水环境容量估算

水环境容量计算方法中国环境规划院李云生2004.5•基本涵义•计算模型•计算步骤•校核方法第一部分水环境容量的基本涵义容量涵义技术指南中的概念定义•在给定水域范围和水文条件，规定排污方式和水质目标的前提下，单位时间内该水域最大允许纳污量，称作水环境容量。

•从上述定义可知，水环境容量主要决定于三个要素：水资源量、水环境功能区划和排污方式。

要素之一：水资源量•从某种意义上讲，水资源量是水环境容量基础；•为了确保用水安全，水环境容量计算采用的是较高保证率的水文设计条件；•并不是所有的水资源量都用来计算环境容量。

要素之二：水环境功能区•水环境功能区划体现人们对水环境质量的需求，反映了人们对水资源的态度：开发、利用或保护。

•已划分水环境功能区的水域，要从时间、空间两个方面规范功能区达标标准；•未划分水环境功能区的水域可不进行容量计算；若考虑计算，按较高功能标准进行（II类）。

要素之三：排污方式•排污口沿河（或其他水体）位置布设，对河流整体水环境容量影响较大；•排污口排放方式（岸边或中心，浅水或深水），对局部的污染物稀释混合影响很大；••第二部分水环境容量的计算模型•1、流域概化模型•2、水动力学模型•3、污染源概化模型•4、水质模型1、流域概化•将天然水域（河流、湖泊水库）概化成计算水域，例如天然河道可概化成顺直河道，复杂的河道地形可进行简化处理，非稳态水流可简化为稳态水流等。

水域概化的结果，就是能够利用简单的数学模型来描述水质变化规律。

同时，支流、排污口、取水口等影响水环境的因素也要进行相应概化。

若排污口距离较近，可把多个排污口简化成集中的排污口。

2、水动力学模型•最枯月设计条件•1、满足节点平衡方程•2、满足沿程连续方程河流径流量沿程概化河流流速沿程概化3、污染源概化模型•污染源沿程位置概化•污染源源强概化• 1、若排污口距离较近，可把多个排污口简化成集中的排污口。

•• 2、距离较远并且排污量均比较小的分散排污口，可概化为非点源入河，仅影响水域水质本底值，不参与排污口优化分配计算。

河流水环境容量估算和分配的研究引言河流是地球上最重要的自然资源之一，它们不仅为城市和农村提供饮用水和灌溉水源，还为工业生产和生态系统提供支持。

随着人口增长和工业化的加剧，河流水环境容量的问题日益严重，急需进行科学的估算和分配研究，以有效保护和管理河流水资源。

一、河流水环境容量的含义及意义1. 河流水环境容量的含义河流水环境容量是指河流在一定时间范围内所能承受的水污染或水利用压力的极限。

它反映了河流在不同季节和水流条件下，对污染物和水资源的容纳能力，是衡量河流水环境状况的重要指标。

2. 河流水环境容量的意义河流水环境容量的估算和分配对于合理规划和管理水资源，保护河流环境，维护生态平衡具有重要意义。

它有助于制定河流水资源利用的限额指标，引导各行业合理利用水资源，减少污染排放，避免水资源过度开发和过度利用的问题。

二、河流水环境容量估算的方法1. 水量平衡法水量平衡法是一种常用的河流水环境容量估算方法，它主要通过测算河流的来水量、流出量和蒸发量等指标，计算出河流的实际水量，从而得出河流水资源的可利用量。

2. 模型模拟法模型模拟法是利用水文模型、水质模型等数学模型，对河流水环境容量进行估算。

通过模拟不同情景下的河流水资源利用和污染排放，得出河流的水环境容量。

这种方法可以较为准确地反映出河流在不同情况下的水资源利用和污染排放对水环境的影响。

3. 统计分析法统计分析法是通过对历史数据和实测数据的统计分析，得出河流水环境容量的估算结果。

它可以较为客观地反映出河流水环境容量的变化趋势和水资源的可利用状态。

三、河流水环境容量的分配原则1. 合理合法原则河流水环境容量的分配应遵循合理合法原则，即依法依规分配河流水资源利用及污染排放指标，保证各行业和个人的水资源利用行为合法合理。

