陳友超

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小湖（庫(kù)）水質(zhì)預(yù)測(cè)模式的應(yīng)用研究

陳友超

龍巖市環(huán)境科學(xué)研究所

湖泊 水庫(kù) 水質(zhì)預(yù)測(cè) 模式 污染源

1 模式表達(dá)的含義

《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則水環(huán)境》中關(guān)于小湖（庫(kù)）的水質(zhì)預(yù)測(cè)模式如下（式中各項(xiàng)的含義同導(dǎo)則一致）：

湖庫(kù)的完全混合平衡模式描述這樣一種狀態(tài)：

未排污前,湖庫(kù)已具有一定的納污量W,并且出水已達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的濃度C。從時(shí)間=0開(kāi)始排入污水，污水量Q，污水濃度C，這時(shí)的出水量為Q(包括污水量)。隨時(shí)間的延長(zhǎng)，出水中的污染物濃度逐漸增大，直到足夠長(zhǎng)時(shí)間后，達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的平衡出水濃度。在使用中，時(shí)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(kù)）水質(zhì)的預(yù)測(cè)，但在判斷湖（庫(kù)）處于什么規(guī)模為小湖（庫(kù)）時(shí)，單從字面來(lái)看難以確定，建議參照《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則水環(huán)境》的判斷方法來(lái)確定，即：當(dāng)平均水深≥10m時(shí)，水面面積＜2.5km2為小湖（庫(kù)）。當(dāng)平均水深＜10m時(shí)，水面面積＜5km2為小湖（庫(kù)）。

3 模式應(yīng)用中參數(shù)的確定

3.1 W0的確定

W即湖庫(kù)中現(xiàn)有污染物的排入量，W0的確定屬現(xiàn)狀調(diào)查的范疇，其結(jié)果必須與湖庫(kù)中污染物的現(xiàn)狀濃度Ch存在對(duì)應(yīng)的關(guān)系，若調(diào)查的結(jié)果與實(shí)際偏差較大，則可能使預(yù)測(cè)的結(jié)果發(fā)生顛倒。

W可從以下兩個(gè)方面來(lái)確定：當(dāng)污染源位于湖庫(kù)邊時(shí)，可通過(guò)對(duì)污染源的調(diào)查，確定湖庫(kù)污染物的排入量；當(dāng)污染源距離湖庫(kù)較遠(yuǎn)或由于其它原因不易直接調(diào)查污染源時(shí)，可在入湖庫(kù)的支流上各設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，直接測(cè)定入庫(kù)的河水水質(zhì)，采用該方法，必須先調(diào)查清楚入湖庫(kù)的支流個(gè)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(diào)查入庫(kù)支流的水文，主要是流量。

3.2 Qh的確定

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

從Q對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果的影響分析，當(dāng)Q增大時(shí)，預(yù)測(cè)結(jié)果減小，當(dāng)Q減小時(shí)，預(yù)測(cè)結(jié)果增大，兩者呈反比。評(píng)價(jià)時(shí)，一般以最不利的環(huán)境條件作為預(yù)測(cè)時(shí)的參數(shù)，因此摸清湖庫(kù)不同時(shí)期的運(yùn)作規(guī)律對(duì)保證預(yù)測(cè)結(jié)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(kù)排放污染的污染源的兩個(gè)參數(shù)，分別代表污染源的濃度和流量。當(dāng)污染源直接排入湖庫(kù)，且入庫(kù)的距離較短時(shí)，可直接使用工程分析中得到的污染源強(qiáng)結(jié)果；當(dāng)污染源流經(jīng)一段距離后排入湖庫(kù)或匯入湖庫(kù)的支流而進(jìn)入湖庫(kù)，則C和Q不能直接使用工程分析中預(yù)測(cè)的污染源強(qiáng)，而應(yīng)根據(jù)其距離采用混合過(guò)程段或完全混合段的計(jì)算模式來(lái)計(jì)算進(jìn)入湖庫(kù)的濃度，而流量Q則根據(jù)情況，改為入湖庫(kù)支流的流量。

3.4 V的確定

即湖庫(kù)體積。對(duì)于湖泊，在不同的季節(jié)，湖水的體積不同。對(duì)于水庫(kù)，也有不同的設(shè)計(jì)體積，如總庫(kù)容、正常蓄水位庫(kù)容、調(diào)節(jié)庫(kù)容、死庫(kù)容，它們之間的關(guān)系為：總庫(kù)容＞正常蓄水位庫(kù)容＞調(diào)節(jié)庫(kù)容＞死庫(kù)容。由于各種庫(kù)容的數(shù)量相差較大，因此代入不同庫(kù)容得到的預(yù)測(cè)結(jié)果也會(huì)相差較大。從模式中分析，預(yù)測(cè)結(jié)果與體積成反比，即體積增加，預(yù)測(cè)濃度降低，體積較少，預(yù)測(cè)濃度增加，因此，當(dāng)考慮在最不利環(huán)境條件下的預(yù)測(cè)結(jié)果時(shí)，可把死庫(kù)容作為湖庫(kù)體積。

表1 耗氧系數(shù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值

4 預(yù)測(cè)偏差的原因分析

在模式的使用中，如果參數(shù)選取不當(dāng)，則可能出現(xiàn)反向的預(yù)測(cè)結(jié)果，即隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，預(yù)測(cè)濃度值逐漸降低，這與模式應(yīng)用的結(jié)果（即出水中的污染物濃度隨時(shí)間延長(zhǎng)逐漸增大）背道而馳。發(fā)生預(yù)測(cè)結(jié)果反轉(zhuǎn)的原因是因?yàn)榕湃牒?kù)中的污染物數(shù)量與湖庫(kù)現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)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(dāng)引起。

5 小結(jié)

小湖（庫(kù)）水質(zhì)預(yù)測(cè)模式是特別針對(duì)水面面積小于2.5km2（或5km2）的湖庫(kù)預(yù)測(cè)其出水水質(zhì)的一種預(yù)測(cè)模式。在應(yīng)用中，對(duì)模式中的參數(shù)WQC Q等取值必須根據(jù)預(yù)測(cè)的要求而定。在進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查時(shí)，必須仔細(xì)準(zhǔn)確，通過(guò)應(yīng)用=，來(lái)驗(yàn)證調(diào)查數(shù)據(jù)，防止預(yù)測(cè)結(jié)果出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。

[1] 孟浪，馬玉昆 . 怎樣編寫(xiě)中小型建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告書(shū)[M] . 北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1986.

[2] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)局 . 環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則[S], 1994.