專利名稱：一種為潮汐河流水質(zhì)預(yù)斷服務(wù)的水文水質(zhì)實(shí)測分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為河流水質(zhì)預(yù)期評價的一種“水文-水質(zhì)”綜合測算方法。
本發(fā)明有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)一般的沿海河口地區(qū)，歷史上就已自然形成了相當(dāng)規(guī)模的都市或港口城市，例珠江口的廣州，閩江口的福州，錢塘江口的杭州，黃浦江口的上海，海河口的天津，等等，上述的各條潮汐河流都或多或少地存在著水體被污染的問題，其中的最甚者上海的黃浦江在一九六八年的夏季曾有將近二個月的時間變?yōu)椤昂谄纸?。一條河流最大的實(shí)用價值除了航運(yùn)外，它還是民用水、生產(chǎn)用水和觀光旅游玩水的水源，因此，所有上述的潮汐河流都已被列入治污規(guī)劃制定的對像，并且期望將會有一天，開始對所有上述一類的潮汐河流也定時發(fā)布它們的水質(zhì)預(yù)報。這就如現(xiàn)在定時發(fā)布的氣像預(yù)報，海浪預(yù)報，城市大氣質(zhì)量預(yù)報，以及森林火災(zāi)預(yù)警告示和地震災(zāi)害預(yù)警告示那樣，已在人們的社會活動中占據(jù)了一席之地。
單就對河口地區(qū)的潮汐河流制定的治污規(guī)劃而言，最需要得到的數(shù)據(jù)依據(jù)是1．消滅沿河某個位置對潮汐河流在單位時間內(nèi)排放的表征污染物的質(zhì)量(排放的污水體積與其表征污染物濃度之積)G噸，例以每天的五日生化毫氧量BOD的污染質(zhì)量來表征，或用化學(xué)耗氧量COD的污染質(zhì)量來來表征。
2．消滅該沿河位置的污染源點(diǎn)中的污染質(zhì)量G噸，需要的投資代價R元。
3．則該潮汐河流水體被污染程度(濃度)，仍以上述的BOD或COD來表證，將下降到現(xiàn)在的P％；而現(xiàn)在的潮汐河流水體被污染濃度是可以通過實(shí)測獲得的。
不難看出其中的G可以通過對排放污水流量和BOD或COD濃度的監(jiān)測，即“水量(水文)-水質(zhì)”綜合實(shí)測分析就能求得。
其中的R，即付出的代價(資金)，依據(jù)制理該特定地點(diǎn)的G所需要的配套工程一類措施的造價推算，就能獲取。
而最后的這個P，即欲達(dá)到的最終目的，目前尚沒有被認(rèn)可的方法來解決這個定量數(shù)據(jù)問題；在各種潮汐河流有關(guān)的治污規(guī)劃或報道中，大多是用“大”、“小”、“好”“壞”一類的定性模糊概念來對付這個P的定量問題。
在潮汐河流中，一個明顯的客觀事實(shí)是對潮汐河流排放的G，在它被帶出河口之前，是隨漲、落潮流在河流中作往復(fù)運(yùn)動的。這個往復(fù)過程，就是造成G對河流水體重復(fù)污染的根源。G在被帶出河口之前隨漲、落潮流在河流中往復(fù)運(yùn)動的次數(shù)越多，它對河流水體重復(fù)污染的機(jī)會也越多。
離河口位置不同距離的地點(diǎn)對潮汐河流排放等量的污染質(zhì)量G時，由于不同地點(diǎn)排放的各個G在它們被帶出河口之前，在河流中停流的時間，即停留的潮次N是不同的，因此，不同地點(diǎn)排放的各個G，最后造成的對潮汐河流的實(shí)際污染能力指數(shù)F也是不相同的。
