第六章 水環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)
1、水體中污染物遷移與轉(zhuǎn)化：物理輸移過程、化學(xué)轉(zhuǎn)化過程、生物降解過程。
2、物理過程：指污染物在水體中的混合稀釋和自然沉淀過程。混合稀釋：紊動(dòng)擴(kuò)散（污染物自高濃度向低濃度區(qū)轉(zhuǎn)移）；移流（水流推動(dòng)）；離散（水流方向橫斷面上流速分布不均勻而引起分散）。
3、來自第三章 湖、庫(kù)水混合方式分紊動(dòng)混合（風(fēng)力和水利坡度作用產(chǎn)生），對(duì)流混合（湖水密度差異產(chǎn)生）。
4、影響生物自凈作用的關(guān)鍵是：溶解氧的含量；有機(jī)污染物的性質(zhì)；濃度以及微生物的種類、數(shù)量等。
5、河流中影響污染物輸移的最主要的物理過程是對(duì)流和橫向、縱向擴(kuò)散混合。
6、橫向擴(kuò)散系數(shù)：可通過失蹤試驗(yàn)確定，或按根據(jù)包含河流水深、流速以及河道不規(guī)則形的公式來估算。
縱向離散系數(shù)：可通過失蹤試驗(yàn)確定，或利用包含流速、河寬、水深、河床粗糙系數(shù)的計(jì)算公式確定。
7、溢油動(dòng)力學(xué)過程一般分為擴(kuò)展過程和漂移過程。
擴(kuò)散過程：分為三個(gè)階段：慣性-重力階段；重力-黏性階段；黏性-表面張力階段。
漂移過程：油膜在外界動(dòng)力場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下的整體運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度由三部分組成，即潮流、風(fēng)海流、風(fēng)浪余流。
8、預(yù)測(cè)地表水水質(zhì)變化方法（3類）：數(shù)學(xué)模式法、物理模型法、類比分析法。另專業(yè)判斷法。
9、預(yù)測(cè)條件確定（4個(gè)）：受納水體的水質(zhì)狀況；擬預(yù)測(cè)的排污狀況；預(yù)測(cè)的設(shè)計(jì)水文條件；水質(zhì)模型參數(shù)和邊界條件（或初始條件）。
10、河流模式及方程
河流稀釋混合模式
點(diǎn)源，河水、污水稀釋混合方程
非點(diǎn)源方程
考慮吸附態(tài)和溶解態(tài)污染指標(biāo)耦合模型
河流的一維穩(wěn)態(tài)水質(zhì)模式
對(duì)于溶解態(tài)污染物，在河流橫向方向上達(dá)到完全混合后，描述污染物的輸移、轉(zhuǎn)化的微分方程
穩(wěn)態(tài)，忽略縱向離散作用，K，河流無側(cè)旁入流，河流橫斷面面積為常數(shù)等
S-P模式
研究溶解氧與BOD模型。一維恒定河流，污染物在河流橫斷面上完全混合；氧化和復(fù)氧一級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)是定常，氧虧得凈變化僅是水中有機(jī)物耗氧和通過液-氣界面的大氣復(fù)氧的函數(shù)
河流二維穩(wěn)態(tài)水質(zhì)方程
二維穩(wěn)態(tài)水質(zhì)方程
順直均勻河流
累計(jì)流量坐標(biāo)表示的二維水質(zhì)方程
連續(xù)點(diǎn)源的河流二維水質(zhì)模式
常規(guī)污染物瞬時(shí)點(diǎn)源排放水質(zhì)
瞬時(shí)點(diǎn)源的河流一維水質(zhì)模式
瞬時(shí)點(diǎn)源的河流二維水質(zhì)模式
有毒有害污染物（密度≤1）瞬時(shí)點(diǎn)源排放
首先判斷是否可作為瞬時(shí)點(diǎn)源處理
可迅速得到稀釋且濃度達(dá)到溶解度以下時(shí)，溶解態(tài)濃度分布
11、湖、庫(kù)水環(huán)境影響預(yù)測(cè)方法
湖、庫(kù)水質(zhì)箱
以年為單位，湖庫(kù)看作完全混合反應(yīng)器
若無外部源或匯
符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)且衰減反應(yīng)
湖、庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)測(cè)模式
