水环境保护与规划课程设计梦

华北水利水电大学课程设计课程名称：水环境保护与规划姓名：梦学号：2011班级：2011指导教师：李庆云2015年1月16日一、基本资料某市某建设项目位于A河流左岸，该河流主要供区域工业企业生产用水或区域娱乐用水。该河流在项目所在地区域长度65km，流域面积478km2，年平均流量5.2m3/s，枯水期流量2m3/s，枯水期流速5m/s，河流宽度15-25m。该建设项目下游12km处为项目所在地市水文站，水文站下游6km处有一条B河流汇入，该河流年平均流量2.4m3/s，枯水期流量1.0m3/s，河流宽度5-9m。B河流汇入口上游B河流右岸有一养殖场，B河流汇入口下游9km处A河流上有一省监控断面，省监控断面水质目标：COD50mg/L、氨氮5mg/L。该建设项目废水排放量35820m3/d，废水水质：COD178mg/L，BOD551mg/L，SS330mg/L，NH3-N25mg/L；养殖场废水排放量27580m3/d，废水水质COD267mg/L，BOD578mg/L，SS320mg/L，NH3-N35mg/L；A河流上游来水水质COD32mg/L，BOD58mg/L，SS120mg/L，NH3-N2mg/L；B河流上游来水水质COD27mg/L，BOD56mg/L，SS87mg/L，NH3-N1.5mg/L。二、设计任务1、列表判断说明该建设项目水环境影响评价工作等级，并给出评价因子。2、制定详细的水环境现状调查监测方案，包括监测时段、断面设置位置(列表)、监测因子、监测时间和频率等；根据导则要求确定现状调查范围；在图中标明监测断面位置。3、A、B河流常态流速下，采用完全混合模式计算A和B河流充分混合过程段各污染因子浓度，给出计算过程。4、建设项目运营后，针对COD、氨氮二个污染因子，分别采用一维稳态模式、完全混合模式预测省监控断面处水质，判断断面处水质是否满足控制目标要求，给出判断过程（注意：选择最不利时期进行判断，一维稳态模式系数k取1）。三、设计要求与成果提交1、设计报告层次清楚、语言通顺、用语规范，绘图正确、书写整洁。2、设计时间：2015年1月12日——1月16日。3、每人提交设计报告书一份，手写或打印均可。1月16日下午2：00前提交设计报告，由三位班长收齐、按学号排序后交予指导教师。四、参考资料1、附图：某建设项目排水路线图2、附件：《地表水环境质量标准》（3838-2002）《环境影响评价技术导则地表水环境》（HJ/T2.3-93）《水环境监测规范》SL219-98（2013）课程设计具体内容一、水环境影响评价（1）水环境影响评价工作等级根据《环境影响评价技术导则——地面水环境》（HJ/T2.3-93）的规定，地面水环境影响评价等级的划分主要根据建设项目的污水排放量、污水水质的复杂程度、各种受纳污水水域的规模以及对水质的要求来划分，分为3个级别。其中，一级评价最详细，二级次之，三级较简略，内陆水体的分级判据如下表：地面水环境影响评价分级判据（内陆水体）表2地面水环境影响评价分级判据一级二级三级地面水域规模（大小规模）地面水水质要求（水质类地面水域规模（大小规模）地面水水质要求（水质类地面水域规模（大小规模）地面水水质要求（水质类大Ⅰ~Ⅲ大Ⅳ、Ⅴ中、小Ⅰ~Ⅳ中、小Ⅴ大Ⅰ~Ⅲ大Ⅳ、Ⅴ中、小Ⅰ~Ⅳ中、小Ⅴ大Ⅰ、Ⅱ大Ⅲ~Ⅴ中、小Ⅰ~Ⅲ中、小Ⅳ、Ⅴ大Ⅰ~Ⅲ大Ⅳ、Ⅴ中、小Ⅰ~Ⅳ中、小Ⅴ大Ⅰ、Ⅱ大Ⅲ、Ⅳ大Ⅴ中、小Ⅰ、Ⅱ中、小Ⅲ~Ⅴ大Ⅰ~Ⅲ大Ⅳ、Ⅴ中、小Ⅰ中、小Ⅱ~Ⅳ中、小Ⅴ大、中Ⅰ、Ⅱ大、中Ⅲ、Ⅳ大、中Ⅴ小Ⅰ、Ⅱ小Ⅲ、Ⅳ小Ⅴ大、中Ⅰ~Ⅲ大、中Ⅳ、Ⅴ小Ⅰ小Ⅱ~Ⅳ小Ⅴ大、中Ⅰ、Ⅱ大、中Ⅲ~Ⅴ小Ⅰ~Ⅲ小Ⅳ、Ⅴ大、中Ⅰ~Ⅲ大、中Ⅳ、Ⅴ小Ⅰ小Ⅱ~Ⅳ小Ⅴ大、中Ⅰ、Ⅱ大、中Ⅲ~Ⅴ小Ⅰ~Ⅲ小Ⅳ、Ⅴ大、中Ⅰ~Ⅳ小Ⅰ小Ⅱ~Ⅴ大、中Ⅰ~Ⅳ小Ⅰ~Ⅴ大、中Ⅰ~Ⅳ小Ⅰ~Ⅴ简单中、小Ⅰ~Ⅳ建设项目污水排放量m3/d建设