水环境容量计算
河流水环境容量一维计算模型分析
河流水环境容量一维计算模型分析在一定水文设计条件和水质目标前提下，根据一维河流水质模型理论，探讨不同控制断面和排污口位置下的河流水环境容量的计算方法。
在计算水环境容量时，对于长度较短的河段，排污口均匀概化和中点概化差异不大；对于长度较长的河段，排污口均匀概化比中点概化更接近实际情况。
段首法最为严格，适于经济发达地区、水源地或旨在改善水质的区域；段尾法次之；功能区末端控制法要求达到的环境目标值更低。
标签：水环境容量；排污口概化；段首控制法；段尾控制法水环境容量是指某一水环境单元在特定的环境目标下所能容纳污染物的量，也就是环境单元依靠自身特性使本身功能不至于破坏的前提下能够允许容纳的污染物的量[1]。
其大小与水环境功能目标、水体特征、污染物特性及排污方式相关。
通常以单位时间（如：一年）内水体所能承受的污染物排放总量表示。
水环境容量也可称为水域的纳污能力。
1 计算流程在计算水环境容量时一般按以下流程：（1）调查收集水环境功能区的基本资料并分析整理；（2）调查分析水环境功能区的水质状况；（3）调查分析沿河排污口的位置分布、排污负荷等具体情况；（4）调查水环境功能区水文参数；（5）确定水体的水质目标；（6）选用适当的计算模型，计算水域的环境容量；（7）分析、验证计算结果的合理性。
2 计算模型根据所采用的水质数学模型维数的不同，水环境容量计算模型可分为零维模型、一维模型和二维模型。
其中零维模型主要适用于污染物均匀混合的小型河流及河网流域；一维模型主要适用于河道宽深比不大，在较短时间内污染物质能在横断面上均匀混合的中小型河流；二维模型主要适用于河道宽度较大，河流横向距离显著大于垂向距离，在横断面上污染物分布不均匀的河流，或者宽度虽然不大，但是存在如鱼类的洄游通道等特殊功能需求的河流。
以下将重点讨论河流非持久性污染物的一维水环境容量计算模型。
一维稳态水质模型：式中C1为排污口废水浓度，mg/L；q为废水量，m3/s；C0为上游河水浓度，mg/L；Q0为流量，m3/s；K为水质降解系数，1/d；x为距排污口的距离，m；u 为流速，m/s。
水环境容量及其计算
超 标 值
工业污染源达标分析表
2.2 农村生活污染源调查
县 （ 名市 县 称） 级
河 流 名 称
农 业 人（数 人 ）万 口
（ 畜 万 禽 ）头 量养 猪 殖
人均综合用水 人均废水排放 量（吨/日） 量（吨/日）
1）有条件的可以将农村生活源（非点源）对应到河流，难以对应 到河流的，河流名称一列可以不填，其他非点源基础数据调查表 的填写与此类似。 2）农业人口可参考各县（区）的统计年鉴数据； 3）畜禽养殖量需要通过农村年鉴、统计年鉴及必要的调查获得， 并需换算成猪，换算关系如下：30只蛋鸡折合为1头猪，60只肉 鸡折合为1头猪，3只羊折合为1头猪，5头猪折合为1头牛。 4）散养畜禽定义为：猪少于100头，或蛋鸡少于3000只，或肉鸡少 于6000只，或奶牛少于20头，或肉牛少于40头。 5）农村人均综合用水量定义为农村除农业灌溉用水之外所有用水 量之和除以农业人口数。 6）农村人均废水排放量通过农村人均综合用水量乘以农村污水排 放系数计算，农村污水排放系数范围为0.4-0.8，各地方需根据当 地实际情况进一步确定。
116.57
35.33
AA
9.0
二、数据统计分析
1、城市生活污染物排放量计算
城市生活污染物量排放量＝生活污水平均浓度×城市生活综合排水量。
一般城市人均产污系数约为：COD 60～100g/人· 日，氨氮4～8g/人· 日。 城 区 （ 名近 称郊 县 ）
水 环 境 编功 号能 区
水 环 境 名功 称能 区
km2
矿山径流（固体废物）污染源调查
县 （ 名县 称级 市 ） 河 流 名 称 矿山 名称 地形 特征 尾矿 成分 降雨量 堆存时间 尾矿堆积面 （mm/年 （年） 积（km2） ）
(完整word版)水环境容量估算(word文档良心出品)
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（NH3-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:()()()210065.0058.06.04.0gHI B H Bua 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/sa ——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。
