污染物的好氧生化衰减过程见图，水体中的溶解氧在以下过程中被消耗，但实际应用的是一维和二维模型，在河流的流量恶化其他水文条件不变得稳态条件下可以采用一，废水与河水的纵向混合系数或。
第四章地表水环境影响评价
第一节地表水的污染和自净
地表水是河流、河口、湖泊（水库、池塘）、海洋和湿地等各种水体的统称，是地球水资源的重要组成部分。
一、地表水资源
地球水97%的水是海水，剩余3%的淡水中2.977%是以冰川或冰川的形式存在，只有0.003%的淡水是可为人类直接利用的，包括土壤水、可开采地下水、水蒸气、江河和湖泊水等。只要人类不过度开采和滥用并适当的保护，这些淡水资源通过水循环和自净过程还是可以满足人类对水的需求的。水循环过程示意图如图4-1.
二、水体污染
人类活动和自然过程的影响可使水的感官性状（色、嗅、味、透明度等）、物理化学性质（温度、氧化还原电位、电导率、放射性、有机和无机物质组分等）、水生物组成（种类、数量、形态和品质等），以及底部沉积物的数量和组分发生恶化、破坏水体原有的功能，这种现象称为水体污染。
按排放形式不同,将水体污染分为点污染源和非点污染源。
1.点污染源
是指由城市和乡镇生活污水和工企业通过管道和沟渠收集排入水体的废水。
居住区生活污水量Qs计算式（4-1）：
Qs=qNKs（4-1）86400
式中：Qs——居住区生活污水量，L/s；
q——每人每日的排水定额，L/(人.d);
N——设计人口数
Ks——总变化系数（1.5~1.7）。]
工业废水Qs按式（4-2）估算：
Q=mMKi（4-2）3600t
式中：m——单位产品废水量，L/t；
M——该产品的日产量，t;
Ki——总变化系数，根据工艺或经验决定；
t——工厂每日工作时数，h.
某些工业的污染物排放系数见表4—1。
2.非点污染源
又称面源，是指分散或均匀地通过岸线进入水体的废水和自然降水通过沟渠进入水体的废水。
（1）城市非点污染源负荷估计:不同区域径流系数见表4-2
（2）农田径流污染负荷估算
3.水体污染物
由点源和非源排入水体的主要污染物可分为：耗氧有机污染物、营养物、有机毒物、重金属、非金属无机毒物、病原微生物、酸碱污染物、石油类、热量和放射核素等。
三、水体自净
水体可以在其环境容量范围内，经过自身的物理、化学和生物作用，使受纳的污染物浓度不断降低，逐渐恢复原有的水质，这种过程叫水体自净。水体自净可以看作是污染物在水体中迁移、转化和衰减有过程。
1．迁移和转化作用包括：推流迁移、分散稀释、吸附沉降等方面。
污染物的好氧生化衰减过程见图4-2；
有机污染物的好氧生化降解
硝化作用
温度影响
脱氮作用
硫化物的反应
细菌衰减作用
重金属和有机毒物的衰减作用2．衰减变化包括：（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）
四、水体的耗氧与复氧过程
1.耗氧过程
水体中的溶解氧在以下过程中被消耗。
（1）
（2）
（3）
（4）碳化需氧量衰减耗氧含氮化合物硝化耗氧水生植物呼吸耗氧水体底泥耗氧
2.复氧过程：大气复氧、光和作用
五、水温变化过程
第二节河流和河口水质模型
从理论上说，污染物在水中的迁移、转化过程要用到三维水质模型预测描述。但实际应用的是一维和二维模型。一维模型常用于污染物浓度在断面上比较均匀分布的中小型河流水质预测；二维模型常用于污染物浓度在垂向比较均匀，而在纵向（X轴）和横向（Y轴）分布不均匀的大河。对于小型湖泊还可采用更简化的零维模型，即在该水体内污染物浓度时均匀分布的。
一、河流中污染物的混合和衰减模型
1.完全混合模型
一股废水排入河流后能与河水迅速完全混合，则混合后的污染物浓度（C）为：C=QpCpQhCh
QpQh(4-31)
式中：Qh——河流的流量，m3/s;
Ch——排污口上游河流中污染物浓度，mg/L;
