1、第六章 水环境影响评价,6.3 地表水环境影响预测,6.3.1 预测原则,（1）可能产生影响的，应预测其影响；（2）预测的范围、时段、内容和方法根据等级、工程与环境特性、当地环保要求确定；（3）预测方法通用、成熟、简便，满足精确度要求；（4）当水生生物保护对地面水环境要求高时，应分析对水生生物的影响。,6.3.2 预测时段的确定,（1）建设期、运行期和服务期满三个时期；（2）所有项目均应预测生产运行期的影响，分正常排放和非正常排放两种情况预测。特殊情况还应进行风险事故状态下的影响预测；（3）根据情况确定是否预测建设期、服务期满后的影响；（4）预测应考虑水体自净能力最小和一般两个时段。,6.3.
2、3 预测水质参数的筛选,（1）在环境现状调查水质参数中选择拟预测的水质参数（一般少于现状调查涉及的水质因子）；（2）根据环境现状、评价等级、当地环保要求确定建设期、运行期和服务期满后拟预测的水质参数（不同时期参数可以不同） ；（3）对河流，可参照水质参数排序指标选取预测因子,水质参数排序指标（负值或越大，污染影响越大）,式中 ISE 水质参数排序指标；Cp 建设项目水污染物排放浓度，mg/L;Cs 水污染物评价标准限值，mg/L;Ch 评价河段的水质浓度，mg/L;Qp 废水排放量，m3/s; Qh 河水河段流量，m3/s。,6.3.4 预测方法,（1）数学模式法（2）物理模型法（3）类比分析
3、法（4）专业判断法,6.3.5 污染物质在河流中的混合与扩散,废水排入水体后，最先发生的过程是混合稀释，混合稀释是污染物迁移的重要方式之一，混合稀释能与水体的水文特征相关。 河流的稀释混合过程 （1）稀释的含义：当废水进入河流之后，便不断与河水发生混合交换作用，是保守污染物浓度沿流程逐渐降低，这一过程称为混合稀释过程。,（2）混合 1)竖向混合阶段：污染物排入河流后逐步向河水中分散，由于一般河流的深度与宽度相比较小，所以首先在深度方向上达到浓度分布均匀，从排放口到深度上达到浓度分布均匀的阶段称为竖向混合阶段，同时也存在横向混合作用。 2)横向混合阶段：当深度上达到浓度分布均匀后，横向上的混合过
4、程在持续。经过一定距离后污染物在整个横断面上达到浓度分布均匀，这一过程称为横向混合阶段。 3)断面充分混合后阶段：在横向混合阶段后，污染物浓度在横断面上处处相等。河水向下游流动的过程中，持久性污染物的浓度将不在变化，非持久性污染物浓度将不断减少。,(3)扩散污染物质在河流中的迁移总起来可分为两类，即推流和扩散。推流也称平流、随流输移。推流是指污染物质随水质点的流动一起移到新的位置。扩散可分为分子扩散、湍流扩散、剪切流离散（弥散）和对流扩散。,1)分子扩散分子扩散是指物质分子的随机运动（即布朗运动）而引起的物质迁移或分散现象。当水体中污染物质浓度分布不均匀时，污染物质将会从浓度高的地方向浓度低的
5、地方移动。分子扩散过程服从费克第一定律。,2)湍流扩散当河流做湍流运动时，随机的湍流作用引起污染物的扩散，称为湍流扩散。湍流扩散所引起的污染物质量通量与浓度梯度成正比。湍流扩散系数比分子扩散系数大78个数量级。 因此，在河流中污染物的迁移是以湍流为主的。,3)剪切流离散当垂直于流动方向的横断面上流速分布不均匀或者说有流速梯度存在的流动称为剪切流。剪切流离散又称弥散，它是由于横断面上各点的实际流速不等而引起的。,4)对流扩散对流扩散指由于温度差或密度分层不稳定性面引起的铅直方向对流运动所伴随的污染物迁移。,污染物在河流中的混合示意图,d-d,d-d,河流水体中污染物的混合和扩散,Q,混合过程段（
6、L）,排放口,完全混合段,背景河段,（3）几个概念污水注入点：污水排入河流的入河口水质完全混合断面：断面上任一点的浓度和断面上的平均浓度相差5%之内，就认为完全混合。 初始浓度（背景河段） 非均匀混合段 均匀混合段污水注入点和完全混合点把一条河流分成三段,混合系数：水质完全混合断面以前，任一非均匀混合断面上参与和废水混合的河水的流量为Qi，把参与和废水混合的河水流量Qi与该断面河水流量Q的比值定义为混合系数aa=Qi/Q 0a1 污染带：在非均匀混合段废水排入一侧的岸边形成一条污染带。 稀释比：把参与和废水混合的河水流量Qi与废水流量q的比值定义为稀释比，以n表示。 n=Qi/q=aQ/q,（
7、4）稀释混合过程的浓度估算,污染带,d-d,河水Q， 污染物浓度C1,污染物浓度为C2 废水流量为 q,测定排水口至完全混合断面的距离Ln,假设混合系数与距离成正比，任一断面的混合系数按下式计算：Ln t 式中： Ln排水口距完全混合断面的距离，mX任一断面距废水排入口的距离，m河流实际流速t时间，（废水排入河流与河水完全混合所需时间），h,式中： Ln排水口距完全混合断面的距离，mB河流宽度，ma 排放口到近岸水边的距离，mH平均水深，mu河流平均流速，m/sg重力加速度，9.8m/s2I河流底坡，,Ln无实测数据时，可查表取值（课本P200）：查取所需时间与河水实际流速的乘积为完全混合距离
