河道非恒定流常用一维圣维南方程描述。 (2)设计年最枯时段径流量
枯水流量的选择分两种情况:固定时段选样、浮动时段选样 A、固定时段选样
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每年选样的起止时间是一定的。如某河流最枯水月或季主要出现在2月或1-3月,则选取历年2月或1-3月平均流量作为年最枯水月或季径流序列的样本。
B、浮动时段选样
每年选取样本的时间是不固定的。推求短时段(如30天以下)设计枯水流量时都是按浮动时段选样。如要研究某河断面十年一遇连续7天枯水流量变化规律,选样时在水文年鉴中每年找出一个连续7天平均流量的最小值组成的一个样本。
年最枯时段径流量的设计频率一般多采用50%与75-95%。 (3)河流断面流速计算
设计断面平均流速是指与设计流量相对应的断面平均流速,工作中计算断面平均流速常遇见三种情况:
A、实测流量资料较多时,如15-20次以上,能绘制水位-流量、水位-面积、水位-流速关系曲线,且它们呈单一曲线时,可根据这组曲线由设计流量求相应的断面平均流速。
B、实测流量资料较少或缺乏时,可通过水力学公式计算。 C、用公式计算:
a.有足够实测资料的计算公式
V=Q/F A=BH H=F/B
b.经验公式:
V??QB式中:V-断面平均流速 Q-流量
A-过水断面面积 H-平均水深 B-河宽 (4)河流的混合
H??Q?B?1??Q(1????)
混合包括分子扩散、紊动扩散、剪切离散等分散过程及其联合作用。
A、 分子扩散:流体中由于分子运动引起的质点分散现象,服从Fick定律。 B、 紊动扩散:由水流的脉动引起的质点分散现象
C、 剪切离散:由于脉动平均流速在空间分布不均匀引起的分散现象。
D、 然河流中常用横向混合系数(My)和纵向离散系数(DL)来描述河流的混合特性。 E、 横向混合系数(My):河流的横向混合
试验表明,天然河流中实测的My/hu*的比值在0.4-0.8,常用下列公式估算:
My=0.6(1±0.5)hu*
式中:h-平均水深
u*-摩阻流速,(ghI)
河道可取My/hu*为0.6,河道扩散取0.9,河道收缩取0.3。 F、纵向离散系数(DL):河流的纵向混合
纵向混合时,分子扩散、紊动扩散的作用远小于剪切离散,因此只考虑剪切离散。
Fischer公式: DL=0.011uB/hu*
式中:u-断面平均流速;B-河宽
国外经验公式:DL=aBu
式中:B-河宽,a=0.23-8.3,均值为2.5,河槽越不规则,a越大。
2、 湖泊(水库)的基本环境水力学特征及相应的调查方法 (1)湖泊水文情势
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深水型、浅水型湖泊,温度分层现象,异重流现象 A、湖泊蓄水量的变化
W入=W出+W损±ΔW
式中:W入-时段内湖泊来水总量,包括湖面降水量、水气凝结量、入湖的地表与地下径流。
W出-时段内湖泊出水总量,包括出湖的地表与地下径流、工农业及生活用量。 W损-时段内湖泊的水面蒸发与渗漏等损失总量。 ΔW-时段内湖泊蓄水量的增减值。 B、湖泊的动力特征 C、水温 (2)湖泊水量 1、河流: (1)河流形态的基本分类:恒定均匀流(或稳定流) ;非恒定流(或非稳定流) (2)设计时段流量(及预测时段流量)
①明确设计流量的统计时段长(如:枯水期、最枯月、连续最枯7天平均流量等); ②设计(及预测)流量的设计频率(保证率)。
(3)河段水文特征值(主要的环境水力学参数)及调查方法 ①河段水文特征值(主要的环境水力学参数):
河宽、水深、流速、流量、扩散系数、坡度和弯曲系数等。 ②水文特征值的主要调查方法种类: a、既有水文资料收集利用;
