河流、湖泊、水库、湿地水环境容量计算模型
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河湖湿地补水水面面积计算公式河湖湿地补水水面面积的计算公式是根据水体的形状来确定的。
通常情况下,水体的形状可以近似为矩形、圆形或椭圆形。
1.矩形水体:
矩形水体的长度为L,宽度为W,补水后的水面面积为A。
A = L * W
2.圆形水体:
圆形水体的半径为R,补水后的水面面积为A。
A = π * R^2
3.椭圆形水体:
椭圆形水体的长轴长度为A,短轴长度为B,补水后的水面面积为S。
S = π * (A/2) * (B/2)
以上是常见的计算公式,适用于大多数情况。
但在实际情况中,水体的形状可能更加复杂,此时需要更为精确的测量和计算方法,可以借助测量工具和计算机辅助软件进行精确计算。
另外,在实际计算当中还需要考虑一些因素,如水位变化、湖泊流动等,这些因素可能对水面面积的计算结果产生影响。
因此,在具体计算时需要根据实际情况进行相应的调整。
附录 A城市河流生态需水计算方法A.1水文学法A.1.1 Q p法。
又称不同频率最枯月平均值法,以节点长系列(≥ 30年)天然月平均流量、月平均水位或径流量(Q)为基础,用每年的最枯月排频,选择不同频率下的最枯月平均流量、月平均水位或径流量作为节点基本生态环境需水量的最小值。
频率P 根据河湖水资源开发利用程度、规模、来水等实际情况确定,宜取 90%或 95%。
A.1.2 Ternnant 法。
依据观测资料建立的流量和河流生态环境状况之间的经验关系,用历史流量资料就可以确定年内不同时段的生态环境需水量,使用简单、方便。
不同河道内生态环境状况对应的流量百分比见表 A.1.1。
表 A.1.2 不同河道内生态环境状况对应的流置百分比(%)不同流量百分比对应占同时段多年年均天然流量占同时段多年年均天然流量百分比河道内生态环境状况百分比 (年内较枯时段)(年内较丰时段)最大200200最佳60~ 10060~ 100极好4050非常好3050好2040中1030差1010极差0~ 100~ 10A.1.3频率曲线法。
用长系列水文资料的月平均流量、月平均水位或径流量的历史资料构建各月水文频率曲线,将95%频率相应的月平均流量、月平均水位或径流量作为对应月份的节点基本生态环境需水量,组成年内不同时段值,用汛期、非汛期各月的平均值复核汛期、非汛期的基本生态环境需水量。
A.1.4 流量历时曲线法、 7Q10法、近 10 年最枯月平均流量(水位)法等其他水文学法计算方法可参考SL/Z 712。
A.2水力学法A.2.1 湿周法。
水力学法中最常用的方法,利用湿周作为水生生物栖息地指标,通过收集水生生物栖息地的河道尺寸及对应的流量数据,分析湿周与流量之间的关系,建立湿周—流量的关系曲线。
将曲线中拐点对应流量作为基本生态环境需水量,即维持生物栖息地功能不丧失的水量。
A.2.2 R2CROSS 法。
以曼宁方程为基础的计算方法。
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。
水环境容量计算方法水环境容量计算方法是对水体中的污染物质进行评估和管理的重要工具。
它可以帮助我们确定水环境承载能力的上限,从而保护水体的质量和数量。
水环境容量计算方法是基于一系列参数和指标的分析,包括水体的自净能力、输入污染物的浓度和排放标准等。
本文将介绍水环境容量的概念、计算方法和应用。
一、水环境容量的概念二、水环境容量的计算方法(一)理论计算法1.污染物输入量法:该方法通过分析排放源的污染物输入量和水体的自净能力来计算水环境容量。
首先需要收集排放源的污染物排放数据和污染物的去除率,然后根据水体的水流速度和混合时间来计算污染物的传输和稀释过程。
最后,综合考虑水体的自净能力来确定污染物的容量上限。
2.水质标准法:该方法是根据水质标准和频率分析来计算水环境容量。
首先需要确定水体的水质标准和限制排放标准,然后通过采样和分析水体中的污染物浓度来评估水质情况。
最后,根据频率分析和水体的自净能力来确定污染物的容量上限。
3.数学模型法:该方法是使用数学模型来模拟和预测水体污染物的去除和输送过程。
根据水体的物理、化学和生物特性建立数学方程,并通过求解方程组来计算污染物的传输和稀释过程。
最后,根据模型的结果来评估水体的容量和污染物输入的影响。
(二)实测数据法1.野外观测法:该方法是通过野外观测和实验来获得水体的质量和容量参数。
首先需要在水体中设置采样点,并定期采集水样进行分析和监测。
同时,还需要测量水体的水流速度、温度、溶解氧等物理和化学指标。
最后,通过统计数据和分析结果来评估水体的容量和质量情况。
2.生态指标法:该方法是根据水体的生态系统和生物群落来评估水体的质量和容量。
首先需要调查和记录水体中的生物种类和数量,然后根据生物的敏感性和耐受性来评估水体的质量和容量。
