第六章 地表水环境影响评价 1.教学内容 (1)地表水资源、水体污染、水体自净： (2)河流水质模型： (3)水质模型的标定： (4)开发行动对地表水影响的识别： (5)地表水环境影响预测与评价。 2.重点与难点 重点：水体主要污染源及主要污染物的确定：地表水环评工作程序、评价等级和评价标准： 地表水环境影响预测和评价内容及方法。 难点：各种模型的建立及其应用条件，模型系数的标定方法。 3.教学基本要求 (1)熟练掌握河流中污染物的混合和衰减模型，BOD一D0耦合模型： (2)掌握混合系数估值，耗氧系数和复氧系数的估值、多系数同时估算法： (3)了解河口、湖泊水质数学模型的种类及应用： (4)了解开发行为对地表水环境的影响： (5)掌握地表水环评的工作程序、评价等级和评价标准： (6)掌握地表水环境影响预测内容。 第一节地表水体的污染和自净 一、地表水资源 云 云 云 雪 雨 ↓ ↓ 蒸发作用 个 雪 D 径流 5 初步 分离 海滤 地下径流 分 湖或河流子 地下水层 海洋 图4一1地球上水循环示意图 二、水体污染 1.点污染源 点污染源排放的废水量和污染物可以从管道或沟渠中直接量测流量和采样 分析组分浓度确定，在经费和其他条件有限制时，常采用排污指标（例如排放系
数)推算的方法。居住区生活污水量计算式： qNK 86400 式中： Qs一居住区生活污水量，Ls: q 每人每日的排水定额，L/(人·d): N 设计人口数，人： Ks 总变化系数(1.5~1.7)。 工业废水量计算式： mMK. 3600t 式中： m一单位产品废水量，L: M该产品的日产量，t: Ki 总变化系数，根据工艺或经验决定： t一工厂每日工作时数，h。 2.非点污染源 非点污染源：非点污染源又称面源，是指分散或均匀地通过岸线进入水体的 废水和自然降水通过沟渠进入水体的废水。主要包括城镇排水、农田排水和农村 生活废水、矿山废水、分散的小型禽畜饲养场废水，以及大气污染物通过重力沉 降和降水过程进入水体等所造成的污染废水。 非点源污染情况复杂，其污染影响较难定量，但又不能忽视，特别是对点源 已进行有效控制后，非点源污染会日益突出。 ()城市非点污染源负荷估计 城市非点污染源负荷来源：城市雨水下水道及合流制下水道的溢流。污染物 自城市街道经排水系统进入受纳水体。 城市非点源污染物被暴雨冲刷到接受水体的负荷的计算： 基本程序：首先估计暴雨事件中暴雨径流的大小（径流深度和径流面积的乘 积)，从而确定暴雨的冲刷率，进而估计径流冲刷到受纳水体的沉积物负荷，然 后根据沉积物中污染物浓度计算污染物负荷，或者根据固体废物与污染物的统计 相关关系计算污染物负荷。 ①暴雨径流深度的估计： R=CR.P-Ds 式中：R一总暴雨径流深度，cm:
CR 总径流系数： P 降雨量，cm: Ds- 洼地存水，Cm。 总径流系数的估算方法： 粗略估算式： 式中：一不透水区百分数： φ一按照不同坡度计算的不透水区（指屋面、沥青和水泥路面或广 场、庭院等)的径流系数。Φ可以查表4-2 准确计算式： >(FP) 式中：Fi— 各种类型地区所占的面积： φi—对应的径流系数。 洼地存水Ds的粗略估计： D.=0.63-0.48 100 ②径流中冲刷到接受水体的颗粒物负荷：在总暴雨径流估算出来后，可估算 暴雨冲刷率。一般认为1h内总径流为1.27cm时，可冲走90%的街道表面颗粒 物（沉积物）。 暴雨径流中冲刷的固体负荷： Yw=tY（PC) 式中：Ysw一暴雨冲刷到受纳水体的颗粒物负荷： te- 等效的累积天数，d: Ysu一街道表面颗粒物日负荷量，kg/d。 t。=(t,-t)1-6,)+t 式中： r一从最后一次暴雨事件算起的天数，d: ts一从最后一次清扫街道算起的天数，d: s—街道清扫频率。 Y=Lu·L 式中： Lsu—颗粒物日负荷率，kg/(km.d): Lst—街道边沟长，约等于2倍的街道长
