《环境系统结构与建模》习题解答

第三部分 大环境系统模型——环境质量基本模型 计算题 1、河流中稳定排放污水，污水排放量)(q 为 0.15m3·s-1，污水中 BOD5=30mg·L-1，河流径流量)(Q 5.5 m3·s-1，河水平均流速)(xu为 0.3 m3·s-1，河水 BOD5 的本底浓度 为 0.5 mg·L-1 。 已 知 ， BOD5 的 衰 减 速 率 常 数12.0dk， 弥 散 系数1210smDx。试求排放点下游 10km 处 BOD5 的浓度。 解（1）求起始点的5BOD 初始浓度 根据一维稳态初始浓度式，有（P36） 12,cqi oQccQq q—污水流量 5.5 0.50.15 300.155.5 11.2832()mg L （2）求下游 10km 处的5BOD 浓度 a.河流推流和弥散共同作用下的ic ,任一维稳态浓度分布公式，有： ,24kexp112xXii oxxu xDccDu （P36）（3） 320.3 10 104 (0.2 /86400) 101.2832exp112 100.3 11.18793()mg L b.忽略弥散作用，只考虑推流的ic , expii oxkxccu P36（4） 310.2 /8640010 101.2832exp0.31.18791()mg L 由题可见，在稳态条件下，考虑和忽略弥散，两者的计算结果几乎一致，说明存在对流作用时。纵向弥散对污染物的影响可忽略。 2、连续点源排放，源强为 50g.s-1，河流水深m.h51=，流速-130s.m.ux =，横向弥散系数-125s.mDy =，污染衰减速率常数0=k。试求： ⑴在无边界的情况下，)102000()(m,my,x=处污染物的浓度； ⑵在边界上排放，环境宽度无限大时，)102000()(m,my,x=处的污染物浓度； ⑶在边界上排放，环境宽度mB100=时，)102000()(m,my,x=处的污染物浓度。 解（1）依无边界条件下二维的连续点源稳态排放公式 若忽略横向流速yu =0，且纵向扩散的影响远小于推（对）流的影响0xD P38（4）无边界 2( , )expexp44/xiyxxyxu yQkxc x yD xuu hD x u 则：2500.3 10(2000,10)exp14 5 20000.3 1.5 45 2000 / 0.3ic   10.17()mg L （2）边界排放，环境宽度无限大的ic 依公式（5） 22expexp44/xiyxxyxu yQkxcD xuu hD x u 即此种情况下ic 为（1）的2 倍 故21(2000,10)2(2000,10)0.34()iiccmg L（ ）（1） （3）边界...