5.2 排污量的计算在线视频

那么我们获得了废水量的数据之后

我们接下来呢是需要计算

我们整个的污染物排放量就是排污量

我们用Wi来表示某排放口

第i种污染物它的年排放量

那么这里面呢Wi它等于某排放口

这种污染物的平均浓度Ci

乘以这个排放口每年排放的废水量Qi乘以10

这里面的Ci呢是一个平均的浓度的一个数据

这里面的Qi和我们前面的Qs是具有换算关系的

它是将我们原来的获取的

升每秒的这样一个数据换算成万吨每年

也就是说Qi等于365乘以86400

乘以Qs乘以10的负7次方

这样我们就计算获得了任意一个污染源的

任何一种污染物的排放量

也就是对于点源污染它的源强核算的方法

我们来看一下非点源也就是面源污染

那么非点源是在降雨的淋溶

还有地表径流的冲刷之下呢

将大气 地面和地下的污染物

带入到江河湖泊海洋等水体

造成水体污染的这样的一个污染源

具体呢它有通过岸线来进入水体

还有呢通过自然降水这个通过沟渠进入水体

那么像我们天津位处海河

降水呢带来街道地面的冲刷

海河横穿城市这样的一些污染源呢

可以直接通过海河两岸的岸线

就进入到了水体当中

那么比较典型的面源包括城镇排水 农田排水

还有农村生活污水

矿山废水分散的小型畜禽养殖场废水

还有大气污染物

通过重力沉降或者是降水过程呢进入水体

所造成的污染废水

最典型的也是最主要的两种形式

就是城市径流和农田径流

我们和点源污染它的源强核算的方法有所不同

对于非点源污染我们更多的呢只能进行估算

那么非点源污染负荷它的估算呢

途径非常复杂很难定量但是呢又不能忽视

尤其是在我们国家呢

城镇这个通常是具有污水处理厂

它可以对点源进行有效的收集之后

通过污水处理厂进行集中处理

那么所以说点源呢

是非常容易可以进行有效的控制的

如果点源有效控制之后

非点源污染它的问题呢会显得更加的突出

那么对于非点源污染

它的污染负荷估算方法有两种

第一种方法呢是

在对水土流失过程以及主要的制约因素

进行大量调查的基础上呢

通过对非点源污染物的输出过程的模拟

来研究区域污染物

对受纳水体的输出总量这是第一种

那么第二种是采用直接或者间接途径

来估算非点源它的总径流量

和平均径流污染物浓度

通过它们的一个乘积来计算污染负荷量

这是两种方法

我们前面也提到了面源的两种典型的形式

就是城市径流和农田径流

我们首先来看一下城市径流

就是城市非点源它的污染负荷的估算的方法

那么城市它的面源负荷的来源

一方面呢是来自于城市

雨水的下水道还有合流制下水道的溢流

那么我们城市它的管网的设计

往往是根据日常流量来进行设计的

一旦发生了这个暴雨的情况呢会产生溢流

这是城市面源的第一个来源

另外呢污染物会在城市街道

不经排水系统通过冲刷进入到受纳水体呢

这是城市非点源的第二个负荷的一个来源

那么城市非点源污染物

通过暴雨冲刷到受纳水体它的污染负荷的计算

要遵循这样的一个基本程序

我们第一步呢是要估计

暴雨事件中暴雨径流的大小

这里面我们需要估算径流深度 径流面积

那么接下来我们可以通过暴雨径流

来确定暴雨的冲刷率

进而呢可以估计通过暴雨径流

冲刷到受纳水体的沉积物的负荷

再下一步我们是根据沉积物当中

污染物的浓度来计算污染物的负荷

或者是根据固体废物与污染物的

统计相关的关系来计算污染物的负荷

那么接下来呢我们来看

城市径流的计算的第一个步骤

就是暴雨径流的估计

这里面呢我们用R来表示总暴雨径流深度

那么它的计算方法是

暴雨径流深度R等于

总径流系数CR乘以降雨量再减去洼地存水

那么我们向大家详细来说明一下

这几个物理量的含义

第一个降雨量这是一个气象学的数据

这里面用的是厘米来表示

它表示的呢是降雨的深度

那么这样的数据呢

我们可以通过向气象部门来咨询

可以获取相应的这个数据

那么第二个数据呢是CR

CR呢表征的是暴雨有多少能够转化成地面径流

那么我们知道并不是所有的暴雨流量

都能转化为径流因为除了径流以外呢

还会存在着这个降水的入渗

还有这个植物的吸收还有蒸腾等等

它只有一部分可以转化成地面径流

那么表征这个净流流量

