河流水质论文范文

河流水质论文范文（精选9篇）

河流水质论文 第1篇

水资源是 人类生产 生活的重 要资源 。 目前 , 生态环境 破坏严重 , 水体污染 严重 , 水资源的 保护和水 污染的治 理成为现 代社会最 关注的问 题之一 。 目前全国 多数城市 地表水受 到一定程 度的点状 或面状污 染 ,且有逐年 加重的趋 势 。 日趋严重 的水污染 不仅降低 了水体的 使用功能 , 进一步加 剧了水资 源短缺的 矛盾 , 还对我国 正在实施 的可持续 发展战略 带来严重 影响[1,2,3]。 另外 ,随着河流 水质的不 断恶化 , 严重制约 了农业经 济的发展 , 影响了粮 食和其他 农作物的 产量和质 量[4]。 因此 , 环保部门 实时、有效和方便地对河流 水质进行监测就显得十 分必要。

本文设计 并制作了 基于单片 机和无线 传输技术 的河流水 质实时监 测系统 。 该系统以MSP430F149低功耗单 片机[5,6]为核心 ,通过24位模 - 数转换芯 片AD7793对双极性p H传感器和 温度传感 器信号进 行采集 , 由单片机 控制无线 模块发送 实时监测 所得并进 行温度补 偿后的p H值 。 所设计系 统 、 装置便于 实现对河 流水质的 监测 ,并采用太 阳能电池 供电 。 与传统的 人工检测 方法相比 ,本系统具 有检测数 据精度高 、传感器可 灵活更换 、节能 、实时监测 和无线通 信等特点 。

1 系统 结构

河流水质 监测系统 的结构框 图如图1所示 , 包括以下 几个部分 :(1)传感器模 块 。 由p H传感器和 温度传感 器将河水 的p H值和水温 值转换为 电信号 。 (2)调理电路 模块 。 调理电路 将电信号 处理为单 片机所能 接收的电 压信号 ,并送至A/D转换电路 。 (3)A/D模块 。 A/D转换电路 利用24位 Σ-Δ 模数转换 器将模拟 电压信号 高精度地 转换为数 字电压量 , 并送至单 片机处理 。 (4) 控制模块 。 单片机根 据当前温 度值对所 测p H值进行温 度补偿和 软件校准 ,最终得到 准确的p H值 ,并将此p H值通过无 线模块发 送至上位 机 。 (6)其他功能 模块 。 报警模块 根据按键 输入p H报警阈值 ,判断当前p H值 , 若超过此 阈值 , 则启动报 警模块 ; 太阳能供 电模块带 有电池监 测功能 , 可以实时 监测太阳 能电池的 剩余电量 , 若剩余电 量过少 ,则自动进 入节能工 作模式 ; 显示模块 由LCD显示当前 温度和p H值 、报警阈值 、当前日期 和时间等 信息 。

2 系统 硬件设计

2 . 1 传 感 器

2 . 1 . 1 p H 传 感 器

E - 201 - C型p H传感器测 液部分为 玻璃复合 电极 , 在测量溶 液的酸碱 度时 ,当被测溶 液的氢离 子浓度发 生变化 ,玻璃电极 与参比电 极之间的 电动势也 随之发生 变化 。 通过调配 不同酸碱 度的溶液 ,室温 (25 ℃)条件下用 某型p H计通过实 验测量发 现电极电 压与p H值近似成 线性关系 , 并根据能 斯特方程[7], 利用MATLAB将所测样 本点拟合 成一次线 性函数 。

MATLAB将26个实测的 样本点与 拟合的函 数多项式 关系图如 图2所示 。 由图2可知 ,传感器所 输出的电 信号与所 测溶液的p H值近似成 线性关系 。 由MATLAB将26个样本点 进行拟合 得到的一 次线性函 数为 :

后级调理 电路将传 感器电量 放大2倍并加上1.2 V的偏置后 ,得到V-p H关系式为 :

2 . 1 . 2 温 度 传 感 器

两线PT100铂电阻温 度传感器[8]是一种以 白金 (Pt) 制作成的 电阻式温 度传感器,属于正电 阻系数,其电阻和 温度变化 的关系式R=Ro( 1 + αT ) , 理论上 α = 0 . 003 92 , Ro为100 Ω(在0 ℃的电阻值),T为摄氏温 度 。 经测量的 电阻实测值 与理论值 存在略微 偏移 ,故根据实 验校准修 正的关系 式为 :

2 . 2 p H 调 理 电 路

由于E-201-C型p H传感器的输出电量为-400 m V~ 400 m V范围内的 双极性电 压信号 , 需要进行 放大和偏 置调理 。 调理电路 如图3所示 , 电路将p H传感器的 输出电压 放大2倍 ,并通过1.2 V基准电压 芯片LM385加上1.2 V的偏置 。 由此可将 -400 m V~400 m V的电压范 围变换成0.4 V~2.0 V的电压范 围 。

2 . 3 模 数 转 换 器

本设计采 用ADI公司的24位三通道 Σ-Δ 型模 - 数转换芯片AD7793, 实现对传感器模拟信号的高精度A/D转换 。 AD7793内置可编 程激励电 流源和仪 表放大器 ,将激励电 流源配置 成1 m A输出并与pt100串联 , 取得的电 压信号再 经过片内 仪表放大 器获得16倍增益 , 最终获得1.6 V附近的电 压值 。 A/D转换模块 如图4所示 , AD7793采用外部2 . 5 V基准参考 电压 , 将调理电 路送来的p H值模拟量 和水温值 模拟量进 行数字转 换 , 并通过三 线SPI接口将转 换后的数 字量送至 单片机进 行处理 。

2 . 4 无 线 通 信 模 块

n RF905单片无线 收发器[9]工作在433 / 868 / 915 MHz的ISM频段 , 由一个完 全集成的 频率调制 器 、 一个带解 调器的接 收器 、 一个功率 放大器 、 一个晶体 振荡器和 一个调节 器组成 。 通过单片 机IO口模拟SPI通信协议 来配置n RF905的片内寄 存器 , 实现对无 线模块的 收发控制 。 当系统监 测到的p H值发生变 化时 , 单片机调 用n RF905发送最新 的监测数 据 。

2 . 5 按 键 、 电 池 监 测 和 蜂 鸣 器 电 路

系统的p H报警阈值 和电池电 压报警阈 值通过按 键电路设 置 , 通过中断 方式与单 片机连接 。 当监测的p H值超过了 阈值 , 系统即触 发中断进 入中断服 务程序 ,蜂鸣报警 。 蜂鸣器电 路如图5所示 。

电池电压 监测电路 如图6所示 。 VCC为电池电 压 , 经电阻分 压输入电 压跟随器 再输入单 片机内部A/D转换器 。 当电池电 量减少 ,电压VCC下降到设 定的电压 阈值时 , 触发单片 机内部中 断 , 工作模式 自动从实 时工作模 式切换至 定时断续 测量的低 功耗工作 模式 。

