氧平衡模式

用數學式來表達水體中溶解氧時變化的規律，可描述溶解氧的衰變（耗氧）與恢復（復氧）平衡過程的水質模式。 這兩種作用可當作在一個化學反應的平衡體系中發生，根據各種參數建立水中溶解氧的時空變化的數學模式。 目前最常用的是河水溶解氧的一維模式。

氧平衡模式是水質數學模型的一種。用數學式來表達水體中溶解氧時變化的規律，可描述溶解氧的衰變（耗氧）與恢復（復氧）平衡過程的水質模式。包括含碳有機物和氨氮有機物的耗氧、生物吸收作用、吸著有機物底泥的再懸浮作用等；另一種是使溶解氧增加的復氧作用，主要是空氣溶於水的作用（曝氣作用）及生物的光合作用。這兩種作用可當作在一個化學反應的平衡體系中發生，根據各種參數建立水中溶解氧的時空變化的數學模式。目前最常用的是河水溶解氧的一維模式。假定河流是穩定態，則河水溶解氧濃度隨時間、沿程（流向）距離而變化的關係式可表示為： 式中：c為河水中溶解氧的濃度；ES為沿程距離；u為水流速度；L為BOD濃度；LN為氨氮濃度；cS為溶解氧的飽和濃度；κ1為含碳有機物的衰變係數；κN為氨氮衰變係數；κ2為復氧係數;sR為生物光合作用產生氧與呼吸、底泥耗氧等引起溶解氧的增減率。當河流穩定且為低流量時，給出邊界條件（設起始河流橫斷面處的溶解氧濃度為( )，將上式簡化得下式： 即斯特里特-菲爾普斯模式。此式的圖解曲線呈懸索型（參見氧垂曲線），表明含有機污染物的污水排入河流後，由該處向下，由於有機物耗氧氣主要作用，河水溶解氧逐漸減小，達到最低值後曝氣復氧轉為優勢，溶解氧又逐漸增大，恢復到原來含氧狀況。故可用此模式預測各河段橫斷面上不同時刻溶解氧的濃度。但式中κ1、κ2及κN需實測或通過水文參數計算求出，在對此模式進行驗證後才能套用。