Qp——排入河流的废水流量，m3/s;
Qp——废水中污染物浓度，mg/L。
例4-1
2.一维和多维模型
在河流的流量恶化其他水文条件不变得稳态条件下，可以采用一
维模型进行预测。根据物质平衡原理，一维模型可写作：
2Ex2x一ux一K=0（4-32）x
对于非持久性或可降解污染物，若给定x=0时，C=C0,式（4-32）
得解为：
C=C0exp[4KMux（1-2x）]（4-33）2Mxu
对于一般条件下的河流，推流形成的污染物迁移作用要比弥散作用大很多，在稳态条件下，弥散作用可以忽略，则有：
C=C0exp(-Kx)(4-34)u
式中：u——河流的平均流速，m/d或m/s;
Mx——废水与河水的纵向混合系数，m2/d或m2/s
K——污染物的衰减系数，1/d或1/s;
x——河水（从排放口）向下游流经的距离，m.例4-2：
3.污染物与河水完全混合所需距离
污染物从排放口排出后要与河水完全混合需一定的纵向距离，这段距离称为混合过程段，其长度为x。
0.1uxB2当采用河中心排放时：x=（4-35）Mx
0.4uxB2在岸边排放时：x=（4-36）Mx
二、BOD—DO耦合模型
S—P模型是关于BOD和DO的耦合模型，可以写作：dL=-K1L（4-37）dt
dD=K1L—K2D（4-38）dt
式中：L——河水中的BOD值，mg/L;
D——河水中的氧亏值，mg/L；
K1——河水中BOD衰减（耗氧）系数，1/d;
K2——河流复氧系数，1/d;
其解析式为：
L=L0eK1t（4-39）D=K1L0[eK1t-eK2t]+D0eK2t（4-40）K2K1
式中：L0——河流起始点的BOD值；
D0——河流起始点的氧亏值。
式（4-40）表示河流的氧亏变化规律。如果以河流的溶解氧来表示，则
DO=DOf-D=DOf-K1L0[eK1t-eK2t]--D0eK2t（4-41）K2K1
式中：DO——河流中的溶解氧浓度；
DOf——饱和溶解氧浓度。
式（4-41）称为S—P氧垂公式，根据式（4-41）绘制的溶解氧沿程变化曲线，又称氧垂曲线（见图4-3）。
在溶解氧浓度最低的点——临界点，河水的氧亏值最大，且变化速率为零，则dD=K1L—K2D=0（4-42）dt
Dc=K1L0eK1tc（4-43）K2
式中：Dc——临界点的氧亏值；
tc=D(KK1)K1ln2[1—02]（4-44）K1K2L0K1K1
三、污染物在河口中的混合和衰减模型
四、河口和河网水质模型
河口是入海河流受潮汐作用影响明显的河段。例如长江口为河口。
第三节湖泊（水库）水质数学模型
湖泊是天然形成的，水库是由于发电、蓄洪、航运、灌溉等目的拦河筑坝人工形成的，他们的水流状况类似。
一、完全混合模型
二、卡拉乌舍夫扩散模型
第四节水质模型的标定
一、混合系数估算
（1）一个流量恒定、无河湾的顺直河段，如果河宽很大，而水深相对较浅，其垂向、横向、和纵向混合系数Mz、My、Mx可按下式估算。
Mz=zHu*（4-64）
My=yHu*（4-65）
Mx=xHu*（4-66）
式中：H——平均水深，m;
u*——摩阻流速（剪切流速），m/s;
u*=gHI
I——水力坡度；
g——重力加速度。
一般河流度z在0.067左右。y=0.1~0.2。根据我国的一
些史册数据，可得y=(0.058H+0.0065B)/H,式中H、B为河流断面的
平均水深和水面宽度。对于河宽15~60米河流多数x=140~300。
（2）泰勒（Taylor）公式（可用于河流与河口）
My=(0.058H+0.0065B)gHIB/H≤100（4-67）
（3）艾尔德（Elder）公式（适用于河流）
Mx=5.93HgHI（4-68）
2.示踪试验
示踪物质有无机盐（NaCl、liCl）、荧光染料（如若丹明W）和放
