S-P模型氧亏计算
..水质模型
2、一维模型
适用于符合一维动力学降解规 律的一般污染物，如氰、酚、有机 毒物、重金属、BOD、COD等单项指 标的污染物。
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一维模型适用条件
一维模型适用的假设条件是横向 和垂直方向混合相当快，认为断面中 的污染物的浓度是均匀的。或者是根 据水质管理的精确度要求允许不考虑 混合过程而假设在排污口断面瞬时完 成充分混合。
采用几 维模型 的依据
式中，L－混合过程段长度； B－河流宽度； A－排放口距岸边的距离（0=<a<0.5B）;
当河段长度大 于L，可采用0 维或一维模型
u－河流断面平均流速； H－平均水深； g－重力加速度， 9.81 m/s2 ； I－河流坡度。
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例题
某河流预测河段平均宽度50.0米，平均水深＝1.2 米，河底坡度0.90/00，平均流速0.1m/S，排放口 到岸边距离0米，混合过程段长度是多少米？
L＝
(0.4 50 0.6 0) 50 0.1
2463（米）
(0.058 1.2 0.0065 50) 9.81.2 0.0009
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河流的一维模型
可根据河流水流特点分两种情况，即不 考虑弥散作用和考虑弥散作用。
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河流的一维模型 [考虑弥散的一维稳态模型]
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BOD-DO耦合模型（S-P模型）
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描述河流水质的第一个模型是由斯特 里特(H.Streeter)和菲尔普斯(E.Phelps) 在1925年提出的，简称S-P模型。
S-P模型迄今仍得到广泛的应用，它 也是各种修正和复杂模型的先导和基础。
流域水质模型与模拟课件
K1L0 K1 K2
(e 1x
e2x )
2
u 2E
1
1
4EK2 u2
（2）忽略河流的弥散作用，则为
解析解
u
dL dx
K1 L
u
dC dx
K1L
K2
Cs
C
L
K1 x
L0e u
L0 e K1t
C
Cs
Cs C0
ek2t k1L0 k1 k2
e e k1t
k2t
氧垂曲线
溶解氧沿程变化曲线被称为氧垂曲线
案例分析——S-P模型
向一条河流稳定排放污水，污水排放量 Qp = 0.2 m3/s， BOD5 浓度为 30 mg/L，河流流量 Qh = 5.8 m3/s，河水平均 流速 v = 0.3 m/s，BOD5 本底浓度为 0.5 mg/L，BOD5降解 的速率常数 k1 = 0.2 d-1，纵向弥散系数 D = 10 m2/s，假定 下游无支流汇入，也无其他排污口，试求排放点下游5 km 处的 BOD5 浓度。
定义 把一个连续的一维空间划分成若干个子空间，每一个 子空间都作为一个完整混合反应器，将上一个反应器 的输出视为下一个反应器的输入
设 C1，C2，…，Ci 为相应河段的污染物浓度，每一个河 段的浓度表达式
C1
C10 1 KdV1
Q1
C2
C20 1 KdV2
Q2
Ci
Ci 0 1 KdVi
河流水质变化过程
河流水质变化过程
河流水质模型分类（按维数） 零维 一维 二维 三维