项目污水水质的复杂程度≥20000复杂中等简单复杂中等简单10000,≥5000复杂中等简单20000,≥100001000,≥200复杂中等复杂中等简单5000,≥1000由已知条件得，该建设项目污水排放量为35820m3/d≥20000m3/d,结合上述表中的规定，摘录如下表作为分级依据：1）建设项目污水水质的复杂程度判别由《环境影响评价技术导则——地面水环境》（HJ/T2.3-93）中的相关规定,结合该建设项目产生污染物有COD、BOD5、SS、NH3-N四类均为非持久性污染物，污染物类型只有一种、水质参数数目为47，故判断该建设项目污水水质的复杂程度为简单。2)地面水域规模判定由导则相关规定得出以下表作为地面水域规模判定依据地面水域规模排污口处多年平均流量大河≥150m3/s中河15-150m3/s小河15m3/s该建设项目年平均流量为5.2m3/s15m3/s,由此判定为小河。3)水质类型该项目的水质类别的判定可由GB3838来判定，该项目所处河流主要用于区域工业企业生产用水或区域娱乐用水，可判定水质地面水域规模地面水水质要求地面水域规模地面水水质要求地面水域规模地面水水质要求（大小规模）（水质类别）（大小规模）（水质类别）（大小规模）（水质类别）大Ⅰ-Ⅲ大Ⅳ、Ⅴ中、小Ⅰ-Ⅳ中、小Ⅴ大Ⅰ-Ⅲ大Ⅳ、Ⅴ中、小Ⅰ-Ⅳ中、小Ⅴ大Ⅰ、Ⅱ大Ⅲ-Ⅴ中、小Ⅰ-Ⅲ中、小Ⅳ-Ⅴ复杂中等简单≥20,000地面水环境影响评价分级判据建设项目污水排放量m3/d建设项目污水水质的复杂程序一级二级三级类型为Ⅳ类水。4)结论由以上判定为二级，评价表格如下表：评价等级判定表序号判定条件本项目指标等级确定1监测时段枯水期二级2污水排放量35820m3/d3污水复杂程度简单4地面水域规模小河5地面水质类别Ⅳ（2）评价因子：COD、BOD5、SS、NH3-N四类。二、水环境现状调查（1）水环境现状监测方案1）监测时段的确定由《环境影响评价技术导则》查河流环境影响评价工作为二级时的调查时期的描述为：条件许可，可调查一个水文年的的丰水期、平水期和枯水期；一般情况，可只调查平水期和枯水期；若评价时间不够可只调查枯水期。在此处选取枯水期为调查期。2）取样断面的布设位置及监测因子根据布设原则推荐的调查范围两端应布设取样断面，水文特征突然变化出，水质急剧变化处水文站附近布设取样断面，在拟建排污口上游500m设置一个取样断面。所有断面布设位置如下表所示：断面编号断面位置所在水体监测因子1#在建设项目排污口上游500m处A河流COD，BOD，SS，NH3-N2#市水文站附近A河流COD，BOD，SS，NH3-N3#养殖场排污口下游500m处B河流COD，BOD，SS，NH3-N4#A、B河交汇处下游500mA河流COD，BOD，SS，NH3-N5#省控断面A河流COD，BOD，SS，NH3-N3）监测时间和频率在小河流二级水环境影响评价中每期应检查一次，每次调查三天，并且至少一天对所有已选定的水质参数取样分析。(2)水环境现状调查范围的确定根据水环境影响评价导则，查不同污水排放量河流现状点差范围参考表，摘录如下表格：环境现状的调查范围，应能包括建设项目对周围地面水环境影响较显著的地区。在此区域内进行的调查，能全面说明与地面水环境相联系的环境基本状况，并能充分满足环境影响预测的要求。由该项目污水排放量为35820m3/d，根据上表，经计算得：S=（40-25）/（50000-20000）*（35820-20000）+25=32.91km（3）监测断面位置的标注见附图河流规模调查范围km污水排放量m3/d大河中河小河50000---2000010---2015---3025---40三、A和B河流充分混合过程段各污染因子浓度的推求此处计算主要根据完全混合公式：hphhppQQQCQCC其中，Cp：污染物的排放浓度(mg/L)Ch:上游来水污染物的浓度(mg/L)Qp：污染物的排