河流纳污能力计算参考文档

对河段：
图 河流一维模型概化示意图
2、排污口概化 对有排污口的水功能区或河段，污水排放流量较大的排污
口作为独立的排污口处理；其他排污口，可进行适当简化：
（1）若排污口距离较近，可把多个排污口简化成一个集中的
排污口。
上界Biblioteka Baidu12 3
下界
上界
1#
x
下界
概化后的排污口位置为：
x=(Q1C1x1+Q2C2x2+····+QnCnxn)/(Q1C1+Q2C2+····+QnCn)
4
确定水质模型及其计算参数：根据实际情况选择零维、一维或二 维水质模型，在进行各类数据资料的一致性分析的基础上，确定 模型所需的各项参数。
一、计算步骤
5
计算分析：以控制节点的水质目标为约束条件，（采用试算法） 对选定的水质模型进行反解（即逐步调整功能区内各入河排污口 的入河通量，直到控制节点的水质预测浓度达标为止），即可计 算出该水域的水环境容量。当计算水域内有多个入河排污口时， 试算过程应从现状入河量开始，原则上各入河口按同样的缩放系 数逐步调整其入河排污量。
6
成果合理性分析：在水环境容量模型计算的基础上，结合上下游 关系、左右岸关系、水质评价和污染源调查结果、混合区范围等 因素，进行合理性分析。此外，应结合水功能区水质评价和污染 源调查分析，建立污染源与水质目标之间的输入响应关系，进行 参数的校核和反馈调整，核定控制单元内允许纳污量。
二、主要技术问题
? 狭长河道：当河流宽度小于200m时，单向河流使用一维断 面平均衰减模型，感潮河段使用潮平均一维衰减模型，感 潮河网采用一维潮平均有限分段水质模型。
? 大江大河：当河流宽度大于200m时，单向河流选用二维垂 向平均衰减模型，感潮河段使用潮平均二维衰减模型。
? 西江、东江、北江等河流的流量较大，稀释扩散能力强， 虽然平均水质良好，但由于靠近岸边水流相对平缓，在排 污口下游一定范围内形成污染带，宜采用二维污染带模型 来计算控制排放量。
河流一维水质模型 一维水质模型由河段和节点两部分组成： ? 节点指河流上排污口、取水口、干支流汇合口等造成河
道流量、水质发生突变的点，水量与污染物在节点前后 满足物质平衡规律。 ? 河段指河流被节点分成的若干段，每个河段内污染物的 自净规律符合一阶反应定律。
图 河流一维模型概化示意图
? 在节点处，要利用节点均匀混合模型进行节点前后的物 质守恒分析，确定节点后的河段流量和污染物浓度。
（3）形状：河流混合区一般为岸边窄长水域距下游控制断 面有足够的安全距离，且不超过河宽的 1/3；河流混合 区长度不允许超过1200～1500m。 整个河段的封闭性混合区是不允许的
根据西江、北江、东江流域水质保护规划的研究成果，混 合区的确定如下：
? 确定某入河排放口的混合区长度时，以不影响邻近功能区 （控制断面）和对岸水质达标为原则，并留有有足够的安 全距离，且不得超过河宽的1/3；
? 混合区是污染物自排放口至功能区控制断面达标的过渡区， 是允许超标的区域。
? 混合区越小，意味着控制越严格，混合区消失，意味着不 许排放或意味着排放口排出的水质与功能区的水质相等。
?混合区的三要素
（1） 位置：重要的功能区均应加以保护，其范围内不允许 混合区存在。
（2） 大小：排污口所在水域形成的混合区不应影响邻近功 能区水质；河流混合区范围不允许超过1～2km 2。
? 1、河流简化与模型选取 ? 2、排污口概化 ? 3、混合区的确定 ? 4、计算单元和控制节点(断面) ? 5、模型参数
二、主要技术问题
1、河流简化与模型选取
? 水质数学模型有零维模型、一维模型、二维模型等。 ? 对每个水功能区，应根据其空间形态、水文、水质特征
选择合适的水环境容量计算模型。
二、主要技术问题
? 节点后的河段以节点平衡后的流量和污染物浓度为初始 条件，按照一级降解公式计算到下一个节点前的污染物 浓度。
图 河流一维模型概化示意图
考虑干流、支流、取水口、排污口均在同一节点的最复 杂情况，水量平衡方程为：
Q干流混合后 ＝Q干流混合前 ＋Q支流 ＋Q排污口 －Q取水口 污染物平衡方程为：
图 河流一维模型概化示意图
河流纳污能力计算案例分析
主要内容
一 计算步骤 二 主要技术问题 三 案例分析
一、计算步骤
? 1.水域概化 ? 2.水文资料调查及设计水文条件的确定 ? 3.水质控制节点的确定 ? 4.确定水质模型及其计算参数 ? 5.计算分析 ? 6.成果合理性分析
一、计算步骤
1
水域概化：将天然水域（河流、水库）概化成计算水域，例天然 河道可概化成顺直河道，动态水流简化为稳态水流等。水域经适 当概化后，才能够利用数学模型来描述其水质变化规律。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一个集中的排污口。
1、河流简化与模型选取
? 断面宽深比大于等于20时，简化为矩形河段； ? 小河可以简化为矩形平直河流； ? 大中河流中，当河段弯曲系数小于等于1.3时，可简化
为顺直河段，否则视为弯曲河流； ? 河道特征和水力条件有显著变化的河段，应在显著变化
处分段。
根据广东省河流水功能区的河道特征和水文水质特征，分 二种情况选用不同的纳污能力计算模型：
2
水文资料调查及设计水文条件的确定：收集研究水域水下地形、 水文站的水文资料（河宽、水深、流速、流量、坡度和弯曲系数 ）等，明确每一个河段或水库的水文设计条件。对没有资料的河 段，采取水文比拟等方法确定其水文条件。
一、计算步骤
3
水质控制节点的确定：根据水功能区划和水域内的水质敏感点位 置分析，确定水质控制断面的位置和控制标准。对于大江大河（ 和大型水库），则需根据水体的功能用途和环境管理的要求，确 定混合区的控制边界及水质保护目标。
（2）距离较远并且排污量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，不参与容量优化分配计算。
3、混合区的确定
(a) 图 污水与河流的混合过程：（ a）河中排放；（b）岸边排放
?混合区定义
? 在排污口下游自排污口至功能区控制点或控制断面之间的， 使污染物得以进行初始混合与稀释后达到水域功能区水质 标准的区域称为混合区。