2 . 6 时 钟 、 LCD 、 EEPROM 电 路

时钟芯片 为低功耗 时钟芯片DS1302, 可以对年 、 月 、 日 、周 、时 、分 、秒进行计 时 ,且具有闰 年补偿功 能 。

LCD为低功耗 工业字符 型液晶1602 , 能同时显 示16列2行共32个字符 。 单片机控 制LCD1602显示当前 日期 、时间 、p H值 、温度值及p H报警阈值 。

EEPROM为两线串行 芯片AT24C04 , 用于存储用 户设置的p H、电池电压阈值 。 此外 ,当监测的p H值超过阈值时,系统将对应的日期、时间和p H值记录到EEPROM中。

3 系统 软件设计

系统以MSP430F149单片机为 主控芯片 , 配合ADC12和定时器 等达到控 制p H传感器 、 温度传感 器 、 24位外部ADC 、 时钟芯片DS1302 、 EEPROM 、 LCD 、 无线模块 等外部器 件协调工 作的目的 。

3 . 1 主 程 序 流 程 图

主程序首 先对时钟 初始化 , 选择8 MHz的晶振作 为系统时 钟源 。 然后依次 对各个片 内 、 片外模块 进行初始 化 。 最后使能 中断 , 进入低功 耗模式 , 等待中断 唤醒 。 主程序流 程如图7所示 。

3 . 2 定 时 器 中 断 流 程 图

3 . 2 . 1 定 时 器 A 中 断 流 程

定时器A中断每隔1 s将CPU从低功耗 状态唤醒 , 故称之为 实时模式(Real Time,RT)。 系统复位 时 ,自动开启 定时器A中断 ,禁止定时 器B中断 , 即默认启 用实时模 式 。 在定时器A中断中 , 系统首先 读取p H值和温度 值 ,并判断p H值是否超 阈值 , 若超过阈 值则蜂鸣 报警 , 并将当前 时间和p H值记录在EEPROM中 ; 否则 , 系统无附加动作。 然后,系统刷新液晶上显示 的p H值和温度值,并通过无线模块发送 出去 。 最后,系统通过MCU内部12位ADC检测太阳能电池 电压值 , 若低于设定阈值 , 则自动切 换至低功 耗模式 ;否则 ,系统无附 加动作 。 另外 , 此中断服 务最后包 含 “10 s检测 ”功能 ,即每隔10 s将当前日 期和时间 显示到液 晶屏下方 , 保持3 s后 , 恢复原先 显示界面 。 定时器A中断流程 图如图8所示 。

3 . 2 . 2 定 时 器 B 中 断 流 程

定时器B中断每隔1小时将CPU从低功耗 状态唤醒 ,故称之为 低功耗模 式(Low Power,LP)。 系统复位 自动禁用 定时器B中断 。 在定时器B中断中 , 除了不包 含 “ 电池电压 监测 ” 和 “ 10 s检测 ” 功能外 , 其他功能 与定时器A中断相同 。 定时器B中断流程 如图9所示 。

3 . 3 数 字 滤 波 算 法

为提高系 统测量精 度 ,AD7793将p H电量连续 转换10次存入数 组中 , 单片机将10次转换结 果进行冒 泡排序 。 然后 ,计算数组 中间8个数据的 平均值作 为10次转换的 最终结果 。 该算法原 理 :去除样本 中的一个 最大值和 一个最小 值 ,再求平均 值 。 该算法可 滤除因干 扰导致的 测量偏差 ,提高了系 统的稳定 性 ,避免错误 报警 。

3 . 4 温 度 补 偿

为克服p H值在测量 过程中受 温度的影 响 , 可通过温 度补偿进 行修正 。 根据p H传感器输 出的电压 值V和温度感 测器测量 的摄氏温 度T,代入温度 补偿模型[8]:

将式 (2) 计算得到 的p H0和式 (4) 计算得到 的p H1进行平均 得到最终 的p H值 。

4 系统装置示意图

系统在应 用时需放 在河流水 面上工作 , 故设计了 系统装置 ,系统装置 图如图10所示 。 系统硬件 放置在漂 浮圈上 , 漂浮圈通 过平衡铁 圈保持平 衡 , 防止河面 浪涌造成 装置倾覆 。 两个传感 器从漂浮 圈内垂入 河水中 ,太阳能电 池板放在 装置顶端 为系统供 电 。

5 实验 结果

系统经过 硬件调试 和软件补 偿后进行 实验和数 据对比 。 实验分甲 、 乙两组分 别进行 , 甲组在室 温 (25 ℃ ) 条件下 、乙组在不 同环境温 度下分别 对调配的 不同酸碱 度的水进 行测试 。 两组测量 结果均与p H计和温度 计测量结 果进行对 比 ,实验测试 结果如表1所示 。 由表1实测数据 可知 , 在不同温 度的工作 环境下 , 系统测量 的河水p H值准确度 较高 。

6 结束 语

河流水质 实时监测 系统硬件 采用PCB工艺 , 由传感器 、 显示屏 、 单片机和 无线传输 模块构成 , 工作稳定 , 并通过温 度补偿提 高系统测 量的准确 度 。 系统能够 将监测的 最新p H值通过无 线发射模 块传输到 监控中心 , 以便于工 作人员及 时 、 全面地掌 握水质变 化情况 。 测量装置 采用太阳 能供电方 式 , 很好地解 决了系统供电的 问题 。 该系统节 能环保 , 性能稳定 , 可以节省 大量的人 力物力 , 提高监测 效率 , 具有一定 的现实意 义和实用 价值 。

家乡河流水质及污染情况调查报告 第2篇

陶庄镇中心小学环境课题组

一、活动背景：

陶庄镇地处薛城东北部，是一个矿区乡镇。人们都说这个地方空气清新、山清水秀，我们也确切感受到我们这里是一个好地方。俗话说故人恋土，小草恋山，谁不爱自己的家乡。但是我们也看到了一面不好的地方，这就是我们这里的环境污染，例如我们每天上学和放学都要经过的河流和小溪，由于沿河居民的生活污水直接排入河道，造成河水变浊、变色，鱼虾已少见，水质严重超标。同时居民把大量的垃圾丢入河道，随水流入中下游，河床、河面到处飘满垃圾、杂物。我们心里总不是滋味，为唤起人们对环境和水资源的保护意识，决定从调查水质是否遭受污染开始，对我镇人民进行保护家乡河的主题实践活动。

二、陶庄镇水系基本情况：

本镇水系较大的有蟠龙河。

全长大约30Km，流域面积50Km。

三、我们现场调查、采访、察看到的河道状况：

连日来，我们环保小组记者对蟠龙河长约15公里的河道进行调查时发现，河道内不但成了“垃圾场”，河岸两侧堆积的生活垃圾给河段带来不小的问题。上游溪水淙淙，我们来到这里看到的是清澈的水流，周围仅有树枝落叶。中陈郝享用这清凉泉水的人家，用泥沙、石块围堰，饮水、菜蔬洗洁都是用这水。但是向下不足100米的地方，就有了污染源。这是一个聚居有80多人的屋场，地方不是很开阔，居民生活垃圾都扔向了河道，到处可见塑料杯子、破布、煤球、菜叶等，由于现在是河水枯竭时期，堆砌的垃圾很多并且很高，他们一点也不觉得碍眼。

