辽宁省典型流域水环境容量计算与分析_张帆

辽宁省典型流域水环境容量计算与分析_张帆
辽宁省典型流域水环境容量计算与分析_张帆

第17卷第5期2010年10月水土保持研究

Resea rch o f Soil and Wa te r Conse rvation V ol .17,No .5O ct .,2010

 

收稿日期:2010-06-19 资助项目:国家自然科学基金国家重大水专项(2008ZX07526-004-T004);华北水利水电学院研究生教育创新计划基金(YK2010-003) 作者简介:张帆(1984-),女,河北邯郸人,硕士研究生,主要研究方向为区域水资源高效利用。E -m ail :z hangfan2282@https://www.360docs.net/doc/1a2569969.html,

辽宁省典型流域水环境容量计算与分析

张帆,徐建新,徐晨光

(华北水利水电学院,郑州450011)

摘 要:根据一维、二维水质模型,建立了水环境容量计算模型。在全面分析辽宁省某典型河流的水质状况、污染源及污染物特征的基础上,选取一维水环境容量模型进行计算。以河段功能分区情况为基础,结合该典型流域各断面水质及水文站的水文监测资料,对该河流的主要污染物CO D 在不同保证率(90%,50%,20%)情况下的水环境容量进行计算,全河段平水年水环境容量达2520.71t /d ,并对结果进行了分析,在计算结果的基础上,提出了针对典型流域进一步改善和控制水环境的规划建议。

关键词:水环境容量;CO D ;模型与参数;规划

中图分类号:P332.4 文献标识码:A 文章编号:1005-3409(2010)05-0231-04

C alculation and Analysis of the Water Environment Capacity for

the Typical Watershed in Liaoning Province

ZH ANG Fan ,XU Jian -xin ,XU Chen -guang

(North China University of Water Resources and Electric Pow er ,Z hengz hou 450011,China )

A bstract :Acco rding to the one -dimensional and tw o -dimensional water quality model ,the model of water environ -mental capac ity was established .Under the comprehensive analysis of the water quality conditions ,pollution sources of the typical w atershed in Liaoning province and the characteristics of pollutants ,one -dimensional model w as selected to calculate the water environmental capac ity of the typical watershed .Basis of the river function zoning case ,com -bined the various water quality cross section of the typical watershed and the monitoring data from the hydrological stations ,the w ater environmental capacity was calculated on the main pollutant COD in different guaranteed rate (90%,50%,20%),the w ater environmental capac ity of the river in 50%is 2520.71t /d ,and base on the results ,the measures were put forward to further improve the w ater environment fo r the typical watershed .Key words :wa ter environmental capacity ;COD ;model and parameter ;planning 近代社会,由于资源的过度开发和消耗、污染物大量排放,导致了全球性的资源短缺、环境污染、生态破坏。这些问题的不断累积,不但加剧了自然界的压力,更加剧了人类与自然界的矛盾,这对社会经济的持续发展以及人类自身的生存构成了障碍。水危机也成了当今社会关注的头等大事。在这种情形下,为充分利用水资源并能保护水环境不遭破坏,水环境容量这个概念应运而生。目前,水环境容量计算大多用于区域环境影响评价,对水环境保护及流域水环境规划具有重要意义。

本文拟采用一维水环境容量模型对辽宁省某典型流域不同径流保证率下的水环境容量进行计算,并

对结果进行分析,在此基础上从水功能区划角度对今后水环境的规划与控制提出建议。

1 水环境容量计算模型

水环境容量又称水体的纳污能力,是指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。它主要取决于水资源量、水环境功能区划、排污方式、污染物自身的性质、国家水环境质量标准以及水文气象等因素[1]

,是一个综合性评价指标。由于各因素之间的相互关系复杂,而且污染物的降解、迁移过程复杂,因此,利用数学模型对河流进行概化,进而对水质做出

预测,计算水环境容量是十分必要的。

按照污染物降解机理,水环境容量可划分为稀释容量(W 稀释)和自净容量(W 自净)两部分。

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水环境容量计算。

1.1 一维模型

所谓一维水体是指河流宽度与深度比不大的水体。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)宽浅型河段;(2)在较短的时间内污染物在河道中基本能混合均匀;(3)污染物浓度在y 方向变化不大,y 和z 方向的污染物浓度梯度可以忽略。当同时考虑稀释作用与自净作用时,排污口与控制断面之间水域的有机物允许纳污量为稀释容量与自净容量之和。

一维水质稳态模型:

c t +u c x =E 2

c x

2-kc (1)在忽略离散作用时,河流污染物一维稳态衰减微分方程为[2]:

u d C /d x =-k C (2)

式中:u ———河流断面平均流速(m /s );x ———沿程距离(m );k ———衰减系数(1/d );C ———污染物沿程浓度(mg /L )。

上式积分可得:

C =C 0e -kx /u

(3)

式中:C 0———前一个节点后的污染物浓度(mg /L )。

其余符号含义同上。

一维水环境容量可由下式进行计算[3]

:W =W 稀释+W 自净=C s exp (k x /86.4u )(Q 0+q w )-Q 0C 0

(4)

式中:W ———排污口与控制断面之间水域允许纳污量(g /s );W 稀释———河流稀释容量(g /s );W 自净———河流自净容量(g /s );C s ———控制断面水质标准(mg /L );Q 0———上游来水设计水量(m 3

/s );q w ———污水设计排放流量(m 3

/s );86.4———换算系数。1.2 二维模型

二维模型是指污染在河流各断面的深度方向分布均匀,即认为污染物在z 方向的浓度梯度为零,而在x 方向和y 方向都存在着迁移和扩散。

当河流的宽深比较大时,计算水环境容量就要采

用二维水环境容量模型进行计算。则各排污口混合区的水环境容量计算公式为[3]:W =(C s -C 0)2

(u x h

4πE y x *

/u x )exp [u x y 2

4E y x *]exp [kx *

u x

]

(5)

式中:E y ———横向弥散系数;其余符号含义同前。

2 区域概况

本文选取辽宁省某典型河流作为研究对象计算水环境容量,该河流为辽宁省较大河流之一,流经本溪等城市境内,全长464km ,流域面积约4000km 2

根据2008年辽宁省水资源规划水质监测数据,该河流流域水质情况见图1。

图1 太子河河流水质状况图

图1显示,该河流大部分水质为劣Ⅴ类,Ⅲ类以下河流长度占据了河流总长度的一半以上,水质严重超标,大部分河流受到了严重污染。目前,干流部分河段及部分支流都出现Ⅳ类到劣Ⅴ类水质,大部分断面均有超标现象,其主要污染物为COD 、总氮和氨氮。主要污染源可分为:工业、生活及混合污染,废污水直接排入总量为8.55亿t /a ,河流废污水入河具体状况见表1。

表1 废污水入河状况统计表

废污水/(亿t ·a -1)

主要污染物/(万t ·a -1)

化学需氧量氨氮总氮总磷8.550

28.300

1.440

2.160

0.216

表1显示,废污水中化学需氧量的排放量最大,总氮排放量其次,总磷排放量最小。本次计算选用排放量最大的COD 作为研究指标计算水环境容量。

3 参数确定

3.1 设计流量的确定

决定水环境容量的最重要因素就是水文条件,对

于北方河流而言,降雨径流年际和年内变化均非常明显,因此,根据该河流季节性变化的特点,从实际情况出发,对典型流域内某水文站的实测长系列(1961-2006年)资料进行分析,通过对实测资料的分析与筛选,利用水文学中的矩法及P -Ⅲ型配线法得出不同保证率下该河流设计年平均径流量。结果见表2。