例如河口附近某一污染源連續(xù)排放的G，在它們還沒來的及充分?jǐn)U散，對河流水體實(shí)施有效污染之前，很可能在不到平均一個潮次的停留時間內(nèi)就被落潮時的退潮水帶出河口；而河口遠(yuǎn)一些的上游的某個污染源連續(xù)排放的G，很可能在河流中要在平均N個往復(fù)潮次后才被退潮水帶出河口。這樣，在這二處在單位時間內(nèi)排放的G相同的情況下，后者對潮汐河流的平均實(shí)際污染能力指數(shù)F就是前者平均F的N倍。
上海的黃浦江在一九六八年的夏季曾有將近二個月的時間變?yōu)椤昂谄纸睍r的潮汐水情，是整條江的各個污染源連續(xù)排放的G的平均N均比原來增加了好多倍。從當(dāng)時的水文情況看海的“黑浦江”在那個期間對長江的凈排水量很小，常接近于零，甚至是負(fù)值。也就是說所有排放在江中的G，長時期被封閉在江內(nèi)而無法從河口出去，很有限的空氣復(fù)氧作用又絕對消化不掉不斷累積的G。
發(fā)生在潮汐河流中的G對河流水體重復(fù)污染的問題，也就是理論上由于N的客觀存在而引起G的“濃度疊加”的問題。
不難推斷當(dāng)某地點(diǎn)排放的某個G在往復(fù)潮流中停留的潮次為N，那么，它就有機(jī)會與還是同一地點(diǎn)持續(xù)排放的另外的G在潮汐河流中均相遇N次，有N次的濃度疊加機(jī)會，這個G對該潮汐河流的實(shí)際污染能力指數(shù)F就等于G的N倍。可建立如下的基本關(guān)系式F=KNG--K為修正系數(shù)。
目前，國內(nèi)外研究并采用的河流水質(zhì)預(yù)斷方法主要是依據(jù)“擴(kuò)散原理”而制定的，見國家環(huán)保局最早頒布的《制定地方水污染排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)原則與方法》(BG 3839-83)文件以及后續(xù)的有關(guān)文件。根據(jù)“擴(kuò)散原理”，即從水中的污染質(zhì)量G向周圍擴(kuò)散時濃度梯度變化的規(guī)律而制定的水質(zhì)測算預(yù)斷方法，它對于穩(wěn)定流的非潮汐河流，尚有實(shí)用價值；然而，對潮汐河流來說，由于它沒有把作為主導(dǎo)方面的由潮汐造成的重大影響，也就是潮流往復(fù)運(yùn)動時造成N的變化，以及進(jìn)而引起的F的變化，直接在“擴(kuò)散原理”方法中充分地體現(xiàn)出來，因此，僅僅用“擴(kuò)散原理”法，要較理想地解決好潮汐河流如下最主要的水質(zhì)基本項(xiàng)目的預(yù)斷，尚有問題這就是潮汐河流沿岸離河口位置不同距離地點(diǎn)的排污質(zhì)量G的增與減，對河流被污染濃度變化的影響程度有多少(以定量的百分?jǐn)?shù)來表示)；若再進(jìn)而加上潮汐水情N的變化，即整條潮汐河流的N發(fā)生同步的變化，此時對河流被污染濃度變化的影響程度又會有多少(以定量的百分?jǐn)?shù)來表示)。
上述的這類定量數(shù)據(jù)在制定潮汐河流的制污規(guī)劃工作中是不可缺少的，最為關(guān)鍵的是上述的前者問題。這一最基本的定量數(shù)據(jù)測算不出來，日常的水質(zhì)預(yù)報工作更是無從談起。
然而，目前的現(xiàn)狀情況就可以充分地說明尚沒有可操作的潮汐河流水質(zhì)預(yù)斷方法被認(rèn)可并投入使用。盡管“擴(kuò)散原理”法可能已經(jīng)解決了潮汐河流水質(zhì)預(yù)斷的諸如數(shù)學(xué)模式一類理論方面的系列問題，但從目前的情況看，它仍難以進(jìn)入可以指導(dǎo)實(shí)踐操作的應(yīng)用階段，究其原因。很可能在它的實(shí)測分析中難以讓上述“朦朧”的N介入進(jìn)去，這就更談不上以N為主導(dǎo)來考慮問題和制定有關(guān)的指導(dǎo)實(shí)踐的操作方法。