最后,可以通过生态指标和生物多样性来衡量水体的容量和稳定性。
三、水环境容量的应用水环境容量的计算可以帮助政府和决策者制定科学的水资源管理和环境保护政策。
第四章地表水环境影响评价第一节地表水的污染和自净地表水是河流、河口、湖泊(水库、池塘)、海洋和湿地等各种水体的统称,是地球水资源的重要组成部分。
一、地表水资源地球水97%的水是海水,剩余3%的淡水中2.977%是以冰川或冰川的形式存在,只有0.003%的淡水是可为人类直接利用的,包括土壤水、可开采地下水、水蒸气、江河和湖泊水等。
只要人类不过度开采和滥用并适当的保护,这些淡水资源通过水循环和自净过程还是可以满足人类对水的需求的。
水循环过程示意图如图4-1.二、水体污染人类活动和自然过程的影响可使水的感官性状(色、嗅、味、透明度等)、物理化学性质(温度、氧化还原电位、电导率、放射性、有机和无机物质组分等)、水生物组成(种类、数量、形态和品质等),以及底部沉积物的数量和组分发生恶化、破坏水体原有的功能,这种现象称为水体污染。
按排放形式不同,将水体污染分为点污染源和非点污染源。
1.点污染源是指由城市和乡镇生活污水和工企业通过管道和沟渠收集排入水体的废水。
居住区生活污水量Qs计算式(4-1):Qs =86400sqNK(4-1)式中:Qs——居住区生活污水量,L/s;q ——每人每日的排水定额,L/(人.d);N——设计人口数Ks——总变化系数(1.5~1.7)。
]工业废水Qs按式(4-2)估算:Q =tmMK i3600 (4-2) 式中:m ——单位产品废水量,L/t ; M ——该产品的日产量,t;K i ——总变化系数,根据工艺或经验决定; t ——工厂每日工作时数,h. 某些工业的污染物排放系数见表4—1。
2. 非点污染源又称面源,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。
(1) 城市非点污染源负荷估计:不同区域径流系数见表4-2 (2) 农田径流污染负荷估算 3.水体污染物由点源和非源排入水体的主要污染物可分为:耗氧有机污染物、营养物、有机毒物、重金属、非金属无机毒物、病原微生物、酸碱污染物、石油类、热量和放射核素等。
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W 可划分为稀释容量W 稀释和自净容量W 自净两部分,即:W W W =+稀释自净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11。
4—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:图11.4—1 完全混合型河段概化图0()i si i i W Q C C =-稀释i i si i W K V C =⋅⋅自净即:0()i i si i i i si W Q C C K V C =-+⋅⋅考虑量纲时,上式整理成:086.4()0.001i i si i i i si W Q C C K V C =-+⋅⋅其中:当上方河段水质目标要求低于本河段时:0i si C C =当上方河段水质目标要求高于或等于本河段时:00i i C C =式中:i W -第i 河段水环境容量(kg/d );i Q -第i 河段设计流量(m 3/s );i V —第i 河段设计水体体积(m 3);i K —第i 河段污染物降解系数(d -1);si C —第i 河段所在水功能区水质目标值(mg/L );0i C —第i 河段上方河段所在水功能区水质背景值(mg/L ),取上游来水浓度。
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:1ni i W W ==∑01131.536()0.000365n ni si i i i i i i W Q C C K V C ===-+⋅⋅∑∑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。
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!。
水环境容量计算方法总结目录水环境容量计算方法总结 (1)目录 (1)一、一维模型 (1)二、二维模型 (4)三、感潮河段零维模型 (6)四、湖库模型 (6)一、一维模型1、适用范围:全国水环境容量核定技术指南1)宽浅河段;2)污染物在较短的时间内基本能混合均匀;3)污染物浓度在断面横向方向变化不大,横向和垂向的污染物浓度梯度可以忽略;4)一般情况下适用于河宽小于200m的河流,但注意利用不均匀系数对其容量进行修正。
