水体达标方案编制技术指南(试行)-word 联系客服

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和分水岭;平坦地区可参照公路、小道、行政边界等进行提取。

(2)从河口开始,沿分水岭再回到河口,勾描出一个封闭的多边形,形成一个闭合小流域(图2)。

图2提取的小流域边界示意图

(3)将提取结果与已有同级水资源分区图进行比对,调整相差较大的边界。 (4)利用实际水系图,对小流域间的边界和河口汇流处进行调整,应保证一个河段只在一个流域内。

(5)可以忽略人工修整的河道和池塘。 2.2.2 自动提取

基于GIS平台和 DEM 数据,采用 ArcGis 软件中的 Hydrology Modeling 模块自动提取水文响应单元。基本操作步骤是:

(1)载入无洼地的 DEM; (2)流向分析(Flow Direction);

(3)计算流水累积量(Flow Accumulation); (4)提取河流网络(Stream Net); (5)流域分析(Watershed); (6)栅格转成矢量;

(7)流域边界合并,根据详细的水系图调整水文响应单元。自动提取水文响

应单元时,设定单元数量应多于预定的最终单元数量,以便合并和调整。

2.3 汇水区切割

以多边形属性的各级行政区界对形成的水文响应单元进行切割,建立水文响应单元与各行政区的对应关系。

2.4 结果修正

结合关键控制节点和汇水区内汇水特征,将行政区-水文响应单元有机融合,建立“关键控制节点-控制河段-对应陆域”的水陆响应关系。对于树状河流的单个河段和湖库,根据地形图、汇水区、入河(湖)支流等因素,基于行政边界划分下一级控制单元的陆域范围。对于三角洲河网,根据等高线、河网水系汊点等因素,基于行政边界划分控制单元的陆域范 围,与河网水域连成一个封闭的控制单元。

3 划分结果示例

以县级控制单元为例,将其细化为乡镇级别的下级控制单元,如图 3 所示。

图 3 细化控制单元划分结果示意图

图3中某河流穿过X县(红色为县边界),X县共有 6 个镇,河流AF段为一个地表水环 境功能区。根据划分方法,将河流AF段划分为AB、BC、CD、DE、EF五段,每一段均为控制 单元的水域部分。以AB段为例,其左岸污染源来自于镇6,右岸污染源来自于镇 1 的一部分 1-1。因此,在划分控制单元水域 AB 段的基础上,划定镇 1 的 1-1 和镇 6,即ABI和 ABJ组成的闭合区域构成了两个下一级的控制单元。BC、CD、DE、EF 等四段可以按照划分方法 划定相应的陆域控制范围,形成对应的控制单元。

4 环境数据库建立

细化的控制单元应建立环境数据库,用于统计、汇总、计算环境允许排放量,为许可排 放量分配奠定基础。控制单元的属性数据包括编码、名称、面积、水域范围、陆域范围、废 水排放量、主要污染物和首要污染物排放量,以及环境允许排放量和点源许可排放量等。

参4污染排放与水质响应关系建立方法

污染排放与水质响应关系的建立一般可采用水质相关法、数学模型法和物理模型法等方 法。物理模型法和数学模型法的精度较高,但基础数据需求量和计算难度较大,有条件的地 区可根据数据积累情况选用。水质相关法属于半定量方法,基础数据缺乏的地区可采用该法 进行统计学分析。

1 水质相关法

水质相关法是将污染物浓度与主要影响因子建立相关关系的一种半定量方法。 对于水文数据、地形数据缺乏或难以建立定量化数学模型的地区,可将污染物排放量、人口数量、GDP 等与污染排放相关的指标作为自变量,污染物浓度作为因变量,采用多年数 据建立统计学关系。通过回归分析,估算水质恢复到达标状态时应控制的污染物排放量。一 般情况下,水体中污染物浓度与污染排放相关的指标呈正相关关系。

2 数学模型法

数学模型法利用表达水体净化机制的数学方程预测污染物入河引起的水质变化,能预测 水质时空分布规律,有条件的地区应优先采用。一般可按下列步骤进行建模。

2.1 数据收集

对于河流,应侧重收集水位、流速、流量、宽深比、河道坡降、糙率等数据;对于湖泊或水库,应侧重收集进出库流量、库容曲线等数据;对于近岸海域,应收集海流、海浪、潮 流、风向风速和地形等数据。同时还应收集水环境功能区/水功能区目标、水质和污染源等 资料。

2.2 计算单元划分

对于某个控制单元,根据计算需要可能需进一步划分为若干个计算单元,使每个计算单元具有相对一致的水文水动力与水质特征,以便选择适用的水环境模型。划分时需重点关注 河道形态或水动力条件发生突变处、较大的支流汇入处或河道

分流处、较大的入河排放口汇 入处、较大的提水工程取水点等关键节点。

2.3 计算模型选择

各计算单元应根据不同的水文水动力与水质特征,选择相应的水环境模型进行计算。按照水域类型不同,可以分为河流、河口、湖泊(水库)、近岸海域和地下水水质模型。一般情况下,可采用下列常用水质模型:

2.3.1 河流水质模型

(1)零维水质模型。常用模型为河流混合稀释模型,适用于持久性污染物连续稳定排 放且水体充分混合后的稳态河流中断面平均水质预测。模型的控制方程可参考《环境影响评 价技术方法(2010 版)》中公式(6-1)-(6-3)。

(2)一维水质模型。常用模型为一维稳态水质模型、S-P 模型和修正 S-P 模型(欧康 奈尔模型)、感潮河网水质模型等。

对于单向河流中符合一级反应动力学降解规律的一般污染物,如有机毒物、COD 和氨氮 等水质指标,在离散作用可忽略不计时,可采用一维稳态水质模型。模型的控制方程可参考《环境影响评价技术导则 地面水环境》中公式(25)。

S-P 模型主要用于模拟一维稳态河流中 BOD 与 DO 的变化。该模型假定 BOD 衰减反应为 一级反应,且河流中的耗氧只由 BOD 衰减反应引起。BOD 的衰减反应速率与河水中溶解氧(DO) 的减少速率相同,且复氧速率与河水中的亏氧量 D 成正比。模型的控制方程可参考《环境影 响评价技术导则 地面水环境》中公式(25)-(29)。修正 S-P 模型(欧康奈尔模型)是在S-P 模型基础上引入含氮有机物对水质的影响。模型的控制方程可参考《环境水质模型概论》(第二版)等文献。 感潮河网水质模型主要用于受潮汐影响明显的复杂河网水域。模型的控制方程可参考《河流非恒定流隐式方程组的汊点分组解法》(《水利学报》1997 第 3 期)等文献。

(3)二维水质模型。常用模型为河流二维稳态混合衰减水质模型。适用于流量较大、稀释扩散能力强、岸边水流相对平缓、横断面可概化为矩形且在排污口下游一定范围内形成 污染带的河流。模型的控制方程可参考《环境影响评价技术导则 地面水环境》中公式(36)-(39)。

2.3.2 河口水质模型

(1)非感潮河口。单向河流的河口水质预测可参考河流水质模型。

(2)感潮河口。持久性污染物的模拟,模型的控制方程可参考《环境影响评