河流納污能力計(jì)算

1、河流納污能力計(jì)算案例分析主要內(nèi)容 主要技術(shù)問題二 案例分析三一計(jì)算步驟一、計(jì)算步驟1.水域概化2.水文資料調(diào)查及設(shè)計(jì)水文條件的確定3.水質(zhì)控制節(jié)點(diǎn)的確定4.確定水質(zhì)模型及其計(jì)算參數(shù)5.計(jì)算分析6.成果合理性分析一、計(jì)算步驟水域概化：將天然水域（河流、水庫）概化成計(jì)算水域，例天然河道可概化成順直河道，動(dòng)態(tài)水流簡化為穩(wěn)態(tài)水流等。水域經(jīng)適當(dāng)概化后，才能夠利用數(shù)學(xué)模型來描述其水質(zhì)變化規(guī)律。同時(shí)，支流、排污口、取水口等影響水環(huán)境的因素也要進(jìn)行相應(yīng)概化，若排污口距離較近，可把多個(gè)排污口簡化成一個(gè)集中的排污口。水文資料調(diào)查及設(shè)計(jì)水文條件的確定：收集研究水域水下地形、水文站的水文資料（河寬、水深、流速、流量、

2、坡度和彎曲系數(shù)）等，明確每一個(gè)河段或水庫的水文設(shè)計(jì)條件。對(duì)沒有資料的河段，采取水文比擬等方法確定其水文條件。12一、計(jì)算步驟水質(zhì)控制節(jié)點(diǎn)的確定：根據(jù)水功能區(qū)劃和水域內(nèi)的水質(zhì)敏感點(diǎn)位置分析，確定水質(zhì)控制斷面的位置和控制標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于大江大河（和大型水庫），則需根據(jù)水體的功能用途和環(huán)境管理的要求，確定混合區(qū)的控制邊界及水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)。確定水質(zhì)模型及其計(jì)算參數(shù)：根據(jù)實(shí)際情況選擇零維、一維或二維水質(zhì)模型，在進(jìn)行各類數(shù)據(jù)資料的一致性分析的基礎(chǔ)上，確定模型所需的各項(xiàng)參數(shù)。34一、計(jì)算步驟計(jì)算分析：以控制節(jié)點(diǎn)的水質(zhì)目標(biāo)為約束條件，（采用試算法）對(duì)選定的水質(zhì)模型進(jìn)行反解（即逐步調(diào)整功能區(qū)內(nèi)各入河排污口的入河通量，直

3、到控制節(jié)點(diǎn)的水質(zhì)預(yù)測濃度達(dá)標(biāo)為止），即可計(jì)算出該水域的水環(huán)境容量。當(dāng)計(jì)算水域內(nèi)有多個(gè)入河排污口時(shí)，試算過程應(yīng)從現(xiàn)狀入河量開始，原則上各入河口按同樣的縮放系數(shù)逐步調(diào)整其入河排污量。5成果合理性分析：在水環(huán)境容量模型計(jì)算的基礎(chǔ)上，結(jié)合上下游關(guān)系、左右岸關(guān)系、水質(zhì)評(píng)價(jià)和污染源調(diào)查結(jié)果、混合區(qū)范圍等因素，進(jìn)行合理性分析。此外，應(yīng)結(jié)合水功能區(qū)水質(zhì)評(píng)價(jià)和污染源調(diào)查分析，建立污染源與水質(zhì)目標(biāo)之間的輸入響應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行參數(shù)的校核和反饋調(diào)整，核定控制單元內(nèi)允許納污量。6二、主要技術(shù)問題1、河流簡化與模型選取2、排污口概化3、混合區(qū)的確定4、計(jì)算單元和控制節(jié)點(diǎn)(斷面)5、模型參數(shù)1、河流簡化與模型選取水質(zhì)數(shù)學(xué)模型有

4、零維模型、一維模型、二維模型等。對(duì)每個(gè)水功能區(qū)，應(yīng)根據(jù)其空間形態(tài)、水文、水質(zhì)特征選擇合適的水環(huán)境容量計(jì)算模型。二、主要技術(shù)問題1、河流簡化與模型選取二、主要技術(shù)問題斷面寬深比大于等于20時(shí)，簡化為矩形河段；小河可以簡化為矩形平直河流；大中河流中，當(dāng)河段彎曲系數(shù)小于等于1.3時(shí)，可簡化為順直河段，否則視為彎曲河流；河道特征和水力條件有顯著變化的河段，應(yīng)在顯著變化處分段。 根據(jù)廣東省河流水功能區(qū)的河道特征和水文水質(zhì)特征，分二種情況選用不同的納污能力計(jì)算模型： 狹長河道：當(dāng)河流寬度小于200m時(shí)，單向河流使用一維斷面平均衰減模型，感潮河段使用潮平均一維衰減模型，感潮河網(wǎng)采用一維潮平均有限分段水質(zhì)模型