第三章 河流水质模型
零维水质模型
定义 污染物进入河流水体后，在污染物完全均匀混合断面 上，污染物的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。对河流，零 维模型常见的表现形式为河流稀释模型。
环境系统工程经典练习题
(2) 污染物在横断面上达到均匀分布所需的纵向距离：
即横断面上达到均匀分布所需的纵向距离为16000m。 (3) 排放口下游1000m处的扩散羽宽度： 因为 y 2 Dy x / u x 2 0.05 1000 / 0.8 11.18(m) 所以扩散羽宽度b = 2 =2*11.18=22.36 (m)。
D0= Cs*10% = 0.907 (mg/L) L0= (0.5*400+20*2)/(20+0.5) = 11.71 (mg/L) 临界氧亏发生时间为：
468 CS (mg / l) 9.07mg / L 0 31.6 T( C)
= 6.13 d
8000 m 处距离起始断面的时间： 8000/(0.2*24*3600) = 0.46 d＜tc 由于t8000m＜tc，因此只需控制8000m处的 DO≥4mg/L且BOD≤4 mg/L即可， 根据S-P模型： DO = Cs-D = Cs -
y
0.4 x B2 0.4 0.8 502 u x 16000(m) Dy 0.05
1. 已知湖泊容积V=2.0×108 m3 ，水面面积As=3.6×107 m2 ， 河流 入流量Q=3.1×109 m3/a，河流中磷的输入量为1.5×108 g/a，磷的 输出量为1.125×108 g/a，试判断该湖泊的营养状况，是否会发生 富营养化？
y 1x 0.237x 2 0.610 z 2x 0.217x
1
0.691
Cmax(x,0,0,He )
z 2 2Ez t
ux H x 4Ez
*
2 e
He 2 z 2 2
S—P模式应用中k1、k2系数求解方法的探索
S—P模式应用中k1、k2系数求解方法的探索2002年第l期贵州环保科技V o1.8No.tlS—P模式应用中k,k2系数求解方法的探索杨星宇(贵州省环境科学研究设计院,贵州贵阳550002)摘要在建设项目环境影响评价报告书的编制中,通常要运用S—P模式来预测有机污染物在河流中降解的情况,模式运用中自净系数k,k(足.:耗氧系数;k:复氧系数)的确定是关键,文章运用"改进梯度法"自编程序,打破传统模式,同时求解k,k,使得在同一河流中,k,k:有较好的系统性和内在联系,通过实际应用验证.其灵敏度,可靠性较好.关键词耗氧系数k.复氧系数k梯度搜索法在河流有机污染物水质预测中,大多数只应用Streeter--Phelps模式(简称S—P模式)的一半,即只预测BOD的降解(只使用k)而对DO的预测往往忽略.事实上DO是河流一个极重要的水质指标,它与有机污染物降解有密切联系,为了正确,系统地反映河流BOD,DO的变化,通过《7舞阳河水环境容量及风景名胜资源保护对策研究》课题7舞阳河的水质预测,对贵州省山区河流S—P模式应用中k.,k的求解进行了以下探索.1自净系数k,k的意义1.1耗氧系数k,耗氧系数k定义为:有机生物化学需氧量减低的速度与它剩余的未氧化物质的需氧量成比例(即呈一级反应),这个比例常数k即称为耗氧系数,耗氧系数是一个统计平均值.影响k.值的主要因素是温度,流速,污水性质等.1.2复氧系数k水体中溶解氧主要来源有两个方面:一是通过水和空气交界面的分子作用,从大气摄取氧;二是藻类的光合作用向水体供氧.一般来说研究复氧系数主要指大气复氧系数.