2、一维衰减公式:排污口、支流排入断面完全混合模型:EP E E P P Q Q Q C Q C C ++= 式中:C 为断面混合后的水质浓度值;C P 为排污口排出的污水的水质浓度值;Q P 为排污口废水排放量;C E 为河水的水质浓度值;Q E 为河水流量。
3、算例:假设该河段水环境功能区目标为III 类,假设该河段上边界COD 来水控制目标为20mg/L ,90%最枯月保证率流量为20m³/s ,该河段平均流速为0.2m/s ,COD降解系数约0.1/d,概化排污口流量为1m³/s,COD浓度90mg/L,支流流量5m³/s,COD浓度为25mg/L。
C 目=Q∗C∗exp(−k∗X186400u)+q∗c+WQ+qexp(−kX286400u)通过上游来水衰减,区间内中间混合后衰减等于水质目标,可以反推出区间内水环境容量,注意公式中的单位,通过上述公式算出的W单位为g/s。
Q:m³/s、C:mg/L、u:m/s、K:1/d、x:m。
(1)上边界→节点1(混合前浓度):C2=C1*exp( kx/u)=20*exp( 0.1*20000/86400/0.2)=18.875mg/L(2)概化排污口汇入混合:C3=(c1*q1+C2*Q1)/(q1+ Q1)=(90*1+18.875*20)/(20+1)=22.262mg/L(3)节点1→节点2:C4= C3*exp( kx/u)=22.262*exp( 0.1*5000/86400/0.2)=21.627mg/L(超标)(4)节点2→节点3(混合前浓度):C5= C4*exp( kx/u)=21.627*exp( 0.1*20000/86400/0.2)=19.264mg/L(5)支流汇入混合:C6=(c2*q2+C5*Q2)/(q2+ Q2)=(25*5+19.264*21)/(5+21)=20.367mg/L(6)节点3→节点4:C7= C6*exp( kx/u)=20.367*exp( 0.1*5000/86400/0.2)=19.786mg/L(7)节点4→控制断面:C8= C7*exp( kx/u)=19.786*exp( 0.1*8000/86400/0.2)=18.891mg/L可见,该河段在现状排污情况下水质能达到地表水III类,但河段允许排放量根据实际情况分配不均匀,上游计算断面1存在超标情况,下游容量仍有富裕,在因此需进一步通过试算的方法,削减概化排污口排污量,此外可根据实际情况对下游支流水质目标进行适当调整,将容量进行合理分配。
“水环境容量计算”资料合集目录一、湖泊水环境容量计算以阳澄湖为例二、基于水环境模型的水环境容量计算的研究三、基于MIKE11水质模型的水环境容量计算研究以涡河为例四、地表水水环境容量计算方法回顾与展望五、河流水环境容量计算方法研究六、广西西江流域水质模拟及水环境容量计算研究湖泊水环境容量计算以阳澄湖为例湖泊,作为自然界中重要的水体之一,对于其水环境容量的研究具有重要的现实意义。
本文将以阳澄湖为例,对其水环境容量进行详细的计算与阐述,旨在为其水质改善和生态保护提供科学依据。
阳澄湖位于我国东部沿海地区,是太湖流域的重要湖泊之一。
其水域面积约为18平方公里,平均水深约为2米。
阳澄湖周边地区经济发达,人口密集,因此其水环境容量受到较大的压力。
湖泊水环境容量是指在某一特定时间内,某一水域所能容纳的污染物质的最大量。
其计算方法主要包括:水质目标法、水动力-水质模型法和水质-生态模型法等。
本文将采用水质目标法对阳澄湖的水环境容量进行计算。
根据水质目标法,阳澄湖水环境容量主要取决于其水域面积、水深、水质目标等因素。
综合考虑阳澄湖的实际情况,本文将选取总磷、氨氮、高锰酸盐指数和总氮等主要水质指标作为计算对象。
通过计算,得到阳澄湖水环境容量如下表所示:通过对阳澄湖水环境容量的计算,我们可以得出以下阳澄湖的水环境容量较小,表明其水质改善和生态保护的任务较为艰巨;总磷、氨氮、高锰酸盐指数和总氮等主要水质指标的环境容量存在差异,这为污染源的控制提供了依据;为了保护阳澄湖的水质和生态环境,需要加强污染源的控制和管理,同时推进湖泊生态修复工程。
基于以上结论,提出以下建议:对阳澄湖周边地区的污染源进行全面排查和治理,特别是农业面源污染和生活污水;加强湖泊生态修复工程,提高湖泊的自净能力;建立健全湖泊水环境监测体系,实时掌握湖泊水质状况,为湖泊管理和保护提供科学依据。
基于水环境模型的水环境容量计算的研究随着社会经济的发展和人口的增长,水资源的需求和压力日益增大。
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W 可划分为稀释容量W 稀释和自净容量W 自净两部分,即:W W W =+稀释自净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11.4-1。