射性同位素，示踪物质的选择应满足如下要求：测定简单、准确、经济，对环境无害。
3.经验数据
二、耗氧系数K1的估值
1.实验室测定值修正法
2.两点法
利用式（4-13）的关系，通过测定河流上、下游两断面的CBOD值求K1。
86400uCBOD,AK1=ln（4-72）xCBOD,B
式中：CBOD,A、ＣDOB
浓度；,B——河流上游断面Ａ和下游段面Ｂ处的BOD
三、耗氧系数K2的估值
四、多系数同时估算法
第五节开发行为对地表水影响的识别
建设项目和区域或流域开发行动在其建设期、运行期和服务期满都会有不同性质和程度的影响。
一、工业建设项目
１．建设期影响
２．运行期影响
石油冶炼工业、钢铁工业、铝和有色金属生产、化学工业、食品工业、制浆和造纸业。
二、水利工程
三、农业和畜牧业开发
四、矿业开发
五、城市污水处理厂和垃圾填埋场
第六节地表水环境影响预测和评价
一、工作程序、评价等级和评价标准
１．技术工作程序见图４－８
２．评价等级的划分
《环境影响评价技术导则——地表水环境》（ＨＪ／Ｔ２．３—９３），根据拟建项目排放的废水量、废水组分复杂程度、废水中污染物的迁移、转化和衰减变化特点以及受纳水体规模和类别，将地表水环境影响评价分为三级。
３．评价标准
（１）《地表水环境质量标准》（ＧＢ３８３８－２００２）（２）《工业企业设计卫生标准》（ＴＪ３６—７９）
（３）《污水综合排放标准》（ＧＢ８９７８—１９９６）
二、工程分析、环境调查和俄水质现状评价
１．工程分析和影响识别
（１）项目特征与地表水水量和水质的关系
（２）评价因子的筛选，一种评价评价因子对应一种水质参数或一种污染物，它反映拟建项目对水体的一种影响。
２．评价水域的污染源调查和评价
３．地表水水质监测调查
４．水质现状评价
水质现状评价常采用指数法。
（１）评价标准：地表水的评价标准采用ＧＨＺＢ１－１９９９或相应地方标准；
（２）水质参数的取值：实际工作中，取平均值与最大值的均方根作评价参数值，即Ｃ＝（C2maxC2
2）（４－７９）1
2
式中：Ｃ——某参数的评价浓度值；
C——某参数监测数据（共k个）的平均值；
Ｃmax——某参数监测数据集中的最大值。
（３）单项水质参数评价：采用标准型指数单元：Ｉij＝CijCsi（４－８０）
由于溶解氧和pH与其他水质参数的性质不同采用不同的指数单元。
①溶解氧的标准型指数单元：
ＩDO＝j|DOfDOj|DOfDOs，ＤＯj≥ＤＯs（４－８１）
，ＤＯj＜ＤＯs（４－８２）ＩDO＝１０－９jDOjDOs
式中：ＩDO——j点的溶解氧浓度标准型指数单元；j
ＤＯf——饱和溶解氧浓度，计算式为：ＤＯf＝
（大气压力为１０１kPa）
T——水温，0Ｃ；
ＤＯj——j点的溶解氧浓度；
ＤＯs——溶解氧的评价标准。
②pH的标准型指数单元：
ＩpH,j＝
ＩpH,j＝7.0pHj7.0pHsdpHj7.0pHsu7.046831.6T，ｐＨ≤７．０（４－８３），ｐＨ＞７．０；（４－８４）式中：ＩpH,j——j点的pH标准指数单元；
pHj——j点的pH监测值；
pHsd——评价标准中规定的pＨ值下限；
pHsu——评价标准中规定的pＨ值上限。
水质参数的标准型指数单元大于“１”，表明该水质超过了规定的水质标准，已经不能满足使用功能的要求。
（４）多项水质参数综合评价法
三、地表水环境影响预测
１．预测条件的确定
（１）预测范围：与已确定的评价范围相一致。
（２）预测点的确定：为了全面反映拟建项目对该范围内地表水环境影响，一般选取以下地点位预测点。
①已确定的敏感点；
②环境现状监测点，以利于进行对照；
③水文条件和水质突变处的上、下游，水源地，重要水工建筑物及水文站附近；
④在河流混合过程段选择几个代表性段面；
⑤排污口下游可能超标的点位附近。
（３）预测时期：地表水预测时期丰水期、平水期、和枯水期三个时期。