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111. 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 (20)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)4.4.1. 长江武汉段平水期100m污染长度环境容量 (23)4.4.2. 理想环境容量计算 .............................. 错误!未定义书签。
水环境容量
水域纳污能力计算：1、河流纳污能力计算1.1、河道类型划分：Q ≥150m 3/s 为大型河段、15—150m 3/s 为中型河段、Q ≤15m 3/s 为小型河段。
1.2、河道特征和水文过程简化：（1）宽/深≥20时简化为矩形河段，（2）弯曲系数≤1.3时简化为顺直河道，（3）河道特征和水力条件有显著变化的河段在显著变化处分段。
1.3、设计水文条件：常年河流采用90%保证率最枯月平均流量或近10年最枯月平均流量作为设计流量、季节性/冰封河流采用不为0的最小月平均流量为样本参照常年河流计算设计流量、流向不定的水网地区/潮汐河流采用90%保证率流速为0时的低水位水量为设计流量、有水利工程的河段采用最小下泄流量或生态基流为设计流量。
1.4 河流模型（1）零维模型：污染物在河段内均匀混合，适用于水网地区的河段或小型河段。
根据入河污染物的分布情况划分不同浓度的均匀混合段，分段计算水域纳污能力。
)/()(0Q Q Q C Q C C p p p +⋅+⋅=C —污染物浓度（mg/L ）C p —排放的废污水污染物浓度（mg/L ）Q p —废污水排放流量（m 3/s ）C 0—初始断面污染物浓度（mg/L ）Q —初始断面入流流量（m 3/s ）。
)()(0p s Q Q C C M +⋅-=M —水域纳污能力（g/s ）C s —水质目标浓度值（mg/L ）。
（2）一维模型污染物在河流横断面上均匀混合，适用于Q<150m 3/s 的中小型河段。
u xK x e C C -⋅=0x —沿河段的纵向距离（m ）Cx —流经x 距离后的污染物浓度（mg/L ）u —设计流量下河道断面的平均流速（m/s ）K —污染物综合衰减系数（1/s ）)()(p x s Q Q C C M +⋅-=排污口位于河段中部（x=L/2）时，u LK u LK L x e Q m e C C --=⋅+⋅=0 m —污染物入河速率（g/s ）C x=L —水功能区下段面污染物浓度（mg/L ）（3）二维模型污染物在河段横断面上非均匀混合，适用于Q ≥150m 3/s 的大型河段。
水环境容量计算学习指南
影响要素
水域特性 几何特征（岸边形状、水底地形、水深或体积）； 水文特征（流量、流速、降雨、径流等）； 化学性质（pH值，硬度等）； 物理自净能力（挥发、扩散、稀释、沉降、吸附）；
化学自净能力（氧化、水解等）；
生物降解（光合作用、呼吸作用）。
环境功能要求
不同功能区划，对水环境容量的影响很大：水质要求高的 水域，水环境容量小；水质要求低的水域，水环境容量 大；
排放浓度与超标率（Pr）关系
在超标率计算时，假定排污总量中排污水量不变，改变排污浓度, 在给定达标率（或超标率）的条件下反推，乘以排污水量，可求出 允许纳污量。
湖泊、水库的盒模型
以年为时间尺度来研究湖泊、水库的富营养化过程时，可把 湖泊看作一个完全混合反应器，这样盒模型的基本方程为
VdC QC E QC SC ( c )V dt
水文条件
其他河段设计流量的计算选取枯水期月平均流量作为计算 样本
有闸坝控制的河段，关闸时间较长时，可以考虑近10年
平均水位下的水体容积作为设计流量或最小下泄流量。
对于一般湖泊或水库，分别按照近10年最低月平均水位 水位相应的蓄水量和死库容的蓄水量确定设计流量。
有条件的地区，可对丰平枯水期特征明显的河流，以及按
计算步骤1
水域概化 将天然水域（河流、湖泊水库）概化成计算水域 基础资料调查与评价 水域水文资料（流速、流量、水位、体积等） 水域水质资料（多项污染因子的浓度值）
收集水域内的排污口资料（废水排放量与污染物浓度）
支流资料（支流水量与污染物浓度） 取水口资料（取水量，取水方式） 污染源资料等（排污量、排污去向与排放方式） 并进行数据一致性分析，形成数据库。
