PDF《水环境影响预测与评价模拟 水环境影响预测与评价模拟试题》

3、河流水质 S-P 模型 S-P 模型用于描述一维稳态河流中的 BOD-DO 的变化规律.该模型基于两项假设:只考虑好氧微生 物参加的 BOD 衰减反应,并认为该反应为一级反应;

河流中的耗氧只是 BOD 衰减反应,BOD 的 衰减反应速率与河水中溶解氧 DO 的减少速率相同,复氧速率与河水中的亏氧量 D 成正比. ) exp( ) exp( ) exp( exp

1 0

2 1

1 2

0 1

1 0 u x k D u x k u x k k k L k D u x k L L ? + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? = (5-6) 式中, L 为河水中的 BOD 值, mg/L;

D 为河水中的氧亏值, mg/L;

k1 为河水中 BOD 耗氧系数, 1/d;

k2 为河流复氧系数,1/d;

u 为河流平均流速,m/s;

L0 为河流起始点的 BOD 值,mg/L;

D0 为河流 起始点的氧亏值,mg/L. 河流中的溶解氧 O 为饱和溶解氧减去 D 值,则: ) exp( ) exp( ) exp(

1 0

2 1

1 2

0 1 u x k D u x k u x k k k L k O D O O s s ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? = (5-7) 式中,O 为河水中的溶解氧值,mg/L;

Os 为饱和溶解氧值,mg/L,它是温度、盐度和大气压的函 数. 在101.32kPa 压力下,淡水中的饱和溶解氧浓度可以用下式计算: T Os + =

6 .

31 468 (5-8) 式中,T 为温度,0 C. 在很多情况下,人们希望能找到溶解氧浓度最低的点――临界点.在临界点河水的氧亏值最大,且 变化速率为零.此处水质最差,氧亏值(或溶解养值)及发生的距离为: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? =

1 0

1 2

0 1

2 1

2 ) (

1 ln k L k k D k k k k u xc (5-9) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + ? ? ? = ) exp( ) exp( ) exp( ) (

2 1

2 1

0 1

2 0 u x k u x k k k L k u x k O O O D c c c s s c (5-10) 式中,Dc 为临界点的氧亏值,mg/L.

4、河流二维水质模式 污水排入河流中,常常需要预测污染物在河流中的分布范围,对于一般河流可以认为污染物在垂直 方向上的扩散是瞬时完成的. 在稳定条件下和均匀河流中,且污染物连续排放情况下可得到: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = x x y x y y x x u kx u x D u x u y D D u x h Q y x C exp /

4 ) / ( exp ) / (

4 ) , (

2 2 π (5-11) 式中,Q 为单位时间内排放的污染物量,即源强,mg/s;

h 为河流平均深度,m;

Dx、Dy 为横向、 纵向弥散系数,m2 /s;

ux、uy 为x、y 方向的流速分量,m/s. 如果忽略 Dx、uy,则式(3-9)的解为: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = x y x x y x u kx x D y u u x D h u Q y x C exp

4 exp /

4 ) , (

2 π (5-12) 更多环评工程师资格考试资料,请浏览:www.rzfs.com/st www.rzfs.com/st www.rzfs.com/st www.rzfs.com/st 第4页共18 页 该式适用于无边界中的连续点源排放. 当污染源处于两个边界的中间,则: { } ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + ? + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ∑ ∑ ∞ = ∞ = x y x n y x y x x y x u kx x D y nb u x D y nb u x D y u u x D h u Q y x C exp

4 ) ( exp

4 ) ( exp

4 exp /

4 ) , (

1 n

2 1

2 2 π (5-13) 式中,n 为反射次数,一般取 4-5;

b 为河流宽度,m. 当污染源在边界上,对于宽度无限大的情况下,则有: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = x y x x y x u kx x D y u u x D h u Q y x C exp

4 exp /

4 2 ) , (

2 π (5-14) 如宽度有限为 b,同样可以通过设立虚源模拟边界的反射作用,则{}?????????????????+?+??????????+?????????=∑∑∞=∞=xyxnyxyxxyxukx x D y nb u x D y nb u x D y u u x D h u Q y x C exp

4 ) ( exp

4 ) ( exp

4 exp /

4 2 ) , (

1 n

2 1

2 2 π (5-15) 虚源的作用随着 n 的增大迅速减小,一般 n=4-5 即可满足计算精度.