环境水利学 作业二
本次作业对应于文字教材3、4章，应按相应教学进度完成。
一、问答题（简要回答，每题2分，共46分）
姓 名： 学 号： 得 分： 教师签名：
1答：有3种途径，一是工业生产中排放的污水。二是生活中产生的生活污水。三是农业生产中排放的污水。
2答：汞具有很强的毒性，有机汞有很强的脂溶性，易透过细胞膜，进入生物组织，可在脑组织中蓄积，损害脑组织，破环中枢神经系统，造成患者神经系统麻痹，瘫痪甚至死亡。无机汞在水中微生物的作用下可以转化为有机汞，进入生物体，通过食物链浓缩，人吃了这样的生物就会引起中毒。
3答：当大量的“热流物质”排入水体后会使水温升高，若水温升高到足以使水生生物的种类和数量发生变化，影响其繁殖和生长时，称为热污染。
当河流水温超出正常很多，便会破环鱼类生活，并使一些藻类疯狂生长，引起富营养化问题；水温升高还会加大水中有毒物质的毒性；水温升高后，水中的溶解氧进一步降低，同时高水温加速了水中有机物的分解，使水中的溶解氧进一步降低，导致水质恶化。热水还能使河面蒸发量加大，导致失水严重；抬高河床，增加洪水发生次数；引起致病微生物的大量繁殖，对人类健康带来影响。
4答：氮磷等植物养料一旦进入水体，会使藻类等富有生物迅速过量繁殖，在、水中溶解氧相应急剧减少，从而是水体富营养化，产生严重的危害。
5答：1物理自净作用，指水体的稀释、扩散、混合、吸附、沉淀和挥发等作用。2化学自净作用，包括化学、物理化学及生物化学作用，其具体反应又可分为污染物的氧化还原反应、酸碱反应、吸附与凝聚、水解与聚合、分解与化合等。 3生物自净作用。 6答：物理自净作用，化学自净作用，生物自净作用。
7答：由于底质自身在水中运移和沉淀的过程中，必然会吸附、携带各种污染物，因而可以从沉积物的污染状况这一侧面，判断，衡量水体的污染程度，并由此追溯水体污染的历史过程。
8答：水体的自净是水体中物理、化学、生物因素共同作用的结果。 9答：河水的流动性促使大气氧能叫迅速溶解进被污染的河流，使其DO值得以较快恢复，有利于水中有机物的生物氧化作用。另外，由于河水交替快，污染物在河道中是易于运移的“过路客”。这些都加快了具体河段的自净过程，因而河流的污染性对比较容易控制。 10答：沉淀是湖泊的主要自净作用，随季节性变化的水温分布对水体的自净作用有特殊的影响，水中溶解氧随水深变化明显，湖库水体与外界的水量交换小，污染物进入后，会在水体中的局部地区长期存留和累积，使得湖库水体被污染后难以恢复。
11答：影响水体自净的主要因素有：1 污染物质的种类、性质与浓度。2 水体的水情要素。3水生生物。4 周围环境。
12答：当污染物的浓度超过某一限度后，水体自净的速度回迅速降低，污染物质的降解状态会突然改变。 13答：扩散现象是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移 直到均匀分布的现象，速率与物质的浓度梯度成正比。扩散是由于分子热运动而产生的质量迁移现象，主要是由于密度差引起的。
紊动扩散又称紊动混合，是大气扩散运动的主要形式。其特点是，由于受到外力作用影响，水分子原有的运动规律受到破环，呈现“杂乱无章的运动”。
14答：移流扩散分为3个阶段：第一阶段为初始稀释阶段，该阶段主要发生在污染源附近区域，其运动主要为沿水深的垂向浓度逐渐均匀化。第二阶段为污染扩散阶段。该阶段中，污染物在过水断面上，由于存在浓度阶梯，污染由垂向均匀化向过水断面均匀化发展。第三阶段为纵向离散阶段，该阶段中，由于沿水流方向的浓度阶梯作用，以及断面上流速分布，出现了沿纵向的移流扩散，该扩散有反过来影响了断面的浓度分布，从而与第二阶段的运动相互作用。
15答：水质模型的求解方法很多，对于简单可解情况，可以求出其解析解，对于复杂情况，则可能采取数值解法。
