环境影响评价计算题全.docx
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环境影响评价计算题全
三、计算题
1、一个库容1×105m3的水库，进水和出水流量为4×104m3/d，进水BOD5=8mg/L，降解系数k=0.5，河水可与库水迅速混合，求出水的BOD5。
2、一个改扩建工程拟向河流排放废水，废水量q为0.15m3/s，苯酚浓度为30μg/L，河流流量Q为5.5m3/s，流速ux=0.3m/s，苯酚背景浓度为0.5μg/L，降解系数k为0.2d-1，纵向弥散系数Ex=10m2/s，求排放点下游10km处苯酚浓度。
3、连续点源Q=100g/s，河流水深1.5m，流速ux=0.3m/s，横向弥散系数Ey=5m2/s，污染物的衰减常数k=0。
求下列三种条件下x=2000m，y=10m处污染物浓度：
（1）无边界约束条件下；
（2）在岸边排放河流宽度无穷大时；（3）岸边排放，河流宽度B=100m时。
4、在流场均匀的河段中，河宽B=200m，平均水深h=3m，流速ux=0.5m/s，横向弥散系数Ey=1m2/s。
岸边连续排放污染物，源强Q=3600kg/h，k=0。
试求下游2km处的最大污染物浓度、污染物横向分布、扩散羽宽度和完成横向混合所需时间。
y/m
0
25
50
75
100
125
150
175
200
c/mg.L-1
5.95
5.72
5.09
4.20
3.20
2.29
1.58
1.13
0.98
解：
污染源强Q=3600kg/h=1000g/s
下流2km处污染物分布方差σy=（2Eyx/ux）1/2=89.4m
1.污染物最大浓度在y=0处，取p=1
C（2000,0）=5.947[exp（-02/16000）+2exp（-4002/16000）]=5.95mg/L
3.扩散羽流宽度b=2σy=178.8m
4.完成横向混合距离x=0.4uxB2/Ey=8000m
5.完成横向混合时间t=x/ux=4.44h
5、河边拟建一工厂，排放含氯化物废水，流量2.83m3/s，含盐量1300mg/L。
该河平均流速0.46m/s，平均河宽13.7m，平均水深0.61m，上游来水含氯化物100mg/L，该厂废水如排入河中能与河水迅速混合，问河水氯化物是否超标？
（设地方标准为200mg/L）。
解：
=100mg/L，Q=0.46×13.7×0.61=3.84m3/s
=1300mg/L，q=2.83m3/s
该厂废水如排入河中，河水氯化物将超标约3倍。
6、河边拟建一工厂，排放含氯化物废水，流量3.85m3/s，含盐量500mg/L。
该河平均流速0.50m/s，平均河宽14.5m，平均水深0.56m，上游来水含氯化物80mg/L，该厂废水如排入河中能与河水迅速混合，问河水氯化物是否超标？
（设地方标准为300mg/L）。
解：
=80mg/L，Q=0.5×14.5×0.56=4.06m3/s
=500mg/L，q=3.85m3/s
该厂废水如排入河中，河水氯化物未超标。
7、一个改扩建工程拟向河流排放废水，废水量q=0.15m3/s，苯酚浓度为30µg/L，河流流量Q=5.5m3/s，流速ux=0.3m/s，苯酚背景浓度为0.5µg/L，苯酚的降解（衰减）系数K=0.2d-1，纵向弥散系数Ex=10m2/s。
求排放点下游10km处的苯酚浓度（忽略纵向弥散系数）。
解：
计算起始点处完全混合后的初始浓度：
考虑纵向弥散条件下的下游10km处的浓度：
=1.10μg/L
忽略纵向弥散时的下游10km处的浓度：
8、一个改扩建工程拟向河流排放废水，废水量q=0.25m3/s，苯酚浓度为ρ2=35µg/L，河流流量Q=6.5m3/s，流速ux=0.5m/s，苯酚背景浓度ρ1=0.6µg/L，苯酚的降解（衰减）系数K=0.2d-1，纵向弥散系数Ex=12m2/s。
求排放点下游10km处的苯酚浓度（忽略纵向弥散系数）。
解：
计算起始点处完全混合后的初始浓度：
忽略纵向弥散时的下游10km处的浓度：
9、一条流场均匀的河段,河宽B=200m,流速ux=0.5m/s,横向弥散系数Ey=1m2/s。
一个拟建项目可能以岸边和河中心两种方案排放，试计算完全混合距离。
解：
在岸边排放时，
1、已知某开发区长50km，宽5km，混合层高度150m。
该开发区位于一山谷地带，上风向风速为3m/s，二氧化硫的本底浓度为0。
该开发区建成后计划燃煤量为800t/d，煤的硫含量为5%，二氧化硫的转化率为90%，无污染物天然衰变，试用单箱模型估计该开发区二氧化硫的平衡浓度。