河口区水域环境容量的计算
确定控制目标
❖ 环境目标的确定是环境容量计算的前提.根据海域主导功能 确定海水水质应执行的国家《海水水质标准》(ＧＢ3097 1997)的海水水质标准)。
❖ 分别采用 二维浅水 潮波方程 与二维移 流扩散方 程来模拟 河口海域 的流动场 和浓度场. 建立之后 再根据实 测数据检 验修改；
海域环境容量模型
❖ 式(2)左边实际上是控制点处的浓度.由于水质扩散模型是线性的,浓度有 可迭加性,所以用线性迭加的方法来求某一点的浓度是可行的.因此,求解 海域环境容量问题归结到求解由式(1)～(3)所表达的线性规划问题.
（2）分区达标
❖ 根据《海水水质标准》(GB3097-82),水质分为3类.为了控制各水功能区的水质达 到其对应的环境标准,对水质控制点的选取须满足以下要求:
潮流与水质模拟
❖ 分别采用二维浅水潮波方程与二维移流扩散方程来 模拟汕头,网格边长取100m.实测数据验证 结果表明,模型较好地再现了汕头市海域的潮流与水
质扩散状况.
排污口与水质控制点原
❖ 原有排污口数量较多,有不少排污 口相距很近。为简化计算和减少 工作量,将排污口进行合并,概化 为9个,编号为E1～E9,位置如图 所示.根据功能区划分的结果,选 取了71个水质控制点(如图2),其 中三类水质控制点8个,位于除E2 排污口以外的各排污口所在网格; 二类水质控制点34个,位于E2排 污口及第三类与第二类海水区交 界线上的网格;一类水质控制点29 个,位于第二类与第一类海水区交 界线上的网格.应当指出,由于差 分网格较小(100m×100m),所以 对排污口的控制是比较严的,不允 许出现第三类海水超标区域.
❖ (3)在采用第二类与第一类海水水质标准的2种水域的交界线上设一类水质控制点, 使这些点的浓度不得超过第一类海水水质标准.
河流水环境容量一维计算方法
河流水环境容量一维计算方法
河流水环境容量一维计算方法：
1. 使用容量一维模型：首先采用容量一维模型来计算河流水环境容量，该模型考虑了水体中不同介质的影响。
2. 确定经济参数：根据水体的特性确定经济参数，比如流量、泥沙的
质量，用这些参数来测定水体的环境容量。
3. 采集水文资料：根据实际情况采集水文相关资料，如温度、污染物
浓度等，并将其输入计算模型中。
4. 计算模型参数：根据输入的水文资料，计算当前水体以及其介质的
状况下，确定其容量一维模型参数。
这些参数可以帮助我们来确定水
体环境质量。
5. 计算水体环境容量：根据掌握的容量一维模型参数，就可以进行模
型计算，计算出河流水环境的容量。
6. 计算水体资源效益：在得出水环境容量的基础上，可以通过计算水
体资源效益，来评估水体环境经济利用价值。
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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：rbQCSE4.86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，m3/s。
自净容量：uklteSQE8640014.86＝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，m3/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EEE
本次选取环境总量控制因子为COD、NH3-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、NH3-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
参数
河流
S
（mg/L） rQ（m3/s） tQ（m3/s） l（m） k（1/d）
u
（m/s）
COD 氨氮 TP COD
氨氮
TP
兴隆
河
20
1.0 0.2 7.4 7.539 4000 0.15 0.194 0.03 0.33
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
指标
兴隆河
稀
E
自
E
E
COD
1918.08 271.2 2189.28
氨氮
236.56
TP
19.18
（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。