水体复氧的速率取决于溶解氧的亏损和其它一些物理量,水体表面有很微小的一层薄膜,它通过其分子不断地从大气摄取氧,这种表面薄膜不断更新的速率,直接关系到水体复氧的速度,因此可见水体复氧的速率与水流的流速成正比,而与水深成反比,并且与水面,河底比降,粗率系数,分子扩散,温度,水粘滞系数,表面张力,重力加速度等收稿日期:2002—03一l4;2o02一O8一l4修回作者简介:杨星宇.男,1975年生,助理工程师.从事环境评价,研究工作.312002年第4期贵州环保科技V o1.8No.4因素有一定的关系.2k,k:的确立,求解方法2.1确立,求解耗氧系数k的3种方法(1)利用河流各断面实际水质监测值进行反算.(2)根据实验室模拟试验推求.(3)利用监测,实验资料计算和求解.2.2确立,求解复氧系数k:的3种方法(1)实际监测或实验室模拟测定.(2)按机理采用经验和半经验公式估算.(3)利用监测,实验资料计算和求解.2.3应用改进"梯度搜索法"同时求解k,k2在水质预测中,分别求解k,k:往往在系统中出现较大的误差,为了使k,k:取值有系统性和同步性,经多因素分析和计算机运算比较,应用"梯度搜索法"同时求河流各研究断面水质模型参数k,k.的最优值. 具体步骤如下:设定目标函数¨:HfJ(k,kz)一∑∑[c(五,kz,,C0b.,tij)一].(1)式中:,C.——溶解氧饱和值和初值; 6.——B0Ds初值;f——第i次监测的第断面河水流经时间.采用一阶梯度搜索最优解:一∑[c—c73.J=1…(2)最优搜索计算程序可以有多种方法,经实际计算比较,采用改进梯度法的计算程序(图1),可省计算时间3倍以上.3k,k:计算方法说明和步骤32用"梯度搜索法"求解k,k:,实际上是一种应用多维参数的最优估值法,它可以同时确定模型中多个参数,这种方法的优点是从模型的整体出发求得参数值,使水质模型的可靠性提高.但需要注意的是这种非线性的多维参数最优搜索过程中,由于多变量函数的非凸特性,会因所取初始值的不同,求得的"最优值"有所不同,此时所求得的解实际是局部最优解,而非整体最优解.为了避免这种问题,除了要对可行范围内的各种初始值的"优值"多做些比较和处理外,有时往往采用降维的方法降低待估参数的维数,再进行最优搜索.对多变量函数往往采用直接最优化方法搜索其最优值,也就是从给定的初始值(或起点)五.出发,每次增减一定的量逐步改善目标函数J(k,),直到其满足目标值收敛的误差要求.目前直接最优化方法大多采用一阶梯度法(又称"最速下降法"),即在原点(或起点)的目标函数(五)下降速率最快的方向一型(一阶负梯度的方向),按一定的步长进行搜索,每次改进目标函数值,并得到新的起点,如此反复迭代计算,直到满足要求.具体工艺步骤:(1)将河流各研究断面B0D,DO的实际监测值进行离散分布序列集合成{五)和{c3).表示实测值,J表示第i次监测(一1,2,…,),可表示第J断面(一1,2,….k).(2)在排污条件下,同上计算B0D和DO的计算序列集合{k.,)和{O.).(3)由实测序列值和模型计算序列值之差的某一范数(常用一范数)构成一目标函数.对BOD,JL一∑(6t--b~.).一(矗^);2002年第4期贵州环保科技V o1.8No.4图1S—P模型参数的最优搜索计算——改进梯度法33?2002年第4期贵州环保科技V o1.8No.4对DO,J∑(c厂c)一Jc(正);f=1对第i次的总目标函数:一∑[+(卜),)J~]----J(正),=1式中:——加权因素(O≤≤1),表示B0D和D0实测值的相对可靠性或主要性,当一0时,指B0D值不可靠;当一1时,指D0值不可靠;当一0.5时,指B0D5和D0值同等可靠;正——待估参数(^一1,2,…,).