2、某火力发电厂烟囱高80m，以670g/s的排放速率向大气中排放SO2。
已知烟气抬升高度为100m，实测平均风速为5.8m/s，σy=220.5m，σz=184.5m。
试计算沿平均风向轴线下风向900m，距地面高250m处的SO2浓度值。
3、某地区有一高架连续点源，有效源高为160m，实测平均风速为3.0m/s，排烟量为4.5×105m3/h，排烟中SO2的浓度为1000mg/m3。
已知σy=σz=97.7m，试求该高架连续点源在下风向距烟囱500m，距地面x轴线50m处SO2的地面浓度值，并求出最大落地浓度。
4、某电厂烟囱有效高度为250m，二氧化硫排放量为180g/s，实测平均风速为5m/s，混合层厚度为1600m，烟流垂直扩散高度刚好达到逆温层底时的水平距离为5000m。
试求出下风向4km、7km、12km处二氧化硫的地面轴线浓度。
已知横向扩散标准差分别为400m、800m、1200m，纵向扩散标准差分别为360m、640m、2500m。
5、某水泥厂排放水泥粉尘，排气筒高度处平均风速为6m/s，排气筒高度为100m，烟气平均抬升高度为15m，排气量为3.5×105m3/h，排气中降尘的浓度为120mg/m3，废气中不同粒径降尘分布为20μm占25%；30μm占15%；50μm占60%。
试计算排气筒下风向2500m处地面轴向降尘浓度为多少。
已知：
σy=121m，σz=56.7m，水泥降尘密度为3.12g/cm3，空气黏滞系数μ为1.8×10-4g/（cm·s）。
6、某城市有一条东西走向很长的主要交通干线，高峰时汽车流量为3000辆/h，车行速度平均为60km/h，平均每辆车排出碳氢化合物辆为2.3×10-2g/s。
某天吹北风，实测风速为3.5m/s，试问该天车流高峰时段位于路下风向250m处大气中碳氢化合物的地面浓度为多少？
（已知σz=12.1m，汽车尾气排放管距离地面高度为0.4m）
7、某城市按边长为1000m的正方形划分面源单元，面源单元二氧化硫的排放量为12g/s，源平均有效高度为15m，实测平均风速为2.5m/s，已知σy=156.0m；σz=99.5m。
试求下风向相邻面源单元中心处二氧化硫的地面浓度。
8、浓度为8.0mg/L，河水水温为20℃，河流流量为14m3/s，排放的工业废水处理前BOD5浓度为800mg/L，水温为20℃，流量为3.5m3/s，处理后溶解氧浓度为4.0mg/L；假定废水与河水在排放口附近迅速混合，混合后河道中平均水深达到0.8m，河宽为15.0m，参数k1（20℃）=0.23d-1，k2（20℃）=3.0d-1，若河流的溶解氧标准为5.0mg/L，计算工厂排出废水中允许进入河流的最高BOD5浓度和需达到的处理率。
9、某水库容积V=1.0×107m3，支流输入水量Q=2.5×107m3/a，水库内COD的本底浓度ρ0=2.0mg/L，河流中COD浓度为4.0mg/L，COD在水库中的衰减速率常数k1=0.08/a。
试求平衡时水库中COD的浓度即达到平衡浓度的90%所需要的时间。
10、某厂有一台沸腾炉，装有布袋除尘器，除尘效率为80%，用煤量4t/h，煤的灰分为25%，低位发热量6000kcal/kg，空气过剩系数α=1.05，煤含硫2.5%。
求该锅炉的SO2（kg/h）、烟气排放量（m3/h）各为多少？
SO2、烟尘的浓度是多少（mg/m3）？
解：
①求理论空气需要量
V0=1.01×Q低/4185+0.5
=1.01×6000×4.185/4185+0.5
=6.56（m3/kg）
②求每kg燃煤产生的烟气量
V1=0.89×Q低/4185+1.65+（α-1）V0
=0.89×6000/1000+1.65+（1.05-1）×6.56
=7.32（m3/kg）
③每小时燃烧4t煤产生的烟气量：
4×7.32×1000=29280（m3/h）
④SO2产生量
QSO2=1600WS
=1600×4×2.5%
=160（kg/h）
⑤烟尘产生量
Y=W×A×B（1-η）
=4×25%×50%×（1-80%）×1000
=100（kg/h）
⑥SO2的浓度：
160/29280×106=5464.5（mg/m3）
⑦烟尘的浓度：
100/29280×106=3415.3（mg/m3）
1、某地区建有毛巾厂、农机厂和家用电器厂，其污水排放量与污染物监测结果如下表所示，试确定该地区的主要污染物和主要污染源（其它污染物与污染源不考虑）。
三厂污水排放量及其浓度
毛巾厂
农机厂
