水环境评价1、一个库容1×105m3的水库,进水和出水流量为4×104m3/d,进水BOD5=8mg/L,降解系数k=0.5,河水可与库水迅速混合,求出水的BOD5。)/(6.35.01041011845Lmgc解:2、一个改扩建工程拟向河流排放废水,废水量q为0.15m3/s,苯酚浓度为30μg/L,河流流量Q为5.5m3/s,流速ux=0.3m/s,苯酚背景浓度为0.5μg/L,降解系数k为0.2d-1,纵向弥散系数Ex=10m2/s,求排放点下游10km处苯酚浓度。LgcLgcLgc/19.1864003.0100002.0exp28.1/19.13.010)86400/2.0(411102100003.0exp28.1/28.115.05.55.05.53015.020若不考虑弥散系数,若考虑弥散系数,初始浓度3、连续点源Q=100g/s,河流水深1.5m,流速ux=0.3m/s,横向弥散系数Ey=5m2/s,污染物的衰减常数k=0。求下列三种条件下x=2000m,y=10m处污染物浓度:(1)无边界约束条件下;(2)在岸边排放河流宽度无穷大时;(3)岸边排放,河流宽度B=100m时。)/(38.4)10,2000(,4)/(10.4)10,2000(,22000541010023.0exp2000541010023.0exp2000541003.0exp3.0/2000545.13.01002)10,2000()/(68.0)10,2000(2)10,2000()/(34.0200054103.0exp3.0/2000545.13.0100)10,2000(33121231221LmgcpLmgcpnncLmgccLmgcpnpn解:4、在流场均匀的河段中,河宽B=200m,平均水深h=3m,流速ux=0.5m/s,横向弥散系数Ey=1m2/s。岸边连续排放污染物,源强Q=3600kg/h,k=0。试求下游2km处的最大污染物浓度、污染物横向分布、扩散羽宽度和完成横向混合所需时间。y/m0255075100125150175200c/mg.L-15.955.725.094.203.202.291.581.130.98解:污染源强Q=3600kg/h=1000g/s下流2km处污染物分布方差σy=(2Eyx/ux)1/2=89.4m1.污染物最大浓度在y=0处,取p=1C(2000,0)=5.947[exp(-02/16000)+2exp(-4002/16000)]=5.95mg/L3.扩散羽流宽度b=2σy=178.8m4.完成横向混合距离x=0.4uxB2/Ey=8000m5.完成横向混合时间t=x/ux=4.44h5、河边拟建一工厂,排放含氯化物废水,流量2.83m3/s,含盐量1300mg/L。该河平均流速0.46m/s,平均河宽13.7m,平均水深0.61m,上游来水含氯化物100mg/L,该厂废水如排入河中能与河水迅速混合,问河水氯化物是否超标?(设地方标准为200mg/L)。解:=100mg/L,Q=0.46×13.7×0.61=3.84m3/s=1300mg/L,q=2.83m3/s该厂废水如排入河中,河水氯化物将超标约3倍。6、河边拟建一工厂,排放含氯化物废水,流量3.85m3/s,含盐量500mg/L。该河平均流速0.50m/s,平均河宽14.5m,平均水深0.56m,上游来水含氯化物80mg/L,该厂废水如排入河中能与河水迅速混合,问河水氯化物是否超标?(设地方标准为300mg/L)。解:=80mg/L,Q=0.5×14.5×0.56=4.06m3/s=500mg/L,q=3.85m3/s该厂废水如排入河中,河水氯化物未超标。7、一个改扩建工程拟向河流排放废水,废水量q=0.15m3/s,苯酚浓度为30µg/L,河流流量Q=5.5m3/s,流速ux=0.3m/s,苯酚背景浓度为0.5µg/L,苯酚的降解(衰减)系数K=0.2d-1,纵向弥散系数Ex=10m2/s。求排放点下游10km处的苯酚浓度(忽略纵向弥散系数)。解:计算起始点处完全混合后的初始浓度:考虑纵向弥散条件下的下游10km处的浓度:=1.10μg/L忽略纵向弥散时的下游10km处的浓度:8、一个改扩建工程拟向河流排放废水,废水量q=0.25m3/s,苯酚浓度为ρ2=35µg/L,河流流量Q=6.5m3/s,流速ux=0.5m/s,苯酚背景浓度ρ1=0.6µg/L,苯酚的降解(衰减)系数K=0.2d-1,纵向弥散系数Ex=12m2/s。求排放点下游10km处的苯酚浓度(忽略纵向弥散系数)。解:计算起始点处完全混合后的初始浓度:忽略纵向弥散时的下游10km处的浓度:9、一条流场均匀的河段,河宽B=200m,流速ux=0.5m/s,横向弥散系数Ey=1m2/s。一个拟建项目可能以岸边和河中心两种方案排放,试计算完全混合距离。解:在岸边排放时,12Lmg/60967.6406383.284.383.2130084.3100012Lmg/28491.78.224985.306.485.350006.4800Lg/28.115.05.55.05.53015.0023.01086400/2.0411102100003.0exp28.1Lg/18.1864003.0100002.0exp28.1Lg/87.125.05.63525.06.05.60Lg/79.1864005.0100002.0exp87.1yxEBux24.0mx800012005.04.02大气环境评价1、已知某开发区长50km,宽5km,混合层高度150m。