232 水土保持研究 第17卷

表2 水文站各水文特征年径流值m3/s

水文站

枯水年

90%保证率

平水年

50%保证率

丰水年

20%保证率

09T M24.8663.20102.27

在分析河流不同水平年的流量和水质变化规律的基础上,选取各河段典型大断面,利用流量与流速的相互关系确定河流的平均流速,计算结果见表3。

表3 河流各断面设计水文条件

河段

平均流速μ/(m·s-1)

枯水年

90%保证率

平水年

50%保证率

丰水年

20%保证率

10.02060.04980.0796 20.01990.04910.0789 30.02030.04950.0793 40.01930.04850.0782 50.01940.04860.0783 60.01960.04880.0785 70.02020.04940.0791 80.01900.04820.0780 90.01910.04830.0780 100.01940.04860.0784 110.02090.05010.0798 120.01930.04850.0783 130.02050.04970.07943.2 各断面控制目标浓度确定

水环境容量是相对于水体能满足一定的功能和用途而言的,因此,根据水体不同的功能和用途,确定其纳污能力,从而计算水环境容量。我国地面水水质标准按水体的功能分为5类。每类水体的水质标准都对水环境容量计算起决定性作用。

根据辽宁省水功能区划,该河流各断面的水质目标如表5所示。并以COD作为主要分析因子,依据《国家地表水环境标准》(GB3838-2002)[5],各类水COD对应的浓度限值见表4。

3.3 降解系数k值的确定

一般说来,河流自身对污染物都有一定的自然净化能力,即污染物进入河流在输移过程中通过物理降解、化学降解和生物降解等,可使水中污染物的浓度逐渐降低。污染物降解系数k是计算水体纳污能力的一个重要参数,也是一个综合性的参数,反映了污染物在水体作用下降解速度的快慢。其影响因素包括:污染物的性质、河流污染物初始浓度及浓度梯度、水文特征等。具体计算方法有类比法、水团追踪法、实测法、经验估值法和分析借用法等[6]。参照我国部分河流COD降解系数值见表5。

表4 研究区域水功能区划及水质目标

河段水功能区长度/km水质现状水质目标

相对应COD含量

标准值(≤)/(mg·L-1)

1源头水保护区62IIⅡ15

2水库饮用水源区、工业用水区36IIⅡ15

3饮用水源区、农业用水区51IIⅡ15

4工业用水区、饮用水源区12IIIⅡ15

5工业用水区、排污控制区16劣VⅣ30

6工业用水区、农业用水区23IIIⅢ20

7工业用水区、农业用水区45IIIⅢ20

8排污控制区2IIIⅡ15

9过渡区5VⅢ20

10饮用水源区、工业用水区17II I I15

11农业用水区72劣V V40

12农业用水区15劣V V40

13农业用水区57劣V V40

表5 国内部分河流COD降解系数值表1/d 河流淮河乐安河黄河(宁夏段)黄河(兰州段)桃花江小清河k值0.009~0.340.470.200.185~0.240.300.327

由表5可知,国内部分河流COD降解系数值在0.009~0.47d-1之间,本文根据实际资料情况通过以下公式对k值进行计算[7]:k=86.4u(ln c1-ln c2)/x

式中:k———污染物综合降解系数(1/d);c1,c2———上下断面的污染物浓度(m g/L);u———河段平均流速(m/s);x———上下断面间的距离(km)。

由于降解系数受水文特征的影响,故不同频率年河道流速的改变会对降解系数k造成影响。因此根据以上公式计算该典型河流不同频率年的COD降解系数在0.08~0.20d-1之间。

233

第5期 张帆等:辽宁省典型流域水环境容量计算与分析

4 结果分析与规划建议

4.1 水环境容量计算

由于二维模型涉及到复杂的水文水力状况,通过二维模型模拟混合区内的水环境容量状况较为复杂,并且对典型河流污染物在横向方向的扩散情况了解较少,因此,本文选取一维水环境模型对河流水环境容量进行模拟。将以上预定参数代入一维水环境模型进行计算可得该典型流域各河段水环境容量。计算结果见表6。

表6 各河段不同保证率下的水环境容量

河段水质目标

水环境容量W/(t·d-1)枯水年

90%保证率

平水年

50%保证率

丰水年

20%保证率

1Ⅱ184.87224.95236.57

2Ⅱ51.3974.7587.21

3Ⅱ104.29135.90148.64

4Ⅱ12.0322.0229.49

5Ⅳ48.6690.01122.30

6Ⅲ28.3144.3353.46

7Ⅲ100.70136.21151.99

8Ⅱ3.207.1710.84

9Ⅲ16.5236.8355.68

10II14.3523.7429.60

11V958.761104.071125.73

12V42.6875.97100.14

13V430.23544.77588.60

全区段Ⅱ-V1995.982520.712740.25

4.2 结果分析

(1)由于二维模型模拟混合区的水环境容量过程较复杂,且缺乏该典型河流污染物横向扩散、降解的基本资料,本文只选取一维水环境模型对典型河流的水环境容量进行模拟,由于一维计算模型的限制因素只侧重于控制断面的水质目标,而二维模型计算除了满足控制断面上的水质目标外,还对污染物的横纵向的分布进行模拟并且对控制断面内的污染范围作了限制,因此应用二维模型计算的水环境容量值会较小,本次研究选取一维模型进行计算,其计算结果存在一定的偏差,结果偏于大胆。

(2)由表6可见,在满足不同水功能区划的基础上,全河段不同保证率下的COD环境容量分别为枯水年1995.98t/d,平水年2520.71t/d,丰水年2740.25t/d。

(3)各功能区河段的水环境容量与河段长度间存在密切联系,一般规律为河段越长,则该段的水环境容量越大,例如:河段11长度为72km,其水环境容量是所有河段中的最大值,在50%保证率下其水环境容量达到1104.07t/d。这是由于河段越长,污染物在河道内转化、降解、扩散、沉淀的程度越高,上下游断面间的污染物浓度相差越大,因此,与河段较短的河流相比,河段较长的其水环境容量较大。

4.3 规划建议

(1)上述计算结果表明,对于同一河段,丰水年水环境容量最大,枯水年水环境容量最小,由此可知:水环境容量大小与河道流量密切相关,流量较大时河流的水环境容量较大,流量小时水环境容量随之减小。因此,在该典型区域今后的规划中,可以通过对流域内的水库及闸坝进行统一调度控制管理,通过对上游水库及闸坝的实时调控,使下游河段流量保持在一定的范围内,从而达到提高河段水环境容量的目的,改善河流水质,实现流域水质水量联合调度。

(2)该典型河流沿岸排污口排出的污水以工业废水为主,其次是生活污水。该流域内结构性污染严重,由于流域内的工业以冶金、化工、造纸等行业为主,而这些行业的COD排放量在工业排放总量中占据了很大比例。这也是该流域COD超标的主要原因。COD 主要超标河段为河段5以及河段11-13。同时,生活污水也是造成该河流污染的原因之一,因此,该典型流域污染物减排任务十分艰巨,刻不容缓,并应对重点污染物排污河段进行排污控制和重点整治。

