K2 K1
专业判断法
定性预测。建设项目对地表水环境某些影响无法定量预测， 也没有条件采用类比调查时采用。
6.2 水环境影响预测要求（P70）
6.2.2 预测条件的确定
1 筛选拟预测的水质参数 2 拟预测工况 3 预测水文条件 4 水质模型参数和边界条件
6.3 地表水环境影响预测
√
*拟预测水质参数的筛选
水体自净的基本原理
*6.1.1 分级判据
污水排放量 污水水质的复杂程度 受纳水域的规模 受纳水域对水质要求
与建设项目排污有关 与地表水环境有关
污水排放量越大，水质越复杂，评价等级越高； 受纳水域规模越小，水质要求严格，评价等级越高。
评价工作等级分为三级！
6.1.1 评价等级的划分
地面水环境影响评价分级表(内陆水体)