平面二维数学模型在地表水环评中的应用研究

摘要：在地表水环境影响预测和评价中，选择正确的水质模型才能得到准确的预测结果。文章简要描述了地表水环境影响预测水质模型及适用条件，并根据HJ2.3-2018的相关要求采用平面二维数学模型对某规划环评项目进行了地表水环境进行了预测，意在说明如何选取合理的地表水环境预测模型和得到正确地表水环境影响预测结果。

关键词：地表水环境影响评价;水质模型;规划;环评;平面二维数学模型

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：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

随着新环保法、“水十条”的实施、公众环保意识的增强以及人民群众对美好生活的向往，地表水环境污染防治工作日益受到关注，为此各地纷纷出台水污染防治行动计划并开展了大规模的污染水体综合治理工作。因此，地表水环境影响预测模型作为地表水环境污染防治、项目环评和区域规划的生态环境相关决策分析的有效工具也越来越受到重视。

1 常见地表水环境影响预测模型概述

地表水环境影响预测模型是描述污染物在水体中随时间和空间迁移和转化规律及影响因素相互关系的数学方程[1]，是地表水环境污染防治、项目环评和区域规划的生态环境相关决策分析的有效工具[2]。根据HJ2.3-2018[3]，常见的河流数学模型适用条件见表1。

2 地表水环境影响预测模型的实例应用

2.1 河流概况

某控制线详细规划位于清远市，该规划区废水拟经某污水厂处理达标后首先排入该污水厂厂区南侧的排水渠，然后通过该排水渠排入正江，最终汇入北江。由于该排水渠水体规模较小，长度较短，因此，本文不考虑污水排入排水渠段稀释自净，主要考虑该污水处理厂尾水对正江和北江的水环境影响。根据相关资料，北江流域每年4～9月为丰水期，10～3月为枯水期。北江干流径流年内分配不均匀，多年平均汛期（4～9月）径流量占年径流量的75%，其中5～6月占年径流量的36.42%，10～3月占年径流量的23.44%，11～1月为最枯，仅占年径流量的8.93%。本文地表水环境影响预测评价范围内正江江段宽度平均值在120m左右，北江江段宽度平均值在641.5m左右。枯水期正江水深在3m左右，水力坡降为1‰;流量为2.23m3/s。枯水期北江水深在8m左右，水力坡降为0.154‰;流量为237m3/s。

2.2 模型的选取

本文地表水环境影响预测评价范围内正江和北江江段宽度均大于100m，宽深比均大于20，弯曲系数均小于1.3，因此，预测模式选择HJ2.3-2018中的平面二维数学模型中的连续稳定排放模型，具体预测模式如下：

其中：C（x，y）-纵向距离x、横向距离y点的污染物浓度，mg/L;Ch-河流上游污染物浓度，mg/L，根据监测结果，正江取10.33，北江取10;m-污染物排放速率，g/s，根据实际情况取2.64;h-断面水深，m，正江取3，北江取8;Ey-污染物横向扩散系数，m2/s，正江取0.1636，北江取0.4899;u-对应于x 轴的平均流速分量，m/s，正江取0.00619，北江取0.0482;x-笛卡尔坐标系X向的坐标，m，正江取500，北江取5000;y-笛卡尔坐标系Y 向的坐标，m，正江取120，北江取500;k-污染物综合衰减系数，取0.1d-1。

2.3 预测时段

根据HJ2.3-2018预测时期的相关要求，选取枯水期作为预测时段。

2.4 预测结果

正江地表水预测结果见表2，北江地表水预测结果见表3。

2.5 预测结果分析

由上述预测结果可知，本规划实施后COD预测因子的预测浓度在预测河流中的横向和纵向浓度分布是不均匀的。预测浓度在污水处理厂尾水入河流处最高，污水处理厂尾水入河流处下游预测浓度随着横向和纵向距离的增加而逐渐降低。

3 结论

在宽浅河流中，污染因子的横向和纵向浓度分布往往是不均匀的。由上述预测结果可知，采用平面二维数学模型可以较好地得到污染因子的横向和纵向浓度分布分布情况，能够清晰地划出河流中的横向和纵向污染带，这对地表水环境污染防治、项目环评和区域规划的生态环境相关决策分析等生态环境管理工作具有实际意义。因此，在实际的工作中，应结合项目实际情况和评价工作要求，合理选择水质模型，对于宽潜河流，应优先使用平面二维数学模型进行地表水环境影响预测。

参考文献

[1]廖招权，刘雷，蔡哲.水质数学模型的发展概况[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，環境影响评价技术导则地表水环境[S].生态环境部，2018.

收稿日期：2020-08-02

作者简介：韦明（1986-），男，汉族，硕士研究生，工程师，研究方向为环境影响评价和环境保护。