5、。大江大河：當(dāng)河流寬度大于200m時(shí)，單向河流選用二維垂向平均衰減模型，感潮河段使用潮平均二維衰減模型。西江、東江、北江等河流的流量較大，稀釋擴(kuò)散能力強(qiáng)，雖然平均水質(zhì)良好，但由于靠近岸邊水流相對(duì)平緩，在排污口下游一定范圍內(nèi)形成污染帶，宜采用二維污染帶模型來計(jì)算控制排放量。圖 河流一維模型概化示意圖 節(jié)點(diǎn)指河流上排污口、取水口、干支流匯合口等造成河道流量、水質(zhì)發(fā)生突變的點(diǎn)，水量與污染物在節(jié)點(diǎn)前后滿足物質(zhì)平衡規(guī)律。河段指河流被節(jié)點(diǎn)分成的若干段，每個(gè)河段內(nèi)污染物的自凈規(guī)律符合一階反應(yīng)定律。 一維水質(zhì)模型由河段和節(jié)點(diǎn)兩部分組成：河流一維水質(zhì)模型圖 河流一維模型概化示意圖 在節(jié)點(diǎn)處，要利用節(jié)點(diǎn)均勻混合模

6、型進(jìn)行節(jié)點(diǎn)前后的物質(zhì)守恒分析，確定節(jié)點(diǎn)后的河段流量和污染物濃度。節(jié)點(diǎn)后的河段以節(jié)點(diǎn)平衡后的流量和污染物濃度為初始條件，按照一級(jí)降解公式計(jì)算到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)前的污染物濃度。 圖 河流一維模型概化示意圖 考慮干流、支流、取水口、排污口均在同一節(jié)點(diǎn)的最復(fù)雜情況，水量平衡方程為：Q干流混合后Q干流混合前Q支流Q排污口Q取水口 污染物平衡方程為： 圖 河流一維模型概化示意圖 對(duì)河段：2、排污口概化 對(duì)有排污口的水功能區(qū)或河段，污水排放流量較大的排污口作為獨(dú)立的排污口處理；其他排污口，可進(jìn)行適當(dāng)簡化： （1）若排污口距離較近，可把多個(gè)排污口簡化成一個(gè)集中的排污口。概化后的排污口位置為： x=(Q1C1x1+Q

7、2C2x2+QnCnxn)/(Q1C1+Q2C2+QnCn) （2）距離較遠(yuǎn)并且排污量比較小的分散排污口，可概化為非點(diǎn)源入河，僅影響水域水質(zhì)本底值，不參與容量優(yōu)化分配計(jì)算。上界下界上界下界1#1 2 3x3、混合區(qū)的確定圖 污水與河流的混合過程：（a）河中排放；（b）岸邊排放(a)混合區(qū)定義在排污口下游自排污口至功能區(qū)控制點(diǎn)或控制斷面之間的，使污染物得以進(jìn)行初始混合與稀釋后達(dá)到水域功能區(qū)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域稱為混合區(qū)?；旌蠀^(qū)是污染物自排放口至功能區(qū)控制斷面達(dá)標(biāo)的過渡區(qū)，是允許超標(biāo)的區(qū)域?；旌蠀^(qū)越小，意味著控制越嚴(yán)格，混合區(qū)消失，意味著不許排放或意味著排放口排出的水質(zhì)與功能區(qū)的水質(zhì)相等。混合區(qū)的三要素

8、（1） 位置：重要的功能區(qū)均應(yīng)加以保護(hù)，其范圍內(nèi)不允許混合區(qū)存在。（2） 大?。号盼劭谒谒蛐纬傻幕旌蠀^(qū)不應(yīng)影響鄰近功能區(qū)水質(zhì)；河流混合區(qū)范圍不允許超過12km2。（3）形狀：河流混合區(qū)一般為岸邊窄長水域距下游控制斷面有足夠的安全距離，且不超過河寬的1/3；河流混合區(qū)長度不允許超過12001500m。 整個(gè)河段的封閉性混合區(qū)是不允許的確定某入河排放口的混合區(qū)長度時(shí)，以不影響鄰近功能區(qū)（控制斷面）和對(duì)岸水質(zhì)達(dá)標(biāo)為原則，并留有有足夠的安全距離，且不得超過河寬的1/3；對(duì)工業(yè)排放口，混合區(qū)長度控制在5001000m；對(duì)城市污水處理廠排放口，混合區(qū)長度控制在3000m內(nèi)；在同一連續(xù)區(qū)段中，所有混合區(qū)