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:图11.4-1 完全混合型河段概化图0()i si i i W Q C C =-稀释 i i si i W K V C =⋅⋅自净即:0()i i si i i i si W Q C C K V C =-+⋅⋅考虑量纲时,上式整理成:086.4()0.001i i si i i i siW Q C C K V C =-+⋅⋅其中:当上方河段水质目标要求低于本河段时:0i si C C = 当上方河段水质目标要求高于或等于本河段时:00i i C C =式中:i W —第i 河段水环境容量(kg/d ); i Q —第i 河段设计流量(m 3/s ); i V —第i 河段设计水体体积(m 3); i K —第i 河段污染物降解系数(d -1);si C —第i 河段所在水功能区水质目标值(mg/L );0i C —第i 河段上方河段所在水功能区水质背景值(mg/L ),取上游来水浓度。
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:1nii W W ==∑01131.536()0.000365n ni si i i i i i i W Q C C K V C ===-+⋅⋅∑∑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。
混合模型水环境容量计算详细步骤一、前期准备首先呢,我们得收集一些基础的数据资料。
像水体的流量流速啦,还有这片水域的面积这些基本信息可不能少。
这看起来好像都是些很常规的东西,不过你要是落下了哪个,后面计算的时候就可能会出岔子,所以一定要仔细点儿哈。
我自己每次收集的时候,都会多检查几遍,确保数据没有遗漏或者错误。
二、确定污染物种类接下来,咱们要确定一下水体里面都有哪些污染物。
这个可就需要根据这片水域的实际情况来判断啦。
是工业污染比较多呢?还是生活污水带来的污染物占大头?这一步有点像侦探破案找线索一样。
有时候可能不太好确定,但是你要尽可能多方面去考虑哦。
你可以参考周边的企业类型人口密度之类的因素。
这一步其实很关键呢,真的很关键!因为不同的污染物对于水环境容量的计算影响可大了。
三、选择混合模型然后呢,就是选择合适的混合模型啦。
市场上有好多种混合模型供咱们选择,这时候你可能就会有点懵,不知道选哪个好。
我一般会先看看前人在类似的水环境研究中用的是啥模型。
如果没有可以参考的,那我就会根据自己对这些模型的理解,挑一个感觉比较适合当前水域情况的。
不过这里要提醒一下这一步不要太草率啦,选错了模型可能会让后面的计算结果偏差很大呢!四、模型参数设定选定了模型之后,就要开始设定模型的参数啦。
这部分内容有点小复杂,但是别怕。
比如说污染物的降解系数扩散系数这些参数,有的可以从已有的研究报告里找,有的呢,就得根据自己的经验或者做一些简单的实验来确定了。
我在这一步通常会花多一些时间,确保每个参数都设置得比较合理。
这一步真的要非常细心才行哦!要是参数设错了,那计算出来的水环境容量肯定就不对啦,你说是不是?五、进行计算六、结果验证与分析计算出结果之后呢,可不能就这么完事儿了。
咱们得对结果进行验证和分析。
怎么验证呢?可以和已有的一些研究成果或者标准进行对比。
如果发现结果差得太多,那就得回过头去看看前面的步骤是不是哪里出问题了。
这一步真的很重要啊,真的很重要!可不能忽略了。
什么叫水体容量计算公式水体容量是指水体所能容纳的水量的大小,通常用来描述湖泊、水库、河流等水体的容量大小。
水体容量的计算对于水资源的管理和利用非常重要,可以帮助我们更好地了解水体的储水能力,为水资源的合理利用提供依据。
下面我们将介绍水体容量的计算公式及其应用。
水体容量的计算公式主要包括两种方法,一种是通过测量水体的体积来计算,另一种是通过测量水体的面积和深度来计算。
下面我们将分别介绍这两种方法。
第一种方法是通过测量水体的体积来计算水体容量。
这种方法通常适用于湖泊、水库等较大的水体。
首先需要测量水体的长度、宽度和深度,然后通过这些数据来计算水体的体积。
计算公式如下:水体容量 = 长×宽×深度。
其中,长、宽和深度的单位需要保持一致,通常为米或者千米。
通过这种方法可以比较准确地计算出水体的容量大小,为水资源的管理和利用提供了重要的参考依据。
第二种方法是通过测量水体的面积和深度来计算水体容量。
这种方法适用于河流、小溪等较小的水体。
首先需要测量水体的面积,然后再测量水体的平均深度,通过这些数据来计算水体的容量。
计算公式如下:水体容量 = 面积×平均深度。
同样,面积和深度的单位需要保持一致,通常为平方米和米。
通过这种方法可以比较快速地计算出水体的容量大小,为水资源的管理和利用提供了便利。
水体容量的计算公式虽然简单,但是在实际应用中需要注意一些问题。
首先,需要保证测量数据的准确性,尤其是水体的深度数据,可以通过测量工具或者遥感技术来获取。