本發(fā)明的目的是從解決潮汐河流水污染體系中上述最關(guān)鍵的一個水質(zhì)基本預(yù)斷項(xiàng)目著手，另某途徑依據(jù)“濃度疊加”原理，即潮汐污染基本關(guān)系式F=KNG，制定出能直接將N測算出來的，以本發(fā)明的“潮汐水文-水質(zhì)”綜合實(shí)測，即“N-G”綜合實(shí)測為主體的實(shí)測分析方法，為潮汐河流治污規(guī)化的制定，以及它的水質(zhì)預(yù)報，提供經(jīng)過實(shí)際測算的和有評價意義的水質(zhì)預(yù)斷定量數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的技術(shù)手段主要就是在潮汐河流的水污染體系中，將由潮汐影響所造成的污染質(zhì)量G的重復(fù)污染問題，即以停留潮次的形式體現(xiàn)的N問題，直接介入到以“N-G”綜合實(shí)測為主體的實(shí)測分析方法之中。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的它由以下四個方面的工作方法組成
1．對潮汐河流沿岸現(xiàn)有的各個污染源分布點(diǎn)到河口位置之間的距離的測量并將其標(biāo)繪在分析圖中(可借助于當(dāng)?shù)氐貓D上的位置與距離資料來完成)，以及分別實(shí)測出各個污染源分布點(diǎn)對河流排放的表征污染物的質(zhì)量G(污水體積與濃度之積的G也可借助于當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門對該河流常規(guī)實(shí)測的分析資料)。該距離與G也可以在“N-G”綜合實(shí)測中安排進(jìn)行。
2．至少在上述污染源群所對應(yīng)的受它們污染的潮汐河流水段的首尾二端各設(shè)置一個所需的“N-G”實(shí)測點(diǎn)，對河流水流量Q和各個時間段內(nèi)所對應(yīng)的河水流量Q中的表征污染物的質(zhì)量G進(jìn)行連續(xù)實(shí)測。
3．實(shí)測排入河流中的各個G在隨潮流往復(fù)運(yùn)動時的平均停留時間，即G在潮汐河流中的平均停留潮次N。--本發(fā)明的關(guān)鍵。
表征N值的各條界線J之間的距離L采用如下的方法a或b測取a通過施放浮標(biāo)群，讓它們隨往復(fù)潮流漂游，跟蹤它們運(yùn)動軌跡一類的方法，獲取表示平均N的各條有關(guān)的潮次界線J之間的實(shí)際平均距離L，最后將各條界線J依次序根據(jù)不同的距離L標(biāo)繪在分析圖中。
b通過在河口位置實(shí)測點(diǎn)的實(shí)測在某一時間段(年或月或周)內(nèi)，測取進(jìn)潮流量的平均值Q1和退潮流量的平均值Q2，以及漲憩時該處河流平均過水?dāng)嗝鍿1和落憩時該處河流過水?dāng)嗝鍿2的平均值S；求取河口實(shí)測點(diǎn)與界線J1之間的平均距離L1:L1=(Q2-Q1)/s；并將界線J1標(biāo)繪在分析圖中。
(Q2-Q1)表明某一時間段(年或月或周)內(nèi)潮汐河流在河口位置實(shí)測點(diǎn)處過水?dāng)嗝娴钠骄鶅襞潘?上游下泄水量)。也就是它所能占據(jù)的從河口至上游方向的河段體積，水量取立方米為單位，平均過水?dāng)嗝鍿取平方米為單位，前后二者之比得到的L1，就意味著凡是在不同時間里連續(xù)排放到L1河段內(nèi)，即河口至界線J1內(nèi)的所有污染物的質(zhì)點(diǎn)，都能在一個潮汐周期時間內(nèi)(N為1)，最終被退潮水帶出該潮汐河流的河口，并永不返回。