(4)在有约束条件下,用一阶梯度法(搜索目标函数值数值最小时的待估参数或"决策变量")序列正即:t束(d≤正≤).4采用"最速下降法"求解k,k值的应用根据上述计算步骤,在对湃阳河各研究河段水文及水质现状监测资料的分析基础上,自行编制计算程序(略),选择漭阳河,相见河的是初值为0.15～0.30,足初值为0.25～0.37;杉木河的k初值为0.40～0.50,k2初值为0.50～0.60,按步长尸一0.001进行梯度搜索计算,经反复计算验证.计算出各研究河段自净系数值如表1.为7舞阳河研究河段水质预测提供了重要,关键的参数.表1浇阳河各研究河段年均温度下自净系数计算结果5水质模型参数灵敏度分析5.1灵敏度检验原则与方法水质模型参数灵敏度分析,目的是检验水质参数的适用条件和可靠性程度[3].将计算值与实际监测值进行比较,若计算值与实测值之间有相对均匀的偏离,通常说明模型标定时确定的系数适用于较大范围内的污染负荷;流量和水温条件下的水质计算,本研究中采用平均值比较和相对误差两种方法同时进行灵敏度分析.345.2灵敏度检验结果自净系数模型计算值与断面的实测值对照见表2,从表2可以看出:B0D,DO的计算值与实测值的误差很小(一世×lOO~),‰.值在实测值一'""o.12～5.98之间,Do值在0.14～3.449,5之间,且误差的趋势基本一致,说明自净系数模型应用及计算的可信度和可靠性比较大,符合客观实际情况,可以用来预测河段水质.2002年第4期贵州环保科技V o1.8No.46结语使用"改进梯度法"同时求解耗氧系数k和复氧系数k.,可以使S—P模式应用更为方便,简单.由于k,k同时求解,BOD与D0的预测更为系统和同步,且该方法求解的k,k.系数,灵敏度较高,为确定自净系数的较好方法之一.参考文献1傅国伟.河流水质数学模型及其模拟计算.北京:中国环境科学出版社,1987.218～2192傅国伟.河流水质数学模型及其模拟计算.北京:中国环境科学出版社,1987,2213夏青,孙艳.水污染物总量控制实用计算方法概要.环境科学研究,1989(3):29～30七七七七七七七七七七七七七七七七七"2002年中国有机食品发展研讨会暨第九期全国有机食品开发和信息交流讲习班"在贵阳举行由国家环境保护总局有机食品发展中心,贵州省环境保护局,贵州省农业厅,贵州省轻纺行业管理办公室,贵州省食品工业办公室等单位主办,并由贵州省环境科学研究设计院承办的"2002年中国有机食品发展研讨会暨第九期全国有机食品开发和信息交流讲习班"于2002年8月5日至8月9日在贵阳举行.来自北京,上海,广东,陕西,四川,山东,内蒙,山西,吉林,贵州,江苏,广西,云南,甘肃,宁夏,河南,安徽,辽宁,湖北,河北等省市的共192名代表参加了本次研讨会及讲习班.会议邀请了国家环保总局原副局长,中国工程院院士金鉴明,南京环境科学研究所领导,贵州省有关领导,香港和台湾等地嘉宾出席了本次会议.本次讲习班授课内容为:国内外有机食品发展状况和趋势;有机作物,野生植物,有机畜禽,水产,有机加工和贸易标准;有机认证程序和有机农业生产基地建设等.另外,会议还就大力培养和发展中国有机食品市场,台湾及香港有机食品发展现状,人世后中国农业面临的挑战和机遇以及各地有机食品基地建设经验等进行了研讨和交流.会议期问,与会代表还参观了羊艾生态茶场.该次研讨会取得了预期的效果并圆满结束.(安裕敏)35。
环境学概论 第三章水体环境解读
3.水资源的特性（与其它自然资源相比）
A B C D 资源的循环性 储量的有限性 分布的不均衡性 利用的多用性
E
利害的两重性(图)