向下是打席村，我们在打席村看了，这里也是垃圾遍地，并且河道的右方是一片民居，生活垃圾都倾倒在这里。

从邹坞镇进入陶庄镇傍河而建的房子较多，建筑内的住户，经常顺手将垃圾等顺着窗户扔进河里，或者干脆将河道当做了垃圾场。在陈坪教学点周围及桥下，桥下垃圾特多，臭味比较浓。据当地居民反映，遇到饮用水枯竭时，他们就直接从这河道中抽水饮用，造成“病2

从口入”的危险。在沿河而下的很多河床地方，到处可见悬挂在河草、小树上的塑料袋、破布在迎风飘扬。

我们所到之处，沿途所见都是河道遭到垃圾的污染，主要就是河面漂浮物和河道护坡的垃圾非常多，也没有见到什么小鱼小虾之类的生物。采访之时，听见的都是埋怨之音，他们在没有注意自己的形象之时，还一味怪上游的人给中下游河道造成了污染。事实也可能如此。

我们也进行了走访和察看，所见情况相似，只不过是污染程度轻重不同。

四、调查到的水质情况：

4月6日至7日，我们水样采集组的同学在郭兴校长、刘文奎老师的带领下，到上游中陈郝、中游后院山村、下游洪洼村采集水样；之后送入镇疾预防控制中心进行化验。检查结果显示，我们这里的水质只达到了国家饮用水的三类标准。

例如以大洞港采集的三个水样数据进行比较：一共检测的指标有20个。我们发现，铜（Cu）、铁(Fe)、锰（Mn）、锌(Zn)等金属含量都小，符合国家Ⅰ类标准；砷、镉、汞、铬等金属含量也小，因为上游地区没有造纸等工业，我们可以既不考虑患“痛痛病”（镉中毒），也不考虑患“水俣病”（汞中毒），氰化物中毒更不用考虑。氨氮指标，上游豪坑村明显优于一心村，这主要是上游的人畜粪便排入中下游的缘故。所取水样只有渭溪河下游水呈弱碱性，其余各处都呈酸性，总体情况我镇八处所取水样都符合国家标准《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）规定Ⅲ类水质标准要求。镇疾病预防控制中心检验结果评价报告

后院山

中陈村

村

检验项目（单位）

检验 结果

检验 结果

检验 结果

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

洪洼村

标准值

粪大肠菌群（个/L）未检出 未检出 未检出 ≤200 PH值

6.85

6.74 2.02

6.78 1.76 0.03

6~9 ≤15 ≤2

≤2000 ≤10000 ≤20000 ≤40000

≤15 ≤4

≤20 ≤6 ≤1.0

≤30 ≤8

≤40 ≤1

2化学需氧量（mg/L）1.93 氨氮（mg/L）铜（mg/L）

<0.02 0.03

<0.005 <0.005 <0.005 ≤0.01 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0

锌（mg/L）氟化物（mg/L）砷（mg/L）汞（mg/L）镉（mg/L）铬+6（mg/L）铅（mg/L）氰化物（mg/L）挥发酚类（以苯酚计）

<0.005 <0.005 <0.005 ≤0.05 ≤1.0 0.056 0.041 0.098 ≤1.0

≤1.0

≤1.0 ≤1.0

≤2.0 ≤2.0 ≤1.5 ≤1.5 ≤0.1 ≤0.1<0.001 <0.001 <0.001 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.05

<0.0002 <0.0002 <0.0002 ≤.00005 ≤.00005 ≤.0001 ≤0.001 ≤0.001<0.001 <0.001 0.001 ≤0.001 ≤0.005 ≤0.005 ≤0.005 ≤0.010.004 0.004 0.004 ≤0.01 ≤0.05 ≤0.05 <0.001 0.003 0.005 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.05 <0.001 <0.001 <0.001 ≤0.005 ≤0.05 ≤0.2

≤0.05 ≤0.1 ≤0.05 ≤0.1 ≤0.2 ≤0.2

<0.002 <0.002 <0.002 ≤0.002 ≤0.002 ≤0.005 ≤0.01 ≤0.1

（mg/L）阴离子合成洗涤剂

<0.10 <0.10 <0.10 ≤0.2

（mg/L）硫酸盐（mg/L）氯化物（mg/L）硝酸盐（mg/L）铁（mg/L）锰（mg/L）以下空白

四、学生感言：

李欣：水是人类的宝贵资源，对于我们这样缺水的国家而言，如果我们还不采取有力手段，那我们的河水将变得更加一发不可收拾。人们的环保意识如再不增强，危及的就是人类自己的生存呐！因此，我们一定要爱惜水资源，视水资源为掌上明珠，不断呵护和珍惜。谢文静：听大爷叙述了这些话，能想象出以前的河流给人们带来的欢乐，那时河流在村里肯定是一个亮点。可如今它消失了，留给人们的只有受污染的水。水中游荡的不是鱼，而是鱼尸和垃圾，原来飘荡在港上的欢笑声已经与那黑色的溶液充分反应了，生成了“死气沉沉”。造成这一切的是人类，承受这一切的也是人类，说人是最聪明的动物，如果真是这样，就请用人的智慧去保护养育了人的生命之源吧！

7.92 2.77 1.64 0.06 0.06

8.59 3.03 1.88 0.02 0.05

7.59 4.76 1.69 0.03 0.01

≤250 ≤250 ≤10 ≤0.3 ≤0.1≤0.2

≤0.2

≤0.3 ≤0.3朱延红：回想那清澈的河流，我们应该好好地反省，水是生命之源，是大自然给我们的恩惠，我们不应该随意破坏，造成生活中的许多不便。所以为了我们自己，也为了我们的子孙后代能更好地生活，让我们从现在开始，保护蟠龙河，让河水像以前一样清澈见底吧。

五、调查建议：

我们通过对本镇主要河道的走访、调查、察看等活动，也通过镇疾病预防控制中心对我镇所取水样的检验评价报告，认识到这几条河道的污染主要是人为的，是可控的。通过我们的宣传、义务劳动只能起到一些抛砖引玉的作用，主要就是引起沿河居民的高度自觉，都来关注这些环保问题，都能改观我们家乡的面貌，真正成为优秀的宜居乡镇，全国环境优美乡镇。我们建议如下：

1、镇政府要成立河道周边环境治理小组，加强与各村的联络、协调工作，采取“一封信”和“访谈”的工作方式，通过宣传、规范、劝阻等工作，与沿河村组、单位（特别是学校、医院）、社区、居民建立共同维护河道的联建联管联防制度，营造建设河道良好环境。

2、加强对全镇人民的环境保护意识教育，加强舆论宣传的正确引导，关键还是要靠村民自觉，只有大家都来告别不文明，形成全社会都来维护河道环境的文明风气，才能让其变成一道道生态美丽的景观线。