在L1處實(shí)測在某一時間段(年或月或周)內(nèi)，測取進(jìn)潮流量的平均值Q1和退潮流量的平均值Q2，以及漲憩時該處河流平均過水?dāng)嗝鍿1和落憩時該處河流過水?dāng)嗝鍿2的平均值S。
求取界線J1與界線J2之間的平均距離L2:L2=(Q2-Q1)/S；并將界線J2標(biāo)繪在分析圖中。
這里的L2表明在界線J1與界線J2之間的平均距離L2的范圍內(nèi)，不同時間排放的所有污染物的污染質(zhì)點(diǎn)，將在二個潮汐周期時間內(nèi)(N值為2)，最終被退潮水帶出該潮汐河流的河口，并永不返回。
……在L6處實(shí)測在某一時間段(年或月或周)內(nèi)，測取進(jìn)潮流量的平均值Q1和退潮流量的平均值Q2，以及漲憩時該處河流平均過水?dāng)嗝鍿1和落憩時該處河流過水?dāng)嗝鍿2的平均值S。
求取界線J6與界線J7之間的平均距離L7:L7=(Q2-Q1)/S；并將界線J1標(biāo)繪在分析圖中。
4．依據(jù)“濃度疊加原理”關(guān)系式F=KNG，借助于計算機(jī)，從圖解中推算出具有評價意義的水質(zhì)方面所有主要的預(yù)斷數(shù)據(jù)。
此外為執(zhí)行上述的各個指定的實(shí)測目標(biāo)時需要具備的條件涉及實(shí)測站，船(用于定時定點(diǎn)去河流寬度上的某一位置提取水樣)，操作人員，標(biāo)尺和流速儀一類的水文監(jiān)測儀器，水質(zhì)取樣器皿和試管以及化學(xué)試劑一類的化學(xué)器材與材料，等等。
上述的計算機(jī)，它工作時采用的是包括水文和水質(zhì)二方面的為求取各個水質(zhì)預(yù)斷項(xiàng)目數(shù)據(jù)推算程序在內(nèi)的專用軟盤。
本發(fā)明的特點(diǎn)是1．依據(jù)“濃度疊加”原理而制定的“N-G”綜合實(shí)測分析方法，將潮汐對河流的影響，即N，直接測取，充分地在方法中體現(xiàn)出來，為提高實(shí)測分析的精度創(chuàng)造了條件。
2．將各種對潮汐河流水污染體系的次要影響因素，如復(fù)氧作用，不同位置排放進(jìn)河流的污染物相遇后的酸堿中合反應(yīng)作用，河底污泥對水體污染作用，風(fēng)速和環(huán)境溫度的作用，等等影響，在對現(xiàn)有水體污染狀況的水質(zhì)(表征污染物的濃度)實(shí)測分析中都將包含進(jìn)去。--水質(zhì)預(yù)斷的各個主要項(xiàng)目，均是以現(xiàn)有的河流水體表征污染物的濃度為基礎(chǔ)，來預(yù)斷其變化的程度(以百分比數(shù)據(jù)來表示)的。--這就為提高“N-G”綜合實(shí)測分析方法的實(shí)測分析的綜合函蓋范圍力度創(chuàng)造了條件。
3．由于本發(fā)明具有很強(qiáng)的可操作性，這就為最終建立常規(guī)的潮汐河流水質(zhì)預(yù)斷系統(tǒng)創(chuàng)造了條件。


圖1示意了污染質(zhì)量G中的污染質(zhì)點(diǎn)在潮汐河流中的隨潮流往復(fù)運(yùn)動的軌跡。
圖2是作為本發(fā)明實(shí)施例中“N-G”綜合實(shí)測分析的測點(diǎn)布局與潮情N概況示意圖。
A,B,C,D污染物排放點(diǎn)；J1,……J7:1至7個潮次周期的界線；L1,……L7各個潮汐周期界線之間的距離；測-1污染水體首都的實(shí)測點(diǎn)(河口位置)；測-2污染水體中部的實(shí)測點(diǎn)；測-3污染水體尾部的實(shí)測點(diǎn)。
由圖1所示在漲潮時，從污染物排放點(diǎn)〖A〗和〖B〗同時分別排放的二個污染物質(zhì)點(diǎn)，在潮汐河流中隨著漲、落往復(fù)運(yùn)動的潮流，向著下游河口方向推移時的運(yùn)動軌跡。
