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【水質模型的空間維數】：①大多數的河流水質預測評價采用一維穩態模型。②大中型河流中的廢水排放，橫向濃度梯度(變化)較明顯，需要采用二維模型進行預測評價。③一般不采用三維模型。④在混合過程段下游河段(x>L)，可以采用一維模型;在混合過程段(x≤L)，應采用二維模型。⑤不考慮混合距離的重金屬污染物、部分有毒物質及其他保守物質的下游濃度預測，可采用零維模型。⑥對于有機物降解性物質，當需要考慮降解時，可采用零維模型分段模型，但計算精度和實用性較差，最好用一維模型求解。

混合過程段長度的計算公式：L=(0.4B-0.6a)Bu/[(0.058H+0.0065B)(gHi)½]

式中：L—混合過程段長度，m;B—河流寬度，m;a—排放口距岸邊的距離，m;u—河流斷面平均流速，m/s;H—平均水深，m;g—重力加速度，9.81 m/s2;i—河流坡度。

河流水質數學模式預測方法：

1.河流稀釋混合模式

⑴點源：河水、污水稀釋混合方程：c= (cpQp+chQh)/(Qp+Qh)

式中：c—污水與河水混合后的濃度，mg/L;cp—排放口處污染物的排放濃度，mg/L;Qp—排放口處的廢水排放量，m3/s。ch—河流上游某污染物的濃度，mg/L;Qh—河流上游的流量，m3/s。

⑵非點源方程：對于沿程有非點源(面源)分布入流的情形，可按下式計算河段污染物的濃度：

c=(cpQp+chQh)/Q+Ws/86.4Q ;Q=Qp+Qh+Qsx/xs

式中：Ws—沿程河段內非點源匯入的污染物總負荷量，kg/d;Q—下游x距離處河段流量，m3/s;Qs—沿程河段內非點源匯入的水量，m3/s;xs—控制河段總長度，km;x—沿程距離(0≤x≤xs)，km。

⑶考慮吸附態和溶解態污染指標耦合模型。當需要區分溶解態和吸附態的污染物在河流水體中的指標耦合，應引入分配系數(Kp)。其物理意義是在平衡狀態下，某種物質在固液兩相間的分配比例。式中：Kp =X/c c—溶解態濃度，mg/L;X—單位質量固體顆粒吸附的污染物質量，mg/mg;Kp—分配系數，L/mg。對于有毒有害污染物，在已知其在水體中的總濃度的情況下，溶解態的濃度計算：c= cT/(1+KpS×10-6)

式中：c—溶解態濃度，mg/L;cT—總濃度，mg/L;S—懸浮固體濃度，mg/L;Kp—分配系數，L/mg。

2.河流的一維穩態水質模式。對于溶解態污染物，當污染物在河流橫向方向上達到完全混合后，描述污染物的輸移、轉化的微分方程為：

(6-6)

式中：A—河流橫斷面面積：Q—河流流量;c—水質組分濃度;DL—綜合的縱向離散系數;SL—直接的點源或非點源強度：SB—上游區域進入的源強; SK—動力學轉化率，正為源，負為匯。

設定條件：穩態(∂/∂t=0)，忽略縱向離散作用，上述微分方程的解：c=c0exp[-Kx/(86400u)] (6-7)

式中：c0—初始濃度，按點源河流完全混合模式求得，mg/L;u—河流流速，m/s;x—從計算初始點到下游計算斷面的距離，m;c—計算斷面的污染物濃度，mg/L。

3.Streeter-Phelps模式。是研究河流溶解氧與BOD關系的最早的、最簡單的耦合模型。它的基本假設為：河流為一維恒定流，污染物在河流橫斷面上完全混合;氧化和復氧都是一級反應，反應速率常數是定常的，氧虧的凈變化僅是水中有機物耗氧和通過液-氣界面的大氣復氧的函數。Streeter-Phelps模式：

c=c0exp[-K1x/(86400u)]

D=[K1c0/(K2-K1)]{exp[-K1x/(86400u)]-exp[-K2x/(86400u)]}+D0exp[-K2x/(86400u)] (6-8)

其中，c0= (cpQp+chQh)/(Qp+Qh) (6-9) D0= (DpQp+DhQh)/(Qp+Qh) (6-10)

式中：Qp—廢水排放量，m3/s;Qh—河流流量，m3/s;D—虧氧量即DOf-DO，mg/L;D0—計算初始斷面虧氧量，mg/L;Dp、Dh—污水、上游來水中溶解氧虧值，mg/L;u—河流斷面平均流速，m/s;X—沿程距離，m;c—沿程濃度，mg/L。DO、DOf—溶解氧、飽和溶解氧濃度，mg/L;K1、K2—耗氧、復氧系數，1/d。 臨界氧虧點xC的位置為：

4.河流二維穩態水質模式

⑴二維穩態水質方程：①順直均勻河流。②用累積流量坐標表示的二維水質方程。

⑵連續點源的河流二維水質模式。在EIA中，若要求預測不同水期的水質影響時，需要根據具體情況分析是采用岸邊排放模式還是離岸排放模式進行預測計算。

5.常規污染物瞬時點源排放水質預測模式

⑴瞬時點源的河流一維水質模式;⑵瞬時點源的河流二維水質模式。

6.有毒有害污染物(比重≤1)瞬時點源排放預測模式

(八)了解湖泊、河口、近海水質預測模式的運用

1.湖泊(水庫)水EI預測方法

⑴湖泊、水庫水質箱模式

⑵湖泊、水庫富營養化預測模型(磷負荷模型):

①Vollenweider(沃倫偉德)負荷模型;②Dillon(迪龍)負荷模型。

2.河口、海灣水EI預測方法

⑴潮汐河流一維水質預測模式：①一維的潮汐河流水質方程;②一維潮平均的水質方程。

⑵海灣二維水質預測模式：①海灣潮流模式;②海灣二維水質模式。

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（責任編輯：中大編輯）

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