3、改观目前一些村组及河道居民的环保方式和态度，改变陈旧落后的卫生思想和习惯，每一个居民都来自觉正确处理自己身边的每一点垃圾，从根本上解决源头问题，并学会将生活生产垃圾集中分类处理，搞好回收工作。

河流水质预测模型研究进展 第3篇

1地表水质模型的发展

自1925年Streeter-Phelps模型出现以来, 水质模型的研究内容与方法不断深化与完善, 大致分为以下3个阶段[2]:1) 第一阶段 (20世纪20年代中期～70年代初期) 。1925年美国的两位工程师斯重托尔 (Streeter) 和菲尔甫斯 (Phelps) 提出了氧平衡模型的最初形式, 建立了“S—P”方程。该阶段模型是简单的氧平衡模型, 主要集中于对氧平衡的研究, 也涉及一些非耗氧物质, 属于一维稳态模型。2) 第二阶段 (20世纪70年代初期～80年代中期) 。这一阶段是地表水质模型的迅速发展阶段。随着对污染物水环境行为的深入研究, 开始出现一种能表征污染物在不同状态和不同形态下水环境行为的形态模型。随后又相继出现多维模拟、多介质模拟、动态模拟等特征的多种模型研究[3], 水质模型更接近于实际。3) 第三阶段 (20世纪80年代中期至今) 。该阶段是水质模型研究的深化、完善与广泛应用阶段, 科学家的注意力主要集中在改善模型的可靠性和评价能力的研究。该阶段模型的主要特点有:考虑水质模型与面源模型的对接;水质模型中状态变量及组分数量大增, 特别是针对重金属、有毒化合物的研究;考虑了大气中污染物质沉降的影响;多种新技术方法, 如:随机数学、模糊数学、人工神经网络、3S技术等引入水质模型研究。

2几种主要地表水质预测模型

1) Streeter-Phelps模型。Streeter-Phelps模型是最早的水质模型, 其主要的两个假设为:a.DO浓度仅取决于BOD反应与复氧过程, 并认为有厌氧微生物参与的BOD衰变反应符合一级反应动力学。b.水中溶解氧的减少是由于含碳有机物在BOD反应中的细菌分解引起, 与BOD降解有相同速率;由于氧亏和湍流而引起复氧, 复氧速率与水中氧亏成正比。2) QUAL模型。最初的QUAL模型是美国环保局 (USEPA) 于1970年推出QUAL2-Ⅰ水质综合模型, 1973年开发出QUAL-Ⅱ模型, 后经多次修订和增强, 相继推出了QUAL2E, QUAL2E-UNCAS, 直到目前的最新版本QUAL2K。QUAL模型可按用户所希望的任意组合方式模拟15种水质成分, 既可作为稳态模型也可作为时变的动态模型。QUAL模型使用范围广泛, 使得它也成为国内外环境部门常用的一种地表水质模型程序。3) WASP模型。WASP (WaterQualityAnalysis SimulationProgram) 是美国环境保护局提出的水质模型系统, 可以模拟水文动力学、河流一维不稳定流、湖泊和河口三维不稳定流、常规污染物和有毒污染物在水中的迁移和转化规律, 被称为万能水质模型[5]。1983年综合了以前其他许多模型所用的概念发布了WASP最原始的版本之后经过几次修订, 先后出现了WASP4, WASP5, WASP6和WASP7。4) QUASAR模型。QUASAR (Quality SimulationAlongRiverSystem) 模型是由英国Whitehead建立的贝德福乌斯河水质模型发展起来的[6,7]一维动态水质模型, 它忽略了弥散作用对水质的影响, 并假定每个计算单元是理想的完全混合反应器, 非常适合于大型河流的溶解氧模拟, 已成功地应用于英国LOIS工程[6], 并且具有综合性、实用性和计算简便的特点, 在河流水环境规划、水质评价、治理等方面具有较为广泛的应用前景。5) MIKE模型。MIKE模型体系是由丹麦水动力研究所 (DHI) 开发的。MIKE 1Ⅰ是一维动态模型, 它能用于模拟河网、河口、滩涂等多种地区的情况。在MIKE 1Ⅰ的基础上, DHI又开发了二维MIKE 2Ⅰ和三维MIKE 3Ⅰ模型, 它们都具有很好的界面, 能处理许多不同类型的水动力条件, 但它们的源程序不对外开放, 使用有加密措施, 售价昂贵[8]。

3常用的水质预测理论方法

根据所依据的理论基础不同, 常用的水质预测模式大致可以归纳为五种, 各种方法皆有不同特性, 且各具优缺点。表1对几种方法做了综合比较。

4河流水质预测研究趋势

1) 模拟预测不确定性的研究。由于水质模拟过程比较复杂, 观测值本身又是多个水质指标组成的向量, 因而涉及到众多的参数。当参数个数增多时, 由于参数取值本身存在着不确定性, 给参数的不确定性分析带来了相当的难度;参数的不确定性必然会传递到预测结果当中去, 而在基于不确定性分析的模拟计算中, 还必须包含有对水质预测结果的不确定性做出的估算。这就需要发展新的理论和方法, 这种新的理论和方法应该综合考虑各种主要因素的影响, 并能同时进行非线性和不确定性的分析。

2) 基于人工神经网络的研究。传统方法在对水环境质量进行分析时, 通常都会采用水质数学模型。但是, 水质数学模型也存在一些局限性, 由于环境的水文条件具有很大的随机性, 这就导致了水环境数学模型输出的不确定性, 而水质数学模型中需要测量的水因子和环境因子既多又难于测量。此外, 在河流水质系统中, 有许多反应机理还不太清楚, 有很多过程目前还不能或难以用数学方法表达, 因此, 对这类问题也就难以进行数学模拟[9]将神经网络用于水质预测, 只要有充足的采样数据, 就可以利用神经网络的自学习能力来进行水质的建模和预测, 这种方法考虑的因素较少, 并且结果准确, 适用范围很广。

3) 水质模型与“3S”的结合。“3S”指地理信息系统GIS、遥感系统RS、全球定位系统GPS。20世纪80年代以来, 国内外学者已应用“3S”技术为水资源与水质保护做了大量的工作, 建立了不同的水质基础信息平台、不同功能的水质模型及其相应的管理系统, 为区域的环境风险管理提供数据支持。在流域级水流水质生态模型中引入“3S”技术也正在成为环境水力学发展的一个重要趋势。

摘要：对水质模型的几个发展阶段和几种主要的水质模型进行了概述, 并对五种常用的水质预测理论做了分析比较, 最后对其研究趋势进行了展望, 以期为水质预警预报和水环境规划治理提供科学依据。

关键词：水质模型,水质预测,预测方法

参考文献

[1]田炜, 王平, 谢湉, 等.地表水质模型应用研究现状与趋势[J].现代农业科技, 2008 (3) :192-195.

[2]李云生, 刘伟江, 吴悦颖, 等.美国水质模型研究进展综述[J].水利水电技术, 2006, 37 (2) :68-73.

[3]宋国浩, 张云怀.水质模型研究进展及发展趋势[J].装备环境工程, 2008, 5 (2) :32-36.

