第四章地表水环境影响评价

第四章地表水环境影响评价

第一节地表水的污染和自净

地表水是河流、河口、湖泊（水库、池塘）、海洋和湿地等各种水体的统称，是地球水资源的重要组成部分。

一、地表水资源

地球水97%的水是海水，剩余3%的淡水中2.977%是以冰川或冰川的形式存在，只有0.003%的淡水是可为人类直接利用的，包括土壤水、可开采地下水、水蒸气、江河和湖泊水等。只要人类不过度开采和滥用并适当的保护，这些淡水资源通过水循环和自净过程还是可以满足人类对水的需求的。水循环过程示意图如图4-1.

二、水体污染

人类活动和自然过程的影响可使水的感官性状（色、嗅、味、透明度等）、物理化学性质（温度、氧化还原电位、电导率、放射性、有机和无机物质组分等）、水生物组成（种类、数量、形态和品质等），以及底部沉积物的数量和组分发生恶化、破坏水体原有的功能，这种现象称为水体污染。

按排放形式不同,将水体污染分为点污染源和非点污染源。

1.点污染源

是指由城市和乡镇生活污水和工企业通过管道和沟渠收集排入水体的废水。

居住区生活污水量Q

s

计算式（4-1）：

Q

s =

86400

s

qNK（4-1）

式中：Q

s

——居住区生活污水量，L/s；

q ——每人每日的排水定额，L/(人.d);

N——设计人口数

K

s

——总变化系数（1.5~1.7）。]

工业废水Q

s

按式（4-2）估算：

Q =

t

m M K i

3600 （4-2） 式中：m ——单位产品废水量，L/t ； M ——该产品的日产量，t;

K i ——总变化系数，根据工艺或经验决定； t ——工厂每日工作时数，h. 某些工业的污染物排放系数见表4—1。 2. 非点污染源

又称面源，是指分散或均匀地通过岸线进入水体的废水和自然降水通过沟渠进入水体的废水。

（1） 城市非点污染源负荷估计:不同区域径流系数见表4-2 （2） 农田径流污染负荷估算 3.水体污染物

由点源和非源排入水体的主要污染物可分为：耗氧有机污染物、营养物、有机毒物、重金属、非金属无机毒物、病原微生物、酸碱污染物、石油类、热量和放射核素等。 三、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，这种过程叫水体自净。水体自净可以看作是污染物在水体中迁移、转化和衰减有过程。 1．

迁移和转化作用包括：推流迁移、分散稀释、吸附沉降等方面。

2． 衰减变化包括： （1） 污染物的好氧生化衰减过程 见图4-2； （2） 有机污染物的好氧生化降解 （3） 硝化作用 （4） 温度影响 （5） 脱氮作用 （6） 硫化物的反应 （7） 细菌衰减作用

（8）

重金属和有机毒物的衰减作用

四、水体的耗氧与复氧过程 1.耗氧过程

水体中的溶解氧在以下过程中被消耗。 （1） 碳化需氧量衰减耗氧 （2） 含氮化合物硝化耗氧 （3） 水生植物呼吸耗氧 （4）

水体底泥耗氧

2. 复氧过程：大气复氧、光和作用

五、水温变化过程

第二节 河流和河口水质模型

从理论上说，污染物在水中的迁移、转化过程要用到三维水质模型预测描述。但实际应用的是一维和二维模型。一维模型常用于污染物浓度在断面上比较均匀分布的中小型河流水质预测；二维模型常用于污染物浓度在垂向比较均匀，而在纵向（X 轴）和横向（Y 轴）分布不均匀的大河。对于小型湖泊还可采用更简化的零维模型，即在该水体内污染物浓度时均匀分布的。

一、 河流中污染物的混合和衰减模型 1. 完全混合模型

一股废水排入河流后能与河水迅速完全混合，则混合后的污染物浓度（C ）为：

C=

h

p h

h p p Q Q C Q C Q ++ (4-31)

式中：Q h ——河流的流量，m 3/s;

C h ——排污口上游河流中污染物浓度，mg /L; Q p ——排入河流的废水流量，m 3/s; Q p ——废水中污染物浓度，mg /L 。 例4-1

2.一维和多维模型

在河流的流量恶化其他水文条件不变得稳态条件下，可以采用一

维模型进行预测。根据物质平衡原理，一维模型可写作：

E x 2

2x

∂∂ρ

一u x

x

∂∂ρ

一K ρ=0 （4-32） 对于非持久性或可降解污染物，若给定x=0时，C= C 0,式（4-32）得解为：

C=C 0exp[

x M ux

2（1-241u

KM x +）] （4-33） 对于一般条件下的河流，推流形成的污染物迁移作用要比弥散作用大很多，在稳态条件下，弥散作用可以忽略，则有 ：

C=C 0exp(-u

Kx

) (4-34) 式中：u ——河流的平均流速，m/d 或m/s;

M x ——废水与河水的纵向混合系数，m 2/d 或m 2/s K ——污染物的衰减系数，1/d 或1/s;

x ——河水（从排放口）向下游流经的距离，m. 例4-2：

3.污染物与河水完全混合所需距离

污染物从排放口排出后要与河水完全混合需一定的纵向距离，这段距离称为混合过程段，其长度为x 。

当采用河中心排放时：x=x

x M B u 2

1.0 （4-35）

在岸边排放时： x=x

x M B u 2

4.0 （4-36）

二、BOD —DO 耦合模型

S —P 模型基本假设：①河流中的BOD 的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。

S —P 模型是关于BOD 和DO 的耦合模型，可以写作：

dt

dL

=-K 1L （4-37） dt

dD

= K 1L —K 2D （4-38） 式中：L ——河水中的BOD 值，mg/L;