9、長度總和小于對(duì)應(yīng)大江大河岸線總長的8%。 根據(jù)西江、北江、東江流域水質(zhì)保護(hù)規(guī)劃的研究成果，混合區(qū)的確定如下：混合區(qū)濃度計(jì)算圖 河流污染帶計(jì)算坐標(biāo)示意圖(a)(b)采用二維混合模式：圖 岸邊排放混合區(qū)示意圖圖 某排污口COD濃度場分布示意圖岸邊排放，其濃度場的等濃度線沿水流方向成細(xì)長半橢圓狀結(jié)構(gòu)。橫斷面分區(qū)及控制方法：即以任何一個(gè)斷面（x，0）點(diǎn)為控制點(diǎn)時(shí)，其上游為相應(yīng)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的污染帶混合區(qū)，下游為功能區(qū)。污染帶的等濃度線結(jié)構(gòu)及功能分區(qū)方法圖 某排污口COD濃度場分布示意圖縱向斷面分區(qū)及控制方法： 如果由于某種需要規(guī)定在B的水質(zhì)達(dá)到指定標(biāo)準(zhǔn)Cs，根據(jù)污染帶濃度變化規(guī)律可以確定BB區(qū)域是污染帶混合

10、區(qū)，BB以外的區(qū)域是水功能控制區(qū)。污染帶的等濃度線結(jié)構(gòu)及功能分區(qū)方法只要水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和控制點(diǎn)確定之后，其混合區(qū)、功能區(qū)和等濃度線即隨之確定，應(yīng)當(dāng)指出所謂功能區(qū)和混合區(qū)是針對(duì)某一水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)而言的概念。4、計(jì)算單元和控制節(jié)點(diǎn)(斷面)原則上以水功能區(qū)為基本單元；由于容量計(jì)算模型中河道流量、流速等參數(shù)都是取常數(shù)，而天然河流的中上述參數(shù)是沿程變化的；如果河流的長度較大，當(dāng)以控制斷面達(dá)標(biāo)為約束條件反算容量時(shí)，必然出現(xiàn)長距離的超標(biāo)河段。為了避免長距離的河段超標(biāo)以及反映河流參數(shù)的沿程變化，將河道參數(shù)沿程變化較大或空間距離較長的水功能區(qū)劃分成若干個(gè)計(jì)算單元。 計(jì)算單元是容量計(jì)算模型應(yīng)用的單元對(duì)象，即以河段長度和重

11、要的取水口、排水口、河道條件變異區(qū)等重要敏感的斷面劃分節(jié)點(diǎn)并確定計(jì)算單元。有較大的支流匯入或河道發(fā)生分流，導(dǎo)致河段流量等參數(shù)發(fā)生突變；有較大的入河排放口匯入；有重要的飲用水源吸水口；計(jì)算單元長度不超過10km；一個(gè)水功能區(qū)劃分為多個(gè)計(jì)算單元時(shí)，各個(gè)計(jì)算單元的水質(zhì)目標(biāo)均采用本功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)。4、計(jì)算單元和控制節(jié)點(diǎn)(斷面)4、計(jì)算單元和控制節(jié)點(diǎn)(斷面)控制斷面是指能反映水環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)，或反映污染源對(duì)水域水質(zhì)的影響，或反映功能區(qū)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)變化的代表性斷面。各控制斷面以水功能區(qū)劃以及廣東省跨市河流水質(zhì)達(dá)標(biāo)管理辦法規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)上限值為容量計(jì)算的依據(jù)。4、計(jì)算單元和控制節(jié)點(diǎn)(斷面)一般情況下，可以直接將

