水环境容量

水环境容量（英语：Water Environment Capacity），是指特定区域的水体在规定的水功能和环境目标要求下，对排放于其中的污染物所具有的容纳能力，即该水体对污染物的最大容许负荷量。水环境容量，通常是指以单位时间内区域水体所能承受的污染物总量^[1]。

概述

环境目标、水体功能特性、污染物特性是水环境容量的主要影响因素，以环境基堆值作为环境目标的是自然环境容量；以环境标准值作为环境目标的是管理环境容量^[2]。自然环境容量计算比较复杂，通常是指水环境容量研究的主要是管理环境容量，因为它除了自然因素外，还兼顾考虑了各种社会和经济因素^[3]。

计算方式

将水质目标作为已知量代入水质模型、反求得原水质模型中未知量的源。计算仅包括：水体原有（初始或背景值）的污染物量和水质目标确定的污染物量之差值（一般称为差值容量，又称基本容量）；水体的自净或同化能力使污染物减少的量（一般称为同化容量，或变动容量）^[4]。

水环境容量的计算模型较多，以下为常用简便算法^[5]。

进出水量相等、水质相同的湖泊

对于进出水量相等、水质相同的湖泊。略去蒸发和渗透的水量，其差值容量的计算式为：

${\displaystyle \mathbf {W} _{A}={\frac {V}{\Delta {t}}}(C_{s}-C_{0})}$

其中，${\displaystyle \mathbf {W} _{A}}$为差值容量（${\displaystyle g/d}$），${\displaystyle V}$为水体蓄水量（${\displaystyle m^{3}}$），${\displaystyle \Delta {t}}$为维持${\displaystyle V}$的时段（${\displaystyle d}$）；${\displaystyle C_{s}}$为水环境质量标准值（${\displaystyle g/L}$）；${\displaystyle C_{0}}$为水体初始浓度（${\displaystyle g/L}$）。

如初始浓度为背景值浓度时（${\displaystyle C_{B}}$）时，则差值容量等于绝对容量。

进水量不相等、水质不相同的湖泊

对于进水量不相等、水质不相同的湖泊，其差值容量的计算式为

${\displaystyle \mathbf {W} _{A}={\frac {V}{\Delta {t}}}(C_{s}-C_{0})+C_{s}Q_{f}}$

其中，${\displaystyle Q_{f}}$为湖泊的流出水量（${\displaystyle m^{3}/d}$）。

进水量不相等、水质不相同的河流

对于进水量不相等、水质不相同的河流，其差值容量的计算式为：

${\displaystyle \mathbf {W} _{A}=86.4Q[C_{s}/\alpha -C_{0}]}$

${\displaystyle \alpha ={\frac {Q}{Q+q}}}$

其中，${\displaystyle \mathbf {W} _{A}}$为差值容量（${\displaystyle kg/d}$）；${\displaystyle Q}$为河段起始流量（${\displaystyle m^{3}/s}$）；${\displaystyle \alpha }$为稀释流量比；${\displaystyle q}$为旁侧排放污水流量（${\displaystyle m^{3}/s}$）。

不计出入流水质差的湖泊

不计出入流水质差的湖泊的同化容量（${\displaystyle \mathbf {W} _{B}}$，${\displaystyle kg/d}$）的计算式为：

${\displaystyle \mathbf {W} _{B}=KC_{s}V}$

其中，${\displaystyle K}$为水污染物质衰减系数（${\displaystyle d^{-1}}$）。

不计出入流水质差的河流

不计出入流水质差的湖泊的同化容量（${\displaystyle \mathbf {W} _{s}}$，${\displaystyle kg/d}$）的计算式为：

${\displaystyle \mathbf {W} _{s}=86.4Q(1-e^{-k\Delta {t}})C_{0}}$

其中，${\displaystyle \Delta {t}}$为水污染物质在河流中流过时间（${\displaystyle d}$）。${\displaystyle C_{0}}$为河段上断面污染物初始浓度值（${\displaystyle mg/L}$）。

可衰减污染物情况

对可衰减污染物，水环境容量一般是差值容量加同化容量。

对于进出水量不相等、水质不相同的湖泊的水环境容量（${\displaystyle \mathbf {W} _{Q}}$，${\displaystyle kg/d}$）为：

${\displaystyle \mathbf {W} _{Q}={\frac {V}{\Delta {t}}}(C_{s}-C_{0})+KC_{s}V+C_{s}Q_{f}}$

河流的水环境容量为

${\displaystyle \mathbf {W} _{Q}=86.4Q(C_{s}/\alpha -C_{0}/e^{-k\Delta {t}})}$

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