5
4.地球上局部存在水荒的原因
A B C 淡水在地球上的分布极不平衡 城市、工业区高度集中，耗水量大。 水污染严重，“水质型缺水” 突出。(图A) (图B)
二.天然水的水质 1.天然水化学成份的形成 2.天然水的化学组成 3.各种类型的天然水质 4.天然水体的自净作用
*放射性类
来源：核武器试验；原子能工业排放或泄漏 。 危害：主要通过α、β、γ等射线损害人体组织，并可在人
体内蓄积，促成贫血、白血球增生、恶性肿瘤等病
症，严重的可导致生命危险。
19
第二节
污染物在水体中的扩散
一. 污染物在水体中的运动特征
1.推流迁移：指污染物在水流作用下产生的迁移作用 此过程中污染物质总量不变，浓度也不变 2.分散作用：包含分子扩散、湍流扩散和弥散三个方面。 此过程中污染物质总量不变，但浓度减小 3.污染物的衰减和转化 进入水环境中的污染物可以分为两大类： 保守物质和非保守物质 此过程中污染物质总量与浓度均发生变化
1.有机物生物化学分解 ①水解反应：指复杂的有机物分子与水电离出的H＋或OH－
结合生成较简单化合物的反应。
②氧化反应：包括脱氢作用和脱羧作用两类 2.耗氧有机物的生物降解
代表性有机物：碳水化合物；脂肪和油类；蛋白质 (1)碳水化合物
25
(2)脂肪和油类
(3)蛋白质
26
需氧有机物降解的共同规律是：首先在细胞体外发生水解， 然后在细胞内部继续水解和氧化。降解的后期产物都是生成各 种有机酸，在有氧条件下，可以继续分解，其最终产物是CO2、 H2O及NO3－等；在缺氧条件下则进行反硝化、酸性发酵等过程， 其最终产物除CO2、H2O外，还有NH3、有机酸、醇等。 2.耗氧有机物降解与溶解氧的平衡 在污染河流中耗氧作用和复氧作用影响着水中溶解氧的含量 耗氧作用：指有机物分解和有机体呼吸时耗氧，使水中溶解
BOD-DO耦合模型在鄱阳湖入湖河流水质预测中的应用
132科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N能源与环境生化需氧量(BOD)和溶解氧(DO)是反映水质受到有机污染程度的综合指标,决定水质洁净程度的重要参数之一。
当有机污染物排入水体后,BOD浓度便迅速上升,水体中的水生植物和微生物吸取有机物并分解时,消耗水体中的溶解氧,使溶解氧下降,同时水生植物的光合作用要放出氧气,空气也不断向水中补充溶解氧量,因此微生物吸取BO D的过程是在耗氧和复氧同时作用下进行的。
当微生物吸取、分解BOD的速率和大气复氧的速率相等时,交点为临界点,此点的溶解氧最少,亏氧量最大,该点在排放口以下多少距离出现,以及溶解氧浓度为多大是水质预测中必须掌握的资料。
B O D -D O 模型描述了河流中B O D 和D O 的消长变化规律,是比较成熟的水质模型,其中由斯特里特和菲尔普斯提出的S-P模型用于描述一维稳态河流中的BO D-D O的变化规律,迄今仍得到广泛的应用,也是各种修正和复杂模型的先导和基础。
1 S-P 模型1.1S -P 模型的建立及其解S -P 模型是建立在如下三项假设基础上的。
(1)河流中的BOD衰减反应和溶解氧的复氧都是一级反应,即反应速率与反应物浓度的一次方成正比。
(2)反应速度是恒定的。
(3)水体中溶解氧的减少只是由于BOD 降解引起的,其减少速率与BO D降解速率相同;而河流中溶解氧的来源则是大气复氧,复氧速率与氧亏成正比。
由上述假设,稳态的一维S-P模型的基本方程为:D k L k dtdD L k dt dL211 (1)式中:L 为河水中的B O D 值,m g /L ;D 为河水中的亏氧值,m g /L ,是饱和溶解氧浓度s C 与河水中的实际溶解氧浓度C 的差值;1k 为B OD 耗氧速度常数,1/d ;2k 为复氧速度常数,1/d ;t 为流经时间,s。