街道表面颗粒物日负荷取决于多种因素，如交通强度、区域地表覆盖物的形 式、径流量和降雨强度、灰尘沉降量、前期干旱时间、城市街道清扫频率和清扫 质量等。 表4一3城市集水区污染物累积速率 地表颗粒物总最 O)极限值 地表颗粒物总量 BOD极限值 土地使用 土地使用 /kg(km'd)I mg'g-I /kg(km-d)-1 /mg'g1 商业区 4.5 7.7 单独住宅 0.95 5.0 工业区 6.3 3.0 加数平均 2.0 5.0 居住区 3.1 3.0 ③径流中冲刷到受纳水体的有机污染负荷： 用颗粒固体负荷乘上浓度因子计算有机物负荷： Yom=a.Ym·Cnm 式中：You一有机污染物的日负荷量，kg/d: u一单位转换因子，10-6： Ysu一总颗粒物固体日负荷量，kg/d: Cou有机污染物在颗粒物中的浓度，ug/g。 城市降雨径流问题是个十分复杂的问题，与水分循环的每一个环节都有关 系，并与多种因素相关，如降水过程、大气污染、土地使用、人类污染特征、自 然特点等。由于变化性大、随机性强、偶然因素多，尚未掌握其规律性。 (2)农田径流污染负荷估算 第一种方法：避开污染物在农田表面实际迁移过程的变化，仅通过采集和分 析各个集水区的径流水样计算进入某一水环境中某种污染物总量，其公式如下： M ∑∑p, j=1 i=l 式中：M—某种污染物输出总量，kg: pi—第i小时的该种污染物浓度，kg/m3: Qi—第i小时的径流量，m3: n—观测的总时数，h: j一第j个农田集水区： m一一集水区总数。 三、水体自净 水体自净：水体在其环境容量范围内，经过自身的物理、化学和生物作用， 使受纳的污染物浓度不断降低，逐渐恢复原有水质的过程
1.污染物在水体中的迁移和转化 (1)推流迁移：污染物随着水流在X、Y、Z三个方向上平移运动产生的迁 移作用。（前后、左右、上下） (2)分散稀释：污染物在水流中通过分子扩散、湍流扩散和弥散作用分散 开来而得到稀释。 (3)转化和运移：污染物在悬浮颗粒上的吸附或解吸、污染物颗粒的凝并、 沉淀和再悬浮。底泥中污染物随底泥沉淀物运移，热污染的传导和散失。 2.衰减变化 (1)污染物的好氧生化衰减过程 20 第二阶段BOD 第-一阶段BOD P 10 PBoDa PBOD 10 20 t/d 图4-2受污染水样的生化需氧最(B0D)曲线 污染物的降解分为两个阶段：(1)不含氨有机物的氧化，包括含氮有机物的 氨化及氨化后生成的不含氮有机物的继续氧化：（2)氨氮硝化（含氮化合物经过 一系列生化反应过程，由氨氮氧化为硝酸盐)。 (2)碳化过程：呈一级反应： d(PBop,-PBoD) dt dpBoD=-K PpOD. dt 积分后得：Pon=PaoD,-POD=POn.e (3)硝化过程：也具有一级反应的性质： dpBoD.=-KNPBOD, dt PBoD.PBoDs ek PBOD=4.57Nk+1.14PN0. PmDs-4.57PN.+PNm-N)+1.14PNo. (4)温度对K1(碳化衰减速率)和硝化速率KN影响：