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第一章 水资源1

第一节 水资源的基本概念1

目录1

第二节 水资源系统2

（一）河流水资源2

（二）湖泊水资源4

（三）地下水资源5

（四）海洋水资源6

第三节 水资源的特性6

（一）时空分布的不均匀性6

（二）可流动性6

（三）可更新性6

（四）不可代替性6

（二）地形7

（三）土壤和地质7

（四）人类活动7

（一）气候7

第四节 水资源的影响因素7

（五）对其它物质的溶解7

第五节 水资源利用8

第六节 有效水资源8

第七节 加强水资源管理，建立节水型社会9

（一）对社会民众加强节水意识教育9

（二）强化水资源管理9

（三）建立节水型经济9

第一节 自然界的水循环10

第二章 水文学与水环境10

（一）太阳辐射11

（二）蒸发作用12

（三）降雨12

（四）截拦12

（五）内滤12

（六）地下水潜流12

（七）地下水外流12

（八）深层渗滤12

第二节 自然界中水的平衡12

（五）湖泊水库的水平衡13

（四）大河流域的水平衡13

（二）海洋中的水平衡13

（一）大气中的水平衡13

（三）陆地上的水平衡13

第三节 流量测定对水质研究的意义14

（一）流量的测定14

（二）流量测定的必要性15

（一）水体是一个开放系统16

（二）水的特殊物化性状16

第一节 水体污染的基本概念16

第三章 水体污染16

（三）自然界不存在纯水17

第二节 水体中的污染物18

（一）物理性污染物18

（二）化学性污染物18

（三）生物性污染物19

第三节 水体污染的类型19

（一）河流污染19

（五）河口污染21

（四）地下水污染21

（三）海洋污染21

（二）湖泊污染21

第四节 水体污染的危害22

（一）对人体健康的影响22

（二）对水生生态的影响22

（三）对社会经济的影响22

（二）污染物在多环境介质间的迁移23

（三）界面效应23

（一）水是重要的环境要素23

第五节 水体污染与其它环境污染的关系23

第四章 水质评价24

第一节 水质评价的基本概念24

（一）水质评价的分类24

（二）水质评价的基本程序24

第二节 水质评价的指数法25

（一）参数分级评分叠加型指数25

（二）参数的相对质量叠加型指数26

（三）生物多样性指数26

（一）模糊集合的基本概念27

第三节 模糊数学集的水质综合评价27

（二）模糊集合的运算28

（三）用模糊数学集求水质综合指数的步骤29

第四节 水质综合评价的统计模式30

（一）水质变化的统计学意义30

（二）水质评价的统计数学模式30

（三）用统计学模式进行水质评价的步骤31

第五节 污水生物体系法评价水质31

（一）监测数据的可靠性与代表性32

第六节 水质评价中的几个关键问题32

（二）水质标准的正确选用33

（三）权重系数的确定33

（四）评价的数学模式33

第五章 污染物的水环境过程——物理过程34

第一节 稀释扩散过程34

（一）稀释扩散的概念34

（二）扩散方程35

（三）紊动扩散系数37

（四）河流纵向离散系数38

（一）挥发的双膜理论40

第二节 挥发过程40

（二）挥发质量通量和时间的计算实例41

第三节 沉降过程43

（一）沉降理论43

（二）沉降速度计算实例44

（三）真实水体中的沉降过程45

（一）热力学的几个基本术语47

（二）热力学定律47

第一节 化学热力学47

第六章 污染物的水环境过程——化学过程47

第二节 水体中的化学平衡49

（一）水中的化学平衡条件49

（二）质量作用定律50

（三）温度对化学平衡的影响51

第三节 水解反应52

（一）水解反应的基本概念52

（二）水解反应速率常数的测定52

（三）水解反应的影响因素53

（一）氧化与还原55

第四节 氧化还原反应55

（二）氧化反应动力学56

（三）氧化反应速率的测定58

第五节 光解反应59

（一）光解反应的分类59

（二）光解动力学60

（三）光解速率常数的测定62

第六节 沉积物的吸附作用64

（一）吸附的基本理论64

（二）吸附等温线65

第七章污染物的水环境过程——生物过程67

第一节 酶反应动力学67

（一）酶的催化性质67

（二）酶反应动力学69

（三）酶反应的抑制作用72

第二节 生物氧化反应74

（一）BOD74

（二）硝化反应75

（四）某些生物氧化反应方程式81

（三）还原态无机硫化物的生物氧化81

第三节 生物还原反应82

（一）有机物的厌氧反应82

（二）反硝化过程84

（三）氧化态无机硫化物的还原86

第四节 藻类的吸收作用86

（一）藻类所需的营养物质86

（二）藻类消耗营养物动力学86

（一）化学结构与生物降解性的定性关系88

第五节 化学结构与生物降解性关系88

（二）化学结构与生物降解性的定量关系89

第八章 污染物的水环境过程——水体富营养化96

第一节 水体富营养化的概念96

（一）水体富营养化的定义96

（二）支配水体富营养化的因素96

第二节 富营养化的综合评价97

（一）湖泊营养类型的判定标准97

（二）富营养化判定项目间的定量关系98

（一）富营养化度指数（TSI）99

第三节 富营养化度的评价99

第四节 富营养化湖泊的水质模式101

（一）模式的基本形式101

（二）富营养化度的评价步骤101

