水环境容量计算

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。

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。

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。

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。

水环境容量计算方法1. 你知道水环境容量可以通过建立模型来计算吗？比如说，就像搭积木一样，把各种影响因素一块块地组合起来，构建出一个能反映实际情况的模型。

比如我们要计算一条小河的水环境容量，那就要考虑河水的流量、污染物的种类和浓度等等因素，通过模型把这些都整合起来，就能算出这个小河能容纳多少污染物啦！哎呀，真神奇啊！2. 水环境容量还可以用监测数据来分析计算呢！这就好比赛跑的时候用秒表来记录时间一样准确。

假设我们在一个湖泊周围设置多个监测点，长时间监测水质的变化情况，然后根据这些数据来推算它的水环境容量。

嘿，这不就像是给湖水做了一次全面的“体检”嘛！难道你不想知道结果吗？3. 有没有听说过类比法来计算水环境容量呀？就好比我们比较两个类似的东西，找出它们的相同点和不同点。

比如把一个水域和以前研究过的类似水域进行类比，根据已知的那个水域的容量情况，来推测这个水域的容量。

哇塞，这么巧妙的办法，不好奇怎么用吗？4. 还有一种方法叫物料平衡法来计算水环境容量哦！就如同我们计算家里的收支平衡一样。

我们要详细了解进入水域的污染物量和离开水域的污染物量，通过平衡计算就能得出水环境容量啦。

这是不是很像在做一道有趣的数学题呀！难道你不想试试去解开它吗？5. 生态学法也能算水环境容量呢！可以想象成是观察大自然这个大舞台上生物们的表现。

通过研究水域里的生物种群、数量和生存状况等，来推断水环境容量。

哎呀呀，大自然可真是给了我们很多线索呢！你不想去挖掘一下吗？6. 计算水环境容量还可以综合各种方法呢！就好像是把不同的拼图碎片拼成一幅完整的图画。

把前面说的那些方法都结合起来，互相印证和补充，这样就能得到更准确可靠的结果啦。

哇哦，这么厉害的方法，不想去深入了解一下吗？我觉得水环境容量的计算方法真的很有趣也很重要，通过这些方法我们能更好地了解和保护我们的水环境，让水变得更清澈、更美好！。

（一）[]036586.4exp(/86400)h W Q Cs K L u C =⨯⨯⨯⨯⨯-其中：365——天数86.4——时间换算系数Qh——流量，m 3/sＫ——衰减系数，1/d ，COD K 取0.18，氨氮K 取0.12，总磷K 取0.07Ｌ——河流长度，mU——流速，m/sＣ0——上游来水污染物背景浓度，mg/LCs——功能区水质标准浓度，mg/LW——容量，kg/a （二）)(*)*(*1000000/86400*365*86400j i i u Kx Q Q C e C Wi +-=河流一维水质模型由河段和节点两部分组成，节点指河流上排污口、取水口、干支流汇合口等造成河道流量发生突变的点，水量与污染物在节点前后满足物质平衡规律（忽略混合过程中物质变化的化学和生物影响）。

河段指河流被节点分成的若干段，每个河段内污染物上界 下界j#k#节点i 河段i的自净规律符合一阶反应规律。

（Wi 容量：t/a ）)(*)*(*1000000/86400*365*864000j i A u Kx S Q Q C e C C Wi +--=-式中：Wi 容量----t/a;（三）污染物综合降解系数K收集水文站、水利局等部门相关资料，资料不足情况下对该河段进行现场调查，通常可获取的常规参数有：河道长度L （m ）、河宽B （m ）、河段流速u （m/s ）,入河流量Q （m 3/s ）和水质污染物浓度c （mg/L ）等。

污染物综合降解系数K 的确定。

K 是反应污染物沿程变化的综合系数，是计算水体那无能力的重要参数，为获取河段K 值，进行水质监测，用二断面法求相应的K 值，公式为：式中：c1——河段上游断面污染物浓度，mg/L ；c2——河段下游断面污染物浓度，mg/L ；x ——河段长度，m ；u ——河段流速，m/s 。