若记t L L ,0分别为初始时刻(0 t )(或上断面)和下游断面B O D 浓度,则1k 可由方程tL L t k 01ln 1 计算得到。
环境系统分析复习题
概念解释：1.系统：是由两个或两个以上,相互独立又相互制约,执行特定功能的元素组成的有机整体。
2.系统分析：对研究对象进行有目的、有步骤的探索和研究过程，它运用科学的方法和工具确定一个系统所应具备的功能和相应的环境条件，以确定实现系统目标的最佳方案。
3.环境系统分析：是研究环境系统规划、设计管理方法和手段的技术科学，它以环境质量的变化规律、污染物对人体和生态的影响，环境工程技术原理和环境经济学等为依据，并综合运用系统论、控制论和信息论的理论，采用现代管理的数学方法和电子计算机技术，对环境问题和防止工程进行系统分析，谋求整体优化解决。
4.环境质量基本模型：反映污染物在环境介质中运动的基本规律的数学模型，称为环境质量基本模型，简称基本模型。
5.灰箱模型：复杂问题，主要因果关系清楚，但许多机理细节(参数)不明，可描述事物运动状态的大致变化，与实际情况有一定误差，又称半机理模型（许多含物理意义的统计模型）。
6. 黑箱模型：即输入-输出模型。
因果关系不明，只有输入、输出统计关系，仅在一定区间内基本正确。
需要大量的输入,输出数据以获得经验模型。
它们可在日常例行观察中积累,也可由专门实验获得。
.7．白箱模型：因果关系十分清楚，物理、化学运动机理(参数)完全掌握；可精确描述事物运动状态的全部变化，又称机理模型8. 推流迁移：推流迁移是指在气流或水流作用下污染物产生的转移作用。
推流作用只改变污染物的位置而不改变污染物的浓度。
9. 湍流扩散：湍流流场中质点的各种状态（流速、压力、浓度等）的瞬时值相对于其时平均值的随机脉动而导致的分散现象10. 弥散：由于横断面上实际的流速分布不均匀引起的，在用断面平均流速描述实际运动时，就必须考虑一个附加的，由流速不均匀引起的作用。
11.污染物到达岸边（或地面）所需的距离：在二维环境中，污染物中心排放下，如果岸边的污染物浓度达到断面平均浓度的5％，则称污染物到达岸边或地面，从污染物排放点到污染物到达岸边的距离称为污染物到达岸边所需的距离。
S—P表分析中差异系数计算的算法优化
如 果差 异系数大 ，说 明 ｓ曲线 与 Ｐ曲线 不一致性 高 ， 即
１ 引 言 ．
学 生回答情况 与 问题难 易程度有着不 正常关系 。 例如难度 大
的 问 题 被 得 分 低 的 学 生 做 对 了， 得 分 较 高 的 学 生 反 而 做 错 而
据 组成 。
ＳＩ １
＿
ｌｊ ０
－ ＿ ＇
０ ｌ
０ ０
０ ｌ
ｌ ０
０ ０
ｌ ０
０ ０
ｌ ０
４ ３
Ｓ ３
ｌ
０
因此 ， 算法 的关键就 在于如何利用 第 ２点 中的两个 限制 条件 ， ｓ线左边 ’ Ｐ线 下边 ” 即“ ， 和“ 。首先 ， 我们采用 做标记 的 办法 ， 算法主要 步骤如下 ： （） 先给 ｓ线左边 所有 Ｘ ｉ） 上某一记号 ； １ （ｊ 标
Ｓ４ ｌ
Ｓ 】 Ｓ３ ｌ
】
ｌ ｌ
ｌ
ｌ ｌ
ｌ
ｌ ０
ｌ
０ 】
０
ｌ ０
ｌ
０ ０
０１ ０
０ ｌ ０ ０
０
ｌ ０
０
０ ｌ
５
５ ５
（） ｓ 与 Ｐ线之 间的离差被 它们 的交 点分成相等 的两半； １ 线
（）仅 从交点 的下半部分来看 （ ２ 上半 部分也类 同） ｓ线 与 Ｐ ，
Ｓ ６
Ｓ５ ｌ
ｌ ０ ０ ｌ ０ ｌ ０ ｌ ｆ
… ● ｒ
ｌ ０ ５