16答：根据具体用途和性质，水质模型的分类标准有：（1）以管理和规划为目的，水质模型可分为四类：河流水质模型，河口水质模型，湖泊水质模型。地下水水质模型。（2）根据水质组分，水质模型可以分为单一组分，耦合组分和多重组分3类。（3）根据水体的水力学和排放条件是否随时间变化，可以分为稳态的模型和非稳态的模型。（4）根据研究水质维度，可把水质模型分为零维，一维，二维，三维水质模型。 17答：水质模型建立的一般步骤：（1）模型概化，（2）模型性质研究。（3）参数估计。（4）模型验证，（5）模型应用。
18答：水质预测是在已知水质初始量，根据水流的运动和自净规律，以及水中污染物的物理运动、化学反应和生化反应作用等演化规律，预估水体或水体中牟一地点水质未来的变化。
19答：水环境容量则是特指在满足水环境质量标准的要求下，水体容纳污染物的最大负荷量，因此又称做水体负荷量或纳污能力。它与水环境的空间特性，运动特性，功能，本底值，自净能力，及污染物特性，排放数量，排放方式等多种因素有关。作用主要体现在一下3个方面：1制定地区水污染物排放标准，2在环境规划中有作用，3在水资源综合开发利用规划中有作用。
20答：应用主要体现在3个方面：（1）制定地区水污染物排放标准，不同行业不同地区具有不同环境容量的水体采取不同的排放标准。（2）在环境规划中的应用，水环境容量的研究是进行水环境规划的基础工作，只有了解基础，才能制定合理的水环境规划。（3）在水资源综合开发利用规划中的应用，
21答：在静态水域中，污染物的扩散完全依靠污染物分子的热运动完成，我们称其为静态水域中的分子扩散。在动态水域中污染物同时受到流体的紊动作用而产生的强度更高的紊动扩散运动，不仅如此，污染物质点还要随流体一起运动，产生所谓的对流输移运动。
22答：在随流输移运动中，污染物服从水体的总流动特征，产生从一处到另一处的大范
围运动。而扩散运动则是是污染物在水体中得到分散和混个的物理机制，按物理机制的不同，扩散运动包括分子扩散。紊动扩散和剪切流扩散
23答:（1）计算步骤（2）关于消减总量的计算和分配（3）污水排入河流后，下游个断面污染指标的变化计算 24答：（1）收集资料（2）根据水域功能确定水质标准（3）对所需控制污染物的允许负荷量进行计算（4）将计算出的负荷量与入湖污染物实际排入量进行比较以及消减
25答：湖库水环境容量主要与其蓄水量有关。因此防止水体污染就必须保证有一定的安全库容，这样才能使湖库水体发挥其净化功能，使水体汇总污染物控制在啊暖水平以下。通常把这种安全库容，、即实际入湖库负荷量等于该水体最大容许负荷量时的湖库蓄水量称之为防止污染的临界库容。
二、填空题（每题1分，共20分）
1．水体的人为污染源的种类很多，成分复杂，大致可分为 工业废水 、 生活污水 和 农业退水 三大类。
2．水环境容量是由 水体特征 和 污染物特征 两部分组成的。
3．任何污染物进入水体后都会产生两个互为关联的现象，一是 使水体水质恶化 ，二是 水体相应具有一定自净作用 ，这两种现象互为依存，始终贯穿于水体的污染过程中，并且在一定条件下可互相转化。
4．底泥（水底沉积物）具有 吸附 和 解吸 两个效应。
5．河流中溶解氧的变化主要受两种因素影响，一是排进的有机污染物降解时的 耗氧
，一是河流自身不断的 复氧 。
6. 水中溶解氧的来源一是 大气中的溶解氧 ；二是 水中水生植物的产生的氧气 。
7．在湖泊、水库水体中，表水层的 氧分解 活跃，中间水层 兼气性微生物 作用明显，而在湖库底部基本上是 厌氧分解 作用。
8. 污染物有 保守物质 和 非保守物质 之分。前者是指在运动过程中，污染物自身不发生化学变化，原物质的 总量 保持恒定。后者是指污 染物本身将在运动过程中发生化学变化， 物质总量 也随之变化。
9. 就污染物质在水中运动的形式，可以分为两大类：一类是 随流输移运动 ，一类是 扩散运动 。
10. 水环境容量的推求是以污染物在水体中的 输移扩散规律 以及 水质模型
为基础的，是对污染物基本运动规律的实际应用。
11. 水环境容量的计算，从本质上讲就是由 水环境标准 出发，反过来推求水环境在此标
准下所剩的 污染物允许容纳余量 ，其中包含了在总量控制的情况下，对 纳污能力 的估算和再分配。
