河流、湖泊、水库、湿地 水环境容量计算模型

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河流、湖泊、水库、湿地水环境容量计算模型(附国家技术指南、计算标准及模型系统下载)

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,水环境容量可划分为稀释容量和自净容量两部分,即:

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1。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:

考虑量纲时,上式整理成:

其中:

当上方河段水质目标要求低于本河段时:

当上方河段水质目标要求高于或等于本河段时:

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:

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:

假设条件:水量为稳态,出流水质混合均匀。

由此模型推导出的COD、氨氮环境容量的计算公式如下:

总氮总磷的水环境容量计算模型

水库中氮和磷等营养盐物质随时间的变化率,是输入、输出和在水库内沉积的该种污染物的量的函数,因此营养盐物质容量计算可采用沃伦威得尔模型(Vollen—welder),即可以用质量平衡方程表示。

总氮总磷的水环境容量模型可采用吉柯奈尔-迪龙(Kirchner-Dillon)水库营养物浓度预测模型,其形式如下:

假设水库的入流、出流与污染物的输入处于稳定状态,当t趋于无穷大,可得上式的平衡浓度Cp:

式中Cp—总氮总磷的平衡浓度(mg/L)。用总氮总磷的水环境质量标准来衡量。滞留系数R 可以根据流入和流出支流的流量和营养物浓度近似计算:

式中Qi、Qout—水库输入和输出流量(m3/a);

Pi、Pout—水库输入和输出总氮总磷浓度(g/m);

Wi、Wout—水库输入和输出总氮总磷量(g/a)。

3)人工湿地水环境容量计算模型

湿地水环境容量计算模式如下:(出水达标情况下)

1.由中国环境规划院开发的河流水环境容量计算系统

2.全国水环境容量核定技术指南

3.污水综合排放标准(GB8978-1996)内含计算模型