b、河段水文特征值实测(或称测流); c、公式计算(水力学公式或经验公式)。 (4)水质的混合作用与计算方法 ①水质的混合作用;
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水质分布由不均匀变化为均匀的过程称为混合,混合作用主要体现在各种形式的扩散和离散,如:分子态扩散、紊动扩散和剪切离散等。
②混合系数(扩散系数)的计算方法:
混合及扩散作用的大小,一般由混合及扩散系数反映,其计算方法主要有两种,即: a、经验公式计算; b、水力学模型率定。 2、湖泊(水库) (1)与环境影响评价关系密切的水文现象: ①湖泊(水库)的水面形态可分为宽阔型和狭窄型; ②湖泊(水库)根据平均水深可分为深水型和浅水型;
③深水型湖泊(水库)可能会出现温度分层现象,即为所说的分层型湖泊(水库);
④分层型湖泊(水库)、混合型湖泊(水库)和临时混合型水库的各自水文特征直接影响到湖泊(水库)中的污染物及水生生物分布,也影响到建设项目排污后的污染物迁移、扩散及衰减规律; ⑤湖泊(水库)由于水力坡度、异质流及风力作用,会产生水体的定向流动; ⑥湖泊(水库)的混合作用扩散和对流同时存在。 (2)湖泊(水库)的主要环境水力学特征值及调查方法 ①蓄水量
湖泊(水库)的蓄水量可用质量守恒公式计算: W入=W出+W损±△W
②湖泊(水库)的动力学特征:
a、湖流:湖泊(水库)在水力坡度、密度梯度、风力等作用下产生的定向流动;
b、湖水混合:主要受到扩散和对流两种作用; c、波浪:由风引起的水面涌浪;
d、波漾:湖泊(水库)的水面有节奏的升降变化。
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湖泊(水库)的动力学特征直接影响着湖泊(水库)水体的温度,水生生物及各种物质(包括污染物质)的分布及迁移转化规律。 ③水温
根据湖泊(水库)的水温分步特征,可将湖泊(水库)分为分层型、混合型、临时混合型。 水温分布主要采用实测的方法获取,湖泊(水库)的水温分布状态可采用经验公式计算制定: α:年入流总量/湖泊(水库)总容积 α<10稳定分层型;α>20,混合型。 β:一次入流洪水总量/湖泊(水库)总容积
β<1/2,对湖泊(水库)的水温分布状态基本没影响;β>1.0,稳定型湖泊(水库)会出现水温的临时混合状态。 ④湖泊(水库)蓄水量的确定: a、分丰、平、枯水代表年确定蓄水量; b、年内分丰、平、枯水期确定蓄水量;
c、通过相应统计时段内的湖泊(水库)平均水深和水面积界定计算蓄水量;
d、通过统计时段的入湖(库)水量、出湖(库)水量、湖(库)损失水量(如蒸发、渗漏等)界定计算蓄水量的变化量。 3、河口、海湾 ①河口、海湾的水环境特点
河口是指入海河流受到海潮影响的河口段。 海湾是指与入海河流关系密切的近海水域。
a、入海江河的淡水径流比海水密度小,在没有受到潮流及海浪作用时,常承托在近岸海水的上层,形成明显的淡水和海水交接峰面;
b、在潮流及海浪的作用下,入海河流的淡水与近岸海水逐渐混合均匀。 ②河口、海湾的基本水流状态
a、常受到潮汐及潮流的影响,加速了河口及海湾水域的污染物在局部水域混合; b、潮流对河口及海湾水域的污染物输移和扩散起主要作用;
c、潮流是内外海潮波进入沿岸海域及海湾产生变形而形成的浅海水域特有的潮波运动形态。 4、河口海湾和近海水体的基本环境水力学特征及相应的调查方法 河口是指入海河流受到潮汐作用的一段河段,又称感潮河段,它与一般河流最显著的区别是受到潮汐的影响。 海湾是海洋凸入陆地的那部分水域。可分为闭塞型和开敞型。
河口盐水楔在河口、海湾和近海水域,潮流对污染物的输移和扩散起主要作用。 ◆熟悉常用环境水文特征值获取的基本方法