(3)水环境容量的分配是水污染总量控制的核心,在分配中应尊重公平和效益的原则,充分反映水环境容量分配的社会性、经济性和历史性,以保证实际的可操作性[8]。该河流流经辽宁省几大重工业城市,因此污染源的GDP产值成为经济效益首要考虑的问题,大部分都为重工业的经济效益考虑污染源的GDP产值,考虑当前各污染源对河流污染的贡献率大小。而作为承担防洪与排涝责任的水库,还承担着为下游城市供水的重要责任,因此下游人畜饮水安全问题是水库水质标准首要考虑的,考虑在水环境容量分配时应严格控制水库出口处水质达标。一般来说,对于源头水及饮用水功能区应尽量避免使用其水环境容量。

(4)虽然通过许多技术手段都可以提高河段的水环境容量,但这终究不是改善水环境的根本办法。改善水环境还是要从源头上加大对污染物的控制治理力度。对于工业污染源,应严格按照国家环保部门的有关规定进行排放,对工矿企业进行排污与经济相关联手段,促使企业重视对污染物的治理。对生活污水的控制,应大力提高全民节能减排意识,完善城市污水管网建设,建立中水回用系统及相应的污水处理系统,使生活污水排放达到国家相关环保标准。因此,只有从社会、经济等各个角度控制污染,才能使水环境从根本上得到改善。

(下转第237页)

234 水土保持研究 第17卷

2.4 计算结果及分析

从上述分析结果表明,图1(a)和图2(a)表明正常工况下边坡安全系数Fs=1.192,边坡保持稳定,而暴雨工况下边坡安全系数为0.891,边坡滑坡失稳;图1(b)和图2(b)表明暴雨工况下边坡凝聚力c和摩擦强度都显著降低,如由凝聚力c正常工况下的25~29 MPa降低到暴雨饱和状态时的20M Pa左右;图1(c)和图2(c)中的抗剪强度由大多数条块在40M Pa以上降低到40M Pa以下。暴雨工况下,由于雨水作用,一方面增加了边坡土体自重,增加了边坡下滑的力;另一方面,降低了边坡土体的凝聚力和摩擦强度,从而降低了边坡整体的抗剪能力,因此,对于高填深挖路基的边坡稳定问题,在设计和施工过程中,应该考虑依据暴雨工况对边坡进行加固和支护措施。

表1 计算参数表

土层重度/(kN·m-3)

天然饱和

粘聚力/kPa

天然饱和

内摩擦角/(°)

天然饱和

填土 20.721.3292014.111.2碎石土18.619.025199.67.2 3 结论

(1)暴雨是诱发高填深挖路基边坡失稳的主要因素,结合Auto cad和Geostudio建模,采用摩根斯坦-普赖斯分析方法,分析了暴雨和正常工况下碎石边坡的抗剪强度、抗剪能力和安全系数变化,与正常工况相比,暴雨工况下,边坡土体的凝聚力和摩擦强度都显著降低,安全系数降低明显;

(2)暴雨明显降低了边坡抗剪强度和抗剪能力,使安全系数大大降低,导致边坡失稳现象发生,因此,为保证高填深挖路基边坡的稳定和安全,在设计和施工过程中,依据暴雨工况对边坡进行加固和支护设计是必要的。

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(上接第234页)

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237

第5期 马莎等:暴雨诱发高填深挖路基边坡失稳分析

地表水环境容量核定技术报告编制大纲

地表水环境容量核定技术报告编制大纲 根据《全国地表水环境容量核定和总量分配工作方案》(环发[2003]141号)和《2003年-2005年污染防治工作计划》(环办[2003]36号)精神,现制定《全国地表水环境容量核定技术报告编制大纲》(以下简称《大纲》)。 本大纲是水环境容量核定技术报告编制的基本要求,各省(自治区、直辖市)环保局(厅)应参照本大纲编制辖区地表水水环境容量核定技术报告,分流域水系、行政区两个层次汇总、分析,处理好省内市界的衔接关系,提出省界要求和依据,对环境容量大、跨市界的河流进行整体测算,在汇总分析过程中完成对辖区数据合理性校核。各地市(区)技术报告可作为省级报告附件参加技术复核,有关基础数据仅作参考。 技术报告应保证数据的准确性、系统性和规范性。各省(自治区、直辖市)的技术报告应包括数据准确性分析,并将其作为各类数据的有机组成部分;规范性要求各地水环境容量核定提交的基础数据完备、信息表达一致;系统性要求全国地表水环境容量核定工作各类数据相互匹配、相互照应;报告中图表数据要与数据分析相结合,数据结论要与计算方法、关键参数选择相结合。 各省(自治区、直辖市)地表水环境容量核定技术报告应包括如下内容:报告名称 ╳╳╳省(自治区、直辖市)地表水环境容量核定技术报告

第一章总论 1.1工作过程 列出本次工作的组织机构、技术组成员及分工、时间进度等情况,应附联系方式,说明省、市、县工作分工和相互衔接情况。 附各省结合本地实际编制的水环境容量核定实施方案、各省组织审查情况、有关文件等。 介绍本省内有关水环境容量核定的前期工作积累情况及其有关数据。 1.2 工作内容 叙述基本的工作思路,列出技术路线,并分步骤说明相应的工作重点及技术要求。 对影响计算结果关键的技术环节应特别说明,包括基础数据的收集、处理过程,模型选择、计算的依据等。 1.3 主要结论 对控制单元划分、水质评价、污染源调查、水环境容量测算、剩余环境容量等分别做出结论。 1.4 问题与建议 对容量测算过程、环境容量测算结果、容量总量控制方案等技术、管理方面提出建议。 第二章区域背景 2.1 自然环境 主要内容应包括: (1)地理位置:毗邻省市、所属的流域分区、辖区土地面积、各市区面

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损害的前提下所能接纳的污染物最大允许排放量。分为稀释容量(稀E )和自净容量(自E )两部分: 稀释容量: ()r b Q C S E ?-?=4.86稀 式中:稀E -稀释容量,kg/d S -水质标准,mg/L ; b C -河流背景浓度,mg/L ; r Q -河流流量,m 3/s 。 自净容量: ??? ? ??-?-u kl t e SQ E 8640014.86=自 式中:自E -自净容量,kg/d S -水质标准,mg/L ; t Q -河流流量+废水流量,m 3/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:自稀E E E += 本次选取环境总量控制因子为COD 、NH 3-N 和TP 。 根据规划要求,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处理,处理达标后,尾水排入兴隆河。污水处理厂排入兴隆河的污水总共为1.2万t/d 。污水厂污染物排放浓度COD 为60mg/l 、NH 3-N 为8(15)mg/l 。 本次评价选取兴隆河排污口下游约4000m 河段计算环境容量。 地表水环境容量计算参数选取见表1。

表1 地表水环境容量计算参数选取表 水环境承载能力分析 (1)背景浓度 背景浓度选取排污口附近断面现状监测浓度平均值: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 (3)水环境承载能力分析 50%水环境容量可用于接纳本区域排污量。 根据计算结果进行分析,必要时提出解决方案。

