掌握常用河流水質(zhì)預(yù)測模式的運用
地面水水質(zhì)變化的預(yù)測方法，可分為四大類：數(shù)學(xué)模式法、物理模型法、類比分析法和專業(yè)判斷法。
常用的河流水質(zhì)模式及其選擇見下表：
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河流及污染物特征 |
適用的水質(zhì)模式 |
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1.持久性污染物(連續(xù)排放) |
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完全混合河段 |
河流完全混合模式 |
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橫向混合過程段 |
⑴河流二維穩(wěn)態(tài)混合模式(直角坐標(biāo)系) |
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⑵河流二維穩(wěn)態(tài)累積流量模式(累積流量坐標(biāo)) | |
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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) |
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2.非持久性污染物(連續(xù)排放) |
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完全混合河段 |
河流一維穩(wěn)態(tài)模式，一級動力方程dc/dt=-K1c(K1為降解速率) |
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橫向混合過程段 |
⑴河流二維穩(wěn)態(tài)混合衰減模式(直角坐標(biāo)系) |
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⑵河流二維穩(wěn)態(tài)累積流量衰減模式(累積流量坐標(biāo)) | |
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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=-(K1+K3)c |
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3.溶解氧 |
河流一維DO-BOD耦分模式(如S-P模式) |
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4.瞬時源(或有段源) |
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中、小河流 |
河流一維準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模式(流量定?！廴矩摵勺兓? |
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大型河流 |
河流二維準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模式 |
【水質(zhì)模型的空間維數(shù)】：①大多數(shù)的河流水質(zhì)預(yù)測評價采用一維穩(wěn)態(tài)模型。②大中型河流中的廢水排放，橫向濃度梯度(變化)較明顯，需要采用二維模型進行預(yù)測評價。③一般不采用三維模型。④在混合過程段下游河段(x>L)，可以采用一維模型;在混合過程段(x≤L)，應(yīng)采用二維模型。⑤不考慮混合距離的重金屬污染物、部分有毒物質(zhì)及其他保守物質(zhì)的下游濃度預(yù)測，可采用零維模型。⑥對于有機物降解性物質(zhì)，當(dāng)需要考慮降解時，可采用零維模型分段模型，但計算精度和實用性較差，用一維模型求解。
混合過程段長度的計算公式：L=(0.4B-0.6a)Bu/[(0.058H+0.0065B)(gHi)½]
式中：L—混合過程段長度，m;B—河流寬度，m;a—排放口距岸邊的距離，m;u—河流斷面平均流速，m/s;H—平均水深，m;g—重力加速度，9.81 m/s2;i—河流坡度。
河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模式預(yù)測方法：
1.河流稀釋混合模式
?、劈c源：河水、污水稀釋混合方程：c= (cpQp+chQh)/(Qp+Qh)
式中：c—污水與河水混合后的濃度，mg/L;cp—排放口處污染物的排放濃度，mg/L;Qp—排放口處的廢水排放量，m3/s。ch—河流上游某污染物的濃度，mg/L;Qh—河流上游的流量，m3/s。
?、品屈c源方程：對于沿程有非點源(面源)分布入流的情形，可按下式計算河段污染物的濃度：
c=(cpQp+chQh)/Q+Ws/86.4Q ;Q=Qp+Qh+Qsx/xs
式中：Ws—沿程河段內(nèi)非點源匯入的污染物總負荷量，kg/d;Q—下游x距離處河段流量，m3/s;Qs—沿程河段內(nèi)非點源匯入的水量，m3/s;xs—控制河段總長度，km;x—沿程距離(0≤x≤xs)，km。
?、强紤]吸附態(tài)和溶解態(tài)污染指標(biāo)耦合模型。當(dāng)需要區(qū)分溶解態(tài)和吸附態(tài)的污染物在河流水體中的指標(biāo)耦合，應(yīng)引入分配系數(shù)(Kp)。其物理意義是在平衡狀態(tài)下，某種物質(zhì)在固液兩相間的分配比例。式中：Kp =X/c c—溶解態(tài)濃度，mg/L;X—單位質(zhì)量固體顆粒吸附的污染物質(zhì)量，mg/mg;Kp—分配系數(shù)，L/mg。對于有毒有害污染物，在已知其在水體中的總濃度的情況下，溶解態(tài)的濃度計算：c= cT/(1+KpS×10-6)
式中：c—溶解態(tài)濃度，mg/L;cT—總濃度，mg/L;S—懸浮固體濃度，mg/L;Kp—分配系數(shù)，L/mg。