放流量(m3/s)Qh:上游来水流量(m3/s)C：完全混合后的水质浓度(mg/L)由于A,B河流处于常态流速，所以在此处取A,B河流的平均流量QA=5.2m3/s,QB=2.4m3/s,建设项量目的流：Q建=35820m3/d=35820/(24*60*60)m3/S=0.415m3/S,养殖场的流量：Q养=27580m3/d=27580/(24*60*60)m3/S=0.32m3/S,各污染物浓度计算过程如下：对于A河流：)/()(CCODhphhppQQQcQc=(178*0.415+32*5.2)/(0.415+5.2)=42.79mg/L)/()(C5BODhphhppQQQcQc=(51*0.415+8*5.2)/(0.415+5.2)=11.18mg/L)/()(CSShphhppQQQcQc=(330*0.415+120*5.2)/(0.415+5.2)=135.52mg/L)/()(CN-NH3hphhppQQQcQc=(25*0.415+2*5.2)/(0.415+5.2)=3.70mg/L对于B河流：)/()(CCODhphhppQQQcQc=(267*0.32+27*2.4)/(0.32+2.4)=55.24mg/L)/()(C5BODhphhppQQQcQc=(78*0.32+6*2.4)/(0.32+2.4)=14.47mg/L)/()(CSShphhppQQQcQc=(320*0.32+87*2.4)/(0.32+2.4)=114.41mg/L)/()(CN-NH3hphhppQQQcQc=(35*0.32+1.5*2.4)/(0.32+2.4)=5.44mg/L结果如下表：各污染物浓度结果汇总表COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)A河42.7911.18135.523.70B小河55.2414.47114.415.44四、水质判别（1）一流稳态模式计算COD浓度根据判断时期的选取原则：为了增加工程的安全保证等级，应选取对洪水最不利的的枯水期。相应的流速应取5m/s，计算所用流量均应采取枯水期流量。一维稳态模式方程：C=C0*exp[-kx/(86400u)]由报告书中得知，k取1，x=9Km,u=5m/s;相应的C0取A,B交汇处的污染物浓度，C0的计算采用完全混合模式，即C0=(CAQA+CBQB)/(QA+QB)，其中QA=Q枯+Q建=2+0.415=2.415m3/SQB=Q枯+Q养=1+0.32=1.32m3/SCA=(CpQp+ChQh)/(QP+Qh)=(178*0.415+32*2)/(0.415+2)=57.09mg/LCB=(CpQp+ChQh)/(QP+Qh)=(267*0.32+27*1)/(0.32+1)=85.18mg/L则C0=(57.09*2.415+85.18*1.32)/(2.415+1.32)=67.00mg/L故CCOD=C0*exp[-kx/(86400u)]=67*exp[-9000/(86400*5)]=65.6mg/，结论：得出的COD浓度大于报告书中的省控断面的水质目标50mg/L,故不满足要求。（2）完全混合模型计算NH3-N:相应的公式如下：CNH3-N=(CAQA+CBQB)/(QA+QB),其中QA,QB采用（1）中的结果即可，CA=(CpQp+ChQh)/(QP+Qh)=(25*0.415+2*2)/(0.415+2)=5.95mg/LCB=(CpQp+ChQh)/(QP+Qh)=(35*0.32+1.5*1)/(0.32+1)=9.62mg/L则CNH3-N=(CAQA+CBQB)/(QA+QB)=（5.95*2.415+9.62*1.32）/(2.415+1.32)=7.25mg/L故得出的NH3-N浓度大于报告书中的省控断面的水质目标5mg/L,不满足要求。