家用电器厂
污水量（万m3/a）
3.45
3.21
3.20
CODcr（mg/L）
428
186
76
悬浮物（mg/L）
20
62
75
挥发酚（mg/L）
0.017
0.003
0.007
六价铬（mg/L）
0.14
0.44
0.15
毛巾厂
农机厂
家用电器厂
Pi
Ki
污染物顺序
Pij
Kij
Pij
Kij
Pij
Kij
CODcr
147.66
0.90
59.71
0.64
24.32
0.59
231.69
0.78
1
悬浮物
1.38
0.01
3.98
0.04
4.80
0.12
10.16
0.03
3
挥发酚
5.87
0.04
0.96
0.01
2.24
0.05
9.07
0.03
4
六价铬
9.66
0.05
28.25
0.31
9.60
0.24
47.51
0.16
2
Pj
164.57
92.90
40.96
298.43
Kj
0.55
0.31
0.14
污染源顺序
1
2
3
CODcr的等标污染负荷比为0.78，即累计百分比为78%，该地区的主要污染源为毛巾厂和农机厂，两厂的等标污染负荷比之和为0.86，即累计百分比为86%。
1、某城市远郊区有一高架源，烟囱几何高度100m，实际排烟率为20m3/s，烟气出口温度200℃，求在有风不稳定条件下，环境温度10℃，大气压力1000hPa，10高度处风速2.0m/s的情况下，烟囱的有效源高。
解：
已知条件为：
项目
单位
赋值
项目
单位
赋值
地表状况
城市远郊区
烟气出口温度Ts
K
473
大气稳定度
不稳定B
环境大气温度Ta
K
283
烟囱几何高度H
m
100
大气压力Pa
hPa
1000
实际排烟率Qv
m3/s
20
10m高空处风速U10
m/s
2
（1）烟气温度与环境温度的差值△T
△T＝Ts－Ta＝190＞35K
（2）烟气热释放率Qh
Qh＝0.35PaQv△T／Ts＝0.35×1000×20×190／473＝2811.84kJ/s＞2100kJ/s
（3）查得，城市远郊区不稳定条件下的P＝0.15
（4）烟囱几何高度100m处的风速U
U＝U10（H／10）P＝U10×（100／10）0.15＝2.825m/s
（5）由于Qh＞2100kJ/s，且△T＞35K，查得，n0、n1、n2分别为0.332，0.6，0.4
（6）烟气抬升高度△H
△H＝n0Qhn1Hn2U-1＝0.332×2811.840.6×1000.4／2.825＝87.00m
（7）烟囱的有效源高He
He＝H＋△H＝100＋87.00＝187.00m
答：
烟囱的有源高度为187.00m。
2、城市工业区一点源，排放的主要污染物为SO2，其排放量为200g/s，烟囱几何高度100m，求在不稳定类，10m高度处风速2.0m/s，烟囱有效源高为200m情况下，下风距离800m处的地面轴线浓度？
（扩散参数可不考虑取样时间的变化）
解：
已知条件为：
项目
单位
赋值
项目
单位
赋值
地表状况
城市工业区
SO2排放量Q
mg/s
200000
大气稳定度
不稳定B
10m高空处风速U10
m/s
2.0
烟囱几何高度H
m
100
下风向距离x
m
800
烟囱有效源高He
m
200
（1）查得，800m处的横向扩散参数回归指数α1、垂直扩散参数回归指数α2、横向扩散参数回归系数γ1、垂直扩散参数回归系数γ2分别为0.914370，1.09356，0.281846，0.057025
（2）800m处的横向扩散参数σy
σy＝γ1xα1＝0.281846×8000.914370＝127.2068m
（3）800m处的垂直扩散参数σz
σz＝γ2xα2＝0.057025×8001.09356＝85.2647m
（4）查得，城市工业区不稳定条件下的P＝0.15
（5）烟囱几何高度100m处的风速U
U＝U10（H／10）P＝U10×（100／10）0.15＝2.825m/s
（6）800m处的地面轴线浓度
C＝（Q／πUσyσz）exp（-He2／2σz2）＝（200000／3.14159×2.825×127.2068×85.2647）exp（-2002／2×85.26472）＝0.133mg/m3
答：
下风距离800m处的地面轴线浓度为0.133mg/m3。
3、城市某工厂锅炉耗煤量6000kg/h，煤的硫分1%，水膜除尘脱硫效率15%，烟囱几何高度100m，求在大气稳定度为强不稳定类，10m高度处风速1.5m/s。
烟囱抬升高度为50m情况下，SO2最大落地浓度（P1＝1.0）?
