环境影响评价第三章第四章计算.docx
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环境影响评价第三章第四章计算
1.设有某污染源由烟囱排入大气的SO2源强为80g/s,有效源高为60m,烟囱出口处平均风速为6m/s,当时气象条件下,正下风方向500m处的σz=18.1m,σy=35.3m；计算x=500my=50m处的SO2地面浓度。
解：
根据高斯大气污染物扩散模型可得：
将以上数据带入：
＝0.01mg/m3
经计算获得，x=500my=50m处的SO2地面浓度为0.01mg/m3。
2.某工厂烟囱高Hs=45m，内径D=1.0m，烟温Ts=100℃，烟速Vs=5.0m/s，耗煤量180kg/h，硫分1%，水膜除尘脱硫效率取10%，试求气温20℃，风速2.0m/s，中性大气条件下，距源450m轴线上SO2的浓度。
（大气压Pa=101KPa）
小型烟囱Qh<1700KJ/s，采用霍兰德公式计算其烟气提升高度
风速廓线幂指数p的取值
大气稳定度
A
B
C
D
E
F
风速廓线幂指数
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.30
在中性大气稳定度下，高斯扩散系数可由下式计算：
σy＝0.110726x0.929481
σz＝0.104634x0.826212
解：
⑴工厂烟囱的SO2排放强度为：
Q=180kg/hr×1%×90%×
×1000/3600=0.90（g/s）
⑵根据风廓方程，可计算在评价因子45m处的风速。
从表中可查风速高度指数p=0.25
⑶计算烟囱的提升高度和有效高度
①烟气排放量
Qv=A.u=3.14×0.52×5=3.9（m3/s）
②烟气热释放率
=3.5×101×
×3.9=296（KJ/s）
③烟气提升高度
Qh<1700KJ/s，属小型烟囱，可采用霍兰德公式计算其烟气提升高度。
＝2×（1.5×5×1+0.01×296）/3.9==5.4（m）
烟囱的有效高度
H=Hs+ΔH=45+5.4=50.4（m）
⑷根据G-P模型，在大气稳定度为D类，风向下方450m的扩散系数σ
y、σz分别为：
σy=γ1xα1=0.110726×4500.929481=32.4m
σz=γ2xα2=0.104634×4500.826212=16.3m
⑸根据高斯大气污染物扩散模型可得：
将以上数据带入：
3.地处平原某工厂，烟囱有效源高100m，SO2产生量180kg/h，烟气脱硫效率70%，在正下风1000m处有一医院，试求中性大气稳定度条件下时，该工厂排放的SO2对医院SO2平均浓度贡献值。
（中性条件下，烟囱出口处风速6.0m/s，距源1000m，σy=100m，σz=75m）。
解：
①烟囱的SO2排放强度：
Q=180kg/hr×（1-70%）×1000/3600=15（g/s）
②烟囱的有效高度
H=100m
③烟囱出口风速
u=6.0m/s
④根据帕斯奎尔法模型，可以得出在大气稳定度为D类，风向下方
1000m处的污染物扩散系数σy、σz分别为：
σy=100m
σz=75m
⑤根据高斯大气污染物扩散模型可得：
将以上数据带入：
=0.0436（mg/m3）
4.设某电厂烧煤15t/h，含硫量3%，燃烧后有90%的SO2由烟囱排入大气。
若烟羽轴离地面高度为200m，地面10m处风速为3m/s，稳定度为D类，求风向下方300m处的地面浓度。
风速廓线幂指数p的取值
大气稳定度
A
B
C
D
E
F
风速廓线幂指数
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.30
在中性大气稳定度下，高斯扩散系数可由下式计算：
σy＝0.110726x0.929481
σz＝0.104634x0.826212
解：
①电厂烟囱的SO2排放强度为：
Q=15t/hr×3%×90%×
×1000000/3600=225（g/s）
②烟羽轴的高度就是烟囱的有效高度是，
H=200m
③根据风廓方程可地面上风速，可计算在200m处的风速。
从表中可查0.25
④根据帕斯奎尔法模型，可以得出在大气稳定度为D类，风向下方300m处的污染物扩散系数σy、σz分别为：
σy=γ1xα1=0.110726×5000.929481=35.7m
σz=γ2xα2=0.104634×5000.826212=17.8m
⑤根据高斯大气污染物扩散模型可得：
将以上数据带入：
污染物基本全部由风吹离了这个区域，对地面SO2的浓度不造成影响。
5.某工厂烟囱有效源高50m，SO2排放量12kg/h，排口风速4.0m/s，求：
⑴SO2最大落地浓度的多少？
