陳友超

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小湖（庫）水質預測模式的應用研究

陳友超

龍巖市環(huán)境科學研究所

湖泊 水庫 水質預測 模式 污染源

1 模式表達的含義

《環(huán)境影響評價技術導則水環(huán)境》中關于小湖（庫）的水質預測模式如下（式中各項的含義同導則一致）：

湖庫的完全混合平衡模式描述這樣一種狀態(tài)：

未排污前,湖庫已具有一定的納污量W,并且出水已達到一個穩(wěn)定的濃度C。從時間=0開始排入污水，污水量Q，污水濃度C，這時的出水量為Q(包括污水量)。隨時間的延長，出水中的污染物濃度逐漸增大，直到足夠長時間后，達到一個穩(wěn)定的平衡出水濃度。在使用中，時間通常以天為單位。

2 模式的適用范圍

本模式適用于小湖（庫）水質的預測，但在判斷湖（庫）處于什么規(guī)模為小湖（庫）時，單從字面來看難以確定，建議參照《環(huán)境影響評價技術導則水環(huán)境》的判斷方法來確定，即：當平均水深≥10m時，水面面積＜2.5km2為小湖（庫）。當平均水深＜10m時，水面面積＜5km2為小湖（庫）。

3 模式應用中參數(shù)的確定

3.1 W0的確定

W即湖庫中現(xiàn)有污染物的排入量，W0的確定屬現(xiàn)狀調查的范疇，其結果必須與湖庫中污染物的現(xiàn)狀濃度Ch存在對應的關系，若調查的結果與實際偏差較大，則可能使預測的結果發(fā)生顛倒。

W可從以下兩個方面來確定：當污染源位于湖庫邊時，可通過對污染源的調查，確定湖庫污染物的排入量；當污染源距離湖庫較遠或由于其它原因不易直接調查污染源時，可在入湖庫的支流上各設一個監(jiān)測斷面，直接測定入庫的河水水質，采用該方法，必須先調查清楚入湖庫的支流個數(shù)，特別是有污染源排入的支流不能遺漏，污染物濃度低的支流可忽略，采用該方法還必須調查入庫支流的水文，主要是流量。

3.2 Qh的確定

Q為湖庫流出量，對于湖泊而言，其流出量一般為自然流出。對于水庫而言，根據(jù)水庫的不同功能，其流出量也不同，具有灌溉功能的水庫，其流出量因水庫的管理和灌溉的要求而決定，對于具有發(fā)電功能的水庫又因其水庫性質的不同而不同，徑流式的水庫則是來多少水，用多少水，具有調節(jié)功能的水庫，發(fā)電用水根據(jù)季節(jié)而變化。有些水庫為防止下游斷流，必須放水，因此必須調查清楚水庫用水的情況。總而言之，在確定Q時，必須調查清楚在不同季節(jié)和不同水位時，湖庫的運作規(guī)律，及該規(guī)律的運作時間。

從Q對預測結果的影響分析，當Q增大時，預測結果減小，當Q減小時，預測結果增大，兩者呈反比。評價時，一般以最不利的環(huán)境條件作為預測時的參數(shù)，因此摸清湖庫不同時期的運作規(guī)律對保證預測結果的可靠性是很重要的。

3.3 Cp和Qp的確定

C和Q是向湖庫排放污染的污染源的兩個參數(shù)，分別代表污染源的濃度和流量。當污染源直接排入湖庫，且入庫的距離較短時，可直接使用工程分析中得到的污染源強結果；當污染源流經一段距離后排入湖庫或匯入湖庫的支流而進入湖庫，則C和Q不能直接使用工程分析中預測的污染源強，而應根據(jù)其距離采用混合過程段或完全混合段的計算模式來計算進入湖庫的濃度，而流量Q則根據(jù)情況，改為入湖庫支流的流量。

3.4 V的確定

即湖庫體積。對于湖泊，在不同的季節(jié)，湖水的體積不同。對于水庫，也有不同的設計體積，如總庫容、正常蓄水位庫容、調節(jié)庫容、死庫容，它們之間的關系為：總庫容＞正常蓄水位庫容＞調節(jié)庫容＞死庫容。由于各種庫容的數(shù)量相差較大，因此代入不同庫容得到的預測結果也會相差較大。從模式中分析，預測結果與體積成反比，即體積增加，預測濃度降低，體積較少，預測濃度增加，因此，當考慮在最不利環(huán)境條件下的預測結果時，可把死庫容作為湖庫體積。

表1 耗氧系數(shù)經驗數(shù)值

4 預測偏差的原因分析

在模式的使用中，如果參數(shù)選取不當，則可能出現(xiàn)反向的預測結果，即隨著時間的延長，預測濃度值逐漸降低，這與模式應用的結果（即出水中的污染物濃度隨時間延長逐漸增大）背道而馳。發(fā)生預測結果反轉的原因是因為排入湖庫中的污染物數(shù)量與湖庫現(xiàn)狀監(jiān)測濃度不一致，具體是由于參數(shù)WQ及參數(shù)的采集和選擇不當引起。

5 小結

小湖（庫）水質預測模式是特別針對水面面積小于2.5km2（或5km2）的湖庫預測其出水水質的一種預測模式。在應用中，對模式中的參數(shù)WQC Q等取值必須根據(jù)預測的要求而定。在進行現(xiàn)狀調查時，必須仔細準確，通過應用=，來驗證調查數(shù)據(jù)，防止預測結果出現(xiàn)反轉。

[1] 孟浪，馬玉昆 . 怎樣編寫中小型建設項目環(huán)境影響報告書[M] . 北京：中國環(huán)境科學出版社，1986.

[2] 國家環(huán)境保護局 . 環(huán)境影響評價技術導則[S], 1994.