益阳市水环境容量核定分析报告

益阳市水环境容量核定分析报告 益阳市环境保护局 二OO四年七月

目录 第一章总论 第二章污染源调查 第三章水环境容量计算 第四章水环境容量核定成果利用

第一章总论 一、水环境容量核定工作过程与情况 1、工作背景 改善水环境质量是我国环境保护的主要任务之一。实施水污染物总量控制是改善水环境质量的重要措施。我国对水污染物排放总量控制先后经过了浓度控制和目标总量控制,现已逐渐进入容量排放总量控制阶段。浓度控制和目标总量控制没有建立水污染物排放量和水体水质之间的对应关系,即按照水体水质保护目标,水污染物排放总量需要控制的水平,也没有解决水污染物排放量的分配问题。这两个问题的解决,必须在水环境容量核定的前提下,进行容量总量控制。 2、工作目标 本次水环境容量核定的工作目标为:通过污染源水陆对应关系以及水污染物排放的分类调查,通过建立污染源与水环境质量的输入响应关系,通过模型正向模拟,得到全河段符合不同区域水质目标要求的水环境容量,校核、分析、确定水环境功能区、河流、流域、行政区域不同层次的水环境容量,为管理提供科学基础和技术平台,为总量分解和排污许可证发放奠定基础,为制定水环境保护各专业规划提供依据。 3、工作过程 根据国家环保总局和省局的统一安排,我市从2003年11月

在全市全面开展了水环境容量核定工作。 3.1 成立市水环境容量核定工作领导小组,组成如下: 组长:罗文 副组长:余德涵 成员:熊明民邓智明李桂更粟剑斌 3.2 2003年11月6日至7日,市环保局选派3名技术人员参加了省局组织的水环境容量核定工作培训,各区(县)市环保局也各选派1名业务骨干参加了培训。通过培训,明确了水环境容量核定工作思路和方法,为全面、准确完成该项工作任务奠定了基础。 3.3 各区(县)市环保局完成基本表格数据调查,摸清各类污染源的排放去向和排放量,将基础数据上报市环保局。 3.4 市环保局校验并最终确定各类源强系数和入河系数,对各区(县)市环保局上报基本表格进行校核后,进行汇总和计算,将结果上报省局。 3.5 根据省局确定的容量计算模式和参数,市环保局完成全市容量计算和核定(其中洞庭湖水系容量由省局统一计算核定),并编写水环境容量分析报告。 二、区域水资源和水环境现状背景 1、水系概况 益阳市有大小溪河293条,流经市内最长的河流是资水,自西南蜿蜒向东北经安化、桃江、益阳市区至甘溪港注入洞庭湖,

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 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

水环境容量计算方法研究及应用

水环境容量计算方法研究及应用 赵君 (河海大学,江苏 南京 210098) E-mail:zsmzyq@https://www.360docs.net/doc/1a2569969.html, 摘要:一维稳态条件下计算水环境容量的3种方法,即段首控制方法、段尾控制方法和功能区段尾控制方法。本文通过分析比较各方法的优劣及其相互联系,针对曹娥江支流--长乐河的具体情况,采用段首控制对其水环境容量进行计算,系统地将各方法的物理含义及其适用奈件推广到实际中。计算结果证明了方法的可靠性。 关键词:水环境容量;段首控制;段尾控制;功能区段末控制 1 计算方法 1.1基本概念和方程 水环境容量是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。水环境容量具有资源性、区域性、系统性、发展需要性四个基本特征,其大小主要与水域特性、环境功能要求、污染物质以及排污方式有关,这些因素直接影响入流污染物的稀释能力以及污染物质在水体中的时空分布。由于河流具有对污染物质的稀释、输移、降解能力,因此河流环境容量可分为以下三个组成部分: 输移容量:污染物在水体中随水流的对流运动产生的输移量,它只与水力要素和水质目标有关,因此输移容量是有限的不可再生的。较大的输移容量并不代表较大的允许排放量。对保守物质来说,河段总的环境容量只由输移容量组成。 稀释容量:当水体本底水质浓度低于水质标准时,由于对流及扩散作用,使排入的污染物逐步均匀分布到整个水体,其浓度达到标准浓度的限值时,水体所增加的污染物容量。稀释容量在数量上等于标准浓度时的输移容量与本底浓度时输移容量的差值,也称差值容量。 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称为自净容量。自净容量是反映水体对污染物的自净能力,也称同化容量。自净容量是水环境容量中最重要的组成部分,河流水环境容量的计算关键在于自净容量的计算。它是可不断再生的量。 河流是我国最常见、最基本的纳污水域。河流的水环境容量占在我国的很大的比重。污染物进入河流后,在一定范围内经过平流输移、纵向离散和横向混合后达到充分混合,或者根据水质管理的精度要求,允许不考虑混合过程而假定在

环境容量

1.面积法 游人容量的计算公式为: 瞬时容量=空间面积/单位规模指标 日容量=瞬时容量×日周转率 年容量=日容量×年可游天数 计算结果见下表: (1)按风景名胜区各区分类面积计算 东湖风景名胜区游人容量计算表一 东湖风景名胜区游人容量计算表二 2.线路法 到规划期末(2020年),东湖风景名胜区的游览性道路总面积约238240平方米,按人均占有道路面积10平方米计,计算结果见下表: 按游览道路总面积计算: 东湖风景名胜区游人容量计算三

分析并满足该地区的生态允许标准、游览心理标准、功能技术标准等因素而确定。并应符合下列规定: 1.生态允许标准应符合表3.5.1的规定; 2.游人容量应由一次性游人容量、日游人容量、年游人容量三个层次表示。 (1) 一次性游人容量(亦称瞬时容量),单位以“人/次”表示; (2)游人容量,单位以“人次/日”表示; (3)游人容量,单位以“人次/年”表示。 3.游人容量的计算方法宜分别采用:线路法、卡口法、面积法、综合平衡法,并将计算结果填入表3.5.1.1: 表3.5.1.1 游人容量计算一览表(1) 游览用地名称(2) 计算面积(m2) (3) 计算指标(m2/人) (4) 一次性容量(人/次) (5) 日周转率(次) (6) 日游人容量(人次/日) (7) 备注 4.游人容量计算宜采用下列指标:(1)线路法:以每个游人所占平均道路面积计,5-10m2/人。(2)面积法:以每个游人所占平均游览面积计。其中:主景景点:50-100m2/人(景点面积);一般景点:100-100m2/人(景点面积);浴场海域:10-20m2/人(海拔0~-2以内水面);浴场沙滩:5-10m/人(海拔0~+2m以内沙滩)。

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: 1n i i W W ==∑ 01131.536()0.000365n n i 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。 2)湖泊、水库水环境容量计算模型 有机物COD 、氨氮的水环境容量模型: 在目前国内外的研究中,多采用完全均匀混合箱体水质模型来预测水库水体长期的动态变化,即将水库视为一个完全混合反应器时,有机物的容量计算模型可以用水体质量平衡基本方程计算。水库中有机物容量模型如下: C t kV S t C t Q t C t Q dt dc c out in in )()()()()(V(t)++?-?= 假设条件:水量为稳态,出流水质混合均匀。 式中:V(t)——箱体在t 时刻的水量,m 3; dt dc ——箱体水质参数COD 、氨氮的变化率; )(t Q in ——t 时刻水库的入流水量,m 3/a ; )(t Q out ——t 时刻水库的出流水量,m 3/a ;

