QE，CE QR,CR
点细分为n个河段，由公式计算
出第i 河段的水环境容量为：
C0
x，k
CS
图 河段一维问题示意图
QEi CEi … i-1 QRi CRi C0i
QEi+
1
QEi+
2
CEi+1
CEi+2 Ci+2 i+1 … Cs
一、计算步骤
5
计算分析：以控制节点的水质目标为约束条件，（采用试算法） 对选定的水质模型进行反解（即逐步调整功能区内各入河排污口 的入河通量，直到控制节点的水质预测浓度达标为止），即可计 算出该水域的水环境容量。当计算水域内有多个入河排污口时， 试算过程应从现状入河量开始，原则上各入河口按同样的缩放系 数逐步调整其入河排污量。
在同一连续区段中，所有混合区长度总和小于对应大江大
河岸线总长的8%。
混合区浓度计算
(a) 岸边排放混合区示意图 图
图 河流污染带计算坐标示意图
采用二维混合模式：
(b)
污染带的等浓度线结构及功能分区方法
图 某排污口COD浓度场分布示意图
岸边排放，其浓度场的等浓度线沿水流方向成细长半椭圆状
狭长河道：当河流宽度小于200m时，单向河流使用一维断
面平均衰减模型，感潮河段使用潮平均一维衰减模型，感 潮河网采用一维潮平均有限分段水质模型。
大江大河：当河流宽度大于200m时，单向河流选用二维垂
向平均衰减模型，感潮河段使用潮平均二维衰减模型。
西江、东江、北江等河流的流量较大，稀释扩散能力强，
结构。 横断面分区及控制方法：即以任何一个断面（x，0）点为控 制点时，其上游为相应水质标准的污染带混合区，下游为功 能区。
污染带的等浓度线结构及功能分区方法
纵向断面分区及控制方法：
图 某排污口COD浓度场分布示意图
如果由于某种需要规定在 B′的水质达到指定标准Cs， 根据污染带浓度变化规律 可以确定BB′区域是污染带 混合区，BB′以外的区域是 水功能控制区。
0.1~0.2
0.05~0.析
• 案例1：单一河道水功能区纳污能力计算 • 案例2：河流多个水功能区纳污能力计算 • 案例3：混合区纳污能力计算
三、案例分析 案例1：单一河道水功能区纳污能力计算
如只划分了一个河段，排污口与控制断面之间水域的纳 污能力：
假设某水功能区被（n-1）个节
图 河流一维模型概化示意图
对河段：
图 河流一维模型概化示意图
2、排污口概化 对有排污口的水功能区或河段，污水排放流量较大的排污 口作为独立的排污口处理；其他排污口，可进行适当简化： （1）若排污口距离较近，可把多个排污口简化成一个集中的 排污口。
上界
1 2 3 下界
1#
上界
x
下界
概化后的排污口位置为：
级别的监测断面、最有代表性的监测断面或者最能反映最大 取水量取水口水质的监测断面作为控制节点。
如果功能区没有常规性监测断面，可以选择功能区的下断面
或者重要的取水点作为控制节点。
对于高功能水域、重要水域以及距离较长的水域，根据需要，
一个功能区内应设置多个断面来控制功能区的水质，作为水
环境容量计算的约束条件。
只要水质标准和控制点确定之后，其混合区、功能区和等浓度 线即随之确定，应当指出所谓功能区和混合区是针对某一水质
标准相对而言的概念。
4、计算单元和控制节点(断面)
原则上以水功能区为基本单元； 由于容量计算模型中河道流量、流速等参数都是取常数，而
天然河流的中上述参数是沿程变化的；
如果河流的长度较大，当以控制断面达标为约束条件反算容
混合区的三要素 （1） 位置：重要的功能区均应加以保护，其范围内不允许 混合区存在。 （2） 大小：排污口所在水域形成的混合区不应影响邻近功 能区水质；河流混合区范围不允许超过1～2km2。 （3）形状：河流混合区一般为岸边窄长水域距下游控制断 面有足够的安全距离，且不超过河宽的1/3；河流混合 区长度不允许超过1200～1500m。 整个河段的封闭性混合区是不允许的
图 河流一维模型概化示意图
在节点处，要利用节点均匀混合模型进行节点前后的物
质守恒分析，确定节点后的河段流量和污染物浓度。
节点后的河段以节点平衡后的流量和污染物浓度为初始
条件，按照一级降解公式计算到下一个节点前的污染物 浓度。
图 河流一维模型概化示意图
考虑干流、支流、取水口、排污口均在同一节点的最复 杂情况，水量平衡方程为： Q干流混合后＝Q干流混合前＋Q支流＋Q排污口－Q取水口 污染物平衡方程为：
段，采取水文比拟等方法确定其水文条件。
一、计算步骤
3
水质控制节点的确定：根据水功能区划和水域内的水质敏感点位
置分析，确定水质控制断面的位置和控制标准。对于大江大河（ 和大型水库），则需根据水体的功能用途和环境管理的要求，确
定混合区的控制边界及水质保护目标。