污染物排放點(diǎn)〖A〗距離河口不遠(yuǎn)，排放的污染物質(zhì)點(diǎn)在一個潮次(N為1)周期內(nèi)，被退潮水最終帶出何口。但在此之前，這個污染物質(zhì)點(diǎn)有一次與還是從排放點(diǎn)〖A〗在另一時間里排出的污染物質(zhì)點(diǎn)相遇并進(jìn)行了一次“濃度疊加”；而這個污染物質(zhì)點(diǎn)有二次與從污染物排放點(diǎn)〖B〗在另二個不同的時間里排出的污染物質(zhì)點(diǎn)相遇并進(jìn)行了二次“濃度疊加”。
污染物排放點(diǎn)〖B〗距離河口較遠(yuǎn)，排放的污染物質(zhì)點(diǎn)在三個潮次(N為3)周期內(nèi)，被退潮水最終帶出何口。但在此之前，這個污染物質(zhì)點(diǎn)有三次與還是從排放點(diǎn)〖B〗在另一時間里排出的污染物質(zhì)點(diǎn)相遇并進(jìn)行了三次“濃度疊加”；而這個污染物質(zhì)點(diǎn)有一次與從污染物排放點(diǎn)〖B〗在另一個不同的時間里排出的污染物質(zhì)點(diǎn)相遇并進(jìn)行了一次“濃度疊加”。
由圖1所示的情況僅是個特例，在同一時間里二個不同地點(diǎn)排放的各一個污染物質(zhì)點(diǎn)的情況，如果說，在這二個污染物排放點(diǎn)〖A〗和〖B〗每天24小時連續(xù)均量排放污染物質(zhì)點(diǎn)，那么，它們在潮汐河流中進(jìn)行“濃度疊加”的情況就更為復(fù)雜了，但起碼可以從宏觀上認(rèn)可一點(diǎn)在潮汐河流中，由于有“濃度疊加”情況的存在，即重復(fù)污染的情況存在，決大多數(shù)排放在河流中的污染質(zhì)量G，它們對該河流的實(shí)際污染能力指數(shù)要大于或遠(yuǎn)大于自身的固有數(shù)值。
如果這個以N所表征的由污染質(zhì)量G在潮汐河流中發(fā)生重復(fù)污染問題的平均值，不能在實(shí)測中將它充分地體現(xiàn)出來，對潮汐河流的水質(zhì)預(yù)斷方案就很難較準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)。
圖2的實(shí)施例中，為解決實(shí)測中的非線性的問題，因此考慮在被實(shí)測分析的潮汐河流被污染的水體段中設(shè)置三個綜合實(shí)測點(diǎn)；“N-G”綜合實(shí)測的時間定在夏季七月的31天中進(jìn)行，此期間平均氣溫較高，又經(jīng)歷了梅雨季節(jié)和連續(xù)高溫的干旱季節(jié)二個有代表性的期間，其實(shí)測辦法是連續(xù)31天晝夜進(jìn)行水文實(shí)測和取水樣化驗(yàn)工作，以測取第一手資料。這項(xiàng)工作應(yīng)該算當(dāng)?shù)氐乃块T和環(huán)保部門的常規(guī)工作，只不過現(xiàn)在由二個部門攜手共事而已。
本發(fā)明的基礎(chǔ)部分對潮汐河流沿岸現(xiàn)有的各個污染源分布點(diǎn)到河口位置之間的距離的測量，以及分別實(shí)測出各個污染源分布點(diǎn)對河流排放的表征污染物的質(zhì)量G的工作。--可以在上述對河流整體的水文水質(zhì)綜合實(shí)測工作以外的時間段內(nèi)進(jìn)行。
本發(fā)明的關(guān)鍵部分N的測取工作。--也可以在上述的綜合實(shí)測以外的時間段內(nèi)進(jìn)行。