Vollenweider負(fù)荷模型
Dillon負(fù)荷模型
12、潮汐河口和海灣中，最重要的質(zhì)量輸移機(jī)理通常是水平面的輸移。可用一維模型來描述縱向水動(dòng)力學(xué)特性和水質(zhì)組分的輸移。
13、河口海灣水環(huán)境影響預(yù)測(cè)影響
潮汐河流一維水質(zhì)預(yù)測(cè)模式
一維的潮汐河流水質(zhì)
一維潮平均的水質(zhì)方程
一維潮平均方程的解析解
潮汐河流二維水質(zhì)預(yù)測(cè)模式
一般采用有限差分法、有限元法、有限體積法等數(shù)值求解方法來模擬預(yù)測(cè)流場(chǎng)和濃度場(chǎng)的分布與變化
海灣二維水質(zhì)預(yù)測(cè)模式
海灣潮流模式（有限差分法、有限元法）
海灣二維水質(zhì)模式（有限差分法、有限元法、有限體積法）
14、河流水質(zhì)模型選擇考慮的技術(shù)問題（6個(gè)）：水質(zhì)模型的空間維數(shù)；水質(zhì)模型所描述（或所使用）的時(shí)間尺度；污染負(fù)荷、源和匯；模擬預(yù)測(cè)的河段范圍；流動(dòng)及混合輸移；水質(zhì)模型中的變量和動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)。
15、大多數(shù)的河流水質(zhì)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)采用一維穩(wěn)態(tài)模型，對(duì)于大中型河流采用二維模型。河流水質(zhì)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)中，一般不采用三維模型。
16、常用的河流水質(zhì)模式
河流及污染物特征
適用的水質(zhì)模式
持久性污染物
完全混合河段
河流完全混合模式
橫向混合過程段
河流二維穩(wěn)態(tài)混合模式（直角坐標(biāo)系）
河流二維穩(wěn)態(tài)混合模式（累積流量坐標(biāo)）
沉降作用明顯河段
河流一維穩(wěn)態(tài)模式，沉降作用近似為dc/dt=-K3c（K3為沉降速率）
非持久性污染物（連續(xù)排放）
完全混合河段
河流一維穩(wěn)態(tài)模式，一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程dc/dt=-K1c（K1為降解速率）
橫向混合過程段
河流二維穩(wěn)態(tài)混合衰減模式（直角坐標(biāo)系）
河流二維穩(wěn)態(tài)混合衰減模式（累積流量坐標(biāo)系）
沉降作用明顯的河段
河流一維穩(wěn)態(tài)模式，考慮沉降作用的反應(yīng)方程式近似為dc/dt=-(K1+K3)c(K1為降解速率，K3為沉降速率)
溶解氧
河流一維DO-BOD耦分模式（如S-P模型）
瞬時(shí)源（或有段源）
中、小河流
河流一維準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模式（流量定常-污染負(fù)荷變化）
大型河流
河流二維準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模式
17、河流水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法（4種）：公式計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)估值；室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)定；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)；水質(zhì)數(shù)學(xué)模型率定。
18、單參數(shù)測(cè)定方法：好氧系數(shù)K1的單獨(dú)估值方法；復(fù)氧系數(shù)K2的單獨(dú)估值方法——經(jīng)驗(yàn)公式法；K1、K2的溫度校正；混合系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式單獨(dú)估算法；混合系數(shù)的示蹤試驗(yàn)測(cè)定法。
