当前课程知识点:环境规划 > 第2章 弱水三千取哪瓢?——水环境规划 > 知识点14 量筒plus——水环境容量测算方法 > 知识点14 量筒plus——水环境容量测算方法
通过前面的学习
我们已经了解到
水环境容量测算的必要性
那么实际操作中
应该如何测算水环境容量的大小呢
下面我们将围绕
水环境容量测算的基本原则
控制单元划分方法
容量计算方法
以及水域处理方式
这几个要点来具体讲解一下
水环境容量的测算方法
首先在测算水环境容量时
要综合考虑水域的自然条件
污染源的排污条件
和水域管理的目标条件
这三个要素的变化会造成
水环境容量测算结果的极大差异
而其中又以自然条件
最为变化无常
所以河流流量
受此影响表现出极大的不稳定性
一般情况下
设计条件应是一年中排污量最大
水量最枯
扩散条件最差条件下的流量
但是有条件的地区
对于丰平枯水期特征明显的河流
以及按照最枯流量计算
没有水环境容量的情况
可以按照季平均值
进行水环境容量的计算
汇总得到全年的水环境容量
同时 污染源调查 水质评价
容量计算等都要对应到控制单元
所以控制单元的合理选择十分关键
一般控制单元的选择
要以水环境功能区为基础
例如农业用水区 游泳区 渔业水域等
这些都是有特定功能的水环境功能区
但区别在于
水环境功能区仅指水体部分
而控制单元则是包含了
水体和水上陆地的整体范围
而在同一控制单元内
若存在重要的取水 排水口
或者河道条件变异区
行政区界等等
重要敏感的断面等
那么在同一个控制单元
便可以细化为若干个
水环境容量计算单元
不需要计算水环境容量的功能区段呢
可以不作为计算单元
没有污染源汇入的河段
也可以不作为计算单元
我们已经知道
计算单元的水环境容量
包含了稀释容量和自净容量这两部分
其中稀释容量来自混合稀释作用
可以将其视为溶质分散到溶剂的过程
评价河段就好比是一杯溶液
那么求解稀释容量的问题就转化为
现有一杯体积为Q
浓度为C0的溶液
欲配置浓度为C的等量溶液
需加入多少溶质的量
那么在这里需加入的量
就是用CQ-C0Q
在这个例子里
溶液的体积对应的是河流的流量
而相比于溶液的体积
河流流量多了一个时间维度
也就是单位时间的溶液体积
这是由于河水是动态变化的体系
我们计算水环境容量时
是考虑某个时间尺度下的河流容量
因此 二者的计算原理相通
只是时间动态和静态的差别
水环境容量的另一个部分
自净容量源自于污染物的降解作用
其大小等于
河段中的污染物
在标准限定的最高浓度C状态下
单位时间内能够自然降解的量
即标准浓度C与河段体积V相乘
得到河段内污染物总量
再去乘以一个自净系数k
便得到自净容量
自净容量的时间动态性
是通过自净系数k来体现的
对于不同污染物
不同水环境条件
自净系数也各不相同
那么最后再将稀释容量
和自净容量相加
便能够得到水环境总的容量
下面我们通过一道习题
来深入的体会
水环境容量的计算方法
已知一条河流的平均河宽15米
水深2米
多年平均流量5立方米每秒
最枯月流量是3立方米每秒
并且全程都执行的是III类水质标准
那么这个河流段的AC
这一段是工业用水区
A点下游5千米处有一个排污口B
而CD段是渔业水域
河水的原始COD浓度是15毫克每升
COD降解系数k呢
我们取值0.5每天
首先便需要划分一个计算单元
然后再计算
这个河流AB段的COD环境容量
我们先来划分计算单元
根据计算单元的划分原则
每个功能区划的河段
都需要作为计算单元
同时 若存在取水口
排污口等敏感断面
则需要进一步细化计算单元
因此我们可划分为AB段 BC段
和CD段三个计算单元
我们已经知道AC河段
属于工业用水区
那么根据地表水的环境质量标准
GB3838-2002
工业用水需要满足IV类水质标准
而整条河流执行的
又是III类水质标准
是严于工业用水标准的
因此我们以III类水质标准为准
也就是AB段水域的
COD浓度标准限值我们取20mg/L
同时根据测算原则
设计条件我们取最枯月流量值3m³/s
那么在确定了
这些计算所需的数据之后
我们就可以运用
水环境容量的计算公式
先分别求稀释容量和自净容量
稀释容量等于河水流量
乘以标准的浓度
与河流本底浓度之差
带入数值之后
我们能够计算出结果为1296kg/d
而自净容量等于降解系数
与标准浓度和评价河段体积的乘积
我们将数值带入后
得到的结果为1500kg/d
最后我们将稀释容量与自净容量相加
我们得到评价河段的COD环境容量
那么实际的水环境情况千差万别的
所以要对不同条件的水域
分别进行处理
对于没有径流量的水环境功能区
或河流
可以不进行本水域的
水环境容量的计算
但是往往需要将该排污河道
作为下游功能区划水域的
支流进行处理
在满足下游水环境功能区划要求时
将本水环境功能区的水质要求
也作为节点条件加以处理
而对于饮用水水源一级保护区等
不容许排污的高功能水域
是可以不进行水环境容量的计算
如果遇到河流的中间水域
没有进行功能区划等
空白 漏项问题时
可以直接按照其上下断面的水质要求
来确定本水域的水质边界条件
那么如果某一条
没有进行功能区划的河流
最终汇入到了一定的功能区划水域
便可以将该河流作为
下游功能区划水域的支流
来进行一个分解计算
以上是对一些典型
和常见水域情况的处理方法
而实际的情况要复杂得多
大家要多进行现场的调研
纸上得来终觉浅
绝知此事要躬行
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