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[6]徐明德, 师莉红.浅析QUASAR河流综合水质模型[J].科技情报开发与经济, 2005, 15 (2) :172-173.

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[8]曹晓静, 张航.地表水质模型研究综述[J].水利与建筑工程学报, 2006, 4 (4) :18-21.

河流水质论文 第4篇

摘要：采用阿列金分类方法对长江流域和西南诸河的.地表水水质进行了评价,得出了长江流域和西南诸河的地表水矿化度、总硬度、水化学类型的总体分布情况.与1980年的评价结果相比,pH值、总硬度、矿化度仍遵循水文地球化学循环区域地带性分布规律的变化,从上游一下游逐步降低,到河口区因潮汐作用又略有增高趋势.pH值由7.63上升到8.01(平均),长江水体朝向中-偏微碱化趋势发展,总硬度比1980年有所增加,说明水体中Ca、Mg等离子在增加;矿化度由1980年163 mg/L(平均)上升到20241 mg/L(平均)水体离子总量在增加,远远高于世界水体平均离子总量,长江水体存在明显离子“浓化”趋势.作 者：万咸涛 张新宁 作者单位：万咸涛(长江水利委员会,长江流域水资源保护局,湖北,武汉,430051)

张新宁(长江水利委员会,设计院,湖北,武汉,430010)

几种河流水质评价方法的比较分析 第5篇

关键词：河流水质,评价方法,分析

本文选择单因子指数评价方法、综合污染指数评价方法、综合水质标识指数评价方法对图们江干流某断面近五年水质状况进行比较分析。

1 几种河流水质评价方法概述

河流水质评价方法众多, 在环境监测系统中较常用的方法有:单因子指数评价方法、综合污染指数评价方法、综合水质标识指数评价方法等。

1.1 单因子指数评价方法

《地表水环境质量标准》 (GB3838-2002) 规定:“地表水环境质量评价应根据应实现的水域功能类别, 选取相应类别标准, 进行单因子评价, 评价结果应说明水质达标情况, 超标的应说明超标项目和超标倍数”。单因子评价法首先要确定该水体评价标准, 将各参数浓度与评价标准相比, 根据比值是否大于1来评价该水体是否达到了相应的水质标准, 并判定评价指标的水质类别, 以最差的水质类别作为水质综合评价的结果。该方法简单明了, 可直接了解水质状况与评价标准之间的关系, 是目前环境监测系统划分水质类别的评价方法。单因子指数的计算公式为:

式中:

Gi为i项污染物的水质类别。

1.2 综合污染指数评价方法

综合指数评价法是对各污染指标的相对污染指数进行统计, 得出代表水体污染程度的数值, 该方法用以确定污染程度和主要污染物, 并对水污染状况进行综合判断。在一般情况下综合污染指数评价方法的应用, 是假设各参与评价因子对水质的贡献基本相同, 采用各评价因子标准指数加和的算术平均值进行计算, 同时也反映了多个水质参数与相应标准之间的综合对应关系[1], 但其结果与单因子评价方法一样是相对值, 评价标准不同, 计算的水质指数值也不相同。综合污染指数评价方法的计算公式为:

式中:Ci为i项污染物的浓度值, C0为i项污染物的评价标准, Pi为i项污染物的污染指数。综合污染指数的评价分级方法见表1。

1.3 水质标识指数评价方法

综合水质标识指数法是以单因子水质标识指数为基础, 以一组有机污染指标和富营养化指标综合评价河流水质, 综合水质标识指数的组成为:WQI=X1.X2X3X4, 式中X1为河流总体的综合水质级别;X2为综合水质在X1类水质变化区间内所处位置;X3为参与综合水质评价的水质指标中, 劣于水环境功能区目标的单项指标个数;X4为综合水质类别与水体功能区类别的比较结果, 如果综合水质类别好于或达到功能区类别, 则X4=0;如果X4=1, 说明综合水质劣于功能区1个类别等依此类推。[2]综合水质标识指数X1.X2的计算公式为:

式中n为参加综合水质评价的水质单项指标的数目, P1, P2, …Pn分别为第1、2…, n个水质因子的单因子水质指数。

在河流水质评价中, 将河流消除黑臭前后的综合水质标识指数进行比较, 确定了水质黑臭的临界点, 即X1.X2=7.0。由此, 能够对Ⅰ~Ⅴ类水、劣Ⅴ类水不黑臭、劣Ⅴ类水黑臭进行全面完整的连续性刻画, 如表2所示。

2 实例比较分析

2.1 选取水质评价指标及评价数据

以图们江干流某监测断面2004-2008年五年监测数据为例, 根据《地表水环境质量标准 (GB3838-2002) 规定的溶解氧、高锰酸盐指数等24项基本监测项目作为指标筛选对象, 将各项指标的污染分担率进行排序, 污染分担率较高的监测因子为氨氮、石油类、BOD5、CODMn、挥发酚等, 综合各因子的污染分担率以及图们江干流有机污染严重的污染特征, 拟选取CODMn、BOD5、氨氮、挥发酚和石油类作为主要水质评价因子进行分析, 其年均值监测数据及单因子指数 (水质类别) 如表3;水质单因子及综合污染指数评价结果如表4;水质单因子及综合标识指数评价结果如表5。综合水质标识指数符号意义如图1所示。

单位:mg/L

2.2 评价结果比较分析

由表3~5评价结果可知, 单因子指数评价方法是按国家规定的地表水分类标准进行评价, 仅表示了水质类别。综合污染指数是相对标准值计算的结果, 综合反映了河流污染状况, 可以比较污染程度, 但不能说明水质类别。综合水质标识指数对水质进行定性和定量评价, 对同类水体及劣V类的河流也可以进行水质评价和比较, 其第一位表示的是综合水质类别, 与目前判定的水质类别差别较大, 后两位表示的水质功能区达标情况, 表示方法相对专业。[3]

3 结论

a.单因子评价法以最差水质指标所属类别作为综合水质类别评价结论表现为过保护。

b.污染指数法能够直观判断综合水质是否达到功能区目标, 但是不能判断综合水质类别。

c.评价结论无法比较趋势变化, 而水质标识指数法解决了劣Ⅴ类水质的连续性描述问题, 能够对劣Ⅴ类水质进行科学合理的定性与定量评价。

参考文献

[1]彭文启, 张祥伟, 等.现代水环境质量评价理论和方法[M].北京:化学工业出版社, 2005.

[2]徐祖信.我国河流综合水质标识指数评价方法研究[J].同济大学学报.