与降雨流量之间的关系呢就用这个总径流系数

但它所反映的是区域内的自然环境要素

对径流流量的一个影响

我们用总径流系数与降雨量来相乘

获得的这个量呢是在暴雨过程当中

能够形成的径流的深度

但是这样的一个径流深度

并不是我们最终获取的径流深度

因为我们知道地表本身它并不是完全平的

存在着很多坑洼地带

它是可以在降水过程当中存留一定的降雨的

那么这一部分就是洼地存水

我们需要把这个降雨量和径流系数的乘积

减去洼地存水

才是我们最终获得的总暴雨径流深度

我们在计算暴雨径流深度当中

所涉及到的这些物理量第一个量P

是我们可以向气象部门来获取这样的一个数据

那么第二个物理量CR

是需要我们通过计算来获得的

就是我们的总径流系数

那么总径流系数它的一个估算呢是有两种方法

第一种是粗略估算法

那么粗略估算法呢

它是将暴雨的所涉及的地面区域

整体分成了两类

这两类呢是一类是透水区 一类呢是不透水区

我们将透水区它的径流系数统一都确认为0.15

也就是说我们认为所有的透水区它的降雨

有15%能形成地面径流

那么对于不透水区呢

根据坡度它的径流系数各有差异

在粗略估算当中的泾流系数CR

等于0.15乘以1减去I%加上φ乘以I%

这里面的物理量

首先I代表的是不透水区百分数

然后φ是按照不同坡度计算

不透水区的一个径流系数

那么这个公式的前半部分

就是0.15乘以1减I%部分

代表的是透水区所造成的地面径流系数

其中呢1-I%是透水区所占的比例

那么后面这个φ乘I%

就是不透水区造成的径流系数

那么这是第一种

对于总径流系数粗略估算的方法

那么这里面的数据就是φ的这个数据呢

我们是可以通过查表来获取的

那么对于不透水区来说呢

按照地面的平坦程度分成平坦 中等和倾斜三种

那么对于平坦地面也就是坡度小于2%的地面

它的φ是等于0.8也就是说在平坦地面

有80%的降水会形成地面径流

那么中等坡度

也就是坡度在2%的7%之间φ是0.85

也就是85%的降水会形成地表径流

那么倾斜的不透水区域

也就是坡度大于7%它的φ是0.9

也就是说倾斜度大于7%的不透水地面

那么它有90%的降水量都会变成地表径流

如果要进行一个精细的确认的话

其实对于透水区表面根据表面的特性的不同

它的这个径流系数也是有差异的

比如说对透水区它的级配碎石路面φ是0.45

干砌砖石是0.4 非砖砌土地面是0.3

公园绿地呢是0.15

草的或亚砂土是在0.05到0.2之间的

那么这是透水区的不同类型的地面

它的径流的系数

应该说你看像都公园或者是绿地

它的径流量就非常小

它的水土保湿能力呢也非常强

如果我们要进行精确的话

就需要对我们评价区内的

各种类型区域所对应的面积进行确认

之后呢乘以该面积所对应的径流系数

然后呢再除以我们评价区的总面积

也就是不同区所对应的面积呢进行加和

获得的就是我们总径流系数的一个

精确的计算方法

那么这是我们对于总径流系数

也就是CR这个值它的两种计算

粗略计算和精确计算

那么对于洼地存水也就是DS这样的一个数据呢

它也是通过经验公式来获取的

那么洼地存水的计算

DS是等于0.63减去0.48乘以I%

这里面的I代表的是不透水区百分数

那么这样的话呢我们对于暴雨径流深度

计算过程所需要的所有的这个物理量

我们都已经有了一个非常明确的一个

数据获取途径或者是计算方法了

那么接下来呢我们进行到第二步

也就说根据我们的径流量

来判断通过径流冲刷到

受纳水体的颗粒物的负荷

在我们对总暴雨径流估算出来之后呢

首先就可以确定暴雨的冲刷率

通常情况下我们认为

一小时之内呢总径流为1.27厘米时

就可以冲走90%的街道表面颗粒物

在暴雨径流过程当中冲刷的固体的负荷

我们用这样一个方程来进行计算

其中呢我们用Ysw来表示

暴雨冲刷到受纳水体的颗粒物的负荷

那么Ysw的计算呢它等于等效累积天数te

乘以Ysu也就是街道表面的颗粒物日负荷量

再乘以P乘CR

那么其中呢P乘CR呢代表的是

我们的暴雨最终形成的这个径流的深度

那么te的计算

它是等于从最后一次暴雨事件算起的天数tr

减去从最后一次清扫街道算起的天数ts