水污染控制工程习题

1.试分析水资源与水的自然循环的关系。 2.试分析水体污染与水的社会循环的关系,以及产生水体污染的根本原因。 3.试述水污染控制工程在水污染综合防治中的作用和地位。 4.试述水污染控制工程在水污染综合防治中的作用和地位。 5.水体自净能力、水环境容量与水污染控制工程有怎样的关系?试举例说明之 6.试归纳污染物的类别、危害及相应的污染指标。 7.含氮有机物的好氧分解过程分氰化和硝化两个阶段,这两个阶段能否同时进行,为什么?生活污水水质指标中BOD5是和哪个阶段的需氧量相对应? 8.试简述BOD、COD、TOD、TOC的内涵,根据其各自的内涵判断这四者之间在数量上会有怎样的关系,并陈述其原因。 9.废水处理系统的作用是什么?它与处理单元及核心单元、核心设备间有怎样的关系? 10.什么是废水处理的级别?对于城市污水而言,通常有怎样的级别划分? 11.为什么要对废水进行预处理?通常有哪几种具体的预处理方法? 12.某企业生产废水排放量为60m3/h,其浓度变化为每8h一周期,每周期内的小时浓度为30、80、90、140、 60、50、70、100mg/L。试求将其浓度均和到70mg/L所需要的均和池容积及均和时间。 13.某酸性废水的pH值逐时变化为4.5、5、6.5、5、7,其水量的逐时变化依次为5、6、4、7、9m3/h,废水排放标准为pH=6~9,问完全均和后是否满足排放标准的要求? 14.试说明沉淀有哪几种类型?各有何特点,并讨论各种类型的内在联系与区别,各适用在哪些场合?15.设置沉砂池的目的和作用是什么?曝气沉砂池的工作原理与平流式沉砂池有何区别? 16.水的沉淀法处理的基本原理是什么?试分析球形颗粒的静水自由沉降(或浮上)的基本规律,影响沉淀或浮上的因素有哪些? 17.水中油珠的密度ρs=800kg/m3,直径众=50μm,求它在20℃水中的上浮速度? 18.某废水的静置沉降试验数据如下表,试验有效水深H=1.8m,污水悬浮物浓度C0=300mg/L,试求u0= 19.悬浮物浓度为430mg/L的有机废水进行絮凝沉降试验,实验数据如下表,试求沉降时间为60min、深度为1.8m时的悬浮物总去除率。 20.沉砂地的作用是什么?曝气沉砂沧的工作原理与平流式沉砂池有何区别?

水环境容量估算

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: ()()()2 1 0065.0058.06.04.0gHI B H Bu a 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 /s a ——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。清远华侨工业园内的东华镇污水处理厂排污口位于滃江一级支流虾公坑,规划建设的英华污水处理厂和五石污水处理厂排污口均拟设于省道347线跨江大桥至英华水电站之间的江段附近。根据上述情况,本次水环境容量估算的控制单元定为以下5段: (1)滃江干流自红桥水电站至省道347线跨江大桥之间的江段,河流长度约为6.3 km(因前述计算出的混合过程段长度约为4.6 km,故以下计算中本单元长度取为4.6 km),末端断面水质控制目标为Ⅲ类。 (2)滃江干流自省道347线跨江大桥至英华水电站之间的江段,河流长度约为4.5 km,末端断面水质控制目标为Ⅲ类。 (3)滃江干流自英华水电站至虾公坑汇入口之间的江段,河流长度约为4.9 km(因前述计算出的混合过程段长度约为4.6 km,故以下计算中本单元长度取为4.6 km),末端断面水质控制目标为Ⅲ类。 (4)滃江干流自虾公坑汇入口至大镇水汇入口之间的江段,河流长度约为3.4 km,末端断面水质控制目标为Ⅱ类。 (5)滃江干流自大镇水汇入口至楣头(该处有跨滃江桥梁)之间的江段,河流长度约为5.4 km(因前述计算出的混合过程段长度约为4.6 km,故以下计算中本单元长度取为4.6 km),末端断面水质控制目标为Ⅱ类。

地表水水环境容量计算方法回顾与展望_董飞

第25卷第3期 2014年5月水科学进展ADVANCES IN WATERSCIENCE Vol.25,No.3May ,2014 地表水水环境容量计算方法回顾与展望 董飞1,2,刘晓波1,2,彭文启1,2,吴文强 1,2(1.中国水利水电科学研究院水环境研究所,北京100038; 2.流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京100038) 摘要:为厘清中国地表水水环境容量计算方法演变历史,探讨计算方法发展趋势,在系统调研大量水环境容量研 究文献基础上,详细梳理水环境容量从概念引入到研究至今的过程,归纳出中国地表水水环境容量研究过程中产 生的五大类计算方法:公式法、模型试错法、系统最优化法(线性规划法和随机规划法)、概率稀释模型法和未确 知数学法。解析了各类方法的基本思路、产生过程及应用进展,评述了各类方法的优缺点及适用范围。通过与国 外水环境容量计算方法的比较,基于水环境系统复杂性及中国水资源管理特点与应用需求,认为中国应强化对概 率稀释模型法、未确知数学法及随机规划法等3种方法的研究和改进。 关键词:地表水;水环境容量;计算方法;概率稀释模型;系统最优化;未确知数学 中图分类号:TV131,X143;G353.11文献标志码:A 文章编号:1001- 6791(2014)03-0451-13收稿日期:2013- 10-11;网络出版时间:2014-04-10网络出版地址:http ://https://www.360docs.net/doc/1a2569969.html, /kcms /detail /32.1309.P.20140410.0950.010.html 基金项目:国家自然科学基金资助项目(51209230);水体污染控制与治理科技重大专项(2013ZX07501- 004)作者简介:董飞(1983—),男,山东淄博人,博士研究生,主要从事流域容量总量控制理论与方法等研究。 E-mail :dongfei99999@https://www.360docs.net/doc/1a2569969.html, 通信作者:彭文启,E- mail :pwq@https://www.360docs.net/doc/1a2569969.html, 环境容量是环境科学的基本理论问题之一,是环境管理的重要实际应用问题之一[1]。水环境容量是环 境容量的重要组成部分,是容量总量技术体系的核心内容之一。随着中国水环境管理体系从浓度控制、目标 总量控制向容量总量控制的转变,实现流域水质目标管理 [2]与水功能区限制纳污红线管理[3],水环境容量理论及计算方法研究的重要性更加凸显。 早在20世纪70年代后期,随着环境容量概念的引入,中国学者即开始了对水环境容量的研究[4]。在经 过短时期的对水环境容量基本概念的强烈争论后,迅速实现从基本理论到实际应用,从定性研究到定量化计 算的转变[5];同时注重吸收欧美等国的研究成果[6]。随着研究的不断深入,特别是水环境数学模型应用及 计算机技术的不断进步,逐渐形成了公式法 [7]、系统最优化法[5]、概率稀释模型法[6]、模型试错法[8]等计算方法,盲数理论等不确定性数学方法也引入其中[9]。在地表水方面,水环境容量计算中所用的水环境数学模型从Streeter- Phelps 简单模型[5]发展到WASP 、Delft 3D 等大型综合模型软件[10],计算区域从河段、河流发展到河口、湖库、河网、流域[11],计算维数从一维发展到二维和三维[12],计算条件从稳态发展到动 态[13],所针对的污染物从易降解有机物、重金属发展到营养盐等[7]。近年来,常见关于水环境容量总体研究进展的文献 [14-15],然而未有专门系统论述水环境容量计算方法研究进展的文献;同时,文献中通常将中国水环境容量计算方法分为3类或4类 [8,10],笔者认为这难以对水环境容量计算方法作全面概括,本研究旨在弥补这一不足。以地表水水环境容量为重点,兼顾海洋水环境容量,大量调研中外文献,系统研究中国在地表水水环境容量计算方面从起步到当前的各种方法;同时对照欧美国家的计算方法,对中国地表水水环境容量计算方法进行重新归类。在解析各类计算方法研究及应用情况的基础上,对各类计算方法的优缺点及适用范围作了评述。在比较分析国内外计算方法特征的基础上,结合各类计算方法对复杂水环境系统的适应性及中国水资源管理特点对水环境容量计算的需求,对中国今后地表水水环境容量计算方法的发展趋势作了展望。DOI:10.14042/https://www.360docs.net/doc/1a2569969.html,ki.32.1309.2014.03.020