福清市镇街河流水质污染调查研究 第6篇

关键词：污染源排放,水质监测,渔溪

1 水文概况

渔溪是福建省福清市渔溪镇境内的主要水域,位于镇域西南,长25 km,流域面积68 km2,从西向东流,是福清市第二大河流。渔溪的水体功能为渔业用水,现状使用功能为农田灌溉和渔业。

2 生活污染源排放情况

生活用水城镇人口按250 kg/d计,农村人口按180 kg/d计;生活污水排放量按生活用水量的85%计;COD排放量城镇人口按90 g(/人·d)计,农村人口按70 g(/人·d)计。

3 禽畜养殖污染源排放情况

渔溪镇渔溪沿流域范围,散布着较多的禽畜养殖场,且禽畜养殖场产生的废水多未经处理直接排入水域,造成各河流水体的严重污染。根据农业部畜禽养殖业能源环保站提供的排放参数,养猪业污水产生量按10.95 t(/头·a)计算,考虑土地消纳等因素,污水排放量按生产量的70%计算,已治理污水COD浓度按400 mg/L计算,氨氮浓度按80 mg/L计算;未治污水COD浓度按1.5万mg/L计算,氨氮浓度按500 mg/L计算。换算比例为:30只蛋鸡折算成1头猪,60只肉鸡折算成1头猪。估算的龙江流域中、下游养猪业污染物排放情况见表1。

4 农业面源污染排放情况

按照福建省环境科学学会在《福清东张水库污染调查与控制对策研究》当中提供的农田出流COD负荷参数,估算的农业面源污染排放情况见表2。

5 水质监测结果

福清市环境监测站于2013年4月16、18、23日分别对5条河流进行采样监测,按照《福清市环境保护“十二五”规划》,渔溪作为渔业用水区之一,执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅲ类标准,结果如表3所示。

6 建议

①各镇人民政府为适应新的发展要求,并从保护水资源的角度出发,应根据禽畜养殖规划要求,对辖区内禽畜养殖场进行必要的整治。

②镇域内排水体制采用雨污分流制,规划在镇域内设置一座污水处理厂,污水经处理后排放;村落的污水排放有条件的可通过管网排向镇区的污水处理厂,位置较远的可自行设置小型污水处理设施,经处理达标后排向自然水体。

河流水质论文 第7篇

随着社会经济快速发展,水环境问题日益严重,合理分析河流水质状况及变化趋势,成为现代水环境管理的重要方式之一。近年来,国内许多学者均对MIKE11水质模型及季节性Kendall检验模型进行了深入研究。朱茂森[1]采用MIKE11模型构建了辽河上游水域水动力水质模型,模拟污染物在水体中扩散衰减过程。李军等人[2]详细分析MIKE11模型结构,将模型应用于南沙河流域的规划中。常旭等人[3]在辽宁省浑河流域沈阳段构建了水动力和水质耦和模型,研究了流域水质变化趋势,并进行了水质预测。杨洵等[4]于太子河观音阁水库至葠窝水库河段建立了水文水动力模型。李仁杰[5]应用季节性Kendall检验法详细分析了卫河干流水质变化趋势。Hirsch[6]详细研究了季节性Kendall检验模型中月水质数据变化趋势方法。刘文军[7]检验了大辽河营口段永远角断面水质变化趋势,并为该河段水环境治理提供了针对性措施。由此可知,如何较为准确地分析河流水质变化,对水污染控制尤为重要。虽然近几年学者对MIKE11模型与季节性Kendall检验模型做了大量研究,但关于某地区水质与流量资料缺乏情况下两种方法的结合使用方面仍是空白,还有待分析讨论。因此,笔者以台州市区河流为例,尝试利用水质模型模拟值插补计算资料,以降低数据缺失给季节性Kendall检验结果带来的较大误差。

1 台州市概况

台州市位于浙江省沿海中部,属亚热带季风气候,多年平均降水量为1 722.8mm,降水主要集中台汛期和梅汛期,市区多年平均水资源量为162 253万m3。台州市区地处椒江干流南岸,市区河网可划分为椒江水系(含椒江干流、永宁江水系)和金清河网。台州市区河网包括外环城河、内环城河、市区内河道及东部网格河道。外环城河全长64.31km,始于永宁江,流至七条河向北由岩头闸出海;内环城河全长43.46km,主要包括西江、南官河、永宁河、海门河、葭芷泾、高闸浦等河道;东部网格河道主要是平原的“七纵五横”,“七纵”自西向东依次为南北走向的永宁河、葭芷泾、三才泾、一条河、二条河、三条河、七条河,“五横”自北向南依次为东西走向的高闸浦、洪家场浦、鲍浦、长浦、青龙浦[8]。详见图1。

2 季节性Kendall检验原理

季节性Kendall检验的原理是将历年相同月(季)的水质资料进行比较,并把肯达尔检验统计量t定义为:t=S/m,由此在双尾趋势检验中,如果|Z|≤Zα/2,则接受零假设。这里FN(Zα/2)=α/2,FN为标准正态分布函数,即:

α为趋势检验的显著水平,α值为:

取显著性水平α为0.1和0.01,当α≤0.01时,说明检验具有高度显著性水平;当0.01<α≤0.1时,说明检验是显著的;当α>0.1时,说明检验是无趋势。在α计算结果满足上述正态条件下,当t为正时,则说明具有显著(或高度显著性)上升趋势,当t为负时,则说明具有显著(或高度显著性)下降趋势,当t为零时则无趋势[9,10,11]。

经过季节性Kendall检验和趋势斜率估计后,所得趋势信息不能回答是否是由于流量变化引起的河流中污染物浓度的变化[12]。因为在很多情况下,污染物浓度和河流流量具有相关关系,需选用R2最大的相关性公式进行流量修正。当公式为C(Q)=a+b/Q或C(Q)=a+b/(1+cQ)时,说明河流中污染物来源于点源负荷;为C(Q)=a+bQ+cQ2或C(Q)=a+blnQ时,说明河流中污染物来源于面源污染。其中C为浓度,mg/L;Q为流量,m3/L;a、b、c为公式系数。

3 资料插补前水质变化趋势分析

采用季节性Kendall检验模型时,根据我国工农业生产发展周期,水质序列选择5~8年较为适中,若水质序列少于5年,则模型将无法进行计算。本文选取COD和NH3-N为主要污染参数,2006-2011年石柱、海门、路桥、泽国、金清闸及麻车桥站6个监测点(分布见图1)共6年(72个月)的水质及流量资料作为一次趋势计算的基础数据,其中COD、NH3-N浓度数据出现大部缺失。

季节性Kendall浓度检验结果(见表1)显示:海门、路桥、金清闸及麻车桥站断面COD浓度均呈高度显著上升趋势,石柱及泽国站断面COD浓度呈显著上升趋势;唯有麻车桥站断面NH3-N浓度呈高度显著上升趋势,其余站点NH3-N浓度无明显趋势。由于水质资料缺失,流量调节运行结果出现“没有满足要求的修正模型”,无合适调节公式,R值默认为零,从而无法判断污染物来源及污染物浓度-河流流量间的相关性。

4 MIKE11模型构建及与参数率定

4.1 模型构建

4.1.1 河网概化

由于台州市区河网复杂(见图1),模型构建困难,为降低研究难度,须对河网进行概化。通过河网概化原则[13],对台州市区河网提出以下假设:(1)台州市区河道都为一维河道,忽略河流对流弥散作用;(2)忽略水工建筑物对将建模型的影响;(3)忽略大气温度对河道水文条件的影响;(4)忽略面源污染,假定污染排放均匀且连续、流量恒定、浓度恒定。根据上述假设,完成市区河网概化,结果见图2。