12、水功能區(qū)內(nèi)的常規(guī)監(jiān)測斷面或下游邊界作為納污能力計(jì)算的控制節(jié)點(diǎn)。如果某一功能區(qū)內(nèi)存在多個(gè)常規(guī)性監(jiān)測斷面，可以選取最高級(jí)別的監(jiān)測斷面、最有代表性的監(jiān)測斷面或者最能反映最大取水量取水口水質(zhì)的監(jiān)測斷面作為控制節(jié)點(diǎn)。如果功能區(qū)沒有常規(guī)性監(jiān)測斷面，可以選擇功能區(qū)的下斷面或者重要的取水點(diǎn)作為控制節(jié)點(diǎn)。對(duì)于高功能水域、重要水域以及距離較長的水域，根據(jù)需要，一個(gè)功能區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)置多個(gè)斷面來控制功能區(qū)的水質(zhì)，作為水環(huán)境容量計(jì)算的約束條件。 （1）控制斷面不能設(shè)在排污混合區(qū)內(nèi)：一般的水功能區(qū)都允許有排污口存在，排污口下游必然存在一段由排放濃度過渡到功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)的排污混合區(qū)。因此，控制斷面要避開混合區(qū)或過渡區(qū)，以反映水體的

13、客觀情況。 （2）控制斷面要反映敏感點(diǎn)的水質(zhì)：大部分水功能區(qū)內(nèi)都有飲用水取水口或魚類索餌、產(chǎn)卵活動(dòng)區(qū)存在，控制斷面設(shè)置應(yīng)考慮這些敏感點(diǎn)的水質(zhì)保護(hù)，以保證功能區(qū)真正達(dá)標(biāo)。 （3）控制斷面要保證出境水質(zhì)達(dá)標(biāo)：除了保證本水功能區(qū)的水質(zhì)達(dá)標(biāo)外，還應(yīng)保證出境提供給下游地區(qū)的水質(zhì)達(dá)到功能區(qū)要求。 在控制斷面的選取時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題5、模型參數(shù)模型參數(shù)清單平均流量 流入邊界水質(zhì)濃度類 別數(shù) 據(jù)注 釋水文參數(shù)流速 u流量Q橫向擴(kuò)散系數(shù) Ey河流比降 J或糙率 n感潮河段應(yīng)分別取漲潮期和退潮期的平均值，可由潮汐河網(wǎng)動(dòng)態(tài)水動(dòng)力模型提供河道參數(shù)河段長度 x河段平均寬度 B河段平均水深 H與設(shè)計(jì)流量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)水質(zhì)參數(shù)

14、污染物衰減系數(shù)k允許混合區(qū)縱向范圍 Xs允許混合區(qū)橫向向范圍 Ys允許混合區(qū)邊界的水質(zhì)目標(biāo)C(Xs,Ys)污染源數(shù)據(jù)污水流量QE污水水質(zhì)濃度 CE5、參數(shù)的確定 國內(nèi)外對(duì)BOD的衰減系數(shù)研究較多，對(duì)COD降解系數(shù)kc和氨氮降解系數(shù)kn的研究成果并不多見。原則上，COD的降解系數(shù)約為BOD的6070%。表 廣東省部分河流COD、氨氮降解系數(shù) 單位：1/d項(xiàng)目名稱承擔(dān)單位kckn珠江三角洲水環(huán)境容量與水質(zhì)規(guī)劃華南環(huán)境科學(xué)研究所0.080.450.070.15西江流域水質(zhì)保護(hù)規(guī)劃華南環(huán)境科學(xué)研究所0.10.07韓江流域水質(zhì)保護(hù)規(guī)劃華南環(huán)境科學(xué)研究所0.150.1東江流域水污染綜合防治研究華南環(huán)境科學(xué)

15、研究所0.10.40.060.2北江流域水質(zhì)保護(hù)規(guī)劃華南環(huán)境科學(xué)研究所0.080.10.10.15珠江流域水環(huán)境管理對(duì)策研究華南環(huán)境科學(xué)研究所0.070.60.030.3廣東省水資源保護(hù)規(guī)劃要點(diǎn)廣東省水利廳0.18無廣州佛山跨市水污染綜合整治方案中山大學(xué)0.20.050.1鑒江水質(zhì)保護(hù)規(guī)劃中山大學(xué)0.20.1練江流域水質(zhì)保護(hù)規(guī)劃廣東省環(huán)境監(jiān)測中心站0.30.550.10.35廣東省地表水環(huán)境容量核定技術(shù)報(bào)告華南環(huán)境科學(xué)研究所河流0.10.20.050.1庫湖0.050.10.05三、案例分析案例1：單一河道水功能區(qū)納污能力計(jì)算案例2：河流多個(gè)水功能區(qū)納污能力計(jì)算案例3：混合區(qū)納污能力計(jì)算案例1