獲取N的一個主要的方法實(shí)施方案河流中幾個根據(jù)不同的〖L〗確定的過水?dāng)嗝鍿的實(shí)測和這些斷面S所對應(yīng)的漲、落潮流量Q1和Q2的實(shí)測，屬水利專業(yè)性的工作。也只是以前沒有必要，才從未做過這類專為環(huán)保服務(wù)的水利實(shí)測工作，若環(huán)保部門需要，又要由二個部門攜手共事。--實(shí)測的步驟詳見上述的“本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)-3”段。
經(jīng)過本發(fā)明在夏季7月份上述的“N-G”綜合實(shí)測，以五日生化耗養(yǎng)量BOD作為表征污染物，其污染質(zhì)量G的單位在這里可取噸/潮次，借助于計算機(jī)并結(jié)合圖解，現(xiàn)將有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下項(xiàng)目\ 污染源 〖A〗〖B〗〖C〗〖D〗總計排污體積與濃度之積 G噸/潮次 1 0.5 0.6 0.5 總G=2.6G的往復(fù)潮次N 潮次 0.5 34.5 6G的實(shí)際污染能力Fi=KNG0.5K 1.5K 2.7K 3.0KF=7.7KF的污染程度Ei=Fi/F 7％ 19％ 35％ 39％E=100％從宏觀上不難看出污染物排放點(diǎn)〖B〗和〖D〗的排污質(zhì)量G都是0.5噸，完全相同。但由于其地理位置不同，即離河口的距離不同，結(jié)果對河流被污染水體造成的污染程度也不同，二者相差一倍多。如果說，首先消滅污染物排放點(diǎn)〖B〗，則可使河流的平均污染程度下降到現(xiàn)在的100％-19％=81％；又如果說，投入相同的代價去滅污染物排放點(diǎn)〖D〗，則可使河流的平均污染程度下降到現(xiàn)在的100％-39％=61％。作為河流治污規(guī)劃者來說，當(dāng)資金不足時，肯定會首選花費(fèi)同樣代價而收效最大的拔除污染物排放點(diǎn)〖D〗的方案，使河流的被污染水體的平均BOD濃度下降到現(xiàn)在的61％。
現(xiàn)在已知從污染水體中部的實(shí)測點(diǎn)〖測-2〗測取的平均BOD濃度為16毫克/升；最高平均為20毫克/升。拔除污染物排放點(diǎn)〖D〗的方案實(shí)施后，該污染水體中部的實(shí)測點(diǎn)〖測-2〗位置的BOD濃度將會從上述的16毫克/升降低到9.8毫克/升；從上述的20毫克/升降低到12.2毫克/升。那時，在原河流被污染水體中將會測到溶解氧的含量。
另外，其它的一些有關(guān)的次要數(shù)據(jù)也能通過本發(fā)明的“N-G”綜合實(shí)測來獲取。
例如污染水體尾部實(shí)測點(diǎn)〖測-3〗實(shí)測到從上游下來的清水帶入該潮汐河流被污染水體中的BOD污染質(zhì)量G為0.3噸/潮次；溶解氧量為0.4噸/潮次。污染水體首部的實(shí)測點(diǎn)〖測-1〗實(shí)測到的帶出河口的BOD污染質(zhì)量G為2.3噸/潮次；而河流沿岸污染物排放點(diǎn)〖A〗、〖B〗、〖C〗和〖D〗對河流的總排污量G為2.6噸/潮次，這時可推算出污染水體首部的實(shí)測點(diǎn)〖測-1〗至污染水體尾部實(shí)測點(diǎn)〖測-3〗之間的河流水段的以空氣復(fù)養(yǎng)為主導(dǎo)作用的自凈能力為(2.6-2.3+0.3-0.4)噸/潮次=0.2噸/潮次。
在上述的列表中，N是〖A〗、〖B〗、〖C〗和〖D〗四個排污點(diǎn)位置所對應(yīng)的排污質(zhì)量G在河流中停留的平均潮次。若整條潮汐河流的N受潮汐水情變化的影響而發(fā)生同步變化時，即上述四個N成某一個平均倍數(shù)的變化時，也能將上述列表中四個排污點(diǎn)位置的各個G的實(shí)際污染能力“Fi”以及它的污染程度“Ei”重新推算出來。這個“某一個平均倍數(shù)”的具體數(shù)據(jù)，是通過真對某一類潮情，例大潮情或小潮情的特定條件下實(shí)測出來的。