该开发区位于一山谷地带,上风向风速为3m/s,二氧化硫的本底浓度为0。该开发区建成后计划燃煤量为800t/d,煤的硫含量为5%,二氧化硫的转化率为90%,无污染物天然衰变,试用单箱模型估计该开发区二氧化硫的平衡浓度。3222/370150/3)/(33.3500000)/(33.3)/(288.0550%90%5/8002mgmsmsmgmuhlQsmgdkmtkmkmdtQap解:2、某火力发电厂烟囱高80m,以670g/s的排放速率向大气中排放SO2。已知烟气抬升高度为100m,实测平均风速为5.8m/s,σy=220.5m,σz=184.5m。试计算沿平均风向轴线下风向900m,距地面高250m处的SO2浓度值。3342222/45.0/1050.45.1842180250exp5.1842180250exp5.1845.2208.52670250,0,90018010080mmgmgmmHe解:有效源高3、某地区有一高架连续点源,有效源高为160m,实测平均风速为3.0m/s,排烟量为4.5×105m3/h,排烟中SO2的浓度为1000mg/m3。已知σy=σz=97.7m,试求该高架连续点源在下风向距烟囱500m,距地面x轴线50m处SO2的地面浓度值,并求出最大落地浓度。3max3max3222225/0184.01137.97352081132160/0184.01607.97352082/0133.07.971607.975021exp7.973520850,500/520886400/1000105.4maxmmgemmmgemmgsmgQz或解:源强4、某电厂烟囱有效高度为250m,二氧化硫排放量为180g/s,实测平均风速为5m/s,混合层厚度为1600m,烟流垂直扩散高度刚好达到逆温层底时的水平距离为5000m。试求出下风向4km、7km、12km处二氧化硫的地面轴线浓度。已知横向扩散标准差分别为400m、800m、1200m,纵向扩散标准差分别为360m、640m、2500m。322/6.623602250exp360400518040004mgxxkmh时,解:34422/7.20640216002250exp6408005180700027mgnxxxkmnhh时,3/48.7160012005218012000212mgxxkmh时,5、某水泥厂排放水泥粉尘,排气筒高度处平均风速为6m/s,排气筒高度为100m,烟气平均抬升高度为15m,排气量为3.5×105m3/h,排气中降尘的浓度为120mg/m3,废气中不同粒径降尘分布为20μm占25%;30μm占15%;50μm占60%。试计算排气筒下风向2500m处地面轴向降尘浓度为多少。已知:σy=121m,σz=56.7m,水泥降尘密度为3.12g/cm3,空气黏滞系数μ为1.8×10-4g/(cm·s)。scmumHsmgQe/77.3108.11810298012.311515100/1017.13600120105.34232045解:33505033030322420/0660.00350.00164.00146.00,0,2500/0350.0,/6.23/0164.0,/49.8/0146.012126100250077.3115exp7.56121614.328.011017.125.00,0,2500mmgmmgscmummgscmummg同理,6、某城市有一条东西走向很长的主要交通干线,高峰时汽车流量为3000辆/h,车行速度平均为60km/h,平均每辆车排出碳氢化合物辆为2.3×10-2g/s。某天吹北风,实测风速为3.5m/s,试问该天车流高峰时段位于路下风向250m处大气中碳氢化合物的地面浓度为多少?(已知σz=12.1m,汽车尾气排放管距离地面高度为0.4m)7、某城市按边长为1000m的正方形划分面源单元,面源单元二氧化硫的排放量为12g/s,源平均有效高度为15m,实测平均风速为2.5m/s,已知σy=156.0m;σz=99.5m。试求下风向相邻面源单元中心处二氧化硫的地面浓度。322300/0365.05.106215exp5.1066.3885.210120,0,10005.1060.75.996.3886.2320.1560.715.2/15;6.2323.4/100000mmgmxxmxxmmzyzy解:8、浓度为8.0mg/L,河水水温为20℃,河流流量为14m3/s,排放的工业废水处理前BOD5浓度为800mg/L,水温为20℃,流量为3.5m3/s,处理后溶解氧浓度为4.0mg/L;假定废水与河水在排放口附近迅速混合,混合后河道中平均水深达到0.8m,河宽为15.0m,参数k1(20℃)=0.23d-1,k2(20℃)=3.0d-1,若河流的溶解氧标准为5.0mg/L,计算工厂排出废水中允许进入河流的最高BOD5浓度和需达到的处理率。LmgDLmgDLmgOLmgOsmusmQs/07.40.507.9,/87.12.707.9/07.9206.31468,/2.75.175.