6.2人类活动对水体水质的影响(10)

　　1.确定问题 推算水环境容量资源，要考虑其研究目的、研究水体对象及实际需要。首先要确定如下内容：

　　1）水域的功能类型 现状使用功能、规划功能。

　　2）污染的类型 主要污染因子、污染空间特性、季节特性、水文、水力因素等。

　　3）实际应用的需求 流域范围内区域布局特征，未来经济开发区的布局特性，以及管理对模型要求。

　　2.模型的选择 选择模型可参照以下4条原则进行：

　　1）针对应用目的和水环境容量资源分配的需要，选择模型的维数；

　　2）对模型结构选择，力求简便实用，物理概念明确，并根据实际情况正确取舍模型的参数。

　　3）选择模型时应兼顾有效资料的种类和数量；

　　4）了解模型的适用性和优缺点，正确使用数学模型，搞好参数估计和模型的验证。

　　3.水环境容量模型与应用 计算水环境容量的模型较多，本节主要介绍成熟的零维模型。零维模型常见以下3种类型：

　　1）定常条件下河流稀释混合模型 污染物进入河流水体后，当上游来水量不等于零时，在污染物完全均匀混合断面上，污染物指标无论是溶解态的、颗粒态的、还是总浓度，其值均可按节点平衡原理来推求。节点意指水域内任一断面或任一区域中水和物质集散的地方。节点平衡意指流入该断面或区域的水量和物质量总和，与流出该断面或区域的水量和物质量总和相等。

　　①点源的稀释混合方程 对于点源，河水与污水的稀释混合方程为：

　　

　　式中， C为完全混合后的水质浓度（毫克/升）； Cp为上游来水水质浓度（毫克/升）， CE为污水水质排放浓度（毫克/升）；Qp为上游来水量（米3/秒）；QE为污水排放流量（米3/秒）。

　　由于污染源作用可线性叠加。多个污染源排放对控制点或控制断面的影响，等于各污染源单个影响作用之和，符合线性叠加关系。

　　对于可概化为完全均匀混合类的排污情况，排污口与控制断面之间水域的环境容量可按下列公式计算。

　　单点源排放方程为：

　　E=Ce·（Qp QE）-Qp·Cp (6－12)

　　式中，E为水环境容量（克/秒）；Ce为控制断面水质标准（毫克/升）；余同上。

　　多点源排放方程为：

　　

　　式中，QEi为第i个排污口污水排放量（米3秒）；n为排污口个数；余同上。

　　②非点源稀释混合方程 对于沿程有非点源（面源）流入时，可按下式计算河段污染物的浓度：

　　

　　式中，WS为沿程河段内非点源汇入污染物总负荷量（公斤/天）；Q为沿程河段下游流量（米3/秒）；余同上。

　　上游有点源排放，沿程有面源汇入，其环境容量按下式计算：

　　E　=　Ce·(Qp 　QE 　Qs)-Qp·Cp (6－15)

　　式中，Qs为控制断面以上沿程河段内面源汇入的总流量（米3/秒）。

　　2）概率分布设计条件下的河流稀释混合模型 概率稀释模型把定常稀释模型中的输入变量Qp、Cp、QE、CE设定为独立的随机变量，并服从对数正态分布。估算污水、河水混合浓度的概率分布，其基本表达式：

　　

　　式中，C0为河水浓度（毫克/升）；Pr为某一概率值；S为控制断面水质标准（毫克/升）；余同上。

　　概率稀释模型求解方法有两种：一为矩量近似法；二为求积分法。

　　3）湖泊（水库）的盒式模型 当入湖（库）污水量等于出湖（库）污水量时，非稳态情况下环境容量按下式计算：

　　

　　式中，Qi为入湖（库）流量（米3/秒）；t为废水入湖（库）时间（秒）；k为衰减反应速率常数（日）；V为湖泊（水库）容积（米3）；C0为未排污染之前，湖（库）中污染物浓度（毫克/升）。

　　当入湖（库）与出湖（库）水量不等时，非稳态情况下水环境容量按下式计算：

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