據(jù)此，潮汐河流上游來水對下游被污染水體的作用問題，也應(yīng)該更全面地予以認(rèn)識1．下泄的清水量對河流污染水體的有著擠壓推移置換作用，即縮短G在潮汐河流中的停留潮次N，最終使G對潮汐河流的實(shí)際污染能力指數(shù)F大幅度地降低的作用。
2．下泄的清水量對河流污染水體的稀釋作用。
3．下泄的清水量含氧量較高，對河流污染水體有復(fù)氧降污作用。
上述三者中的第1作用，對降低河流污染水體的濃度起到主導(dǎo)的作用。對于被污染濃度越高的潮汐河流，它起到的主導(dǎo)作用就越明顯，很可能大于稀釋作用和復(fù)氧作用之和。這里，有個形相的比喻，可加深對上述情況的理解1．若半杯被茶葉“污染”的茶水，加進(jìn)半杯清水，經(jīng)充分?jǐn)嚢?，再倒去一半，半杯水中的茶“污染”濃度減半。若再加進(jìn)茶葉，茶水的“污染”濃度則在原來濃度減半的基礎(chǔ)上再次攀升。--半杯清水只起到一個稀釋和再稀釋的作用。
2．若半杯被茶葉“污染”的茶水，先全部倒去，再加進(jìn)半杯清水(即茶水被清水完全置換掉)，這半杯清水中被茶葉“污染”的濃度為零。只有重新對這半杯水加進(jìn)茶葉，這半杯水才會被重新“污染”。--半杯清水起到置換作用和之后的稀釋作用。
很顯然，潮汐河流上游下泄清水量對河流被污染水體的作用類似于上述比喻中的第二種情況，是以置換為主導(dǎo)的作用，即對水體的擠壓推移置換過程中的N的變化為主導(dǎo)的作用。
在潮汐河流中，不采取任何的水利措施，它的上游下泄水量，即對河口的排水量(退潮量與進(jìn)潮量之差)，也就是凈泄量，也會時多時少的，通常情況下1．大潮汛時期河流潮水大進(jìn)大出，凈泄量少，有時甚至沒有凈泄量，或凈泄量為負(fù)值。此時，造成整條河流的N大幅度同步增加，而不斷排入河流水體中的污染質(zhì)量G，只是在隨朝流往復(fù)運(yùn)動，就是不易被帶出河口，河流水體的被污染濃度自然就升高了；--一九六八年夏季上海的黃浦江變?yōu)椤昂谄纸睍r正好處于大潮汛季節(jié)，而它上游太湖瓜頸口水位偏低，穩(wěn)定在1.68米，低于正常水位1.72米。這是由于當(dāng)時的持續(xù)高溫天氣，又常期不下雨，農(nóng)田用水劇增，而當(dāng)時上游的太浦河又處于尚未被疏通的狀態(tài)，等等緣故造成的。
2．小潮汛時期河流潮水小進(jìn)小出，凈泄量大，有時甚至沒有漲潮，在一個漲、落潮周期中幾乎是全落潮，這時的凈泄量最大。此時，造成整條河流的N同步大幅度減小，河流水體被上游下泄清水的置換速率加快，結(jié)果造成不斷排入河流水體中的污染質(zhì)量G，很快就被落潮水帶出河口，河流水體的被污染濃度自然就大幅度下降了。
由此可見，再通過本發(fā)明的“N-G”綜合實(shí)測分析的第一手?jǐn)?shù)據(jù)資料也會從中發(fā)現(xiàn)在潮汐河流沿岸排污質(zhì)量總G不變的情況下，由于上述的潮汐水情N的變化，也將會給河流水體被污染濃度造成很大的主導(dǎo)性變化。
綜上所述在潮汐河流沿岸排污質(zhì)量G有變化的情況下，或潮汐水情N有變化的情況下，或二者都有變化的情況下，通過本發(fā)明的“N-G”綜合實(shí)測分析，是可以對潮汐河流作出事先的水質(zhì)預(yù)斷(預(yù)報)的。
權(quán)利要求