2. 优先保护原则河流水环境容量的分配应遵循优先保护原则，即首先保障生活用水和生态环境的需要，维护河流的生态平衡和可持续发展。

3. 公平分配原则河流水环境容量的分配应遵循公平分配原则，即依据各行业和个人的实际需求和负责排放，合理分配水资源利用和污染排放指标，避免资源过度开发和污染排放不当的问题。

河流水环境容量估算和分配的研究河流是自然界水循环中重要的组成部分，在城市化和工业化的进程中，河流水环境容量成为一个重要的环境评估指标。

河流水环境容量估算和分配的研究旨在确定河流所能承载的污染物负荷以及合理地分配给不同污染源，以保护河流的水质和生态系统。

河流水环境容量估算的方法有很多种，主要包括水质容量法、水量容量法和生态容量法。

水质容量法是通过参考水质标准和河流自净能力，计算出河流能够容纳的特定污染物浓度，从而估算河流的水质容量。

水量容量法则是通过测量河流的水量和流速，推算出河流所能承载的有效流量，从而估算河流的水量容量。

生态容量法则是通过研究河流的生态系统结构和功能，确定河流所能支持的生物多样性和生态服务，从而估算河流的生态容量。

河流水环境容量分配的研究主要涉及到河流的污染源控制和排放许可。

通过研究河流的环境负荷和污染源的排放情况，可以制定出合理的水质管理措施和污染源控制政策。

可以根据河流的水质容量和污染源的排放强度，将污染物排放指标分配给不同的污染源，从而实现对河流水环境容量的合理分配。

河流水环境容量估算和分配的研究对于河流水质保护和生态修复具有重要意义。

通过合理地估算河流的水环境容量，可以为河流的管理和保护提供科学依据。

通过合理地分配河流的水环境容量，可以促进污染源的管理和减排，从而提高河流水质和保护生态系统。

河流水环境容量估算和分配的研究还存在一些问题和挑战。

由于河流环境容量受多种因素的影响，因此估算和分配的结果可能存在一定的不确定性。

估算和分配的方法需要进一步完善和统一，以提高研究的可靠性和实用性。

河流水环境容量估算和分配的研究需要与实际的河流管理和水环境保护相结合，以实现研究成果的应用和推广。

河流水环境容量估算和分配的研究【摘要】本文主要围绕河流水环境容量估算和分配展开研究，通过引言部分介绍了研究背景、目的和意义。

在首先阐述了河流水环境容量的概念，然后介绍了估算方法和分配原则，探讨了影响河流水环境容量的因素，并通过实证研究进行了验证。

结论部分强调了河流水环境容量估算和分配的重要性，提出了未来研究方向，并对全文进行了总结。

通过本文的研究，可以更好地了解河流水环境容量的估算和分配，为保护和管理河流水环境提供理论和实践支持。

【关键词】河流水环境容量、估算、分配、研究、概念、方法、原则、影响因素、实证研究、重要性、未来研究方向、总结。

1. 引言1.1 研究背景河流是自然界中重要的水资源，对于生态系统和人类社会具有重要意义。

随着人口增长和工业化的发展，河流水环境容量逐渐受到威胁和挑战。

河流水环境容量估算和分配作为保护和管理河流水资源的重要手段，对于维持河流生态平衡和可持续发展具有重要意义。

随着城市化和工业化的加速发展，河流的水资源遭受到了各种污染和破坏。

有必要对河流的水环境容量进行科学的评估和合理的分配，以保护和利用好河流的水资源。

通过对河流水环境容量的研究，可以有效地指导相关部门和管理者实施水资源的合理利用和管理，为保护河流水资源提供科学依据和决策支持。

在这样的背景下，开展河流水环境容量估算和分配的研究具有重要意义。

通过深入探讨河流水环境容量的概念、估算方法、分配原则以及影响因素等方面的内容，可以为解决河流水资源管理中面临的问题提供科学依据和技术支持。

本研究旨在深入探讨河流水环境容量的估算和分配问题，为保护和管理河流水资源提供理论支撑和实践指导。

1.2 研究目的研究目的是为了探讨河流水环境容量的估算和分配方法，从而保障河流水环境的可持续发展。

具体而言，通过分析河流水环境容量的概念和估算方法，研究河流水环境容量分配的原则以及影响其的因素，探讨如何实施河流水环境容量的合理估算和分配。

通过实证研究，深入了解不同地区河流水环境容量的差异和特点，为相关管理部门提供科学依据和参考意见。

