文档介绍:2022环境影响评价师?评价技术方法?精讲笔记第三章环境现状调查与评价-第三节地表水环
第三节地表水环境现状调查与评价
一、环境水文与水动力特征
、径流形成与水体污染
(、临界流与 缓流之分,亦即其水流的佛洛德数仄大于、等于或小于1。
河道为单支时,水流仅顺河道流动,而当河道有汊口或多支河道相连呈河网状时,随叉口形态的不同在汊口处的分流也不相同。一般而言,河网地处沿海地区, 往往受到径流或潮流顶托的影响,因而流态更为复杂。
一般而言,计算河道水流只需釆用一维恒定或不恒定流方程。但在一些特殊情 况,例如研究的河段为弯道时,会有螺旋运动出现,在河道的支流入汇处会有局部回流区;研究近岸或近建筑物的局部流场时,流态又往往各异,需根据需要选择二 维甚至三维模型求解。
①恒定均匀流。对于非感潮河道,且在平水或枯水期,河道均匀,流动可视为恒定均匀流。这是最简单的河流流动的形态,根本方程为:
v = Cyfm (3-5)
Q = vA (3-6)
式中:v----- 断面平均流速,m/s;
R——水力半径,即过水断面面积除以湿周,对于宽线型河道,常用断面平 均水深//直接代替几m;
/——水面坡降或底坡;
c——谢才系数,常用丄炉/6表示,?为河床糙率;
n
A----- 过水断面面积,m2;
Q---- 流量,m3/s0
按式(3-5)和式(3-6),在测得水面坡降(或河床底坡)、水深,确定了河床 糙率值后即可求出过流断面的流速及流量。反之,河床底坡、糙率及流量,亦可求出水深及流速。
②非恒定流。河道非恒定流动常用一维圣维南方程描述。河道有侧向入流时, 根本方程为:
dA dQ (、
1 = q (3-7)
dt dx
^- + 2^^- + (gA-^TB)^ = -g Sf+^T^- +q(v -v) (3-8)
ot A ox A dx A ox 2
式中:B——河道水面宽度,m;
兰——相应于某一高程z断面沿程变化; dx z
z——河底高程,m;
5f——沿程摩阻坡度,通常可表达为^«2v|v|/?4/3或?20必/0427?4/3); t 时间;
q——单位河长侧向入流,入流为正,出流为负;
Vq--- 侧向入流流速沿主流方向上的分量,m/s。
(2) 设计年最枯时段流量。
枯水流量的选择分为两种情况,一是固定时段选样,二是浮动时段选样。固定 时段选样是指每年选样的起止时间是一定的。例如某河流最枯水月或季主要出现在 2月或1?3月,那么选取历年2月或1?3月平均流量作为年最枯水月或季径流序列的样本。浮动时段选样是指每年选取样本的时间是不固定的。推求短时段(例如 30 d以下)设计枯水流量时都是按浮动时段选样。例如要研究某河流断面十年一遇连续7d枯水流量的变化规律,选样时就在水文年鉴中每年找出一个连续7d平均 流量的最小值组成一个样本。
年最枯时段流量的设计频率一般多采用50%与75%?95%。
(3) 河流断面流速计算。
设计断面平均流速是指与设计流量相对应的断面平均流速,工作中计算断面平 均流速时会碰见三种情况。
①实测流量资料较多时,一般如果有15?20次或者更多的实测流量资料,就
能绘制水位一流量、水位一面积,水位一流速关系曲线。而且当它们均呈单一曲线时,就可根据这组曲线由设计流量推求相应的断面平均流速。
②由于实测流量资料较少或缺乏不能获得三条曲线时,可通过水力学公式计算。
③用公式计算。目前广泛使用的公式有以下两组:
a) 有足够实测资料的计算公式。
(3-9)
v^l F
A = Bh>
B J
b) 经验公式。
(3-10)
v^aQp h = yQs
B = —0{xp~S) ay
式中:v——断面平均流速,m/s;
Q---- 流量,m3/s;
A----- 过水断面面积,m2;
h——平均水深,m;
B----- 河道水面宽度,m;
(X,p, y, 8——经验参数,由实测资料确定。(X,y—般随河床大小而变, 卢较为稳定,对于大江大河,当河宽5和河床糙率不变时,0=, 5=。
(4)河流水体混合。
混合是流动水体单元相互掺混的过程,包括分子扩散、紊动扩散、剪切离散等分散过程及其联合作用。
分子扩散:流体