合作用的产氧率;(7)含氧量、BOD、温度、污流量的日变化等等。 2.2 对扩散能力和污染带的影晌研究 在环评阶段,对扩散能力和污染带的研究,是基于迁移扩散方程。假定水流为二维均匀流,断面水深 和流速变化不大,污水排放为时间连续源,采用岸边排放,在水深方向均匀混合得到二维扩散方式: C(x,z)=2m/uhAπEzx/uExp[-uz2/4EzxKx/u] 式中:C(x,z)为坐标x,z处的污物浓度;m=c0q0/h,单位水深污水排放率。其中C0为污水浓度,q0为污水 量,h为污染带平均水深;Ez为横向扩散系数;u为平均流速;K为污染物降解率;x为离排污口的纵向距 离;z为离排污口的横向距离。 这项研究分别是四川省环境保护科学监测所“七五”攻关和长江水资源保护科学研究所等单位的成果,其中后者未考虑污染物降解这一项[2]。 由于研究单位所站角度不同,两家单位的结论有差异。四川省环科所的结论认为:水库蓄水后,随着流速降低。岸边污染带加宽,污染物浓度相应增加,该水域可资利用的水环境容量相应降低。若维持建坝前控制点的污染物浓度水平,约需削减20%,以补偿损失的水环境容量。长江水资源保护科研所的结论认为:主要排污口只要按国家规定达标排放,建库后尽管扩散能力下降,但控制点不会因此而发生水质超标。 研究中存在的共同问题有: (1)数学模型过于简化,特别是忽略了断面上水深和流速的不均匀性。对天然河流至少应采用无量纲累 积流量坐标来反映断面上水深和流速的不规则变化。 (2)扩散能力不仅反映在流速上,也反映在扩散系数上。因此,应进行试验研究确定扩散系数。根据《长江三峡水利枢纽环境影响报告》中四川省环科所(P5-29)提供的建坝前后寸滩、长寿、涪陵清溪、万县沦口等处的平均流速、平均水深、水面坡降和横向扩散系数,反算出相应的无量纲横向扩散系数az(=E0/hu*,u*为摩阻流速):建坝前,az=0.3~0.5;建坝后az=0.15。这些值特别是建坝后的az似嫌所取偏小,只有在顺直均匀明渠中,az=0.1~0.2(中值0.15)。天然河流中的az很少小于0.4。实际应用中,H.B.Fischer建议取az=0.6(1+-0.5)[3]。 (3)应考虑水深增加对扩散能力的影响。水深增加。有利于稀释扩散。 (4)建坝后主流平均流速减小,污染源排放速度和主流速的比值可能增大,从而使建库后污染带向江 心摆动。 关于污染带,不同的学者从各自的研究角度出发提出过不同的定义,黄时达等在研究三峡库区污染带 时提出的定义为[4]:在排污口附近及下游,水中污染物浓度高于该水体环境功能类别标准的区域。并且提出了污染带评价指数Pi和评价方法。 Csi式中,Pi为控制点(排污口下游1000m),离排污岸10m处的的i污染物浓度;Csi为水体环境功能类别 的i污染物水质标准。 根据Pi的大小,把排污口的水体污染分成四个等级。即Pi<1允许;Pi=1~3。污染;Pi=3~5,重污 染;Pi>5严重污染。对于具有多种污染的污染带,采用综合评价指数,方法类似。 在初步设计阶段,长江水资源保护科研所就三峡建库对水质的影响特别是岸边污染带问题进行了复核(采用排污口下游1000m岸边水质浓度为控制点)。在二维扩散公式基础上,为反映天然河道各横断面上h、u的变化,采用了无量纲累积流量坐标进行有限差分计算,深化了环评阶段的研究。但有关的模型参数特别是横向扩散系数没有通过试验确定,而是采用经验估算[5]。周晶莹等人(1985)在长江南京段1km微弯河段进行横向扩散试验,利用张书农(1983)提出的计算横向扩散系数的修正方法。得到az=05[6]。幸治国等人(1992)在嘉陵江2km长的顺直河段进行横向扩散试验,得到az=0.63[7]。长江水资源保护科研所在长江武汉段(黄蒲路、汉阳纸厂、青山港)进行的扩散试验结果为:az=0.5~1.05[7]。 横向扩散系数a2是由于简化计算而带来的。现数学模型的发展已不需要作这样的简化。国内外的成果表明:横向扩散系数az与河流地形、弯曲形态、糙率、流态、水深等有关,与河宽或宽深比是否有关尚有争议,与河宽或宽深比有关的结论主要得到室内模型试验成果的支持。横向扩散系数随着河流江段的变化,随水深变化。因此,采用简化的二维扩散公式计算不同江段、建库前后的污染带时az的取值就比较困难了。应该指出,象长江、嘉陵江这样的河流,污染带的发展十分有限,岸边排放不会越过中泓,更不会占据全河宽,只与局部范围内的流带有关。因此,横向扩散系数az应与河宽无关,这是长江这样的大江大河的特点。 2.3 泥沙对水质的影响研究 这是一个污染物的迁移变化和泥沙运动力学相结合的问题,对研究库区水环境容量具有重要意义。 在天然状态下,坝址处的平均年输沙量为5.3亿t(悬移质泥沙),沙质推移质704万t,卵石推移质为75.7万t(葛洲坝建库前)。 现有的研究表明,污染物质特别是象重金属等都吸附在泥沙上,随泥沙颗粒迁移转化。泥沙颗粒径的大小,对吸附式的解吸的影响差别很大。 目前的研究主要是考虑泥沙沉积的影响,利用一元箱式模型计算稳态时的重金属总浓度和可溶态深度(受分配系数的影响)。计算分析表明[2]:三峡建坝后,按175m方案。泥沙淤积使水库重金属 上一页 [1] [2] [3] [4] 下一页
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