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。

5水环境容量核算湖库控制单元根据现状评价，以COD、TN、TP作为控制指标计算容量。

夏家寺水库的地表水环境功能为集中式生活饮用水水源地一级保护区，属Ⅱ类水体。

依据《地表水环境质量标准》要求COD=15mg/L，TN=0.5mg/L，氨氮=0.5mg/L，TP=0.025mg/L。

5.1有机污染物COD计算模型根据湖泊物质平衡方程，可得出有机污染物COD的水质模型方程：V(dc/dt)﹦Sc﹣K1·C·V﹣C·q为保持湖水在任何时间有机污染物浓度不超过湖泊的水质标准，取dc/dt=0，则其湖泊环境容量为：6110)365(-⨯+⨯=q C V C K W S S S式中：W S ——水环境容量（t/a ） K 1——自净系数（1/d ） C S ——水质目标值（mg/l ）V ——与调节水位相对应的蓄水量（m 3） q ——出水量（m 3/a ）Sc ——湖泊有机污染物的入湖量（g/d ） C ——湖水有机污染物浓度（mg/l ） 自净系数K 1的确定根据国家重大科技专项“武汉市汉阳地区城市水环境生态综合规划”专题在武汉市汉阳地区的研究以及湖泊的分类结果，得出湖泊的K 1值为0.01-0.03/天，本次计算取K 1=0.015/天。

计算环境容量，取夏家寺水库正常高水位库容2.106亿m 3计算，出水量根据径流量与湖泊降雨量之和计算得到为0.6901亿立方，计算：Ws=（365×0.015×15×2.106×108+15×0.6901×108）×10-6=18330.72t/a 。

5.2营养盐TN 、TP 计算模型在均匀浓度条件下，湖泊容积相对稳定时，可根据运用经验水质模型进行计算验证，选择计算结果（预测值）与实测数据最接近的经验公式作为湖泊营养盐环境容量的预测模型。

本研究选择以下四种常用的经验模型进行演算：① 沃伦苇达()610/1-⨯+⋅⋅=s s s S q Z C q A W② 狄龙6101-⨯-=R AV Q ZC W S S 其中：s sq q e eR ⨯-⨯-⨯+⨯=00949.0271.0547.0426.0 ③ 合田健61010-⨯⎪⎭⎫⎝⎛+⋅=Z V Q C V W s S④ OECD660.05.01011-⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅⋅=Q V Z C q A W s s S式中：WS ——湖泊环境容量（t/a ）CS ——水质目标值（mg/l ） Z ——平均水深（m ） Q ——入湖水量（m 3/a ） V ——湖泊容积（m 3） A ——湖泊面积（m 2） R ——滞留系数 qs ——单位湖泊面积上的年平均水量负荷（m 3/m 2·a ）表5-2 夏家寺水库数据其中水量负荷qs 根据湖泊容积及库容除以湖泊面积得到，而滞留系数R 根据公式ss e e R ⨯+⨯=547.0426.0计算得到，如上表所示。

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（NH 3-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。

河流水环境容量估算和分配的研究一、引言河流水环境容量的估算和分配是水资源管理中非常重要的一个方面。

随着城市化和工业化的加剧，河流水环境容量的研究变得越发重要。

在这样的背景下，我们需要通过科学的方法来估算河流水环境的容量，并分配给不同的使用者，以实现水资源的可持续利用。

本文将围绕河流水环境容量的估算和分配展开研究，旨在探讨如何更好地管理和利用河流水资源。

二、河流水环境容量的概念河流水环境的容量是指在一定时期内，河流所能容纳的各种活动和污染物的数量。

一般而言，河流水环境的容量取决于水质、水量和土壤保护情况。

水质是指河流中的污染物含量，包括重金属、化学物质、有机物等；水量指的是河流的流量，即单位时间内通过的水量；土壤保护则是指河流周围土地的保护程度，包括植被状况、土质等。