4.1.2 边界条件

根据河网概化结果,将路桥水位站、泽国水位站、麻车桥水位站、金清闸水文站、石柱水位站及海门潮位站纳入模型河网计算范围。把路桥和泽国站作为南官河中下游河段的南北边界,麻车桥和金清闸站作为金清港河段上下游边界,位于椒江入海口的海门站作为模型计算椒江水系与平原河网的边界点。站点分布见图1。对于水动力模型,采用永宁江闸下站2006-2011年实测水位资料作为椒江上游边界,岩头闸站2006-2011年实测水位资料作为椒江下游边界,路桥站2006-2011年实测水位资料作为南官河上游边界,泽国站2006-2011年实测水位资料作为南官河下游边界,麻车桥站2006-2011年实测水位资料作为金清港上游边界,金清闸站2006-2011年实测水位资料作为金清港下游边界,同时旁侧入流边界条件取长潭水库渠道下泄的设计流量。而水质模型采用路桥站、泽国站、麻车桥站、金闸站及海门站5个水文站2009-2010年实测COD和NH3-N浓度资料作为模型边界条件。

4.2 参数率定及模型验证

4.2.1 水动力模型参数率定及模型验证

水动力模型主要率定糙率。利用上述6站2006-2008年实测水位资料率定糙率为0.032时模型模拟值与实测值吻合程度较好;并选用6站2009-2011年实测水位资料进行模型检验,计算结果显示:石柱、海门、路桥、泽国、麻车桥及金清闸站水位模拟值与实测值相对误差分别为3.78%、3.24%、4.57%、2.98%、4.67%及4.15%,各站水位模拟值与实测值相对误差均在水动力模型误差允许范围内,模型参数可靠,水动力模型可与水质模型进行耦合。

4.2.2 水质模型参数率定及模型验证

考虑到污染因子影响程度,选取COD和NH3-N作为模型变量。以石柱站为例,将其余5站2009-2010年COD及NH3-N实测浓度值输入模型,利用石柱站同时长实测值进行率定(结果见图3。),其余各站率定方式同上,最终得到:COD综合衰减系数为4×10-4/d,NH3-N为5.9×10-4/d,概化河道河流扩散系数为10 m2/s。同时采用6站2011年COD与NH3-N浓度实测值检验模型,通过计算,其中石柱站(结果见图4)COD浓度模拟值与实测值相对误差为23.66%,NH3-N相对误差为20.75%。各站污染物浓度模拟值与实测值相对误差均在水质模型应用允许的误差范围内,说明水质模型可用于获取可信的污染物浓度模拟值。

5 资料插补后水质变化趋势分析

利用水质模型模拟值插补实测值组成2006-2011年共72个月完整资料作为二次趋势计算的基础数据。

由各水质代表站点COD与NH3-N月均浓度变化曲线可知,海门、路桥、泽国站COD浓度大体稳定,均存在部分突变点,石柱站与麻车桥站浓度值变化幅度剧烈;金清闸站COD浓度在2008年4月前较为稳定,于2008年8月降至最低值16.30mg/L,余下月份出现小幅震荡,整体呈现明显的下降趋势。中心石柱站污染物浓度变化曲线见图5(其余略)。

季节性Kendall浓度检验结果显示:污染物浓度上升的断面占25%,无明显变化的占41.66%,污染物浓度下降的占33.34%。水质代表断面COD浓度每月减少的断面占66.67%,升高的断面占33.33%,其中金清闸站浓度减少幅度最大。NH3-N浓度每月减少的断面占33.33%,升高的断面占66.67%,整体变化程度较小,唯麻车桥站氨氮浓度月均增加值较大。流量调节所得相关系数R表明:石柱、金清闸站COD浓度和海门、麻车桥站NH3-N浓度受河流流量影响不大;金清闸站氨氮浓度趋势由显著上升变为无明显升降,说明金清港河段氨氮浓度受河流流量影响较大;其余站点污染物浓度变化趋势基本不受河流流量影响。由流量浓度公式判断:海门站所处江城河的COD污染,石柱站所处二塘河的NH3-N污染,路桥、泽国站所处南官河及金清闸、麻车桥站所处金清港河段的COD与NH3-N污染主要来源于面源污染。详细结果见表2及表3。

6 结语

通过资料插补前后计算结果对比,α与t值前后相异,仅麻车桥站NH3-N浓度变化趋势恰好一致,其余站点污染物浓度变化趋势结果完全不同,误差较大。季节性Kendall检验模型在资料插补前不能进行流量调节,不存在合适修正公式,相关系数R默认为零,无法判断污染物来源、河流流量-污染物浓度相关性,且难以计算污染物年均浓度变化值。由此可知,资料缺失会致使季节性Kendall检验模型结果误差较大,无法准确分析河流水质变化的真实状况,进而对水环境治理措施的提出带来不利影响。本文台州市区河流计算结果表明:MIKE11水质模型与季节性Kendall检验模型结合使用效果良好,在一定程度上减少了资料缺失所带来的计算误差,可用于污染物浓度资料非完整地区的河流水质变化趋势分析。□

摘要：季节性Kendall检验模型被广泛应用于河流水质变化趋势分析,资料完整与否对模型的计算至关重要。以台州市区河流为例,通过MIKE11水质模拟值插补现有实测数据组成2006-2011年72个月长系列完整资料,利用季节性Kendall检验模型,分析资料插补前后对河流水质变化趋势影响。结果显示:水质资料缺失导致流量调节无法实现,不能判别污染物浓度-河流流量间相关性和污染物来源,难以推求污染物年均变化值。同时表明,MIKE11水质模型与季节性Kendall检验模型结合可解决上述问题,并能使用于资料缺失地区河流水质变化趋势研究。

河流水质论文 第8篇

1 A市场河流水质概况

A市是重要生态保护区之一,城区主要流经河流包括M河流和N河流。由于工业发展,城区内河流受到威胁。区内的制药、食品和服装行业均对河流污染造成压力。2010年左右,城区河流水质在Ⅲ类和Ⅳ类之间,根据以往监测数据,M河流多个断面2013年以前水质为Ⅲ类,2007-2013年间的水质综合污染指数在0.17-0.32之间,属于较好和轻度污染之间。N河流多个断面则超过Ⅲ类水质标准,水质综合污染指数在0.48-1.06之间,属于重污染之列。在污染指标上,总磷、氨氮和化学耗氧量是主要超标指标。经分析,由于废水处理比例偏低,生活污染和工业污染是导致这些河流被污染的主要原因。