19、水質(zhì)模型的標(biāo)定中常用方法（3個(gè)）：平均值比較，回歸分析和相對(duì)誤差。
1、水體中污染物遷移與轉(zhuǎn)化：物理輸移過程、化學(xué)轉(zhuǎn)化過程、生物降解過程。
2、物理過程：指污染物在水體中的混合稀釋和自然沉淀過程。混合稀釋：紊動(dòng)擴(kuò)散（污染物自高濃度向低濃度區(qū)轉(zhuǎn)移）；移流（水流推動(dòng)）；離散（水流方向橫斷面上流速分布不均勻而引起分散）。
3、來自第三章 湖、庫(kù)水混合方式分紊動(dòng)混合（風(fēng)力和水利坡度作用產(chǎn)生），對(duì)流混合（湖水密度差異產(chǎn)生）。
4、影響生物自凈作用的關(guān)鍵是：溶解氧的含量；有機(jī)污染物的性質(zhì)；濃度以及微生物的種類、數(shù)量等。
5、河流中影響污染物輸移的最主要的物理過程是對(duì)流和橫向、縱向擴(kuò)散混合。
6、橫向擴(kuò)散系數(shù)：可通過失蹤試驗(yàn)確定，或按根據(jù)包含河流水深、流速以及河道不規(guī)則形的公式來估算。
縱向離散系數(shù)：可通過失蹤試驗(yàn)確定，或利用包含流速、河寬、水深、河床粗糙系數(shù)的計(jì)算公式確定。
7、溢油動(dòng)力學(xué)過程一般分為擴(kuò)展過程和漂移過程。
擴(kuò)散過程：分為三個(gè)階段：慣性-重力階段；重力-黏性階段；黏性-表面張力階段。
漂移過程：油膜在外界動(dòng)力場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下的整體運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度由三部分組成，即潮流、風(fēng)海流、風(fēng)浪余流。
8、預(yù)測(cè)地表水水質(zhì)變化方法（3類）：數(shù)學(xué)模式法、物理模型法、類比分析法。另專業(yè)判斷法。
9、預(yù)測(cè)條件確定（4個(gè)）：受納水體的水質(zhì)狀況；擬預(yù)測(cè)的排污狀況；預(yù)測(cè)的設(shè)計(jì)水文條件；水質(zhì)模型參數(shù)和邊界條件（或初始條件）。
10、河流模式及方程
河流稀釋混合模式
點(diǎn)源，河水、污水稀釋混合方程
非點(diǎn)源方程
考慮吸附態(tài)和溶解態(tài)污染指標(biāo)耦合模型
河流的一維穩(wěn)態(tài)水質(zhì)模式
對(duì)于溶解態(tài)污染物，在河流橫向方向上達(dá)到完全混合后，描述污染物的輸移、轉(zhuǎn)化的微分方程
穩(wěn)態(tài)，忽略縱向離散作用，K，河流無側(cè)旁入流，河流橫斷面面積為常數(shù)等
S-P模式
研究溶解氧與BOD模型。一維恒定河流，污染物在河流橫斷面上完全混合；氧化和復(fù)氧一級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)是定常，氧虧得凈變化僅是水中有機(jī)物耗氧和通過液-氣界面的大氣復(fù)氧的函數(shù)
河流二維穩(wěn)態(tài)水質(zhì)方程
二維穩(wěn)態(tài)水質(zhì)方程
順直均勻河流
累計(jì)流量坐標(biāo)表示的二維水質(zhì)方程
連續(xù)點(diǎn)源的河流二維水質(zhì)模式
常規(guī)污染物瞬時(shí)點(diǎn)源排放水質(zhì)
瞬時(shí)點(diǎn)源的河流一維水質(zhì)模式
瞬時(shí)點(diǎn)源的河流二維水質(zhì)模式
有毒有害污染物（密度≤1）瞬時(shí)點(diǎn)源排放
首先判斷是否可作為瞬時(shí)點(diǎn)源處理
可迅速得到稀釋且濃度達(dá)到溶解度以下時(shí)，溶解態(tài)濃度分布
11、湖、庫(kù)水環(huán)境影響預(yù)測(cè)方法
湖、庫(kù)水質(zhì)箱
以年為單位，湖庫(kù)看作完全混合反應(yīng)器
若無外部源或匯
符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)且衰減反應(yīng)
湖、庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)測(cè)模式
Vollenweider負(fù)荷模型