乘以1减去εs也就是街道清扫频率再加上ts

那么我们从这个过程当中可以看出

tr应该是小于ts的是因为我们一定是

就是街道冲扫在前这个暴雨事件在后

所以呢这个方程的前半部分就是

tr减ts乘以1减εs这个是一个负值

后面这是一个正值

等效累计天数表示的含义就是

街道未经清扫累积污染物的

这样的一个累积的一个天数

计算了等效累积天数之后呢

我们来看一下这个Ysu

也就是街道表面颗粒物的日负荷量呢

它的一个获取

那么Ysu它等于Lsu

就是街道颗粒物的日负荷率

乘以Lst也就是街道的边沟长

那么通常情况下呢这个街道的边沟长呢

它是约等于2倍的街道长

也就是我们认为街道的两侧

都可以向这个环境当中排放

这样的沉积物的污染物

那么第一个量呢街道的表面的颗粒物日负荷率

这个是取决于很多的因素的比如说交通强度

区域地表覆盖物的形式还有径流量降雨强度

灰尘清扫量前期干旱时间城市街道的清扫频率

还有清扫质量等等很多要素来决定的

那么具体来说呢我们可以通过查表

来获得就是城市集水区

污染物它的一个负荷率的

那么比如说对于商业区来说

它的地表颗粒物的这个总量

一般是在4.5千克每千米每天

它的BOD的极限值呢是7.7毫克每克

那么工业区呢一般是6.3千克每千米每天

然后BOD极限值是3.0

那么居住区颗粒物的总量是

3.1千克每千米每天BOD极限值3.6

我们对不同土地类型的整体的情况

进行一个就是加数的一个平均

那么我们认为城市区域它的地表颗粒物总量

是2.0千克每千米每天

而BOD极限值呢是在5毫克每克的

这样的一个范围

那么这是对于颗粒物负荷的一个计算

那么接下来呢我们通过颗粒物的负荷

我们可以计算径流当中冲刷到受纳水体的

有机污染物的负荷

那么因为我们知道颗粒物当中呢

其实它既有有机的的成分又有无机的成分

像它的这个沙石之类的这样的组份

是我们不作为污染物来进行计量的

我们只是关注沉积物当中呢

能够造成污染的这一部分比如说有机物等等

那么径流冲刷到受纳水体的

有机污染负荷的计算呢

是用颗粒固体复合乘以浓度因子

就可以计算我们有机污染的负荷

那么这个有机污染负荷是You来表示

它等于总颗粒物的固体日负荷量Ysu

乘以有机污染物在颗粒中的浓度Cou

然后再乘以一个单位转换的一个因子

我们这个因子呢这里面呢是10的负6次方这是α

那么这样呢我们通过对暴雨径流的计算

对径流冲刷到我们水体当中的颗粒物的计算

以及呢最终的计算

径流中冲刷到受纳水体的有机污染负荷

这样我们就获取了我们的城市径流的

源强核算的一个基本方法

那么城市的降雨径流问题呢

整体来说呢这是一个十分复杂的问题

它和水分循环的每一个环节可能都有关系

并且它与多种因素相关

比如说降水 大气污染 土地使用

还有这个污染的特征 自然特点等等

那么我们所能进行的其实呢是一个估算的过程

由于城市的降雨径流变化性比较大

随机性强 偶然因素多所以我们对其中的一个

完整的真实的客观规律的掌握仍然非常有限

那么这是关于城市径流

那么接下来呢我们来看农田径流

应该说农田径流所涉及到问题呢

其实呢更加复杂

所以呢我们在进行

农田径流污染负荷估算的时候呢

我们要避开污染物

在农田的实际迁移过程的变化

因为这个变化呢我们很难全盘来掌握

仅仅是通过采集和分析各个集水区的径流水样

来计算进入到某一水环境中某种污染物的总量

那么具体来说呢

对于农田径流它的污染负荷估算用这样的方法

我们用M来表示某种污染物的

输出总量单位为千克

我们用ρij来表示任意时间的任意集水区

它的污染物的浓度

用Qij来表示任意时间的任意集水区的

它的径流流量

所以呢我们用ρij乘以Qij

获得的是某一时间某一集水区

它的一个污染物的总量

之后我们再将这个集水区

从第一小时到第n小时总时间进行加和

之后再对整个评价区所有集水区

所获取的这个污染进行加和

最终呢就获得了

我们的污染物在我们评价区的总的输出量

它的具体方程就是这样一个

大M等于Σ j等于1到m然后呢i等1到n

用ρij乘以Qij 这是农田径流

进行污染负荷的一个估算的方法