水环境容量

水环境容量（英語：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

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

相关

• 环境承载力

参考

1. 方国华 于凤存 曹永潇. 中国水环境容量研究概述. 《安徽农业科学》. 2007年, (第27期) [2015-06-09]. 
2. 张永良 洪继华 夏青 刘培哲. 我国水环境容量研究与展望. 《环境科学研究》. 1988年, (01期) [2015-06-09]. （原始内容于2016-03-04）. 
3. 周孝德 郭瑾珑. 水环境容量计算方法研究. 《西安理工大学学报》. 1999年, (第3期) [2015-06-09]. 
4. 刘兰芬 张祥伟 夏军. 河流水环境容量预测方法研究. 《水利学报》. 1998年, (07期) [2015-06-09]. （原始内容于2016-03-04）. 
5. 周孝德 郭瑾珑 程文 宋策 曹刚. 水环境容量计算方法研究. 《西安理工大学学报》. 1999年, (03期) [2015-06-09]. （原始内容于2016-03-04）.