（４）预测阶段：一般分建设过程、生产运行和服务期满后三个阶段。
２．预测方法的选择
（１）定型分析法：有专业判断法和类比调查法两种。
（２）定量预测法：是指应用物理模型和数学模型预测。３．污染源和水体的简化
（1）污染源的简化：
①排放形式的简化：排放形式分点源和非点源两种，但以下情况可简化为均布的非点源：
A.无组织排放和均布排放源（如垃圾填埋场及农田）；
B.排放口很多且间距较近，最远两排污口间距小于预测河段或湖（库）岸边长度的1/5时。
②排入河流的两排放口距离较近，可简化为一个，其位置假设在两者之间，其排放量为两者之和。
③排入小型湖（库）的两排放口距离较近，可简化为一个，其位置假设在两者之间，其排放量为两者之和。
④当两个或多个排放口间距或面源范围小于沿方向差分网格的
步长时，可以简化为一个。
以上提到排放口远近的判别可按：两排污口距离小于或等于预测河段长度1/20为近；两排污口距离大于预测距离的1/5为远。
（2）地表水环境简化
①河流的简化：将河流简化为矩形平直河流，矩形弯曲河流和非矩形河流等三类。
②湖泊（水库）的简化：湖泊（水库）可分大湖（库）、小湖（库）和分层湖（库）三类，小湖（库）可采用沃兰伟德模型或卡拉乌舍夫模型。水深超过１５m，存在斜温层的湖（库）按分层湖（库）对待。
４．预测工作
（１）一般原则
（２）河流和湖（库）水质预测：应用本章第一、二节的各种模型。
第七节地表水环境影响的平价
水环境影响评价是在工程分析和影响预测基础上，以法规、标准为依据解释拟建项目引起水环境变化的重大性，同时辨识敏感对象对污染物排放的反应；对拟建项目的生产工艺、水污染防治与废水排放方案等提出意见；提出避免、消除和减少水体影响的措施和对策建议；最后提出评价结论。
1．评价重点和依据的基本资料
(1)各应结合建设、运行和服务期满三个阶段的不同情况对所有预测点和所有预测的水质参数进行环境影响重大性的评价，但应抓住重点。
如空间方面，水文要素和水质急剧变化处、水域功能改变处、取水口附近等应作为重点；水质方面，影响较大的水质参数应作为重点。
(2)进行评价的水质参数浓度应是其预测的浓度与基线浓度之和。
(3)了解水域的功能，包括现状功能和规划功能。
(4)评价建设项目的地面水环境影响所采用的水质标准应与环境现状评价相同。
(5)向已超标的水体排污时，应结合环境规划酌情处理或由环保部门事先规定排污要求。
2．判断影响重大性的方法
(1)规划中有几个建设项目在一定时期（如5年）内兴建并且向同一地表水环境排污的情况可以采用自净利用指数法进行单项评价。
式中：ρi,j，ρhi,j，ρsi—分别为j点污染物i的浓度，j点上游i的浓度和i的水质标准；λ—自净能力允许利用率。
溶解氧的自净利用指数为：
i,jhi,jPi,jsihi,jPDO,jDODODODOhjhjjsDOhj,DOj,DOs—分别为j点上游和j点的溶解氧式中：
值，以及溶解氧的标准。
自净能力允许利用率λ应根据当地水环境自净能力的大孝现在和将来的排污状况以及建设项目的重要性等因素决定，并应征得主管部门和有关单位同意。
当Pij≤1时说明污染物I在j点利用的自净能力没有超过允许的比例；否则说明超过允许利用的比例，这时的Pij值即为超过允许利用的倍数，表明影响是重大的。
(2)当水环境现状已经超标，可以采用指数单元法或综合指数法进行评价。
具体方法：将由拟建项目时预测数据计算得到的指数单元或综合评价指数值与现状值（基线值）求得的指数单元或综合指数值进行比较。根据比值大小，采用专家咨询法和征求公众与管理部门意见确定影响的重大性。
3．对拟建项目选址、生产工艺和废水排放方案的评价
生产工艺主要是通过工程分析发现问题，如有条件，应采用清洁生产审计进行评价。
4．消除和减轻负面影响的对策
(1)对环保措施的建议一般包括污染消减措施和环境管理措施两部分。
