《河流纳污能力计算》PPT课件

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1、河流纳污能力计算案例分析主要内容主要技术问题二案例分析三一计算步骤一、计算步骤1.水域概化2.水文资料调查及设计水文条件的确定3.水质控制节点的确定4.确定水质模型及其计算参数5.计算分析6.成果合理性分析一、计算步骤水域概化：将天然水域（河流、水库）概化成计算水域，例天然河道可概化成顺直河道，动态水流简化为稳态水流等。水域经适当概化后，才能够利用数学模型来描述其水质变化规律。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一个集中的排污口。水文资料调查及设计水文条件的确定：收集研究水域水下地形、水文站的水文资料（河宽、水深、流速、流量、坡

2、度和弯曲系数）等，明确每一个河段或水库的水文设计条件。对没有资料的河段，采取水文比拟等方法确定其水文条件。12一、计算步骤水质控制节点的确定：根据水功能区划和水域内的水质敏感点位置分析，确定水质控制断面的位置和控制标准。对于大江大河（和大型水库），则需根据水体的功能用途和环境管理的要求，确定混合区的控制边界及水质保护目标。确定水质模型及其计算参数：根据实际情况选择零维、一维或二维水质模型，在进行各类数据资料的一致性分析的基础上，确定模型所需的各项参数。34一、计算步骤计算分析：以控制节点的水质目标为约束条件，（采用试算法）对选定的水质模型进行反解（即逐步调整功能区内各入河排污口的入河通量，直

3、到控制节点的水质预测浓度达标为止），即可计算出该水域的水环境容量。当计算水域内有多个入河排污口时，试算过程应从现状入河量开始，原则上各入河口按同样的缩放系数逐步调整其入河排污量。5成果合理性分析：在水环境容量模型计算的基础上，结合上下游关系、左右岸关系、水质评价和污染源调查结果、混合区范围等因素，进行合理性分析。此外，应结合水功能区水质评价和污染源调查分析，建立污染源与水质目标之间的输入响应关系，进行参数的校核和反馈调整，核定控制单元内允许纳污量。6二、主要技术问题1、河流简化与模型选取2、排污口概化3、混合区的确定4、计算单元和控制节点(断面)5、模型参数1、河流简化与模型选取水质数学模型

4、有零维模型、一维模型、二维模型等。对每个水功能区，应根据其空间形态、水文、水质特征选择合适的水环境容量计算模型。二、主要技术问题1、河流简化与模型选取二、主要技术问题断面宽深比大于等于20时，简化为矩形河段；小河可以简化为矩形平直河流；大中河流中，当河段弯曲系数小于等于1.3时，可简化为顺直河段，否则视为弯曲河流；河道特征和水力条件有显著变化的河段，应在显著变化处分段。根据广东省河流水功能区的河道特征和水文水质特征，分二种情况选用不同的纳污能力计算模型：狭长河道：当河流宽度小于200m时，单向河流使用一维断面平均衰减模型，感潮河段使用潮平均一维衰减模型，感潮河网采用一维潮平均有限分段水质模型

5、。大江大河：当河流宽度大于200m时，单向河流选用二维垂向平均衰减模型，感潮河段使用潮平均二维衰减模型。西江、东江、北江等河流的流量较大，稀释扩散能力强，虽然平均水质良好，但由于靠近岸边水流相对平缓，在排污口下游一定范围内形成污染带，宜采用二维污染带模型来计算控制排放量。图河流一维模型概化示意图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、水质发生突变的点，水量与污染物在节点前后满足物质平衡规律。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定律。一维水质模型由河段和节点两部分组成：河流一维水质模型图河流一维模型概化示意图在节点处，要利用节点均匀混合模型进行节

6、点前后的物质守恒分析，确定节点后的河段流量和污染物浓度。节点后的河段以节点平衡后的流量和污染物浓度为初始条件，按照一级降解公式计算到下一个节点前的污染物浓度。图河流一维模型概化示意图考虑干流、支流、取水口、排污口均在同一节点的最复杂情况，水量平衡方程为：Q干流混合后＝Q干流混合前＋Q支流＋Q排污口－Q取水口污染物平衡方程为：图河流一维模型概化示意图对河段：2、排污口概化对有排污口的水功能区或河段，污水排放流量较大的排污口作为独立的排污口处理；其他排污口，可进行适当简化：（1）若排污口距离较近，可把多个排污口简化成一个集中的排污口。概化后的排污口位置为：x=(Q1C1x1+Q2C2x2+···

7、·+QnCnxn)/(Q1C1+Q2C2+····+QnCn)（2）距离较远并且排污量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，不参与容量优化分配计算。上界下界上界下界1#123x3、混合区的确定图污水与河流的混合过程：（a）河中排放；（b）岸边排放(a)混合区定义在排污口下游自排污口至功能区控制点或控制断面之间的，使污染物得以进行初始混合与稀释后达到水域功能区水质标准的区域称为混合区。混