2 2013年以来A市水质现状和变化趋势分析

为准确掌握A市地表水水质变化趋势,相关研究对改市主要河流进行了持续监测。监测样本主要来自M河流断面和N河流断面,监测指标包括总氮、总磷、化学需氧量等近27个指标。根据2013年的监测数据,M河流断面和N河流断面的水质中,金属物质的含量在Ⅲ类水水质标准以下。如铜和锌的含量均稳定在0.05mg/L左右,低于低于Ⅲ类水的1mg/L的标准。石油、挥发酚和阴离子表面活性剂的含量也均在Ⅲ类水水质标准内。但氨氮、总磷、高锰酸钾和化学耗氧量在部分月份超过Ⅲ类水水质标准,尤其是N河流断面,超标的月份较多。(见表2-1)从表中可以看出,2013年7月,M河流断面的样品中,氨氮含量达到0.97mg/L,几乎超过Ⅲ类水标准;另外,4月的粪大肠杆菌等指标也超过Ⅱ类水标准。相对来到说,N河流断面在5月的污染更严重,其中,化学耗氧量达到25.3mg/L,超过Ⅲ类水质标准;氨氮含量达到5.31mg/L,超过Ⅴ类水水质标准2倍;3月份总磷含量达到1.35mg/L,超过Ⅴ类水水质标准3倍多。由此可见,2013年以来,N河流断面的污染较为严重。

为定量地衡量M和N河流污染现状,拟采用综合污染指数来评价两条河流的污染程度。根据监测数据,在27个指标中由于金属和石油类物质含量较为稳定且均未超过Ⅲ类水水质标准,故选用五日生化需氧量、总磷、化学需氧量、粪大肠菌群(个)、氨氮高锰酸盐指数、氟化物7个指标来衡量两条河流的污染状况。

根据以下公式计算两条河流两个断面的综合污染指数:

(其中,P是水质综合污染指数,si为单一指标实际监测值,ci为选定的不同指标的浓度标准)

因为两条河流均有部分月份污染指标在Ⅴ类水范围内,故污染物浓度标准选用Ⅴ类水标准。根据计算两条河流2013-2016年上半年每月的综合污染指数如下图(见图2-1)。

根据2013年到2016年数据,N市断面的污染较为严重,综合污染指数平均值为0.57,属于中度污染情况,部分月份超过1.5,属于严重污染。M河流断面污染较轻,平均值为0.11,而且水质较为稳定。

3总结

根据现有监测数据,2013年以来,A市M河流水质较为稳定,在Ⅲ类水平,部分月份超过Ⅲ类,超标指标包括总磷和粪大肠杆菌等。N河流断面污染则较为严重,大部分月份水质超过Ⅴ类水标准,主要超标指标包括氨氮、化学需氧量、总磷等。

参考文献

[1]万林,丁伟林.台州地表水环境质量现状及污染防治对策研究[J].台州学院学报,2004(03).

[2]张峰,何瑾,夏冬前.泰州市地表水环境质量现状及影响因素分析[J].泰州职业技术学院学报,2006(01).

河流水质论文 第9篇

本文根据冷水江市近几年的河流水质监测数据、城市规划数据、重点污染源水质分析数据和其他相关资料, 采用二维河流水质模型就水电站建设对河流水质的影响进行了定量分析, 确定了水电站建设对自来水厂取水口的原水水质影响程度。

1 模型分析

1.1 水质模型选择

污染物与河水的混合沿着纵向 (河流方向) 、横向 (河宽方向) 、竖向 (河深方向) 进行。一般情况下, 河宽比河流水深大的多, 竖向混合在较短的距离内即完成, 因此可采用二维水质模型来描述浅水河流污染物的浓度场分布[1]。本文根据污水排放情况及受纳水体的水文条件, 采用二维河流稳态水质混合模型计算污染物浓度分布, 其基本方程为[2]:

若只考虑一次镜像作用, 且考虑环境中污染物的本底浓度, 则上式的解为[3]:

1.2 参数的确定

1.2.1 污染物衰减系数K

根据多年的河流水质监测资料, 经计算得:

K石油类=0.03;K挥发酚=0.0475;KCOD=0.09;K氨氮=0.14;

1.2.2 横向扩散系数EZ

横向扩散系数的EZ由泰勒公式推求, 计算公式为:

经计算得:Ez=0.5m/s

1.2.3 背景浓度

根据冷水江市环保局下属的环境监测站多年检测成果, 枯水期上游 (球溪) 断面的各类污染物平均浓度分别为:石油类浓度为0.16mg/L, 挥发酚浓度为0.0056mg/L, NH3-N浓度为0.5 3 9 8 m g/L, C O D浓度为1 6 m g/L。

1.2.4 排污口分布及排放浓度

排污口分布:金信化工排污口下距取水断面11700米, 金竹煤矿排污口下距取水断面10000米, 碱厂和大建煤矿排污口下距取水断面5400米, 自来水厂取水断面下距坝址1200米。

(1) 工业污水。自来水厂取水断面上游有许多企业, 由于金信化工、金竹煤矿、碱厂、大建煤矿四个企业的排污量占取水断面上游工业污水的95%以上, 因此我们忽略了其他企业的排污量。以企业多年平均工业用水量的80%作为企业的工业废水排放量, 然后对各企业排放口的石油类、挥发酚、NH3-N、COD浓度及流量进行多次实测取其加权平均值作为企业的排污浓度, 企业有多个排污口, 为方便计算, 视其为一个排污口。

(2) 生活污水。根据城市规划资料, 假设该区生活污水集中排放, 按人均日污水量100L, 时变化系数为2.0, 污水水质采用COD400mg/L, 氨氮25mg/L。禾青镇现有人口27800人, 则禾青镇生活污水COD和氨氮源强分别为25.74g/s和1.609g/s。金竹山乡现有人口14000人, 则金竹乡生活污水COD和氨氮源强分别为12.96g/s和0.81g/s。毛易镇及沙塘湾镇现有人口36836人, 则毛易镇及沙塘湾镇生活污水COD和氨氮源强分别为34.1g/s和2.132g/s。

2 结果

2.1 分析结果

以球溪断面污染物浓度为初始本底浓度, 并取横向扩散系数Ez=0.5m/s, 运用上述数学模型进行计算, 可得枯水期取水断面各污染物浓度预测结果详见表3。

2.2 成果分析

根据市环境监测站多年自来水长取水断面的监测结果, 与建库后枯水期各污染物的预测浓度值 (取岸边) 及《地表水环境质量标准 (GB3838-2002) 》中的II类水质标准 (适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区) 对比详见表4。

比较上表可以看出, 浪石滩水电站建坝之后, 95%枯水保证率、各污染源正常排放时自来水厂取水断面COD值将比现在增加1.815倍, 氨氮增加1.597倍, 石油类增加1.941倍, 挥发酚增加1.41倍。且COD、石油类和挥发酚超过Ⅲ类标准, 接近Ⅳ类标准, 氨氮超过Ⅴ类标准。

3 结语

(1) 二维河流稳态水质混合模型可以对河流中污染物排放与河流水质的关系进行定量分析, 从而为评价、预测和选择污染控制方案以及制定水质标准提供依据。

(2) 本文利用计算机模拟了水电站建成后各种因素对水质的影响, 模拟结果反映了水电站建成后, 库区内水体自净能力降低、污染物浓度大幅度提高。

(3) 小型径流式水电站的建设将改变此段河流的水文条件, 特别是在枯水季节, 河流的自净能力大大下降, 库区的水质将发生变化, 污染物的浓度会升高。

参考文献