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（4-50）
?0?
W4K1ExQ1?2ux（4-51）
ρ0是 x=0处的污染物浓度，可以用式（4-51）计算： 式中：W ——单位时间内排放的污染物质量，g，
Q ——河口上游来的平均流量净泄量，m3/d。 适用条件：
均匀的潮汐河口充分混合段；非持久性污染物；
污染物连续稳定排放；只要求预测潮周平均、高潮平均和低潮平均水质。 （2）污染物在河口混合模型
如果要求污染物与河口水混合过程中浓度随时间变化情况，则应采用二维动态混合数值模型预测：
???????2??2??ux?uy?Ex2?Ey2?K??t?x?y?x?y2．河网水质模型
要模拟和预测河网的水质非常复杂；已有几种理论计算模型，但实际应用性和可操作性差。
一般计算原则是将环状河网中过水量很小的河流忽略，将环状河网简化为树枝状河网。采用水力学模型和水质模型耦合的计算模型进行动态模拟。
掌握详细的河网水文和水质同步监测数据时，可将河网分段，采用完全混合模型估算。
第三节湖泊（水库）水质模型
一、湖泊、水库水文及水质特征
湖泊水库系长期占有陆地封闭洼地的蓄水体，湖泊是天然形成的，水库是由于发电、蓄洪、航运、灌溉等目的拦河筑坝人工形成的，它们的水流状况类似，水面积一般较大，水流缓慢，换水周期长，水体自净能力较弱，体现出与河流不同的水文、水质特征，主要集中体现在湖泊、水库的水温垂直分层和水体的富营养化问题上。
1．湖泊、水库的水温结构特征
湖泊、水库内的水文状况，既受气象的影响，也受湖泊、水库大小、水深、水流缓急状
况及水库调度运行的影响。一般情况下，对水深8m以下的浅水湖泊，可将水体看成一个均匀的混合体；当湖泊、水库较深时，则常常存在温度分层现象。
湖泊、水库通过水面与外界之间进行热交换。在夏季，水体表面受热快，水温升高，形成湖泊、水库表温水层，而底层光照少，受热少，水温较低，温水在冷水之上，这种上层暖（轻）、下层冷（重）的密度结构使湖泊、水库形成稳定的水温结构，湖泊、水库的水在垂直方向的密度梯度使上下水体间很难发生掺渗，形成稳定的温跃层。一般水体在垂直方向上从上到下分为三层（见图4-3 ）：上部温水层，中部温跃层（又称斜温层）、底部均温层。在上部温水层中，受风的动力作用，水层混合比较均匀，导致水温垂向分布均匀化，水温通常较高，因此称为温水层；中部温跃层温度梯度大，混合能力最弱；底部均温层，通常水温比较低，又称为底部冷水层。
图4-3 夏季湖、库中的热分层现象
到了秋末冬初，由于气温的下降，湖泊、水库表层水冷却，密度增大，向下沉降，温跃层逐渐消失，湖泊、水库上部形成一个温度均匀的掺混层，其厚度随时间而逐渐增加，当对流现象达到整个水深时，就出现了整个湖泊、水库的水质循环，称为“翻池”。翻池现象有时在春末夏初也可能出现。
2．湖泊、水库水体的富营养化
湖泊、水库除水体入口和出口外，其余均为沿岸带围绕而成，具有较强的封闭性，可认为属于静水环境，水体的大气复氧能力十分有限，水体的富营养化程度成为湖泊、水库水质表征的一项重要指标。
根据湖泊、水库中营养物质含量的高低，可以把它们分为贫营养型和富营养型。贫营养型湖泊、水库中养分少，生物有机体数量不多，生物产量低。反之，富营养型湖泊、水库的养分多，生产率高。湖泊、水库的富营养化就是指湖泊、水库由低浮游生物生产率（贫营养型）转变成高浮游生物生产率（富营养型）的过程。从湖泊、水库的发展历程来看，湖泊、
水库从贫营养向富营养过度是一个正常的过程，在自然状态下，这个过程进展相当缓慢。但人类的活动已大大加速了湖泊、水库富营养氧化的进程。
湖泊、水库的富营养化好发于夏季，水体的热分层现象促使水体富营养化的发生。在夏季，光照充足，表层温度高，在有充足物质（营养盐）供应的情况下，水体中藻类的光合作用大大加强，藻类大量繁殖，而且夏季水体的热分层现象也将导致下层水体溶解氧降低，在缺氧状况下底泥中的磷释放，进一步提高水体中磷的含量，加剧了水体富营养化的发生。水体富营养化状况在春秋季会得到一定程度的缓解，因为在春秋季表层水温与底层水温逐渐趋向于一致。
二、湖泊－水库水质模型 1．Vollenweider 模型
dCV?W?QC?k1CVdt求求解解t???Vln?1???Q?k1Vcc(tcc=βee() / t) / =β–αt＝1－e –α＝1－e t–αt = 1-βe e –αt = 1-βC?t???W??Q????exp??k?1?t????VQ?k1V??????????W??Q?k1V?C0Wce?aV平衡浓度所需时间平衡浓度所需时间C?t??W1?e?at?C0e?ataV??t t →→∞，∞，平衡浓度平衡浓度α（/ V）kkvv11α==（qq/ V）+ + Wc?t??1?e?ataV??cc= 00 0 = 0 2．湖泊溶解氧模型
式中： C——污染物或水质参数浓度；V —— 湖库的容积；
W ——为污染物或水质参数的平均排入量，mg/s；Q —— 湖库流量；
k1 —— 污染物衰减或沉降速率系数，s-1；t—— 时间。
二、卡拉乌舍夫扩散模型
d?DOQ?(?DO0??DO)?k2(?DOs??DO)?RdtV
??r?q??E???t?H??2?r?1??r??r?r?E?r2?式中：q ——入湖污水量（m3/d）；
r ——湖泊内某计算点离排出口距离（m）； E ——径向湍流混合系数，m2/s；
ρr ——所求计算点的污染物质浓度（mg/L）； H ——污水扩散区湖水平均深度（m）；
Φ——污水在湖水中的扩散角度，由排放口附近地形决定。污水在开阔的岸边垂直排放：φ=180°；湖心排放:φ=360°。
第四节 水质模型的标定
一、混合系数估值 1．经验公式法 Elder公式； Fisher公式 ；
Taylor公式(用于河流与河口) 2．示踪实验法
示踪实验法是向水体中投放示踪物质，追踪测定其浓度变化，据以计算所需要的各环境水力学参数的方法。
示踪物质选择应满足要求：测定简单、准确、经济，对环境无害。
常选瞬时投放方式，其具有示踪物质用量少，作业时间短，投放时间短，数据整理容易等优点。
3．经验数据 二、k1 估算
1．实验室测定值修正法 2．两点法
三、k2 估算
复氧速率系数估值可采用实测法，但费时、费工，亦不易确定。故常用经验公式法。
第五节 开发行动对地表水环境影响的识别