河流水质数学模式预测方法[熟悉]:
1.河流稀释混合模式
(1)点源,河水、污水稀释混合方程。对于点源排放持久性污染物,河水和污水完全混合、反映河流稀释能力的方程为:

式中:c——完全混合的水质浓度,mg/l;
qp——污水排放量,m3/s;
cp——污染物排放浓度,mg/l;
qh——上游来水流量,m3/s;
ch——上游来水污染物浓度,mg/l。
(2)非点源方程。对于沿程有非点源(面源)分布入流的情形,可按下式计算河段污染物的浓度:

式中:ws——沿程河段内(x=0到x=xs)非点源汇入的污染物总负荷量,kg/d;
q——下游x距离处河段流量,m3/s;
qs——沿程河段内(x=0到x= xs)非点源汇入的水量,m3/s:
xs——控制河段总长度,km;
x——沿呈距离(o≤x≤xs),km。
(3)考虑吸附态和溶解态污染指标耦合模型。当需要区分溶解态和吸附态的污染物在河流水体中的指标耦合,应加入分配系数的概念。
分配系数kp的物理意义是在平衡状态下,某种物质在固液两相间的分配比例。
式中:c——溶解态浓度,mg/l;
x——单位质量固体颗粒吸附的污染物质量,mg/mg;
kp——分配系数,l/mg。
对于有毒有害污染物,在已知其在水体中的总浓度的情况下,溶解态的浓度可用下式计算:

式中:c—— 溶解态浓度,mg/l;
ct——总浓度,mg/l;
s——悬浮固体浓度,mg/l;
kp——分配系数,l/mg 。
2.河流的一维稳态水质模式
对于溶解态污染物,当污染物在河流横向方向上达到完全混合后,描述污染物的输移、转化的微分方程为:

式中:a——河流横断面面积;
q——河流流量;
c——水质组分浓度;
dl——综合的纵向离散系数;
sl——直接的点源或非点源强度;
b——上游区域进入的源强;
sk——动力学转化率,正为源,负为汇。
设定条件:稳态,忽略纵向离散作用,一阶动力学反应速率k,河流无侧旁入流,河流横断面面积为常数,上游来流量qu,上游来流水质浓度cu,污水排放流量qe,污染物排放浓度ce,则上述微分方程的解为:
式中:c0——初始浓度,mg/l,计算式为c0=(cu·qu+ce·qe)/(qu+qe);
k——一阶动力学反应速度,1/d;
u——河流流速,m/s;
x——沿河流方向距离,m;
c——位于污染源(排放口)下游x处的水质浓度,mg/l。
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