1、常用的水环境现状调查方法有三种:即收集资料法、现场实测法、遥感遥测法。 2、河流环境水文特征调查的方法可分为: 1)现场实测法
2)水文站资料收集利用法
3)分析计算法(判图法、水力学公式计算法)
◆熟悉确定不利水文条件方法
1、根据水质、水量条件,选择最不利于建设项目废水排放的水期(不一定是枯水期); 2、在最不利的水期内,确定最不利的水质预测时段(如连续最枯7/30天,最枯月等); 3、确定不利水文条件下预测时期的水文特征值,如流量、流速、坡度、弯曲系数等。
在河流水环境影响评价中,通常都是选择影响河流水环境质量的最不利条件作为计算水中污染物浓度的计算条件和。河流的枯水期(一般为冬季)流量小,自净能力弱,是河流污染最严重的时期。通常选择频率为50%、80%、90%、95%的年最小月平
均流量和流速,或选枯水期平均流量。
◆熟悉水污染源按产生及进入环境方式、污染性质进行的分类(P67) 1、按产生及进入环境方式分类
(1)点源:污染物产生的源点和进入环境的方式为点
(2)面源(非点源):污染物产生的源点为面,进入环境的方式可为面、线或点,位置不固定。 2、按污染性质分类
(1)持久性污染物:进入环境不易降解的污染物(如重金属) (2)非持久性污染物:进入环境易降解的污染物(如有机物) (3)水体酸碱度:常以PH值表征 (4)热效应:造成受纳水体的水温变化
★掌握不同类型污染源的调查方法(P67-68及导则) 6.4.2点源的调查 6.4.2.1点源调查的原则
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a.以搜集现有资料为主,只有在十分必要时才补充现场调查或测试。例如在评价改、扩建项目时,对此项目改、扩建前的污染源应详细了解,常需现场调查或测试。
b.点源调查的繁简程度可根据评价级别及其与建设项目的关系而略有不同。如评价级别较高且现有污染源与建设项目距离较近时应详细调查,例如位于建设项目的排水与受纳河流的混合过程段以内,并对预测计算可能有影响的情况。 6.4.2.2点源调查的内容
根据评价工作的需要选择下述全部或部分内容进行调查。有些调查内容可以列成表格(表格形式可参考附录B)。 a.点源的排放:
排放口的平面位置(附污染源平面位置图)及排放方向; 排放口在断面上的位置;
排放形式:分散排放还是集中排放。
b.排放数据:根据现有的实测数据、统计报表以及各厂矿的工艺路线等选定的主要水质参数,并调查现有的排放量、排放速度、排放浓度及其变化等数据。
c.用排水状况:主要调查取水量、用水量、循环水量及排水总量等。
d.厂矿企业、事业单位的废、污水处理状况:主要调查废、污水的处理设备、处理效率、处理水量及事帮状况等。 6.4.3非点源的调查 6.4.3.1 非点源调查的原则
非点源调查基本上采用间接搜集资历料的方法,一般不进行实测。 6.4.3.2 非点源调查的内容
根据评价工作的需要选择下述全部或分内容进行调查。
a.概况:原料、燃料、废弃物的堆放位置(即主要污染源,要求附污染源平面位置图)、堆放面积、堆放形式(几何形状、堆放厚度)、堆放点的地面铺装及其保洁程度、堆放物的遮盖方式等。
b.排放方式、排放去向与处理情况:应说明非点源污染物是有组织的汇集还是无组织的漫流;是集中后直接排放还是处理后排放还是处理后排放;是单独排放还是与生产废水或生活闱水共同排放等。
c.排放数据:根据现有实测数据、统计报表以及根据引起非点源污染的原料、燃料、废料、废弃物的物理、化学、生物化学性质选定调查的主要水质参数,并调查有关排放季节、排放时期、排放量、排放浓度及其它变化等数据。
6.4.4在通过搜集或实测以取得污染源资料时,应注意其与受纳水域的水文、水质特点之间的关系,以便了解这些污染物在水体中的自净情况。
6.4.5污染源的取样方法和水样的分析方法