其次,需要考虑水体的变化因素,比如季节性的水位变化、降雨等因素都会对水体容量产生影响,因此在计算时需要考虑这些因素。
水体容量的计算公式在水资源管理和利用中具有重要的应用价值。
通过计算水体的容量大小,可以更好地了解水资源的储备情况,为水资源的合理利用提供依据。
同时,也可以通过对水体容量的计算来预测水资源的变化趋势,为水资源的保护和管理提供科学依据。
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W 可划分为稀释容量W 稀释和自净容量W 自净两部分,即:
W W W =+稀释自净
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。
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:
图 完全混合型河段概化图
0()i si i i W Q C C =-稀释
i i si i W K V C =⋅⋅自净
即:0()i i si i i i si W Q C C K V C =-+⋅⋅
考虑量纲时,上式整理成:
086.4()0.001i i si i i i si W Q C C K V C =-+⋅⋅
其中:
当上方河段水质目标要求低于本河段时:0i si C C =
当上方河段水质目标要求高于或等于本河段时:00i i C C =
式中:i W —第i 河段水环境容量(kg/d );
i Q —第i 河段设计流量(m 3/s );
i V —第i 河段设计水体体积(m 3);
i K —第i 河段污染物降解系数(d -1);
si C —第i 河段所在水功能区水质目标值(mg/L );
0i C —第i 河段上方河段所在水功能区水质背景值
(mg/L ),取上游来水浓度。
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:
1n
i i W W ==∑
01131.536()0.000365n n
i si i i i i i i W Q C C K V C ===-+⋅⋅∑∑
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:
C t kV S t C t Q t C t Q dt
dc c out in in )()()()()(V(t)++•-•= 假设条件:水量为稳态,出流水质混合均匀。
式中:V(t)——箱体在t 时刻的水量,m 3;
dt dc ——箱体水质参数COD 、氨氮的变化率;
)(t Q in ——t 时刻水库的入流水量,m 3/a ;
)(t Q out ——t 时刻水库的出流水量,m 3/a ;
)(t C in ——t 时刻水库的COD 、氨氮入流浓度值,mg/L ;
)(t C ——t 时刻水库的COD 、氨氮出流浓度值,mg/L ;
c S ——其他未计入的外部源和漏污染量;
k ——COD 、氨氮的综合降解系数。
由此模型推导出的COD 、氨氮环境容量的计算公式如下:
)(out KV Q Cs W +=
转换量纲后公式为:
6out 10*)(-+=KV Q Cs W
W ——水库环境容量,t/a ;
Cs ——水库功能区目标值,mg/L ;
out Q ——水库的出流水量,m 3/a ;
K ——COD 、氨氮的综合降解系数;
V ——水库死库容,m 3。
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:
εγ⋅--=V
R I dt )1(dC
式中:C —总氮总磷的浓度(g/m 3);
I —总氮总磷的总负荷(g/a );
R —总氮总磷在水库中的滞留系数;
V —水库的容积;(m 3);
γ—冲刷速度常数(a -1);
γ=Qout/V ,式中Qout 为水库输出流量。
给定初始条件:当t=0时,C=Co ,可以求得上式的解析解:
πγγ-----=e V
Co V ]R 1I [R 1I C )()( 假设水库的入流、出流与污染物的输入处于稳定状态,当∞→t ,可得上式的平衡浓度Cp :
R
V Cp I V Cp -=-=1R 1I γγ)
( 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:
Wi Wout QiPi outPout -=-=∑
∑1Q 1R 式中Qi 、Qout —水库输入和输出流量(m 3/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)
W 净化=净化C 进
式中:
净化
W -人工湿地工程净化量,kg/d ; 净化Q -人工湿地工程净化的废水量,m 3/s ;
进C -排入人工湿地工程的污染物浓度,mg/L 。