风景区环境容量计算方法

风景区环境容量计算方法 风景区的环境容量是指一定地域范围内的风景名胜区所拥有的景观资源对游人的容纳量。这种容纳量对一个风景区来说是固有的,容纳量的大小是衡量一个风景区具有多大的景观内涵,是否具有开发价值和发展前景的一个重要因素。 环境容量的估算方法可分为面积容量法、游线容量法、生态容量法及卡口容量法等。 1、面积容量法 面积容量法与风景资源类型、风景资源界面的大小、风景资源内涵以及地形地貌相关。范围越大、风景资源内涵越丰富、地形地貌越有利于开发,则风景容量越大,反之就越小。风景容量是一个风景区所能达到的最大的环境容量,是不可变的,可以用技术参数来估算。该方法适用于地势较平坦的前区即综合配套区及河滩地带。 计算公式: C = A/a (C—游览区合理环境容量A—景区可游面积,除去湿地和周边保护地a—每人适当游览面积) 可游面积(公顷)=总面积(公顷)×可游比例30% 环境容量(人)=可游面积(公顷)/人均适当游览面积(米2/人) 2、游线容量法 游线容量法与风景区的道路性质、长度、宽度有关。该方法适合于地势较陡、成线性布局的景点。 计算公式: N = H/A

(N—合理容量H—游线长度A—人均游线面积) 线路推算法中区域游人容量取人均单位规模指数5—10米2/人。 3、生态容量法 生态容量法是规划人员在合理地考虑保护风景资源的情况下,用生态压力指标,制定出的容量。生态容量法的估算受景区本身的地域环境、风景资源内涵,生态指标、规划管理部门对保护景区的要求等因素的影响。生态压力表示景区在生态环境不受到破坏的情况下,所允许的最高游人量。规划中取生态压力指标为 1."0— 2."0人/公顷。 计算公式: O = S ×d (O—生态容量S—景区可直接游览面积d—生态压力指标) 景区可直接游览面积=景区的总面积×50%—70% (4)卡口容量法 卡口容量法的估算,是在风景区规划完成,游览方式和游路组织确定后进行的。 卡口容量法受风景区的地形地貌,游览方式、游览组织、交通运输工具等的影响,单位以“人次/单位时间”表示。

环境容量测算

一、环境容量确定原则 1、在保证旅游旅游资源质量不下降和生态环境不退化的条件下取得最佳经济效益的原则 2、以满足旅游者的舒适、安全、卫生、方便等旅游需求为原则 二、环境容量测算 根据方山省级森林公园的性质和公园地形地貌特征,森林公园环境容量采用面积法和游路法结合计算,由于公园道路能形成回路,因此游路法采用完全游道法计算。 面积法计算公式为:C=A÷a×D 式中:C――日环境容量,单位为人次; A――可游览面积,单位为平方米; a――每位游客应占有的合理面积,单位为平方米 D――周转率,为景点开放时间除以游完景点所需时间所得的值。 完全游道法计算公式为:C=M÷n×D 式中:C――日环境容量,单位为人次; M――游道全长,单位为米; n――每位游客占用合理游道长度,单位为米; D――周转率,为游道全天开放时间除以游完全游道所需时间所得的值。 则游客容量测算公式如下:G=t÷T×C 式中:G――日游客容量,单位为人; t――游完某景区或游道所需的时间; T――游客每天游览最舒适合理的时间; C――日环境容量,单位为人次。 根据方山省级森林公园的性质和特点,参考国内森林公园的参数指标,方山省级森林公园环境容量和游客容量否则测算如下表:

62.8万人次。 三、旅游环境容量 环境容量是指在保证旅游资源质量不下降和生态环境不退化的前提下满足游客舒适、安全、卫生、方便等需求,一定时间和空间范围内,允许容纳游客的最大承载能力。研究环境容量是为了寻求和阐述游客数量与环境规模之间适度的量化关系,合理的环境容量是旅游景区进行科学经营管理、组织观光游览和确定景区发展规模的重要依据。 (一)旅游环境容量测算 1、测算原则 (1)可持续发展原则。旅游区环境容量的测算除了必须保证景区的旅游资源免受“超负荷”的人为破坏,保持优美的自然景观特色和良好的游览环境,还特别要保护好景区内的水资源和各种植物资源。不仅当前要取得最佳的经济效益,而且也要使良好的旅游资源长期被子孙后代持续有效地利用。 (2)舒适原则。必须考虑满足游客的游览兴趣、舒适程度与需求期望,以取得游览、度假、休闲、疗养的最佳效果。 (3)安全卫生原则。必须考虑保证游客的人身安全,为游客提供安全、卫生、方便的旅游环境。 2、测算方法 环境容量的测算一般有面积法、线路法、卡口法三种。鉴于旅游区是山、水、林、相结合的多元化度假、休闲区域,结合景区景点设置及游览方式安排,确定旅游区环境容量以采用线路法和面积法测算为主;对住宿设施、餐饮设施环境容量则采用卡口容量法测算: 具体计算公式分别是: (1)面积容量法:C=A×D/a 式中:C---日环境容量,单位:人次; a---每位游客应占有的合理游览面积,单位:平方米/人; A---可游览面积,单位:平方米/人; D---周转率(D=景点开放时间8小时/游览景点所需时间)。 (2)完全游道法:C=M×D/m 式中:M---游道全长,单位:米; m---每位游客占用合理游道长度,单位:米/人; D---周转率(D=景点开放时间8小时/游完景点所需时间)。 (3)不完全游道法:C=M×D/(m+m×E/F) 式中:M---游道全长,单位:米; F---游完全游道所需时间; E---沿游道返回所需时间;

环境容量的计算

华中科技大学文华学院 毕业设计(论文) 二维水质模型计算水环境容量— 以长江武汉段巡司河排污口为例 学生姓名:李俊学号: 070205011110 学部(系):城市建设工程学部 专业年级: 07级环境工程 指导教师:刘年丰/王慧丽职称或学位:教授/助教 2011年6月11