Dillon負(fù)荷模型
12、潮汐河口和海灣中，最重要的質(zhì)量輸移機(jī)理通常是水平面的輸移。可用一維模型來描述縱向水動(dòng)力學(xué)特性和水質(zhì)組分的輸移。
13、河口海灣水環(huán)境影響預(yù)測(cè)影響
潮汐河流一維水質(zhì)預(yù)測(cè)模式
一維的潮汐河流水質(zhì)
一維潮平均的水質(zhì)方程
一維潮平均方程的解析解
潮汐河流二維水質(zhì)預(yù)測(cè)模式
一般采用有限差分法、有限元法、有限體積法等數(shù)值求解方法來模擬預(yù)測(cè)流場(chǎng)和濃度場(chǎng)的分布與變化
海灣二維水質(zhì)預(yù)測(cè)模式
海灣潮流模式（有限差分法、有限元法）
海灣二維水質(zhì)模式（有限差分法、有限元法、有限體積法）
14、河流水質(zhì)模型選擇考慮的技術(shù)問題（6個(gè)）：水質(zhì)模型的空間維數(shù)；水質(zhì)模型所描述（或所使用）的時(shí)間尺度；污染負(fù)荷、源和匯；模擬預(yù)測(cè)的河段范圍；流動(dòng)及混合輸移；水質(zhì)模型中的變量和動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)。
15、大多數(shù)的河流水質(zhì)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)采用一維穩(wěn)態(tài)模型，對(duì)于大中型河流采用二維模型。河流水質(zhì)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)中，一般不采用三維模型。
16、常用的河流水質(zhì)模式
河流及污染物特征
適用的水質(zhì)模式
持久性污染物
完全混合河段
河流完全混合模式
橫向混合過程段
河流二維穩(wěn)態(tài)混合模式（直角坐標(biāo)系）
河流二維穩(wěn)態(tài)混合模式（累積流量坐標(biāo)）
沉降作用明顯河段
河流一維穩(wěn)態(tài)模式，沉降作用近似為dc/dt=-K3c（K3為沉降速率）
非持久性污染物（連續(xù)排放）
完全混合河段
河流一維穩(wěn)態(tài)模式，一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程dc/dt=-K1c（K1為降解速率）
橫向混合過程段
河流二維穩(wěn)態(tài)混合衰減模式（直角坐標(biāo)系）
河流二維穩(wěn)態(tài)混合衰減模式（累積流量坐標(biāo)系）
沉降作用明顯的河段
河流一維穩(wěn)態(tài)模式，考慮沉降作用的反應(yīng)方程式近似為dc/dt=-(K1+K3)c(K1為降解速率，K3為沉降速率)
溶解氧
河流一維DO-BOD耦分模式（如S-P模型）
瞬時(shí)源（或有段源）
中、小河流
河流一維準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模式（流量定常-污染負(fù)荷變化）
大型河流
河流二維準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模式
17、河流水質(zhì)模型參數(shù)的確定方法（4種）：公式計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)估值；室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)定；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)；水質(zhì)數(shù)學(xué)模型率定。
18、單參數(shù)測(cè)定方法：好氧系數(shù)K1的單獨(dú)估值方法；復(fù)氧系數(shù)K2的單獨(dú)估值方法——經(jīng)驗(yàn)公式法；K1、K2的溫度校正；混合系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式單獨(dú)估算法；混合系數(shù)的示蹤試驗(yàn)測(cè)定法。
19、水質(zhì)模型的標(biāo)定中常用方法（3個(gè)）：平均值比較，回歸分析和相對(duì)誤差。