水环境容量(),是指特定区域的水体在规定的水功能和环境目标要求下,对排放于其中的污染物所具有的容纳能力,即该水体对污染物的最大容许负荷量。水环境容量,通常是指以单位时间内区域水体所能承受的污染物总量。
概述
环境目标、水体功能特性、污染物特性是水环境容量的主要影响因素,以环境基堆值作为环境目标的是自然环境容量;以环境标准值作为环境目标的是管理环境容量。自然环境容量计算比较复杂,通常是指水环境容量研究的主要是管理环境容量,因为它除了自然因素外,还兼顾考虑了各种社会和经济因素。
计算方式
将水质目标作为已知量代入水质模型、反求得原水质模型中未知量的源。计算仅包括:水体原有(初始或背景值)的污染物量和水质目标确定的污染物量之差值(一般称为差值容量,又称基本容量);水体的自净或同化能力使污染物减少的量(一般称为同化容量,或变动容量)。
水环境容量的计算模型较多,以下为常用简便算法。
进出水量相等、水质相同的湖泊
对于进出水量相等、水质相同的湖泊。略去蒸发和渗透的水量,其差值容量的计算式为:
:\mathbf{W}_A=\frac{V}{\Delta{t}} (C_{s}-C_{0})
其中,\mathbf{W}_A为差值容量(g/d),V为水体蓄水量(m^3),\Delta{t}为维持V的时段(d);C_{s}为水环境质量标准值(g/L);C_{0}为水体初始浓度(g/L)。
如初始浓度为背景值浓度时(C_{B})时,则差值容量等于绝对容量。
进水量不相等、水质不相同的湖泊
对于进水量不相等、水质不相同的湖泊,其差值容量的计算式为
:\mathbf{W}_A=\frac{V}{\Delta{t}} (C_{s}-C_{0}) + C_{s}Q_{f}
:其中,Q_{f}为湖泊的流出水量(m^3/d)。
进水量不相等、水质不相同的河流
对于进水量不相等、水质不相同的河流,其差值容量的计算式为:
:\mathbf{W}_A=86.4Q[C_{s}/\alpha - C_{0}]
:\alpha = \frac{Q}{Q+q}
:其中,\mathbf{W}_A为差值容量(kg/d);Q为河段起始流量(m^3/s);\alpha为稀释流量比;q为旁侧排放污水流量(m^3/s)。
不计出入流水质差的湖泊
不计出入流水质差的湖泊的同化容量(\mathbf{W}_B,kg/d)的计算式为:
:\mathbf{W}_B=KC_{s}V
:其中,K为水污染物质衰减系数(d^{-1})。
不计出入流水质差的河流
不计出入流水质差的湖泊的同化容量(\mathbf{W}_s,kg/d)的计算式为:
:\mathbf{W}_s=86.4Q(1-e^{-k\Delta{t}})C_{0}
:其中,\Delta{t}为水污染物质在河流中流过时间(d)。C_{0}为河段上断面污染物初始浓度值(mg/L)。
可衰减污染物情况
对可衰减污染物,水环境容量一般是差值容量加同化容量。
:对于进出水量不相等、水质不相同的湖泊的水环境容量(\mathbf{W}_Q,kg/d)为:
:\mathbf{W}_Q=\frac{V}{\Delta{t}} (C_{s}-C_{0})+KC_{s}V+C_{s}Q_{f}
:河流的水环境容量为
:\mathbf{W}_Q=86.4Q(C_{s}/\alpha-C_{0}/e^{-k\Delta{t}})
相关
*环境承载力
参考
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