1. 前言 (6) 1.1. 研究背景与研究意义 (6) 1.2. 国内外水环境容量研究状况 (6) 1.2.1. 国内研究状况 (7) 1.2.2. 国外研究状况 (7) 1.3. 论文内容 (8) 2. 长江武汉段水环境概况 (9) 2.1. 长江武汉段概况 (9) 2.2. 巡司河断面状况 (10) 2.3. 长江武汉段水环境状况 (11) 2.3.1. 长江武汉段水量变化 (11) 2.3.2. 长江武汉段水质变化 (11) 2.3.3. 长江武汉段的主要污染源和污染物 (13) 3. 水环境容量基本概念和计算.............................. 错误!未定义书签。 3.1. 水环境容量概述 (13) 3.1.1. 水环境容量概念 (13) 3.1.2. 水环境容量特征 (14) 3.1.3. 水环境容量类型 (14) 3.2. 水环境计算模型简介 (14) 3.3. 模型参数选择 (15) 4. 巡司河排污口环境容量案例分析 (15) 4.1. 巡司河排污口水系状况 (15) 4.1.1. 巡司河水文状况 (15) 4.1.2. 巡司河污水水质、水量、污染源 (17) 4.2. 水环境容量模型选择 (17) 4.2.1. 零维水质模型 (17) 4.2.2. 一维水质模型 (18) 4.2.3. 二维水质模型 (19) 4.2.4. 模型选择 (19) 4.3. 模型参数 (20) 4.3.1. 降解系数K (20) 4.3.2. 河流设计流量 (21) 4.3.3. 污水中污染物浓度Cp (21) 4.3.4. 其它模型参数 (22) 4.4. 理想环境容量计算 (23)

关于水环境容量计算方法分析

《资源节约与环保》2014年第10期 科技论文与案例交流科技论文与案例交流摘要:近几年来,随着社会经济的不断发展,水环境污染越来越严重。因此,加强水环境保护至关重要。水环境容量作为水环境管理的重要手段,对其计算能够为水环境安全保护提供参考依据。为此,本文重点探讨水环境容量计算方法,以望对后期水环境管理工作提供技术借鉴。关键词:水环境容量;计算方法;分析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,在水环境保护中水环境容量具有无可取代的作用。而水环境容量计算方法能够成为水环境质量评价、区域规划的重要依据,可为污染物的总量控制提供有效的技术支持。下面对其加以详细阐述。1水环境容量概述迄今为止,对于水环境容量的研究成果较多,并未形成统一及公认的定义。但大多数学者认为排入河流的污染物受到河流的水动力特性影响,与水团运动形态实现交换,并将其扩散,被河水所降解,即水环境容量。对于水环境容量可认为是环境的自净同化能力,也可认为是不危害环境的最大允许纳污能力。我国《排放水污染总量控制技术规范》中已明确指出水环境容量是指:将给定水域和水文、水力学条件,给定排污口位置,满足水域某一水质标准的排污口最大污染物排放量,叫做该水域在上述条件下的所能容纳的污染物质总量,通称水环境容量。水环境容量通常具有系统性、资源性及区域性(1)系统性。指水域与上游、下游中形成不同的空间生态系统,为此,应从流域的视角出发,对流域内的各水域的水环境容量进行合理调节。(2)资源性。该属性是一种自然属性,主要体现在排入污染物的缓冲之上,能够纳入足量的污染物,满足人们的生产及生活需求。但需要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,使得在不同区域中的污染也不相同。对于水环境容量,影响因素较多,主要受到水体功能、水文特征、污染物及其排污方式的影响,对这些因素应给予重视。2水环境容量计算方法分析2.1计算流程在计算水环境容量时一般遵循以下流程:第一步,对水功能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析,并确定河流排污口的负荷状况;第四步,对水功能区设计水文条件;第五步,对水质目标进行确定;第六步,确定模型参数,并对水域环境的容量进行计算;第七步,对计算结果的合理性进行分析、验证及应用。 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容量模型:对于多排污口一维水环境容量模型表达式为W=(其中W 表示水环境容量,单位为kg/d ;Cs 为污染物控制浓度,单位为mg/L ;Co 为进口断面污染物浓度,单位mg/L ;k 为综合降解系数,单位I/d ;L 为河流水功能区长度,单位m ;u 为河道水流平均流速,单位m/s ;V 表示水体体积,单位m 3)。该模型主要是对污染源沿河均匀分布的相关假设,而在实际的应用中,其计算结果与零维水环境容量的计算模型之间有较大差异。对于单排污口一维水环境容量模型表达式为W=(Qo+q )Csexp[kx/u]-CoQo )(其中Qo 表示进口断面的入流流量,单位m 3/s ;q 表示污水入流流量,单位m3/s ;x 表示水质控制断面与排污口的距离,单位m ;其余含义与上述多排污口一维水环境容量模型相同)。若不考虑q 的影响,则可将上述模型转换为W=86.4×[QoC-sexp[kx/86400u]-Co]。该模型主要将混合区考虑在内,能够较好的实现水环境容量,该模型应用较为广泛。若不考虑弥散作用下的一维稳态水质模型,而是根据地下水沿河水连续补给,并将补给强度及污染物的浓度确定不变,进而可得到地下水连续补给下的一维稳态水质模型,表达式为C(x)= (其中C(x)表示河流实际污染物的浓度,单位为mg/L ;α为相对河流流量的地下水补给强度,单位为km-1;)Cso 表示河段起始断面污染物的浓度,单位为mg/L ;k 为含水层的渗透系数,单位为m/d ;v 表示断面间的河流平均流速,单位为m/s ;Cgo 表示低下水污染的浓度,单位mg/L 。根据C (x)= 公式可推导河流水环境容量的计算公式,Es=S ·exp()(其中Es 、S 、Qp 分别表示水环境总容量(t/d )、河段水质标准(mg/L )、河段污水排放量(m3/s ),其余表示同前)。3结语 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,进而得出计算公式,以望对水环境容量的计算有全面的认识。参考文献[1]范丽丽,沙海飞,逄勇,等.太湖湖体水环境容量计算[J].湖泊科学,2012,24(5):693-697.[2]姜欣,许士国,练建军,等.北方河流动态水环境容量分析与计算 [J].生态与农村环境学报,2013,29(4):409-414. 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550025)36

旅游环境容量 计算方法

旅游环境容量计算方法 2009-07-05 14:35:00| 分类:经验and心得 | 标签: |举报 |字号大中 小订阅 环境容量是指在保证旅游资源质量不下降和生态环境不退化的前提下满足游客舒适、安全、卫生、方便等需求,一定时间和空间范围内,允许容纳游客的最大承载能力。研究环境容量是为了寻求和阐述游客数量与环境规模之间适度的量化关系,合理的环境容量是旅游景区进行科学经营管理、组织观光游览和确定景区发展规模的重要依据。 (一)旅游环境容量测算 1、测算原则 (1)可持续发展原则。旅游区环境容量的测算除了必须保证景区的旅游资源免受“超负荷”的人为破坏,保持优美的自然景观特色和良好的游览环境,还特别要保护好景区内的水资源和各种植物资源。不仅当前要取得最佳的经济效益,而且也要使良好的旅游资源长期被子孙后代持 续有效地利用。 (2)舒适原则。必须考虑满足游客的游览兴趣、舒适程度与需求期望,以取得游览、度假、休闲、疗养的最佳效果。 (3)安全卫生原则。必须考虑保证游客的人身安全,为游客提供安 全、卫生、方便的旅游环境。 2、测算方法 环境容量的测算一般有面积法、线路法、卡口法三种。鉴于旅游区是山、水、林、相结合的多元化度假、休闲区域,结合景区景点设置及游览方式安排,确定旅游区环境容量以采用线路法和面积法测算为主;对住宿设施、餐饮设施环境容量则采用卡口容量法测算: 具体计算公式分别是: (1)面积容量法:C=A×D/a 式中:C---日环境容量,单位:人次; a---每位游客应占有的合理游览面积,单位:平方米/人; A---可游览面积,单位:平方米/人; D---周转率(D=景点开放时间8小时/游览景点所需时间)。 (2)完全游道法:C=M×D/m