8、,已知河宽20m，平均水深2m，河水流量6m3/s,某工厂排入该河污水量500m3/d，问Ln=？,费洛罗夫提出混合过程段的污染物浓度 Ci 及混合段总长度 Ln可按下式计算：, 河流湍流扩散系数，10-2-1 m2/s,6.3.6 河流水质模型 一、河流水质模型简介 1.定义：河流水质模型是描述水体中污染物随时间和空间迁移转化规律的数学方程（微分的、差分的、代数的等） 2.作用：模型的建立可以为排入河流中污染物的数量与河水水质之间提供定量关系。从而为水质评价、预测及影响分析提供依据。,3.水质模型的分类按时间特性分：分为动态模型和静态模型。描写水体中水质组分的浓度随时间变化的水质模型称为动态
9、模型。描述水体中水质组分的浓度不随时间变化的水质模型称为静态模型。,3.水质模型的分类按空间特性分 零维水质模型：水体看成完全混合器，水质组分浓度是均匀分布的 一维水质模型：水质组分迁移变化在一个方向上重要，另两个方向均匀 二维水质模型：水质组分迁移变化在两个方向上重要，另一个方向均匀 三维水质模型：水质组分迁移变化在三个方向进行混合段应选用二维或三维模式，均匀段应选用零维或一维模式。,二、持久（守恒）性污染物 定义：污染物进入环境以后，随着介质的运动不断地变换所处的空间位置，还由于分散作用，不断向周围扩散而降低其初始浓度，但它不会因此而改变总量，不发生衰减，称为守恒污染物 如：重金属，多数高
10、分子有机化合物等。,三、非持久（守恒）污染物：污染物进入环境以后，除了随着介质流动而改变位置，并不断扩散而降低浓度外，还因自身的衰减而加速浓度的下降，称为非守恒污染物。 如：放射性物质的衰减；COD、BOD等,四、河流完全混合模式与适用条件C（CpQpChQh）/(QpQh) 式中 C计算断面污染物浓度，mg/LCp污染物排放浓度，mg/LCh河流来水污染物浓度，mg/LQp 废水排放量，m3/sQh 河流来水流量，m3/s,四、河流完全混合模式与适用条件 适用条件： （1）河流充分混合段 （2）持久性污染物 （3）河流为恒定流动 （4）废水连续稳定排放,五、河流一维稳态模式与适用条件CC0
11、exp-(k1+k3)x/(86400u)式中 C计算断面污染物浓度，mg/LC0计算初始点污染物浓度，mg/L k1污染物衰减系数，1/dk3污染物沉降系数，1/du 河流流速，m/sx 从计算初始点到下游计算断面的距离，m,五、河流一维稳态模式与适用条件 适用条件： （1）河流充分混合段 （2）非持久性污染物 （3）河流为恒定流动 （4）废水连续稳定排放对于持久性污染物，在沉降作用明显的河段，可以采用k3代替（k1k3）来预测其浓度沿程变化。,六、S-P模式（斯特里特费尔普斯模式）,六、S-P模式（斯特里特费尔普斯模式）,六、S-P模式（斯特里特费尔普斯模式）CC0 exp(k1+k3)x
12、/(86400u) 不考虑沉降作用时，有：CC0 expk1x/(86400u) 式中 C计算断面BOD浓度，mg/LC0计算初始点BOD浓度，mg/Lk1BOD衰减系数，1/d k3污染物沉降系数，1/du 河流流速，m/sx 从计算初始点到下游计算断面的距离，m,式中 D氧亏量，即饱和溶解氧浓度与溶解氧浓度的差值，mg/LD0计算初始断面氧亏量，mg/Lk2大气复氧系数，1/d x预测点到计算初始点的距离，mxc最大氧亏点到计算初始点的距离，m,六、S-P模式适用条件： （1）河流充分混合段 （2）污染物为耗氧性有机污染物 （3）需要预测河流溶解氧状态 （4）河流为恒定流动 （5）废水连续
13、稳定排放,七、耗氧系数k1的取值 1、套用已有：0.10.15 2、实测法（两点法） 从s-p的BOD模型推导出式中 t 水流经上下断面的时间 ,dC0，C实测的上下断面的 BOD浓度，mg/L因为河水是变化的、随机的，因此 k1要做多次实验求得平均值方可。,例题：,均匀河段长10km，有一含BOD的废水从这一河段的上游流入。废水流量为 q =0.2m3/s，BOD浓度C2=200mg/L，上游河水流量 Q =2.0m3/s， BOD浓度C1=2mg/L，河水的平均流速 u =20km/d，BOD的衰减系数 k=2/d，求废水入河口以下(下游) 1km、2km、5km 处的河水中 BOD 的浓度。 解：河段初始断面河水中BOD浓度为：,按照一维水质模型预测计算下游断面浓度： 下游1km处BOD浓度为同样计算2km、4km的浓度值分别为16.4mg/L、13.4mg/L,