(2)常用消减措施
(3)提出拟建项目建设和投入运行后的环境监测的规划方案与管理措施。
5．提出评价结论
在环境影响识别、水环境影响预测和采取对策措施的基础上，得出拟建项目对地表水环境的影响是否能够承受的结论
1．环境目标：（1）保护环境的目标（一般由环境质量标准衡量和控制）；（2）控制污染的目标（由污染排放标准衡量和总量指标控制）。
2．评价工作的基本思路：（1）根据地面水环境影响评价技术导则和区域可持续发展的要求，明确包括水质要求和环境效益在内的环境质量目标；（2）根据国家排污控制标准（排放标准），分析和界定建设项目可能产生的特征污染物和污染源强（水质与水量指标）；（3）选择合理的水质模型，建立污染源与环境质量目标的关系，根据各种工况下不同的污染源强，进行水环境影响预测评价；（4）采取社会、环境、经济协调统一的分析方法，优化污染源控制方案，实现建设项目水污染源的“达标排放，总量控制”；（5）通过综合分析、评价，得出项目建设的环境可行性结论。
3．水环境质量标准与水污染源排放控制标准
水域
海域
一级排放标准
Ⅲ类
二类
二级排放标准
Ⅳ、Ⅴ类
三类
三级排放标准
排入设置二级污水处理厂的排水系统
进排水系统，但未设置二级污水处理厂的，按最终受纳水域的功能要求执行相应标准。Ⅰ、Ⅱ类水域、一类海域，禁止新建排污口，现有排污口按水体功能要求，实行总量控制。
4．水污染源的分类：按性质，分为持久性污染物、非持久性污染物、酸碱污染物、废热。
5．评价工作的主要任务：（1）明确工程项目性质；（2）划分评价工作等级；（3）地表水环境现状调查和评价；（4）建设项目工程（水污染源）分析；（5）建设项目的水环境影响预测与评价；（6）提出控制水污染的方案和保护水环境的措施。
6．等级划分判据确定的原则：（1）能反映项目所在地的水环境特征；（2）能体现项目水污染源的排放特征；（3）容易获取，形式简单。
7．具体判据（两类四条）：（1）项目水污染源排放特性：污水排放量、污水水质的复杂程度；（2）受纳水体水环境特征：受纳水体的规模（按水量定）、水环境质量要求。
a.复杂。污染物类型数≥3，或者只有两类污染物，但需预测其浓度的水质因子数目≥10；
b中等。污染物类型数=2，且需预测其浓度的水质因子数目＜10；或者只需预测一类污染物，但需预测其浓度的水质因子数目≥7；
c简单。污染物类型数=1，需预测浓度的水质因子数目＜7。
大河：≥150m3/s中河：15-150m3/s小河：＜15m3/s
8．等级划分的方法（原则）：污水量大、水质复杂，等级高；水域规模小，水质要求严，等级高。
9．水环境调查的对象（内容）：环境水文条件；水污染源和水环境质量。
调查方
法种类：搜集资料法；现场实测法；遥感遥测法。
10．调查范围：（1）应包括项目排污可能达标的范围，并考虑评价级别要求；（2）排污口下游一定范围内有敏感区时，调查范围应适当扩大至敏感区上界。
11．环境水文条件调查的主要特征参数：河宽、水深、流速、流量、坡度与弯曲系数。当弯曲系数＞1.3时，可视为弯曲河流，否则简化为平直河流。弯曲系数=断面间河段长度/断面间直线距离。
主要获取方法种类：（1）水文站资料收集利用法；（2）现场实测法；（3）判图法（判读地形图）。
12．水污染源调查的内容：（1）点源的排放；（2）排放数据；（3）用排水状况；（4）厂矿企业、事业单位的废、污水处理状况。
原则和方法：（1）以现有资料为主；（2）点源调查的繁简程度可根据评价等级及其与建设项目的关系而略有不同。
13．水质调查因子的类别：（1）常规水质参数；（2）特殊水质参数，根据项目特点、水域类别及评价等级选定；（3）当受纳水域的环境保护要求较高，且评价等级为一、二级，应考虑调查水生生物和底质。
14．监测数据处理的方法：（1）极值法；（2）均值法；(3)内梅罗法。