16、：單一河道水功能區(qū)納污能力計(jì)算假設(shè)某水功能區(qū)被（n-1）個(gè)節(jié)點(diǎn)細(xì)分為n個(gè)河段，由公式計(jì)算出第i 河段的水環(huán)境容量為：圖 河段一維問題示意圖QR,CRQE，CECSx，kC0三、案例分析 如只劃分了一個(gè)河段，排污口與控制斷面之間水域的納污能力：圖 單一河道排污口分布示意圖按照上述方法沿程計(jì)算整個(gè)功能區(qū)的沿程污染物濃度變化規(guī)律。 對(duì)排污口節(jié)點(diǎn)i有：對(duì)第i個(gè)河段有：QRiCRiCi+1Ci+2i-1ii+1CsQEiCEiQEi+1CEi+1QEi+2CEi+2C0i若以下界處作為功能區(qū)考核的斷面，如功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)是類，COD標(biāo)準(zhǔn)值為20mg/L，則計(jì)算結(jié)果超過類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，就要通過削減每一個(gè)排污

17、口的排污量來重新計(jì)算。圖 水功能區(qū)內(nèi)沿程污染物濃度變化曲線圖為了簡化計(jì)算過程，原則上每個(gè)排污口按相同的縮放系數(shù)調(diào)整排污量，也可以根據(jù)各個(gè)排污口污染負(fù)荷削減的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性，不等比例地進(jìn)行調(diào)整。 當(dāng)控制斷面的模擬結(jié)果滿足水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，各個(gè)排污口的排污量之和，即就是該功能區(qū)內(nèi)的水環(huán)境容量值。 圖 單一河道排污口分布示意圖QRiCRiCi+1Ci+2i-1ii+1CsQEiCEiQEi+1CEi+1QEi+2CEi+2C0i圖 單一河道排污口分布示意圖例：某河道水質(zhì)、水文和排污口的基本數(shù)據(jù)如圖所示。如果在末斷面 COD的濃度不能超過30mg/l，試求該河道COD的環(huán)境容量？ （單位：Cmg/l，Qm3

18、/s，kd-1，t=x/ud）QR=25CR=18C2CsQE1=2CE1=250QE2=1.5CE2=200C1k1=0.25t1=0.5k2=0.20t2=0.8圖 單一河道排污口分布示意圖對(duì)排污口1的節(jié)點(diǎn)有：對(duì)第i個(gè)河段有：QR=25CR=18C2C3QE1=2CE1=250QE2=1.5CE2=200C1k1=0.2t1=0.5k2=0.2t2=0.8C12C23對(duì)末斷面有：圖 單一河道排污口分布示意圖QR=25CR=18C2C3QE1=2CE1=250QE2=1.5CE2=200C1k1=0.20t1=0.5k2=0.22t2=0.8C12C23圖 單一河道排污口分布示意圖QR=25

19、CR=18C2C3QE1=2CE1=250QE2=1.5CE2=200C1k1=0.20t1=0.5k2=0.22t2=0.8C12C23假設(shè)每個(gè)排污口按同比例削減%，使C330mg/L，即：解得18.6%。該河道的納污能力為：圖 單一河道排污口分布示意圖QR=25CR=18C2C3QE1=2CE1=250QE2=1.5CE2=200C1k1=0.20t1=0.5k2=0.22t2=0.8C12C23如每個(gè)排污口按同比例削減18.6%，則：表 河開發(fā)利用區(qū)及水文、水質(zhì)參數(shù)值水功能一級(jí)區(qū)水功能二級(jí)區(qū)L(km)u(m/s)Q(m3/s)CODC0(mg/L)Cs(mg/L)k(1/d)河開發(fā)利用區(qū)

20、河飲用水源區(qū)80.110.520200.2河工業(yè)、景觀用水區(qū)80.110.520300.2河過渡區(qū)40.110.530200.2案例2：河流多個(gè)水功能區(qū)納污能力計(jì)算 圖 河道功能區(qū)分布示意圖QC0CsCsCs123 將河段內(nèi)的多個(gè)排污口概化為一個(gè)集中的排污口。假設(shè)該集中點(diǎn)源的實(shí)際自凈長度為河段長的一半，設(shè)河段長度為L，則污染物自凈長度為L/2。排污口概化 一般情況下，污染物是沿河岸分多處排放，即每一河段（或河流）內(nèi)可能存在多個(gè)污染源（排放口）。從理論上講，應(yīng)計(jì)算每一個(gè)排污口所排放的污染物對(duì)河流水質(zhì)的影響結(jié)果。但從規(guī)劃角度而言，規(guī)劃的遠(yuǎn)期水平年期間各排污口的設(shè)置位置具有不確定性。 X=0X=L/

