河流水质模型.ppt

第三章河流水质模型
1．河流中的基本水质问题
2．单一河段水质模型
3．多河段水质模型
4．其它河流水质模型
5．河口水质模型
3.1河流中的水质问题竖向混合——污染物进入河流后，在较短距离内即达到竖向的均匀分布
横向混合——污染物达到竖向均匀分布到污染物在整个断面上达到均匀分布的过程

注：直道中，主要动力为横向弥散作用;
弯道中，横向环流大大加速了横向扩散竖向混合：三维混合问题
横向混合：二维混合问题
完成两种混合后混合问题位移为混合问题

保守物质将一直保持断面浓度；
非保守性物质由于生物化学等作用产生浓度变化，但在整个断面分布始终是均匀的。二、生物化学分解
1.河流中的有机物经过生物降解所产生的浓度变化，可由一级反应式表示：
L=L0e-Kc*t

L－t时刻有机物的剩余生物化学需氧量
L0－初始时刻有机物的总生物化学需氧量
Kc—含碳有机物的降解速度常数，为温度的函数
实验室测定Kc值：通过实验室中测定生化需氧量（BOD）和时间的关系
2.1961年，托马斯（H·Thomas）提出了河流中BOD衰减的另一个原因—沉淀，如果反映生化作用和沉淀作用的BOD衰减速度常数分别为Kd和Ks，则
Kc＝Kd+Ks3.1966年，K·Bosko研究了河流中生化作用的BOD衰减速度常数Kd和实验室的数值Kc之间的关系：

η为河床活度常数，综合反映河流对有机物生化降解作用的影响。
4.稳态河流中BOD的变化规律满足下式：

5.含氮有机物排入河流后，同样发生生物化学氧化过程：三、大气复氧
水中溶解氧的主要来源是大气。氧气由大气进入水中的质量传递速度：

C-河流水中溶解氧的浓度
Cs-河流水中饱和溶解氧的浓度
KL-质量传递系数
A-气体扩散的表面积
V-水的体积
欧康奈尔（D.O’·Conner）和多宾斯（W·Dobbins）在1958年提出根据河流的流速、水深计算大气复氧速度常数的方法：

饱和溶解氧浓度Cs是温度、盐度和大气压力的函数。在760mmHg压力下，淡水中的饱和溶解氧浓度为

T为0c四、光合作用
水生植物的光合作用是河流溶解氧的另一个重要来源。
欧康奈尔假定光合作用的速度随着光照强度的变化而变化。中午光照强度最大时，产氧速度最快，夜晚没有光照时，产氧速度为零。
五、藻类的呼吸作用
藻类的呼吸作用要消耗河水中的溶解氧，通常把藻类呼吸耗氧速度看作是常数.
六、底栖动物和沉淀物的耗氧
底泥耗氧的主要原因是由于底泥中的耗氧物返回到水中和底泥顶层耗氧物质的氧化分解.3.2单一河段水质模型S-P氧垂公式

O—河流中的溶解氧值
Os—饱和溶解氧值
L0－河流起始点的BOD值
D0－河流起始点的氧亏值
Dc－临界点的氧亏值
tc—由起始点到临界点的流经时间临界点氧亏值:
S-P模型的修正型
卡普修正式
上游来量及旁侧入流叠加
托马斯修正式
考虑泥沙、悬浮固体对有机物的吸附沉降，化学
絮凝沉降及水流冲刷再悬浮。
托曼修正式
考虑断面流速和浓度分布不均匀而引起的剪切
流纵向分散。
杜宾斯修正式
考虑底泥释放或沿程地表径流加入的BOD浓度
沃康纳修正式
认为BOD5不能反映有机污染物BOD的总量3.3多河段水质模型二、多河段BOD模型及DO模型的建立

1.BOD模型
河流水质的特点之一是上游每一个排放口排放的污染物对下游每一断面的水质都会产生一个增量，而下游的水质对下游不会产生影响。
因此，河流每一个断面的水质状态都可以视为上游每一个断面排放污染物和本断面排放污染物的影响的总和。
2.DO模型3.4其他河流水质模型3.5河口水质模型