15．水质现状评价方法：单因子指数法。
16．混合过程段极限长度计算公式：分子参数：河流宽度(B)，排放口距岸边的距离(a)，河流断面平均流速(u)；分母参数：平均水深(H)、重力加速度(g)、河流宽度(B)、河流坡度(I)。
17．河流混合过程段划分：预测范围内的河段可以分为充分混合段，混合过程段和上游河段。充分混合段是指污染物浓度在断面上均匀分布的河段。当断面上任意一点的浓度与断面平均浓度之差小于平均浓度的5%时，可以认为达到均匀分布。混合过程段是排放口下游达到充分混合以前的河段。上游河段是指排放口上游的河段。
18．混合区定义：工程排污口至下游均匀混合断面之间的水域。
超标水域定义：在排放口下游制定一个限定区域，使污染物进行初始稀释，在此区域内可以超过水质标准，称为超标水域。三要素：位置、大孝形状。
19．水质预测的方法类别：（1）数学模式法：（2）物理模型法；（3）类比调查法；（4）专业判断法。
21．水质采样点位设置原则：采样断面设置：对照断面，控制断面，消解断面。采样点
设置：按河宽布设采样垂线，按垂线处水深布设采样点。
22．零维模型应用条件：（1）河流充分混合段；（2）持久性污染物；（3）河流为恒定流动；（4）废水连续稳定排放。
23．一维模型应用条件：（1）河流充分混合段；（2）非持久性污染物；（3）河流为恒定流动；（4）废水连续稳定排放。
24．常用二维水质模型：主要是污染带分布问题，常采用混合过程段长度和超标水域范围两项指标反应。应用于大、中河流，界定超标水域。
25．水质模型参数确定的方法：（1）实验室测定法；（2）上下断面两点法；（3）经验公式法；（4）物理模型率定法；（5）现状实测及示踪剂法
26．水环境容量：指水体在环境功能不受损害的前提下所能接纳的污染物的最大允许排放量。
27．常用的水污染源控制措施：（1）削减污染负荷：改革工艺；节约水资源和提高水的循环使用率。（2）进行污水处理；（3）选择替代方案。
28．水质达标分析：水污染源达标分析：排放的污染物浓度达到国家污染物排放标准，污染物总量满足地表水环境控制要求，生产工艺的先进性分析；水环境质量达标分析：分析清哪一类污染指标是影响水质的主要因素，进而找到引起水质变化的主要污染源和污染指标，判断评价水域的水质达标情况，一般性水质因子应80%达标，特殊因子100%达标。
29ISE(污染物排序指标)：ISE=CpQp/(Cs—Ch)Qh
污染物排放浓度*排放水量/（排放标准-上游污染物浓度）*河流流量
ISE越大说明建设项目对河流中该项水质参数的影响越大。
30污染物分类：第一类污染物，不分行业和污水排放方式，也不分受纳水体的功能类别，一律在车间处理设施排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到标准要求；第二类污染物，在排放单位排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到标准要求。
一、完全混合模型二、卡拉乌舍夫扩散模型
第四节水质模型的标定一、混合系数估算
M
EMBED
Equation.3
=
Hu*
My=yHuEMBEDEquation.3（4-65）
（4-66）
u*=gHII——水力坡度；g——重力加速度。
一般河流度z在0.067左右。y=0.1~0.2。根据我国的一些史册数据，可得y=(0.058H+0.0065B)/H,式中H、B为河流断面的平均水深和水面宽度。对于河宽15~60米河流多数x=140~300。
K1=
浓度；
二、水利工程,B86400uCBOD,Aln（4-72）xCBOD,B——河流上游断面Ａ和下游段面Ｂ处的BOD
④当两个或多个排放口间距或面源范围小于沿方向差分网格的步长时，可以简化为一个。
(4)评价建设项目的地面水环境影响所采用的水质标准应与环境