21、2圖 排污口概化示意圖 假定污水量與河道流量相比可以忽略不計(jì)，則對(duì)于下游控制斷面，其污染物濃度為：（2）水質(zhì)模型 根據(jù)控制斷面處的水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)，對(duì)上式進(jìn)行反解，即可求出該河段的納污能力： 若排污口在上游斷面，計(jì)算公式為：CRQRX=LX=L/2X=0水功能一級(jí)區(qū)水功能二級(jí)區(qū)L/2L河開發(fā)利用區(qū)河飲用水源區(qū)1228.21347.3河工業(yè)、景觀用水區(qū)4860.75332.2河過渡區(qū)0(-2548.1)0(-2668.8)表 COD納污能力計(jì)算結(jié)果 單位：t/a圖 河道沿程污染物濃度變化曲線處理方法之一：每個(gè)排污口（河段）按相同的縮放系數(shù)調(diào)整排污量，約減52% 。表 河開發(fā)利用區(qū)COD納污能力 單位

22、：t/a水功能一級(jí)區(qū)水功能二級(jí)區(qū)C0(mg/L)Cs(mg/L)W(t/a)河開發(fā)利用區(qū)河飲用水源區(qū)2017.8（20）589.5河工業(yè)、景觀用水區(qū)18.1(17.8)22.0（30）2333.1河過渡區(qū)22.020.00合計(jì)/3199.7 有一河道近似為均勻流，河長x=30km，河寬B=200m，流量QR=120m3/s，斷面平均流速u=0.30m/s，污染物的衰減系數(shù)k=0.12/d，橫向混合系數(shù)Ey=38m2/s，若上游來水氨氮濃度CR=0.6mg/L，離起始斷面1.0km處（混合區(qū)長度）的污染物濃度不能超過1.5mg/L，試求混合區(qū)污染物允許排放強(qiáng)度(岸邊污染物水環(huán)境容量）。圖 COD

23、濃度場分布示意圖圖 污水與河流的混合過程案例3：混合區(qū)納污能力計(jì)算岸邊連續(xù)排放情況下的解為：反演上式得水環(huán)境容量值：圖 岸邊排放混合區(qū)示意圖案例4：潮汐河網(wǎng)納污能力計(jì)算感潮河網(wǎng)一維水環(huán)境數(shù)學(xué)模型（1）潮汐河網(wǎng)水動(dòng)力模型控制方程為: 式中：x為沿河道中泓線的坐標(biāo)(m)；u為斷面平均流速(m/s)；Q為潮量(m3/s)；A為過水?dāng)嗝婷娣e(m2)；t為時(shí)間(s)；z為潮位(m)；g為重力加速度(m/s2)；為水體有效粘滯系數(shù)(m2/s)；n為糙率；R為水力半徑(m)。 感潮河網(wǎng)一維水環(huán)境數(shù)學(xué)模型（2）水質(zhì)模型的控制方程為： 式中：K為衰減系數(shù)（1/s）；SE是外部的源或匯項(xiàng)，由于外部某種作用使單位水

24、體的某種污染物在單位時(shí)間內(nèi)的變化量，mg/（Ls）。在穩(wěn)態(tài)情況下，對(duì)上式進(jìn)行有限分段離散求解，可得： 式中：fi為第i分段的值；fi,j為第i分段與第j分段的平均值。圖 河段劃分示意圖根據(jù)感潮河網(wǎng)所有控制斷面處的水質(zhì)目標(biāo)Csi，i =1，n，采用試算法對(duì)上述模型進(jìn)行反解，即可求出潮汐河網(wǎng)區(qū)入河排污口組合的環(huán)境容量。上式實(shí)際上是一個(gè)遞推演算公式，根據(jù)河網(wǎng)邊界處的水質(zhì)濃度（邊界條件），可推算出任何位置的水質(zhì)濃度。 佛山水道水環(huán)境容量計(jì)算圖 佛山水道水道位置示意圖表 佛山水道污染源入河量（以概化排污口為單元）排污口名稱廢污水(萬m3)COD(萬t)排污口名稱廢污水(萬m3)COD(萬t)馬廊竇616.1748.0 謝邊涌803.7963.6 羅村涌1450.41368.5 水頭涌545.3493.7 南北大涌1374.91154.5 花地涌917.91038.2 九江基涌 3480.92526.9 石岸涌524.5518.6 佛山涌8142.94