解：
已知条件为：
项目
单位
赋值
项目
单位
赋值
地表状况
城市
煤的硫分
%
1
大气稳定度
强不稳定A
脱硫效率
%
15
烟囱几何高度H
m
100
10m高空处风速U10
m/s
1.5
烟囱抬升高度△H
m
50
P1
1.0
耗煤量G
Kg/h
6000
（1）SO2排放量Q
Q＝耗煤量×含硫率×2×80%×（1－脱硫效率）＝6000×1%×80%×2×（1－15%）＝81.6kg/h＝22667mg/s
（2）查得，城市强不稳定条件下的P＝0.1
（3）烟囱几何高度100m处的风速U
U＝U10（H／10）P＝1.5×（100／10）0.1＝1.888m/s
（4）烟气有效源高He
He＝H＋△H＝100＋50＝150m
（5）最大落地浓度Cm（Xm）
Cm（Xm）＝2Q／eπUHe2P1＝2×22667／（2.718×3.14×1.89×1502×1.0）＝0.125mg/m3
答：
SO2最大落地浓度为0.125mg/m3。
4、某工厂烟囱高45m，内径1.0m，烟温100℃，烟速5.0m/s，耗煤量180kg/h，硫分1%，水膜除尘脱硫效率取10%，试求气温20℃，风速2.0m/s，中性条件下，距源450m轴线上SO2小时浓度。
（平坦地形、工业区、Pa＝1010hPa）
解：
已知条件为：
项目
单位
赋值
项目
单位
赋值
地表状况
平坦地形、工业区
脱硫效率
%
10
大气稳定度
中性D
烟气出口温度Ts
K
373
烟囱几何高度H
m
45
环境大气温度Ta
K
293
烟筒出口直径D
m
1.0
大气压力Pa
hPa
1010
烟气排出速度Vs
m/s
5.0
10m处风速U10
m/s
2.0
耗煤量
Kg/h
180
下风向距离x
m
450
硫分
%
1%
（1）SO2排放量Q
Q＝耗煤量×含硫率×2×80%×（1－脱硫效率）＝180×1%×80%×2×（1－10%）＝2.592kg/h＝7.2mg/s
（2）查得，城市中性条件下的P＝0.25
（3）烟囱几何高度45m处的风速U
U＝U10（H／10）P＝2.0×（45／10）0.25＝2.913m/s
（4）实际排烟率Qv
Qv＝0.25πD2Vs＝3.14×0.52×5.0＝3.927m3/s
（5）烟气温度与环境温度的差值△T
△T＝Ts－Ta＝80＞35K
（6）烟气热释放率Qh
Qh＝0.35PaQv△T／Ts＝0.35×1010×3.927×80／373＝297.7361kJ＜1700kJ/s
（7）烟气抬升高度△H
△H＝2（1.5VsD＋0.01Qh）／U＝2×（1.5×5.0×1.0＋0.01×297.736）／2.913＝7.2m
（8）烟气有效源高He
He＝H＋△H＝45＋7.1935＝52.1935m
（9）查得（工业区向上提一级），450m处的横向扩散参数回归指数α1、垂直扩散参数回归指数α2、横向扩散参数回归系数γ1、垂直扩散参数回归系数γ2分别为0.924279，0.917595，0.177154，0.106803。
（10）450m处的横向扩散参数σy
σy＝γ1xα1＝0.177154×4500.924279＝50.1949m
（11）450m处的垂直扩散参数σz
σz＝γ2xα2＝0.106803×4500.917595＝29.0508m
（12）450m处的地面轴线浓度
C＝（Q／πUσyσz）exp（-He2／2σz2）＝（720／3.14159×2.913×50.1949×29.0508）exp（-52.19352／2×29.05082）＝0.010mg/m3
答：
距源450m轴线上SO2小时浓度0.010mg/m3。
5、某厂烟囱有效源高50m，SO2排放量120kg/h，排口风速4.0m/s，求SO2最大落地浓度（P1＝40）。
若使最大落地浓度下降至0.010mg/m3，其它条件相同的情况下，有效源高应为多少？
解：
已知条件为：
项目
单位
赋值
项目
单位
赋值
SO2排放量Q
mg/s
33333.3
SO2排放量Q
mg/s
33333.33
排放口风速U
m/s
4.0
排放口风速U
m/s