这些因素综合决定了河流水环境的容量。

1. 水质估算水质的估算是河流水环境容量估算的重要组成部分。

水质可以通过采集水样，对水中的污染物进行分析来进行估算。

常见的水质指标包括总磷、总氮、重金属、pH值等。

采集水样的方法有多种，可以通过现场测试仪器直接测试，也可以将水样送至实验室进行分析。

水量的估算包括了对河流的流量进行测量，通过流量计等设备可以测得。

同时需要考虑水文周期和季节性变化等因素，对流量进行合理的估算。

3. 土壤保护估算土壤的保护情况可以通过调查采样分析来进行估算。

可以采集土壤样品，对土壤中的养分、微生物和有机质等进行分析。

同时需要考虑土壤保护措施的实施情况，包括植被覆盖、土地利用等。

通过对以上三个方面的估算，可以得到河流水环境容量的综合估算结果。

河流水环境容量的分配是指将河流水环境容量分配给不同的使用者，以满足各种需求。

常见的使用者包括农业用水、工业用水、城市生活用水等。

在进行分配时，需要考虑到各种使用者的需求量和对河流水环境的影响程度。

一般而言，应当优先满足生态需求，其次是农业用水、城市生活用水，最后是工业用水。

通过科学合理的分配，可以实现水资源的可持续利用。

水环境容量测算与汇总水环境容最时测灯是加祐染tr实施总鼠控制的恢据，是水环境管理的睪础• 术环览猝虽的测粥鉴避術以卜悶条里木原则；（1）慄持坏境资源的m持址利用■在科学论证的基黜上.确建合理的环境资源*Jffi率・在保持水压仃不断的门我更质与水硕@ u傕力的基咄上,尽量利陶水域幷境容星，以降低污水治理诫忒.（2）樂持流域齐円水域强境窑鼠的相茁甲複仁挪响水坏塩客址确定的因絮很多.筑坝、引术，新耙斤河口、联忒|丨苇郝可龍改变银个流域内术坏境客罐分布・Bit.水环域塞ft的确定应充分理虑到当地的客规杀件・并分»i k6部水环境客st 的主題影响因索.旦利于从潦域的荊度，脅理调枇坏境容虽.5.2水环境功能区划木外境功能区创是水坏墟分缴管理丄件和坏蝇骨理H标我任制的畢石・理科学儁定fl】实施木,■；%物排放总屋扌?制'I-J基征单兀•是根撕水域坏境污柴状况、水环境祇愛能力（环境容・）1!5■定璽点空环境保护淀域和不同水草忒坏境质盘目标. 水环境功1B区划分在水上I弭实在肺上I 将环境宦理目标幣咒到具休水戦和和染漁.冉陆上的河热淅行理轅供了科学的决第依捌•北誨市作为坏保重点城冇，根拥国家坏輕保护总的塑求，北海府坏境探护用于2002年在1997北海丽政府批淮的□匕海市水功能区划方塞卜和2002年北海曲合浦县人民畋附批准的畫合捕E功俺划分方案》的皋础丨：幵展了木坏境期能区划1：作’木环境则能区划诡杲已竝过国尿环墟倔护总同验收°水氏境功能区划力案屮，门治区级的忒环境功能区划英分9牛.蒐中饮川水曲棵护区2牛.渔业R］水区2忙・鈕观媒乐H1木区除门泊区级的朋环揽功能帆划外，北冏市根期械市茯理希空，对帯帆范胃内未包括在『1涓区级的水幷塩旳腿込一歩区划，菲划疔22个功能IK.其中價用木浙保护区1个.渔业用水区口个，农业用AK 1个，號观娱乐用水区8亍・北海市木坏瓏功能区惜说统汁我见芸51。

H熊保护区仗川水源保护区■13渔业用水区0■1214工业用水区农业用水［乂11最观娱乐用水区5813混合区过渡区92231水功能区划的31个功能区除南流江总江口段和艸门江卜游段的水质口标分别为I［类、【V 类水质外，其余功能区的水虞目标均为III类.根撫前面第三章对2002 年的水质评价结果可如，I'l治区级水环境功能区的水頂均満足水庾控制IM小的耍求。

