平面二維數學模型在地表水環評中的應用研究

摘要：在地表水環境影響預測和評價中，選擇正確的水質模型才能得到準確的預測結果。文章簡要描述了地表水環境影響預測水質模型及適用條件，并根據HJ2.3-2018的相關要求采用平面二維數學模型對某規劃環評項目進行了地表水環境進行了預測，意在說明如何選取合理的地表水環境預測模型和得到正確地表水環境影響預測結果。

關鍵詞：地表水環境影響評價;水質模型;規劃;環評;平面二維數學模型

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）10-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.10.094

Abstract：In the prediction and evaluation of surface water environmental impact，accurate prediction results can only be obtained by selecting the correct water quality model.This article briefly describes the surface water environment impact prediction water quality model and applicable conditions，and uses a planar two-dimensional mathematical model to predict the surface water environment of a planned environmental impact assessment project according to the relevant requirements of HJ2.3-2018.It is intended to explain how to select Reasonable prediction model of surface water environment and accurate prediction results of surface water environment impact.

Key words：Surface water environmental impact assessment;Water quality model;Planning;Environmental assessment;Planar two-dimensional mathematical model

隨著新環保法、“水十條”的實施、公眾環保意識的增強以及人民群眾對美好生活的向往，地表水環境污染防治工作日益受到關注，為此各地紛紛出臺水污染防治行動計劃并開展了大規模的污染水體綜合治理工作。因此，地表水環境影響預測模型作為地表水環境污染防治、項目環評和區域規劃的生態環境相關決策分析的有效工具也越來越受到重視。

1 常見地表水環境影響預測模型概述

地表水環境影響預測模型是描述污染物在水體中隨時間和空間遷移和轉化規律及影響因素相互關系的數學方程[1]，是地表水環境污染防治、項目環評和區域規劃的生態環境相關決策分析的有效工具[2]。根據HJ2.3-2018[3]，常見的河流數學模型適用條件見表1。

2 地表水環境影響預測模型的實例應用

2.1 河流概況

某控制線詳細規劃位于清遠市，該規劃區廢水擬經某污水廠處理達標后首先排入該污水廠廠區南側的排水渠，然后通過該排水渠排入正江，最終匯入北江。由于該排水渠水體規模較小，長度較短，因此，本文不考慮污水排入排水渠段稀釋自凈，主要考慮該污水處理廠尾水對正江和北江的水環境影響。根據相關資料，北江流域每年4～9月為豐水期，10～3月為枯水期。北江干流徑流年內分配不均勻，多年平均汛期（4～9月）徑流量占年徑流量的75%，其中5～6月占年徑流量的36.42%，10～3月占年徑流量的23.44%，11～1月為最枯，僅占年徑流量的8.93%。本文地表水環境影響預測評價范圍內正江江段寬度平均值在120m左右，北江江段寬度平均值在641.5m左右。枯水期正江水深在3m左右，水力坡降為1‰;流量為2.23m3/s。枯水期北江水深在8m左右，水力坡降為0.154‰;流量為237m3/s。

2.2 模型的選取

本文地表水環境影響預測評價范圍內正江和北江江段寬度均大于100m，寬深比均大于20，彎曲系數均小于1.3，因此，預測模式選擇HJ2.3-2018中的平面二維數學模型中的連續穩定排放模型，具體預測模式如下：

其中：C（x，y）-縱向距離x、橫向距離y點的污染物濃度，mg/L;Ch-河流上游污染物濃度，mg/L，根據監測結果，正江取10.33，北江取10;m-污染物排放速率，g/s，根據實際情況取2.64;h-斷面水深，m，正江取3，北江取8;Ey-污染物橫向擴散系數，m2/s，正江取0.1636，北江取0.4899;u-對應于x 軸的平均流速分量，m/s，正江取0.00619，北江取0.0482;x-笛卡爾坐標系X向的坐標，m，正江取500，北江取5000;y-笛卡爾坐標系Y 向的坐標，m，正江取120，北江取500;k-污染物綜合衰減系數，取0.1d-1。

2.3 預測時段

根據HJ2.3-2018預測時期的相關要求，選取枯水期作為預測時段。

2.4 預測結果

正江地表水預測結果見表2，北江地表水預測結果見表3。

2.5 預測結果分析

由上述預測結果可知，本規劃實施后COD預測因子的預測濃度在預測河流中的橫向和縱向濃度分布是不均勻的。預測濃度在污水處理廠尾水入河流處最高，污水處理廠尾水入河流處下游預測濃度隨著橫向和縱向距離的增加而逐漸降低。

3 結論

在寬淺河流中，污染因子的橫向和縱向濃度分布往往是不均勻的。由上述預測結果可知，采用平面二維數學模型可以較好地得到污染因子的橫向和縱向濃度分布分布情況，能夠清晰地劃出河流中的橫向和縱向污染帶，這對地表水環境污染防治、項目環評和區域規劃的生態環境相關決策分析等生態環境管理工作具有實際意義。因此，在實際的工作中，應結合項目實際情況和評價工作要求，合理選擇水質模型，對于寬潛河流，應優先使用平面二維數學模型進行地表水環境影響預測。

參考文獻

[1]廖招權，劉雷，蔡哲.水質數學模型的發展概況[J].江西化工，2005（1）：42-44.

[2]Susilowati Y，MengkoT.R.，Rais.J.Water quality modeling for environmental information system [C].The 2004 IEEEAsia_Pacific Conference on Circuit and system，2004，2：929-932.

[3]HJ2.3-2018，環境影響評價技術導則地表水環境[S].生態環境部，2018.

收稿日期：2020-08-02

作者簡介：韋明（1986-），男，漢族，碩士研究生，工程師，研究方向為環境影響評價和環境保護。