环境系统分析PPT第6讲.ppt

2005-8-3 环 境 系 统 分 析 第 6 讲 主讲: 李明俊 教授 2006.5.8 （3）大气复氧 其中：D——氧亏，D=Cs－C C——河流中溶解氧浓度 Cs——河流中饱和溶解氧浓度 Ka——大气复氧速度常数（与流态和温 度有关） θ r通常取为1.024 Ka,20—200C条件下的大气复氧速度常数。 在河口，由于含盐量的影响 ， Cs=14. 6244－0.367134T+0.00449T2－0.0966S +0.00205ST+0.0002739S2 其中：S为水中含盐量（ppt） 河流中，大气复氧速度常数还可由下式估算 其中：Ux——河流平均流速（m/s） H——河流平均水深（m） c、 n 、m为参数，许多学者对此提出实验数据， 如Owens等（1964），c=5.336 ，n=0.67，m=1.85 Bennetl＆Rathbun(1972), c=5.369，n=0.674，m=1.865 也可由参数估值方法对实际河流得出。 （4）光合作用（水生植物的） 河流溶解氧的另一个重要来源 产氧速率： Pt=Pm·sin(t/T·π) 0≤t≤T 其中：T——光照时间 Pm ---- 一天中最大的光合作用产氧速度（0~30mg/l) （5）藻类的呼吸作用 消耗河水中的溶解氧，其耗氧速度通常看作常数，一般R的值在0~5mg/ld之间。 平均产氧速度P和耗氧速度R可用黑白瓶试验。求得： 对于白瓶： 其中：C0——试验初始时水样的溶解氧浓度。 C1、C2——试验终了时白瓶中的水样和黑瓶中的水样溶解氧浓度。 Kc——试验温度下的BOD降解速度常数（d-1） t——试验延续时间（h） Lo——试验开始时的河水BOD值。 联立求解即可得P和R值。 （6）底栖动物和沉淀物的耗氧。 目前其机理尚未完全阐明。 2、单一河段水质模型 即只有一个排放口的河段，排放口置于河段的起点（基本模型用于某污染物的迁移转化分析）。上游河段的水质视为河流水质的本底值。 （1）S-P模型 （1925，第一个） 描述一维稳态河流中的BOD-DO的变化规律。 基本假设： ①BOD衰减和溶解氧的复氧均为一级反应，且反应速率为定常。 ②仅考虑由BOD衰减引起的耗氧和大气复氧而来的水中溶解氧。 具体模型为： 其中：L—河水中的BOD值，D—河水氧亏值 Kd——BOD衰减（耗氧）速度常数 Ka—河流复氧速度常数，t—河水的流行时间 其解析解为： Lo——河流起始点的BOD值 Do——河流起始点的氧亏值 河流的溶解氧为： （氧垂公式 ） 溶解氧浓度最低的点（亦即氧亏值最大的点）称为临界点（此点变化速度为0）用Dc表示 由起始点到达临界点的流行时间tc即临界氧亏发生时间tc可由下式计算： tc= 1/（Ka－Kd）ln {Ka/ Kd[1-Do(Ka－Kd)/ (Lo Kd)]} S-P模型广泛用于河流水质模拟预测中，也用于计算允许最大排污量。 （2）S-P模型的修正型 a．托马斯模型 在S-P模型基础上,引进了沉淀作用对BOD去除的影响，其速度常数为Ks，其解为： b．康布模型 在托马斯模型的基础上再考虑底泥耗氧速度B和河流中光合作用的产氧速度P。 其解为： c．欧康奈尔模型 也在托马斯模型基础上引进含氮有机物的衰减速度常数KN 式中 Lc——含碳有机物的BOD值 LN——含氮有机物的BOD值。 1克氨氮的需氧量为4.57克。 在边界条件为： X=0处， Lc=Lco , LN=LNO , D=DO 则得解为： S-P模型应用举例： 某河段流量Q=2160000m3/d ，流速46km/d,水温13.60c，kd=0.77 1/d，ka=1.82 1/d ，起始断面有一排污口，废水量为10m3/d，废水中BOD5为500mg/l，溶氧为0mg/l，其上游河水BOD5为0mg/l，溶解氧为8.95mg/l，求排污口下游6km处污水的BOD5和D值。 解