技術方法學習資料：常用河流水質預測模式的運用

　　地面水水質變化的預測方法，可分為四大類：數學模式法、物理模型法、類比分析法和專業判斷法。

　　常用的河流水質模式及其選擇見下表：

　　

河流及污染物特征	適用的水質模式
1.持久性污染物(連續排放)
完全混合河段	河流完全混合模式
橫向混合過程段	(1)河流二維穩態混合模式(直角坐標系)
	(2)河流二維穩態累積流量模式(累積流量坐標)
沉降作用明顯河段	河流一維穩態模式，沉降作用近似為dc/dt=-K3c(K3為沉降速率)
2.非持久性污染物(連續排放)
完全混合河段	河流一維穩態模式，一級動力方程dc/dt=-K1c(K1為降解速率)
橫向混合過程段	(1)河流二維穩態混合衰減模式(直角坐標系)
	(2)河流二維穩態累積流量衰減模式(累積流量坐標)
沉降作用明顯河段	河流一維穩態模式，沉降作用近似為dc/dt=-(K1 K3)c
3.溶解氧	河流一維DO-BOD耦分模式(如S-P模式)
4.瞬時源(或有限時段源)
中、小河流	河流一維準穩態模式(流量定常—污染負荷變化)
大型河流	河流二維準穩態模式

　　【水質模型的空間維數】：①大多數的河流水質預測評價采用一維穩態模型。②大中型河流中的廢水排放，橫向濃度梯度(變化)較明顯，需要采用二維模型進行預測評價。③一般不采用三維模型。④在混合過程段下游河段(x>L)，可以采用一維模型；在混合過程段(x≤L)，應采用二維模型。⑤不考慮混合距離的重金屬污染物、部分有毒物質及其他保守物質的下游濃度預測，可采用零維模型。⑥對于有機物降解性物質，當需要考慮降解時，可采用零維模型分段模型，但計算精度和實用性較差，最好用一維模型求解。

　　混合過程段長度的計算公式：L=(0.4B-0.6a)Bu/[(0.058H 0.0065B)(gHi)½]

　　式中：L—混合過程段長度，m;B—河流寬度，m;a—排放口距岸邊的距離，m;u—河流斷面平均流速，m/s;H—平均水深，m;g—重力加速度，9.81 m/s2；i—河流坡度。

　　河流水質數學模式預測方法：

　　1.河流稀釋混合模式

　　(1)點源：河水、污水稀釋混合方程：c= (cpQp chQh)/(Qp Qh)

　　式中：c—污水與河水混合后的濃度，mg/L;cp—排放口處污染物的排放濃度，mg/L;Qp—排放口處的廢水排放量，m3/s.ch—河流上游某污染物的濃度，mg/L;Qh—河流上游的流量，m3/s.

　　(2)非點源方程：對于沿程有非點源(面源)分布入流的情形，可按下式計算河段污染物的濃度：

　　c=(cpQp chQh)/Q Ws/86.4Q ；Q=Qp Qh Qsx/xs

　　式中：Ws—沿程河段內非點源匯入的污染物總負荷量，kg/d;Q—下游x距離處河段流量，m3/s;Qs—沿程河段內非點源匯入的水量，m3/s;xs—控制河段總長度，km;x—沿程距離(0≤x≤xs)，km.

　　(3)考慮吸附態和溶解態污染指標耦合模型。當需要區分溶解態和吸附態的污染物在河流水體中的指標耦合，應引入分配系數(Kp)。其物理意義是在平衡狀態下，某種物質在固液兩相間的分配比例。式中：Kp =X/c　　c—溶解態濃度，mg/L;X—單位質量固體顆粒吸附的污染物質量，mg/mg;Kp—分配系數，L/mg.對于有毒有害污染物，在已知其在水體中的總濃度的情況下，溶解態的濃度計算：c= cT/(1 KpS×10-6)

　　式中：c—溶解態濃度，mg/L;cT—總濃度，mg/L;S—懸浮固體濃度，mg/L;Kp—分配系數，L/mg.