5.1.5计算步骤
在本次的水环境容量计算中按照以下6个步骤进行:
(1)水域概化。将天然水域(河流、湖泊、水库)概化成计算水域,例如天然河道可概化成顺直河道,复杂的河道地形可进行简化处理,非稳态水流可简化为稳态水流等。水域概化的结果,就是能够利用简单的数学模型来描述水质的变化规律。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。若排污口距离比较近,可把多个排污口简化成集中的排污口。
(2)基础资料调查与评价。包括调查与评价水域水文资料(流速、流量、水位、体积等)和水域水质资料(多项污染因子的浓度值),同时收集水域内的排污口资料(废水排放量与污染物浓度)、支流资料(支流水量与污染物浓度)、取水口资料(取水量、取水方式)、污染源资料等(排污量、排污去向与排污方式),并进行数据一致性分析,形成数据库。
(3)选择控制点(或边界)。根据水环境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浓度控制标准。对于包含污染混合区的环境问题,根据环境管理的要求确定污染混合区的控制边界。
(4)建立水质模型。根据实际情况选择建立水质模型,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。
(5)容量即时分析。应用设计水文条件和上下游水质限制条件进行水质模型计算,利用试算法(根据经验调整污染负荷分布并反复试算,直到水域环境功能区达标为止)或者建立线性规划模型(建立优化的约束条件方程)等方法确定水域的水环境容量。
(6)环境容量确定。在上述容量计算分析的基础上,扣除非点源污染影响部分,得出实际环境管理可利用的水环境容量。
5.1.6设计条件
(1)计算单元
水环境容量计算单元的划分,大多采用节点划分法,即从保证重要水域水体功能角度出发,以城镇及工业区、居住生活区等重要和敏感的区域或断面作为划分节点,把河道划分为若干较小的计算单元进行水环境容量计算。该方法计算较为严密、科学,对河段内重要的保护目标能够起到比较好的保护作用。
考虑到水环境功能区的河段往往不是太长,在区划过程中往往都考虑到了各种取水、用水点,可以覆盖各种节点和控制点。因此,这次水环境容量核定,原则上以水环境功能区为基本单元,以水环境功能区上、下界面或常规监测断面作为节点。在水环境容量计算时,可以以整条河流作为一个整体进行计算,将各水环境功能区作为水质约束的节点条件出现,将排入各功能区划河段的污染源作为输入条件,进行模拟演算。
(2)控制点
一般情况下,计算单元内可以直接按照水环境功能区上下边界、监测断面等设置控制点或节点,如可以直接选取水环境功能区内的常规监测断面等设置控制节点。如果某一功能区划水域内存在多个常规性监测断面,则可以选取最高级别的监测断面、最有代表性的监测断面或者最能反映最大取水量取水口水质的监测断面。在功能区划水域没有常规监测断面时,则选择功能区下断面或者重要的用水点作为控制点。
(3)水文条件
对于河流,指河段内的水位、流速和流量等条件;对于湖库,指湖库的水位、库容和流入流出条件。一般条件下,水文条件年际、月际变化非常大。作为计算水环境容量的重要参数,各流域大都选择30Q10(近10年最枯月平均流量)作为设计流量条件,30V10(近10年最枯月平均库容)作为湖库的设计库容。流量数据可以通过资料调查、实测、水文比拟解决。
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