０ ０ ４
０
－ － ●
ｌ
＿ ＿ ＿
ｌ
ｌ
流体分离(S-P)
Schofield-Perry
Schofield-Perry提出了一个新的通用相似关系。首
先考虑完全发展的紊流，接近壁面时应用渐进方法，把层流 底层看成为奇点扰动，通过匹配方法将外层尾迹与内层平衡 流动合在一起。
1、THE EXPERIMENTAL DATA
1968年，美国Stanford关于紊流边界层数值计算大会最
正应力影响。计算仅限于1/3内层高度，因此得到的剪切应力也
仅限于此高度内。
剪切应力曲线分析
作者认为平均速度的解析表达式并不重要，只要通过试验
点就行。而且其中一条曲线的表达式同它建立起来的相似关系具
有相同的表达形式。这样处理会带来一些问题，但并不会造成根 本性的错误。因为剪切应力在很大程度上取决于流向运动参数的 导数，而这些参数并没有在关系式中显示表示出来。 另外一些曲线采用了Coles给出的壁面律，详细的数据处
对比误差分析
如图1-b所示，与
试验相关得到了很好的结
果。有些差别不一定是计 算本身的问题，热线测量 也会带来较大的误差。
2、OUTER FLOW
试验发现逆压梯度下，外层平均速度剖面可以合并到一个速度亏 损定律中。形式如下：
这里， U1是自由来流速度， Us是外层特征速度尺度，是一个同
流场有关而需要确定的速度尺度。边界层无量纲厚度参数
通过试验数据寻找Us/U1
取u/U1作为变量， (y/d*)1/2作为自变量，将 Us/U1作为参数给出一组曲线， 可以根据与试验对比斜率、
位置这两个条件来确定
Us/U1 。
6、THE LOGARITHMIC REGION
对内层靠近壁面区域，方程（6）通常取对数表达式：
内层速度剖面
从方程（6）和方程（12）可得：
第四章_地表水环境影响评价
界点的流行时间。
BOD-DO耦合模型——S-P模型
临界氧亏发生的时间可以用下式计算：
1 K2 tc ln K 2 K1 K1
D0 ( K 2 K1 ) 1 BOD0 K1
1.1 地表水资源
1.2 水体污染 1.3 水体自净 1.4 水体的耗氧与复氧过程 1.5 水温变化过程
第一节 地表水体的污染和自净 一、地表水资源现状
淡水
2.8%
沼泽、湖泊：0.35% 大气：0.04% 河流：0.01% 沼泽、
湖泊 河流 地下水
22.4 %
海水
97.2%
淡水的分布
冰川、 冰盖
77.2 %
纵向（X轴）和横向（Y轴）分布不均匀的大河；
对于小型湖泊还可以采用更简化的零维模型，即在该 水体内污染物浓度是均匀分布的。
河流中污染物的混和和衰减模型
背景段 混合段 均匀混合段 河水Q(m3/s)， 污染物浓度为ρ1(mg／L) 污染物浓度为ρ2 (mg／L) 废水流量为 q(m3/s) （1）完全混和模型 一股废水排入河流以后能与河水迅速完全混和，则混和 后的污染物浓度为：
按照排放形式不同，可以将水体污染分为两大类：点源污染 和非点源污染。
1.2 点源污染
（1）定义 是指由城市和乡镇生活污水和工业企业通过管道和 沟渠收 集和排入水体的废水。 （2）污染物类型 生活污水中含有纤维素、糖类、淀粉、蛋白质和脂肪等有机 质，还含有氮、磷等无机盐以及病原微生物等污染物。 工业废水种类繁多，成分复杂，其所含主要污染物与污染源 密切相关。
1.2 非点源污染
（1）定义 又称面源污染，是指分散或均匀地通过岸线进入水体的废水 和自然降水通过沟渠进入水体的废水。主要包括城镇排水、 农田排水和农村生活废水、矿山废水、分散的小型禽畜饲养 场废水，以及大气污染物通过重力沉降和降水过程进入水体 等所造成的污染废水。 （2）污染负荷的计算