⑵若使最大落地浓度下降至0.010mg/m3，其它条件相同的情况下，有效源高应为多少？
设此大气稳定度下的P-G系数参数P1=2.27
解：
⑴SO2最大地面浓度
SO2排放强度为：
Q=10kg/hr=10000/3600=2.778（g/s）
排口风速u=4.0m/s
根据高斯模型，地面最大浓度为：
将数据带入为：
=0.028×10-3（g/m3）=0.028（mg/m3）
⑵如控制Cmax=0.010mg/m3，可以通过降低二氧化硫排放量和提高烟囱的高度两种方式达到目的，若提高烟囱高度，烟囱的有效高度为：
＝[2×2.778/（2.718×3.14×4×0.01×10-3×2.27）]0.5
＝84.6（m）
烟囱的有效高度应保持在84.6米以上时，地面最大浓度可控制在0.01mg/m3以下。
1.有一条比较浅而窄的河流，有一段长5km的河段，稳定排放含酚废水Qh=0.10m3/s，含酚浓度为Ch=5mg,/L，上游河水流量为Qp=9m3/s，河水含酚浓度为Cp=0，河流的平均流速为v=40km/d，酚的衰减速率系数为k=2d-1，求河段出口处的含酚浓度为多少？
解：
较浅而窄的河流可以按照一维河流模型进行分析。
可以认为污水与河水可迅速地混合均匀，排放点的酚浓度就等于：
对于一维河流模型，在忽略扩散时，可降解污染物的变化规律可表示为：
将各量数值带入得
=0.0428（mg/l）
河段出口处的含酚浓度为0.0428mg/l。
2.有一条河段长7.5km，河段起点BOD5的浓度为7mg/L，河段末端BOD5的浓度为5mg/L，河水平均流速为15km/d，求该河段的自净系数k1为多少？
解：
按照一维河流模型S-P模型进行分析。
河流中的BOD-DO的变化规律为：
由第一方程可得：
，将各量的数值带入方程式，得:
3.一河段的K断面处有一岸边污水排放口稳定地向河流排放污水，其污水特征为：
QE=19440m3/d，BOD5（E）=81.4mg/l，河水QP=6.0m3/s，BOD5（P）=6.16mg/l，u=0.1m/s，K1=0.5/d。
①如果忽略污染物质在混合段内的降解和沿程河流水量的变化，在距完全混合断面10km的下游某段处，河流中BOD5浓度是多少？
②如果CODCr（E）=100mg/l，CODCr（P）=12mg/l，KC=0.3/d，其它数据同上，计算CODCr浓度。
解：
①混合均匀后，水中的BOD浓度
=8.88（mg/l）
在忽略扩散时，一维河流模型有：
=4.98（mg/l）
河段混合断面10km处的BOD浓度为4.98mg/l。
②混合均匀后，水中的COD浓度
=15.2（mg/l）
在忽略扩散时，一维河流模型有：
=10.7（mg/l）
河段混合断面10km处的COD浓度为10.7mg/l。
4.已知某一个工厂的排污断面上为30mg/L，DO为7mg/L，受纳废水的河流平均流速为20km.d-1，河水的k1=0.75d，k2=1.15d-1，试求：
（1）距离为5km处的BOD5和DO的浓度。
（2）若沿途没有其他的污染源排污，何处河水BOD5恢复到地表Ⅲ类水标准？
（地表Ⅲ类水质中BOD5=4mg/L、氧气的饱和溶解度Ds＝10mg/L）
解：
按照一维河流模型S-P模型进行分析。
河流中的BOD-DO的变化规律为：
（1）距离为5km处的BOD5和DO的浓度。
将各量的数值带入方程式，得距离为5km处的BOD5=24.9mg/l和DO=3.31mg/l
（2）根据第一方程式，当L=4mg/l时，带入上式
计算获得，距离排污口53.7km处，河水的BOD5恢复到地表Ⅲ类水水质。
5.在忽略污染物的降解，污水在河岸边排入河流，河流二为均匀流场的稳定态方程的解为：
①若某断面上河对岸浓度达到同一断面最大浓度的5％，定义为污染物到达对岸，求解此段这一距离Lb。
②若断面上最大浓度与最小浓度之差不超过5％，可认为污染物均匀混合。
地段面与由排放点的距离称为完全混合距离Lm,求解Lm。
解：
①污染物到达对岸前，计算本岸C（Lb,0）时可不计对岸的反射项。
而污染物到达对岸C（Lb,B），只需要考虑一次反射。
对岸浓度为最小浓度，将y=B带入的
本岸浓度为最大浓度，将y=）带入的
使用上式计算浓度，并按定义C（Lb,B）/C（Lb,0）=0.05带入
利用迭代法计算得出：
f=0.025
②同理，只需要考虑一次反射计算本岸浓度C（Lb,0）和对岸浓度C（Lb,B），并按定义C（Lb,B）/C（Lb,0）=0.9，解出的混合距离Lm为:
利用迭代法计算得出：
f=0.47241
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