河流水环境容量估算和分配的研究河流是自然界中非常重要的水资源，对于维持生态平衡和人类经济社会发展起着至关重要的作用。

随着人类活动的不断增加，河流水环境容量日益受到压力。

对河流水环境容量的估算和合理分配具有重要意义。

本文将对河流水环境容量估算和分配的研究进行探讨。

一、河流水环境容量的定义和评价指标河流水环境容量是指河流系统在一定时间和空间范围内，能够承载特定水生态系统的维持和水质保持的能力。

根据河流系统的自身特点和对不同污染物的敏感性不同，水环境容量可以分为水量容量和水质容量。

1. 水量容量：即河流系统能够容纳的最大水量。

它与河流的地理特征、降雨量以及土壤类型等因素有关。

评价河流水环境容量的主要指标包括：水质指标、水量指标和水生态指标。

水质指标包括溶解氧、氨氮、总磷等；水量指标包括流量、径流速度等；水生态指标包括水生植物群落结构、鱼类物种数量等。

河流水环境容量估算方法可以分为定性估算和定量估算两类。

1. 定性估算方法：根据河流本身的特点和已有的水质标准，通过观测河流的水质情况，判断水环境容量。

这种方法主要是根据经验判断和专家判断。

2. 定量估算方法：根据河流的物质平衡、动力学模型和水环境容量公式，通过对污染物的输入和输出、转化过程的分析和计算，估算河流的水环境容量。

这种方法需要大量的水质监测数据和专业的计算模型。

常用的定量估算方法包括：负荷法、动态模拟方法、水质指数法和生态承载力法。

负荷法是通过分析污染物的输入负荷和处理能力，确定河流的水环境容量。

动态模拟方法是建立河流水环境容量的动态数学模型，并通过对模型的运行和参数的调整，估算河流水环境容量。

水质指数法是根据河流的水质指标和水质标准，计算出河流的水质指数，并通过比较指数大小来评价河流的水环境容量。

生态承载力法是通过对河流的水生态系统结构和功能的分析和评价，估算河流的水环境容量。

河流水环境容量的分配原则主要包括可供性原则、可持续利用原则和公平原则。

关于一维模型水环境容量计算方法参数详细介绍一维模型0s 31.54*(*exp(-*/86400/))*()i j W C K x u C Q Q =-+式中：W ——排污口允许排放量，t/a ；C 0——初始浓度值，mg/L ；C s ——水质目标浓度，mg/L ；Q i ——河道节点后流量，m3/s ；Q j ——第i 节点处废水入河量，m3/s ；u ——第i 个河段的设计流速，m/s ；x ——计算点到节点的距离，m 。

目录1设计流量的选择 ...................................... 1 2设计流速 ............................................ 3 3湖库设计库容和感潮河段设计槽蓄量 .................... 5 4初始浓度值C 0的确定 .................................. 6 5水质目标C s 值的确定 .................................. 6 6 综合衰减系数的确定 . (6)1 设计流量的选择总体上，各水功能区所在的河段均选择最近10年最枯月平均流量（水量）或90％保证率最枯月平均流量（水量）作为设计流量（水量）。

原则上，优先采用近10年最枯月平均流量。

对于近年来已撤销的水文站，将采用90％保证率最枯月流量为设计流量。

有常规水文控制站的河段直接采用水文部门提供的有关数据，没有水文控制站的河段通过水文学方法产生。

（1）直接有流量控制站的控制单元对于这类控制单元，直接引用由广东省水文局提供的各水文站的90％保证率最枯月或近十年最枯月流量资料。

（2）邻近有流量控制站，且降雨量和自然条件相差不大当某计算单元的上游或下游附近有水文控制站时，将邻近计算单元（参证计算单元）的设计流量，乘以集雨面积比，换算到本计算单元，换算公式为：Q Q A A s j cz s j cz =⋅ (5-1a)式中，Q sj 为本计算单元的流量，Q cz 为参证计算单元的流量，Asj 为本单元的集雨面积，A cz 为参证单元的集雨面积。