环境规划课件 水环境容量计算

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。

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。

水环境容量计算方法中国环境规划院李云生•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。

水环境容量计算方法-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1水环境容量计算方法中国环境规划院李云生•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。

[]036586.4exp(/86400)h W Q Cs K L u C =⨯⨯⨯⨯⨯-
365:天数
86.4:时间换算系数
Qh 流量 m^3/s
Ｋ衰减系数 1/d
Ｌ河流长度 m
U 流速 m/s
Ｃ0上游来水污染物背景浓度 mg/L
Cs 功能区水质标准浓度 mg/L
W 容量 kg/a
)(*)*(*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;。

水环境容量计算稀释容量：E稀86.4SCbQr式中：E稀－稀释容量，kg/dS－水质标准，mg/L；Cb－河流背景浓度，mg/L；Qr－河流流量，m3/。

kl86400uE自＝86.4SQt1e自净容量：式中：E自－自净容量，kg/dS－水质标准，mg/L；Qt－河流流量+废水流量，m3/；l－河段长度，m；k－综合衰减系数，1/d；u－河流流速，m/。

水环境总容量：EE稀E自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S（mg/L）COD20氨氮TP河流l（m）Qt（m/）Qr（m/）7.47.539400033k（1/d）COD氨氮TPu（m/）0.33兴隆河1.00.20.150.1940.03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：COD17mg/L、氨氮0.63mg/L、TP17mg/L。

（2）计算结果表2地表水环境容量计算结果单位：kg/d指标COD氨氮TP兴隆河E稀1918.08236.5619.18E自271.2E2189.28（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。