（二）有限元法求解湖泊富营养化模式103

第五节 湖泊富营养化的危害106

（一）恶化水质感官性状106

（二）对鱼类的毒害106

（三）加速湖泊衰亡过程107

（一）水质模式的定义108

第九章 水质模式108

第一节 水质模式的概念108

（二）建立水质模式的步骤109

第二节 河流水质模式110

（一）斯重托尔—菲尔甫斯模式110

（二）多宾斯氧平衡模式111

（三）一维河流基本方程的解析解112

第三节 河口水质模式113

（一）河口的基本特征113

（二）一维河口水质模式115

（三）二维河口水质模式116

第四节 湖泊（水库）水质模式119

（一）湖泊（水库）的水力学行为119

（二）湖泊（水库）的一维水质模式120

第五节 地下水污染模式121

（一）地下水污染的可能途径121

（二）保守物质的地下水迁移模式121

（三）衰变污染物在地下水中迁移模式122

（一）有毒有机污染物的特征124

第六节 有机污染物暴露模式124

（二）有机毒物暴露模式125

第七节 农田径流水质模式127

（一）农田径流污染127

（二）径流模拟128

（三）泥沙流失模拟128

（四）污染物模拟129

第八节 多介质系统内污染物迁移模式131

（一）概述131

（二）气—水界面气体的质量迁移模式132

（三）气体污染物的雨水淋洗134

（四）束缚在颗粒物上污染物的雨水淋洗134

（五）由干沉降污染物到水面的迁移135

（六）多介质箱式模式135

第十章 水质模式的参数估计137

第一节 概述137

第二节 实验测定法137

（一）BOD反应速率常数k1的确定137

（二）硝化速率常数kN的测定139

（三）底泥耗氧速率常数测定140

第三节 经验公式估算法142

（一）河流水力学参数142

（二）离散系数D的经验公式143

（三）复氧系数的经验公式143

第四节 现场测定数据单参数估算法145

（一）单独估计k1145

（二）单独估计k2148

（三）单独确定氨氮硝化速率系数kN149

（一）梯度法150

第五节 现场测定数据多参数同时估值150

（二）卡尔曼滤波法154

（三）网格法158

（四）有机物结构参数计算法160

第十一章 水环境容量171

第一节 水环境容量的基本概念171

（一）水环境容量的定义171

（二）环境容量基本概念的修订171

（三）水环境容量的概念171

（二）迁移容量172

（三）净化容量172

第二节 水环境容量的计算方法172

（一）稀释容量172

（四）总水环境容量173

第三节 水环境容量的特征174

（一）多样性174

（二）缓冲性174

（三）易变性174

（三）污染物特征的评价175

（二）水环境水力学与地理特征的研究175

（四）污染物水环境比容的确定175

（四）不可迭加性175

第四节 水环境容量的确定步骤175

（一）确定目标175

（五）水环境容量的估算176

第五节 水环境容量的应用176

（一）制订地区水污染物排放标准176

（二）在环境规划中的应用176

（三）水资源综合开发、利用规划中应用176

第十二章 水质预测177

第一节 概论177

（一）水质预测的意义177

（二）水质预测的理论依据177

（三）水质预测的基本步骤177

第二节 水质预测方法178

（一）水量预测178

（二）污染量预测178

第三节 水质模拟和仿真180

（一）一维河流水质的模拟180

（三）水质预测180

（二）二维河流水质的模拟183

第十三章 水质管理188

第一节 水质管理的概念188

（一）水质管理规划188

（二）水污染控制系统规划189

第二节 水环境系统的组成189

（一）水污染发生系统189

（二）污染物承纳系统189

（三）水污染控制系统190

第三节 水污染控制系统规划的依据和步骤191

（一）基本原理191

（二）规划的依据191

（三）规划的步骤192

第四节 最优规划方法193

（一）排放口最优化处理193

（二）区域最优化处理196

（一）格栅198

第二节 废水的一级处理198

第一节 废水资源化的基本概念198

第十四章 废水资源化198

（二）沉淀199

（三）浮选202

（四）中和203

第三节 废水的二级处理205

（一）活性污泥法205

（二）其它好氧处理方法210

（三）废水的厌氧处理213

（一）炭吸附216

第四节 废水的三级处理216

（二）离子交换219

（三）反渗透和超滤220

（四）化学氧化过程222

第五节 废水的土地处理系统223

（一）氧化塘224

（二）土地处理的方式224

（三）土地处理的净化效果225

（二）区域的原则226

（一）综合的原则226

第十五章 水污染综合防治226

第二节 水污染综合防治的基本原则226

第一节 概述226

（三）系统的原则227

（四）优化的原则227

第三节 区域水污染综合治理227

第四节 行业水污染综合治理228

（一）改革工艺228

（二）节约用水230

（三）综合利用，回收资源230

（四）技术优化组合，强调整体效益230

第五节 系统水污染综合防治231

主要参考文献232

附录1 川BASIC语言编的计算机程序234

附录2 某些有机官能团的UNIFAC结构参数252

附录3 有机污染物物化性质和水污染动力学参数262