(完整word版)全国参考资料地表水水环境容量核定

全国地表水水环境容量核定 技术复核要点 (征求意见稿01) 中国环境规划院 2004年2月

一、总体校核要求 本核定要点是全国地表水水环境容量核定技术复核大纲的征求意见稿简本。规划院将根据各地反馈意见,同时系统补充各类基本参数,进行完善,形成最终的技术复核大纲。 各省环保局组织进行全省城市水环境容量核定具体数据的技术校核。本技术复核要点可供各省环保局组织技术校核时参考。各省应在完成污染源调查数据校核以及相关各类系数校核后,将全省数据汇总,报规划院进行技术复核。 在此基础上,规划院以省(自治区、直辖市)为单位,按照省域、省内各流域、区域性控制单元等层次,对水环境容量计算结果进行技术复核,并对有问题的具体单元、容量较大的典型单元等,进行模拟计算抽查,并复核各类系数。 全国地表水环境容量核定工作的具体工作目标为如下2项: 1、整合出一套系统基础数据:点面结合,分类指导,在系统分析原有各类数据的基础上,结合实地调查和监测,获得污染源排污去向(对应到水环境功能区)和排污量,并整合得到水环境功能区、河流、地市、省、流域各个不同层次的排污状况基础数据。 2、获得一套全国容量数据:以工业、生活污染物入河量为输入,通过水质模拟,获得水环境功能区、河流、地市、省、流域各个不同层次的水环境容量数据。 对应地,全国地表水环境容量核定复核主要对象包括2个方面,一是污染源调查数据,二是水环境容量计算数据,两者相辅相成,但规划院对各省的技术复核以水环境容量数据复核为主。 全国地表水环境容量核定复核的总体要求包括:数据的准确性、系统性、规范性等3个方面。其中,数据的准确性在后续的复核步骤2-7中详细论述,是技术复核工作的重点。 总体要求侧重对数据的系统性和规范性的要求,侧重表达的规范性和信息的全面性。其中,规范性要求全国各地水环境容量核定提交的基础数据要完备、信息表达要一致。系统性要求全国地表水环境容量核定工作各类数据相互匹配、相互照应。 规划院将根据各地水环境容量核定工作进展情况提出最终要求的报告格式以及各类基础数据、汇总分析数据的清单和格式。 1、报告要求 报告应图表数据与数据分析相结合,数据结论与计算方法、关键参数选择相结合,具体内容应包括但不局限于如下内容,仅供参考:

地表水水环境容量计算方法回顾与展望_董飞

第25卷第3期2014年5月一一水科学进展ADVANCESINWATERSCIENCEVol.25,No.3May,2014 地表水水环境容量计算方法回顾与展望 董一飞1,2,刘晓波1,2,彭文启1,2,吴文强1,2 (1.中国水利水电科学研究院水环境研究所,北京一100038;2 流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京一100038) 摘要:为厘清中国地表水水环境容量计算方法演变历史,探讨计算方法发展趋势,在系统调研大量水环境容量研究文献基础上,详细梳理水环境容量从概念引入到研究至今的过程,归纳出中国地表水水环境容量研究过程中产生的五大类计算方法:公式法二模型试错法二系统最优化法(线性规划法和随机规划法)二概率稀释模型法和未确知数学法三解析了各类方法的基本思路二产生过程及应用进展,评述了各类方法的优缺点及适用范围三通过与国外水环境容量计算方法的比较,基于水环境系统复杂性及中国水资源管理特点与应用需求,认为中国应强化对概率稀释模型法二未确知数学法及随机规划法等3种方法的研究和改进三 关键词:地表水;水环境容量;计算方法;概率稀释模型;系统最优化;未确知数学 中图分类号:TV131,X143;G353 11一一一文献标志码:A一一一文章编号:1001?6791(2014)03?0451?13 收稿日期:2013?10?11;网络出版时间:2014?04?10 网络出版地址:http://www cnki net/kcms/detail/32 1309 P 20140410 0950 010 html 基金项目:国家自然科学基金资助项目(51209230);水体污染控制与治理科技重大专项(2013ZX07501?004) 作者简介:董飞(1983 ),男,山东淄博人,博士研究生,主要从事流域容量总量控制理论与方法等研究三 E?mail:dongfei99999@163 com通信作者:彭文启,E?mail:pwq@iwhr com环境容量是环境科学的基本理论问题之一,是环境管理的重要实际应用问题之一[1]三水环境容量是环境容量的重要组成部分,是容量总量技术体系的核心内容之一三随着中国水环境管理体系从浓度控制二目标总量控制向容量总量控制的转变,实现流域水质目标管理[2]与水功能区限制纳污红线管理[3],水环境容量理论及计算方法研究的重要性更加凸显三 早在20世纪70年代后期,随着环境容量概念的引入,中国学者即开始了对水环境容量的研究[4]三在经过短时期的对水环境容量基本概念的强烈争论后,迅速实现从基本理论到实际应用,从定性研究到定量化计算的转变[5];同时注重吸收欧美等国的研究成果[6]三随着研究的不断深入,特别是水环境数学模型应用及计算机技术的不断进步,逐渐形成了公式法[7]二系统最优化法[5]二概率稀释模型法[6]二模型试错法[8]等计算方法,盲数理论等不确定性数学方法也引入其中[9]三在地表水方面,水环境容量计算中所用的水环境数学模型从Streeter?Phelps简单模型[5]发展到WASP二Delft3D等大型综合模型软件[10],计算区域从河段二河流发展到河口二湖库二河网二流域[11],计算维数从一维发展到二维和三维[12],计算条件从稳态发展到动态[13],所针对的污染物从易降解有机物二重金属发展到营养盐等[7]三 近年来,常见关于水环境容量总体研究进展的文献[14?15],然而未有专门系统论述水环境容量计算方法 研究进展的文献;同时,文献中通常将中国水环境容量计算方法分为3类或4类[8,10],笔者认为这难以对水环境容量计算方法作全面概括,本研究旨在弥补这一不足三以地表水水环境容量为重点,兼顾海洋水环境容量,大量调研中外文献,系统研究中国在地表水水环境容量计算方面从起步到当前的各种方法;同时对照欧美国家的计算方法,对中国地表水水环境容量计算方法进行重新归类三在解析各类计算方法研究及应用情况的基础上,对各类计算方法的优缺点及适用范围作了评述三在比较分析国内外计算方法特征的基础上,结合各类计算方法对复杂水环境系统的适应性及中国水资源管理特点对水环境容量计算的需求,对中国今后地表水水环境容量计算方法的发展趋势作了展望三

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