水環境容量

水環境容量（英語：Water Environment Capacity），是指特定區域的水體在規定的水功能和環境目標要求下，對排放於其中的污染物所具有的容納能力，即該水體對污染物的最大容許負荷量。水環境容量，通常是指以單位時間內區域水體所能承受的污染物總量^[1]。

概述

環境目標、水體功能特性、污染物特性是水環境容量的主要影響因素，以環境基堆值作為環境目標的是自然環境容量；以環境標準值作為環境目標的是管理環境容量^[2]。自然環境容量計算比較複雜，通常是指水環境容量研究的主要是管理環境容量，因為它除了自然因素外，還兼顧考慮了各種社會和經濟因素^[3]。

計算方式

將水質目標作為已知量代入水質模型、反求得原水質模型中未知量的源。計算僅包括：水體原有（初始或背景值）的污染物量和水質目標確定的污染物量之差值（一般稱為差值容量，又稱基本容量）；水體的自淨或同化能力使污染物減少的量（一般稱為同化容量，或變動容量）^[4]。

水環境容量的計算模型較多，以下為常用簡便算法^[5]。

進出水量相等、水質相同的湖泊

對於進出水量相等、水質相同的湖泊。略去蒸發和滲透的水量，其差值容量的計算式為：

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

其中，${\displaystyle \mathbf {W} _{A}}$為差值容量（${\displaystyle g/d}$），${\displaystyle V}$為水體蓄水量（${\displaystyle m^{3}}$），${\displaystyle \Delta {t}}$為維持${\displaystyle V}$的時段（${\displaystyle d}$）；${\displaystyle C_{s}}$為水環境質量標準值（${\displaystyle g/L}$）；${\displaystyle C_{0}}$為水體初始濃度（${\displaystyle g/L}$）。

如初始濃度為背景值濃度時（${\displaystyle C_{B}}$）時，則差值容量等於絕對容量。

進水量不相等、水質不相同的湖泊

對於進水量不相等、水質不相同的湖泊，其差值容量的計算式為

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

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

進水量不相等、水質不相同的河流

對於進水量不相等、水質不相同的河流，其差值容量的計算式為：

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

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

其中，${\displaystyle \mathbf {W} _{A}}$為差值容量（${\displaystyle kg/d}$）；${\displaystyle Q}$為河段起始流量（${\displaystyle m^{3}/s}$）；${\displaystyle \alpha }$為稀釋流量比；${\displaystyle q}$為旁側排放污水流量（${\displaystyle m^{3}/s}$）。

不計出入流水質差的湖泊

不計出入流水質差的湖泊的同化容量（${\displaystyle \mathbf {W} _{B}}$，${\displaystyle kg/d}$）的計算式為：

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

其中，${\displaystyle K}$為水污染物質衰減係數（${\displaystyle d^{-1}}$）。

不計出入流水質差的河流

不計出入流水質差的湖泊的同化容量（${\displaystyle \mathbf {W} _{s}}$，${\displaystyle kg/d}$）的計算式為：

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

其中，${\displaystyle \Delta {t}}$為水污染物質在河流中流過時間（${\displaystyle d}$）。${\displaystyle C_{0}}$為河段上斷面污染物初始濃度值（${\displaystyle mg/L}$）。

可衰減污染物情況

對可衰減污染物，水環境容量一般是差值容量加同化容量。

對於進出水量不相等、水質不相同的湖泊的水環境容量（${\displaystyle \mathbf {W} _{Q}}$，${\displaystyle kg/d}$）為：

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

河流的水環境容量為

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

相關

• 環境承載力