12. 与瞬时点源扩散不同，连续源投放时，在污染源附近的区域内，浓度随时间不是
不是削减 ，而是随时间的增长而逐渐 增加 ，且越靠近污染源，其起始浓度 增加的越迅速 ，
距污染源较远的区域浓度 也随时间增加，但相对较缓慢 。
13. 水环境质量评价中，氧平衡评价的两个主要指标是 生化需氧量（BOD） 和 溶解氧（DO） 。
14. 水环境容量的确定是 水环境质量管理与评价工作 的前提，也是 水资源保护工作 的前提。
15. 河流污染带具有 初始稀释阶段 、 污染扩散阶段 和 纵向离散阶段 三个发展 阶段。
16. 当研究河段的水力学条件为 恒定均匀流 、且 排污量也为均匀流 时，可考虑应用零维水质模型。
17. 对于具有较大宽深比的河段，污染物在水流方向以及河宽方向的污染物分布都是
我们所关心的，此时，可采用 二维水质模型 预测混合过程中的水质情况。
18. 点排污口推求入湖、库废水的允许排放量即环境容量需要确定排污口附近水域 的 水环境标准
CN ，一般应根据该区域水体的 主要功能 和 主要污染物 确
定。
19. 从控制污染的角度看，水环境容量可从两方面反映：一是 绝对容量 ，即某一水体
所能容纳某污染物的最大负荷量，它不受时间的限制；一是 年（日）容量 ，即在水体中污染物
累积浓度不超过环境标准规定的最大容许值的前提下，每年(日)水体所能容纳某污染物 的最大负荷量。
20. 一定的环境在人类生存和生态系统不致受害的情况下，对污染物的容纳也有一 定的限度。这个限度便称之为 环境容量 或 环境负荷量 。 三、选择题（单项选择，每题1分，共6分）
在所列备选项中，选一项正确的或最好的作为答案，将选项号填入各题的括号中。 1．曝气作用能够使水体中（ D ）。
A．污染物迁移速度加快 B．污染物沉淀速度加快 C．底泥的污染物释放 D．溶解氧含量提高
2．最容易发生富营养化污染的水体是（ B ）。 A．河流 B．湖泊 C．海洋 D．地下水
3．一旦被污染，最不易治理、水质恢复最慢的水体是（ D ）。 A．河流 B．湖泊 C．海洋 D．地下水 4. 水体中某污染物的本底值就是（ A ）。
A. 该物质在当地水体没有受到污染影响时的含量；B. 该物质在过去的背景值; C. 该物质在规划阶段采用的值；D. 该物质在底泥中的含量。 5. 推求河流水环境容量时的设计流量应采用（ B ）。 A．河流防洪设计流量；B.河流枯水期流量； C. 河流平滩流量 ;D. 河流百年一遇洪水流量
6. 在生态系统中，不同的物质具有不同的循环途径，最基本的也是与环境关系 最密切的三种物质的循环是（ B ）。
A．氧、硫、氮 B．水、碳、氮 C．水、硫、磷 D．氧、碳、铁
四、判断题（每题0.5分，共4分）
判断以下说法的正误，并在各题后的括号内进行标注，正确的标注√，错误的标注×。
1、 动水环境中的污染物扩散有分子扩散与紊动扩散两种。（ × ） 2、在推求河流水环境容量时，应选择枯水流量为设计流量。（ √ ）
3、河道防洪规划采用的设计流量与推求河流水环境容量时采用的设计流量是相同 的。（ × ）
4、湖泊水环境容量的特点就是混合稀释相对作用弱，生化作用相对强。（√ ） 5、在推求河流水环境容量时，应选择洪水流量为设计流量。（ × ） 6、河流水环境容量的特点就是混合稀释相对作用弱，生化作用相对强。（× ） 7、水环境质量评价中，生物学评价的指标是大肠杆菌和BOD。（√ ） 8、水体中某污染物的本底值就是该污染物的背景值。（ √ ）
五、计算题（每题3分，共24分）
1. 一均匀河段有一含BOD的废水从上游端流入，废水流量q＝0.2m/s,相应C2＝200 mg/L,大河流量Q＝2.0m/s，相应C1＝2mg/L,河流平均流速U＝20km/d，BOD衰减系数K1＝
2/d，扩散系数Ex＝1m/d，试推求废水入河口以下1km、3km、5km处的BOD浓度值。
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