6.4.5.1 河流、河口和湖泊(水库)沿岸污染源的取样方法和水样分析方法, 按照GB 8978的规定执行。 6.4.5.2 海湾沿沿岸污染源的取样方法和水样分析方法按照HY 003.1-HY/T 003.10的规定进行。 6.4.6污染源资料的整理与分析
对搜集到的和实测的污染源资历料进行检查,找出相互矛盾和错误的资料并予以更正,资料中的缺漏应尽量填补。将这些
资料按污染源排入地面水的顺序及水质参数的种类列成表格,并从中找出受纳水体的主要污染源和主要污染物。 ★掌握河流、湖泊、河口海湾和近海水体水质监测取样断面上取样点的布设方法及取样方法(P69-92及导则) 6.5.4各类域布设水质取样断面及取样点的原则与方法 6.5.4.1河流
a.取样断面的布设原则
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在本标准表4推荐的调查范围的两端应布设取样断面,调查范围内重点保护对象附近水域应布设取样断面。水文特征突然化(如支流汇入处等)、水质急剧变化处(如污水排入处等)、重点水工构筑物(如取水口、桥梁涵洞等)附近、水文站附近等应布设样断面,并适当考虑7.2.2所述其它需要进行水质预测的地点。
在拟建成排污口上游500m处应设置一个取样断面。 b.取样断面上取样点的布设 取样垂线的确定
当河流面形状为矩形或相近于矩形时,可按下列原则布设。 小河:在取样断面的主流线上设一条取样垂线。
大、中河:河宽小于50m者,在取样断面上各距岸边三分之一水面宽处,设一条取样垂线(垂线应设在有较明显水流处),共设两条取样垂线;河宽大于50m者,在取样断面的主流线上及距两岸不少于0.5m,并有明显水流的地方,各设一条取样垂线即共设三条取样垂线。
特大河(例如长江、黄河、珠江、黑龙江、淮河、松花江、海河等):由于河流过宽,取样断面上的取样垂线数应适当增加,而且主流线两侧的垂线数目不必相等,拟设置排污口一侧可以多一些。
如断面形状十分不规则时,应结合主流线的位置,适当调整取样垂线的位置和数目。 垂线上取样水深的确定
在一条垂线上,水深大于5m时,在水面下0.5m水深处及在距河底0.5m处,各取样一个;水深为1-5m时,只在水面下0.5m处取一个样;在水深不足1m时,取样点距水面不应小于0.3m,距河底也不应小于0.3m。对于三级评价的小河不论河水深浅,只在一条垂线上一个点取一个样,一般情况下取样点应在水面下0.5m处,距河底不应小于0.3m.。
c. 水样的对待
三级评价:需要预测混合过程段水质的场合,每次应将该段内各取样断面中每条垂线上的水样混合成一个水样。其它情况每个取样断面每次只取一个混合水样,即在该断面上同各处所取的水样混匀成一个水样。 二级评价:同三级评价。
一级评价:每个取样点的水样均应分析,不取混合样。 6.5.4.2河口
a.取样断面的布设原则
当排污口拟建于河口感潮段内时,其上游需设置取样断面的数目与位置,应根据感潮段的实际情况决定,其下游同河流。 b.取样断面上取样点的布设 同河流部分。 c.水样的对待 同河流部分。 6.5.4.2湖泊、水库
a.取样位置的布设原则、方法和数目
在湖泊、水库中布设的取样位置应尽量覆盖表5推荐的整个调查范围,并且能切实映源泊、水库的水质和水文待点(如进水区、出水区、深水区、浅水区、岸边区等)。取样位置可以采用以建设项目的排放口为中心,沿放射线布设的方法。每个取样位置的间隔可参考下列数字。
大、中型湖泊、水库
当建设项目污水排放量小于50000m/d 时: 一级评价 每1-2.5km布设一个取样位置; 二级评价 每1.5-3.5km布设一个取样位置; 三级评价 每2-4km布设一个取样位置。
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