1．一種為潮汐河流水質(zhì)預(yù)斷服務(wù)的水文水質(zhì)實(shí)測分析方法，包括如下的四個方面一．對潮汐河流沿岸現(xiàn)有的各個污染源分布點(diǎn)到河口位置之間的距離的實(shí)測，以及分別對各個污染源分布點(diǎn)對河流排放表征污染物的質(zhì)量G的實(shí)測；二．至少在上述污染源群所對應(yīng)的受它們污染的潮汐河流水段的首尾二端各設(shè)置一個“N-G”實(shí)測點(diǎn)〖測-1〗和〖測-3〗，對河流水流量Q與它所對應(yīng)的各個時間段的Q中的G進(jìn)行連續(xù)實(shí)測；三．對排入河流中的各個G在隨潮流往復(fù)運(yùn)動時的停留時間，即停留潮次N的邊界線〖J〗的位置進(jìn)行實(shí)測；各條界線〖J〗之間的距離〖L〗采用如下的方法a或b測取a．通過施放浮標(biāo)，讓它隨往復(fù)潮流漂游，跟蹤它的運(yùn)動軌跡一類的方法來測取各條界線〖J〗之間的距離〖L〗；b．通過在實(shí)測點(diǎn)〖測-1〗的實(shí)測測取進(jìn)潮流量Q 1和退潮流量Q 2，以及漲憩時和落憩時河流過水?dāng)嗝娴钠骄祍；求取實(shí)測點(diǎn)〖測-1〗(河口)與界線〖J1〗的距離〖L1〗〖L1〗=(Q2-Q1)/S；在〖L1〗處實(shí)測測取進(jìn)潮流量Q1和退潮流量Q2，以及漲憩時和落憩時河流過水?dāng)嗝娴钠骄祍；求取界線〖J1〗與界線〖J2〗的距離〖L2〗〖L2〗=(Q2-Q1)/S；在〖L6〗處實(shí)測測取進(jìn)潮流量Q1和退潮流量Q2，以及漲憩時和落憩時河流過水?dāng)嗝娴钠骄祍；求取界線〖J6〗與界線〖J7〗的距離〖L7〗〖L7〗=(Q2-Q1)/S；四．借助于計算機(jī)，求取有評價意義的水質(zhì)方面所有主要的預(yù)斷數(shù)據(jù)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種為潮汐河流水質(zhì)預(yù)斷服務(wù)的水文水質(zhì)實(shí)測分析方法，其特征在于所述的實(shí)測，它包括為執(zhí)行指定的實(shí)測目標(biāo)，所需要的實(shí)測站，船，操作人員，標(biāo)尺和流速儀一類的水文監(jiān)測儀器，水質(zhì)取樣器皿和試管以及化學(xué)試劑一類的化學(xué)器材與材料。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種為潮汐河流水質(zhì)預(yù)斷服務(wù)的水文水質(zhì)實(shí)測分析方法，其特征在于所述的計算機(jī)，它工作時采用的是包括水文和水質(zhì)二方面的為求取各個水質(zhì)預(yù)斷項(xiàng)目數(shù)據(jù)推算程序在內(nèi)的專用軟盤。
全文摘要
一種為潮汐河流水質(zhì)預(yù)斷服務(wù)的水文水質(zhì)實(shí)測分析方法,是以“濃度疊加”原理為依據(jù),即關(guān)系式:F=KNG為基礎(chǔ)而制定的“N－G”水文水質(zhì)綜合實(shí)測分析方法,其中重點(diǎn)策劃了排污質(zhì)量G中的污染質(zhì)點(diǎn)在河流中隨著往復(fù)潮流來回運(yùn)動時,其停留潮次N的實(shí)測分析方法,N是反映G對河流發(fā)生多次重復(fù)污染問題的數(shù)值。最后借助于計算機(jī)推算出涉及潮汐水情N變化時和排污質(zhì)量G變化時的潮汐河流主要是濃度變化的水質(zhì)預(yù)斷項(xiàng)目的全部數(shù)據(jù)。
文檔編號G01N11/00GK1318750SQ0111891
公開日2001年10月24日 申請日期2001年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月16日
發(fā)明者梁嘉麟 申請人:梁嘉麟