4
确定水质模型及其计算参数：根据实际情况选择零维、一维或二 维水质模型，在进行各类数据资料的一致性分析的基础上，确定 模型所需的各项参数。
6
成果合理性分析：在水环境容量模型计算的基础上，结合上下游 关系、左右岸关系、水质评价和污染源调查结果、混合区范围等 因素，进行合理性分析。此外，应结合水功能区水质评价和污染 源调查分析，建立污染源与水质目标之间的输入响应关系，进行 参数的校核和反馈调整，核定控制单元内允许纳污量。
二、主要技术问题
有较大的支流汇入或河道发生分流，导致河段流量等参数发
生突变； 有较大的入河排放口汇入； 有重要的饮用水源吸水口； 计算单元长度不超过10km； 一个水功能区划分为多个计算单元时，各个计算单元的水质 目标均采用本功能区水质目标。
4、计算单元和控制节点(断面)
控制断面是指能反映水环境功能区水质，或反映污染源对水
• 1、河流简化与模型选取 • 2、排污口概化 • 3、混合区的确定
• 4、计算单元和控制节点(断面)
• 5、模型参数
二、主要技术问题
1、河流简化与模型选取
水质数学模型有零维模型、一维模型、二维模型等。
对每个水功能区，应根据其空间形态、水文、水质特征
选择合适的水环境容量计算模型。
二、主要技术问题
混合区定义
在排污口下游自排污口至功能区控制点或控制断面之间的，
使污染物得以进行初始混合与稀释后达到水域功能区水质 标准的区域称为混合区。
混合区是污染物自排放口至功能区控制断面达标的过渡区，
是允许超标的区域。
混合区越小，意味着控制越严格，混合区消失，意味着不
许排放或意味着排放口排出的水质与功能区的水质相等。
数约为BOD的60～70%。
表 广东省部分河流COD、氨氮降解系数 单位：1/d
项目名称 珠江三角洲水环境容量与水质规划 西江流域水质保护规划 韩江流域水质保护规划 东江流域水污染综合防治研究 北江流域水质保护规划 珠江流域水环境管理对策研究 广东省水资源保护规划要点 广州佛山跨市水污染综合整治方案 鉴江水质保护规划 练江流域水质保护规划 广东省地表水环境容量核定 技术报告 承担单位 华南环境科学研究所 华南环境科学研究所 华南环境科学研究所 华南环境科学研究所 华南环境科学研究所 华南环境科学研究所 广东省水利厅 中山大学 中山大学 广东省环境监测中心站 华南环境科学研 河流 究所 库湖 kc 0.08~0.45 0.1 0.15 0.1~0.4 0.08~0.1 0.07~0.6 0.18 0.2 0.2 0.3~0.55 kn 0.07~0.15 0.07 0.1 0.06~0.2 0.1~0.15 0.03~0.3 无 0.05~0.1 0.1 0.1~0.35
河流纳污能力计算案例分析
主要内容
一
二 三 计算步骤 主要技术问题
案例分析
一、计算步骤
• 1.水域概化 • 2.水文资料调查及设计水文条件的确定 • 3.水质控制节点的确定 • 4.确定水质模型及其计算参数 • 5.计算分析 • 6.成果合理性分析
一、计算步骤
1
水域概化：将天然水域（河流、水库）概化成计算水域，例天然 河道可概化成顺直河道，动态水流简化为稳态水流等。水域经适
量时，必然出现长距离的超标河段。
为了避免长距离的河段超标以及反映河流参数的沿程变化，
将河道参数沿程变化较大或空间距离较长的水功能区划分成 若干个计算单元。
4、计算单元和控制节点(断面) 计算单元是容量计算模型应用的单元对象，即以河段长 度和重要的取水口、排水口、河道条件变异区等重要敏感的 断面划分节点并确定计算单元。
根据西江、北江、东江流域水质保护规划的研究成果，混
合区的确定如下：
确定某入河排放口的混合区长度时，以不影响邻近功能区
（控制断面）和对岸水质达标为原则，并留有有足够的安 全距离，且不得超过河宽的1/3；
对工业排放口，混合区长度控制在500~1000m； 对城市污水处理厂排放口，混合区长度控制在3000m内；
当概化后，才能够利用数学模型来描述其水质变化规律。同时，
支流、排污口、取水口等影响水环境的因素也要进行相应概化， 若排污口距离较近，可把多个排污口简化成一个集中的排污口。
2
水文资料调查及设计水文条件的确定：收集研究水域水下地形、 水文站的水文资料（河宽、水深、流速、流量、坡度和弯曲系数
）等，明确每一个河段或水库的水文设计条件。对没有资料的河
x=(Q1C1x1+Q2C2x2+·· nCnxn)/(Q1C1+Q2C2+·· nCn) ·+Q · ·+Q ·
（2）距离较远并且排污量比较小的分散排污口，可概化为非 点源入河，仅影响水域水质本底值，不参与容量优化分配计算。