4.0
P1
40
P1
40
烟囱有效源高He
m
50
最大落地浓度Cm
mg/m3
0.010
（1）有效源高50m时，SO2最大落地浓度Cm
Cm＝2Q／eπUHe2P1＝2×33333.3／2.718×3.14×4.0×502×40＝0.02mg/m3
（2）SO2最大落地浓度为0.010mg／m3时，烟囱有效源高He
He＝（2Q／eπUCmP1）0.5＝（2×33333.3／2.718×3.14×4.0×0.010×40）0.5＝70m
答：
有效源高50m时，SO2最大落地浓度为0.02mg/m3；SO2落地浓度下降至0.010mg/m3，有效源高应为70m。
6、地处平原某工厂，烟囱有效源高100m，SO2产生量180kg/h，烟气脱硫效率70%，在其正南1000m处有一医院，试求当吹北风时，中性条件下（中性条件下，烟囱出口处风速6.0m/s，距源1000m处0.5h取样时间，σy＝100m，σz＝75m）工厂排放的SO2在该医院1小时平均浓度贡献值。
解：
已知条件为：
项目
单位
赋值
项目
单位
赋值
地表状况
平原区
烟气脱硫效率
%
70
大气稳定度
中性D
下风向距离x
m
1000
烟囱有效源高He
m
100
横向扩散参数σy
m
100
烟囱出口处风速U
m/s
6.0
垂直扩散参数σz
m
75
SO2产生量W
mg/s
50000
（1）SO2排放量Q
Q＝SO2产生量×（1－脱硫效率）＝50000×（1－70%）＝15000mg/s
（2）经计算，评价等级为三级，因此
C＝（Q／πUσyσz）exp（-He2／2σz2）＝（15000／3.1415×6.0×100×75）×exp（-1002／2×752）＝0.043mg/m3
7、某拟建项目设在平原地区，大气污染物排放SO2排放量为40kg/h，根据环境影响评价导则，该项目的大气环境影响评价应定为几级？
（SO2标准值0.50mg/m3）
解：
P1＝Qi／Coi×109＝0.04／0.5×109＝0.8×108＜2.5×108
答：
该项目的大气环境影响评价应定为三级。
8、某工厂建一台10t/h蒸发量的燃煤蒸汽锅炉，最大耗煤量1600kg/h，引风机风量为15000m3/h，全年用煤量4000t煤的含硫量1.2%，排入气相80%，SO2的排放标准1200mg/m3，请计算达标排放的脱硫效率并提出SO2排放总量控制指标。
解：
SO2最大排放量（kg/h）：
1600kg×1.2%×2×80%＝30.72kg/h
SO2排放浓度：
30.72kg/h×106／15000＝2048mg/m3
脱硫效率应大于［（2048－1200）／2048］×100%＝41.4%
总量控制建议指标：
4000t×1.2%×2×80%×（1－41.4%）＝44.9≈45t
10、某平原地区一城市，锅炉排烟烟囱有效源高为60m，TSP排放量为5.1kg/h，10m高处风速为4m/s，阴天，大气稳定度为D级。
试求下风向500m处采样1小时，地面TSP浓度为多少（mg/m3）？
解：
He=60mQ=5.1kg/h=1416.7mg/s
算出口风速u=u1（H/10）0.25=6.26m/s
查表计算扩散参数δy=γ1*Xa1=0.177154×5000.924279＝55.33m
因为τ大于0.5h，修正δy2=δy（τ2/τ1）q=68.1179
δZ=γ2*Xa2=0.106803×5000.917595＝31.9996m
C（X,0,0）=Q／πUσyσz）exp（-He2／2σz2）＝（1416.7／3.14×6.26×68.1179×31.9996）exp（-602／2×31.99962）=5.7*10-33
11、某城市火电厂（稳定度D）烟囱高120m，出口烟气量为250m3/s，烟气温度135℃，当地大气温度20℃，大气压为1105hPa，烟气出口处风速为4.0m/s。
试确定该电厂排烟的抬升高度及有效源高。
解：
Qh=0.35PaQvΔT/Ts=0.35*1
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