滇池流域水环境承载力及其动态变化特征研究

为了定量分析人口增长、经济发展、资源短缺和环境污染等因素对流域水环境的综合影响,建立了湖泊水环境承载力多目标优化模型.同时,选取人口、灌溉面积、国民生产总值(GDP)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)作为水资源和水质量承载力指标,运用层次分析法(AHP)确定各指标对湖区水环境承载力的权重,并运用指标体系评价法分别计算了2003—2010年滇池流域水环境承载力.结果表明,流域内人口承载度超标,经济承载压力显著增长,富营养化指标——TP、TN呈高负荷波动状态.滇池流域水环境承载力为负承载,水质量承载力影响程度更大.研究结果可为滇池流域的社会经济发展规划、生态环境保护和水资源可持续利用提供科学依据.     

流域水环境承载力聚类分区方法研究——以湟水流域小峡桥断面上游为例

流域内社会经济发展水平与水资源环境条件存在空间差异,导致水环境承载力具有空间差异特征.因此,有必要在流域水环境承载力分区基础上,实施差异化监管.以湟水河流域小峡桥监测断面上游为例,基于国家控制单元划分16个子单元,从水环境承载力大小、水环境承载状态、水系统脆弱程度及水环境承载力开发利用潜力4个角度,构建水环境承载力聚类分区指标体系,并对其进行量化.在此基础上,利用k-均值聚类法对控制子单元进行合并分区.通过轮廓系数验证,将研究区划分为4类最合理,即重点保护水环境敏感区、限制开发水资源约束区、控制开发水环境超载区和优化开发高开发潜力区.针对不同分区特点,提出具有针对性的水环境承载力双向调控措施,为流域水系统精细化管理及可持续发展提供科学依据.     

基于时差相关分析和模糊神经网络的白洋淀流域水环境承载力评价预警

为实现水环境承载力评价和预警,运用耦合DPSR模型和时差分析方法构建了白洋淀流域水环境承载力监测预警指标体系,并结合神经网络与模糊数学构建了T-S模糊神经网络模型,根据控制图法确定了监测预警指标阈值,解决了水环境系统的随机性和模糊性问题,最终实现了白洋淀流域水环境承载力的有效评价和预警。结果表明:1)白洋淀流域水环境承载力在2012-2015年处于较弱承载状态,在2016,2017年处于中等承载状态,现状评价等级由Ⅳ级(橙色警灯)转变为Ⅲ级(黄色警灯);2)在现状发展趋势下,2018-2035年白洋淀流域水环境承载力整体呈先上升后下降趋势,自2026年以后流域水环境整体呈恶化状态,水环境承载力逐渐从中等承载(黄色警灯)向较弱承载(橙色警灯)和弱承载状态(红色警灯)转变;3)未来区域人口的增长和雄安新区的快速发展会给白洋淀流域水环境带来巨大压力,因此可加大区域水环境保护力度,实施基于空间单元的精细化环境管控方案,推动区域经济绿色转型,促进区域水环境质量全面改善和良性发展,以提高区域可持续发展水平。     

松花江(黑龙江省段)流域水环境承载力指标体系构建研究

针对流域水环境承载力指标体系亟待解决的问题,介绍了流域水环境承载力指标体系构建进展与存在的问题,提出了流域水环境承载力指标体系构建的改进措施,对松花江流域水环境承载力指标体系构建,提出了改进指标体系的构建原则、构建程序,分析影响因素,提出流域水环境承载力内涵,从水资源量、水资源消耗量、水资源质量影响三方面出发选取了指标,构建了松花江流域水环境承载力的三层递阶层次结构的指标体系,为评价与预测该流域水环境承载力奠定理论基础。     

基于DCSM模型的成都市河流水环境承载力综合评价

根据水污染流动"源头-转化-汇入"过程，综合衡量工业、农业、生活源污染排放对成都市主要河流的环境影响，提出"驱动力D （人口、社会经济发展）-承载源C （工业、农业、生活源污染排放）-承载状态S （污染程度）-管理M （治理污染投资）"4个子系统的DCSM模型，构建包含3层结构26个指标的成都市河流水环境承载力综合评价指标体系.采用投影寻踪模型得到各指标的影响程度，进一步建立区域水环境承载力各评价指标权重，根据最佳投影方向确定成都市主要河流2014—2018年的水环境承载力综合评价特征值，并得到相应评价等级.研究结果表明：影响程度最大的3项指标依次为：工业源COD排放强度、国考断面地表水TP平均浓度、环保投资占GDP的比重；通过对各个指标的权重分析，表明承载状态子系统和承载源子系统对综合评价结果所起作用最为显著，其次是管理子系统，驱动力子系统作用最小；通过评价等级分析，结果表明：2014—2018年成都市河流水环境承载力综合评价指数逐渐增加，评价等级从Ⅲ级（一般，2014—2016年）转变为Ⅱ级（较强，2017—2018年），说明5年来成都市河流水环境承载力逐步增加.研究表明了基于DCSM模型的成都市河流水环境承载力综合评价结果具有实用性和可行性，可以为城市河流水环境承载力综合评价提供新的研究思路，为水环境规划与管理的科学决策提供依据.     

信阳市水环境承载力评价及优化对策建议

选取社会经济、水资源、水环境、水生态4个子系统的18个指标,构建了信阳市水环境承载力评价指标体系。通过确定指标的标准值及权重,采用模糊综合评价法,建立了信阳市水环境承载力综合评价体系,并对信阳市水环境承载力进行了评价。结果表明:2017年信阳市水环境承载力处于轻度与濒临超载临界状态,接近危机状态,但总体上呈现上升趋势;根据水环境承载力预测因素,基于综合评价指标,预测2020年信阳市各县(区)水环境承载力处于濒临超载状态,至2030年仍处于濒临超载状态,但水环境综合评价值有较大幅度提高;结合水环境承载力评价结果,针对性地提出了信阳市水环境承载力优化对策和建议。     

北运河北京段水生态承载力研究及关键控制要素识别

北运河水系一直存在水资源缺乏、水环境污染、水生态功能不足等问题,未来北京市副中心高标准建设的加速还会增加流域的生态环境负担.因此需明确北运河北京段水生态承载力的时空变化特征,识别其关键控制要素,提升水生态承载力以满足区域发展需求.本文从水资源、水环境、水生态3个方面构建区域水生态承载力评价指标体系,收集1995-2018年北运河北京段的评价指标数据,运用熵权法确定指标权重,分析北运河北京段的水生态承载力状况及关键控制要素.结果表明:1995-2015年,北运河北京段整体处于超载或临界超载状态,2018年水生态承载力有所提升,达到安全承载状态;各子流域间水生态承载力差异显著,其中,位于北运河上游的沙河子流域在1995-2000年处于安全承载状态,在2005-2018年处于临界超载状态,水生态承载状态相对较好,但仍有改善的空间;1995-2018年,清河、温榆河和凉水河等子流域水生态承载状态处于超载状态,水生态承载状态相对较差,需加大水生态承载力提升力度;影响区域水生态承载力的关键要素为河岸带林草覆盖率,其次水环境质量也对水生态承载力具有重要影响.研究显示,北运河北京段水生态承载力的提升需在改善区域生态环境状况的同时加强对水资源的综合利用.      

流域污染物监测全过程质量控制评价系统探讨

本文介绍了流域水环境有机污染物监测全过程质量控制指标评价方法,包括:流域水环境有机污染物监测全过程质控指标体系;流域水环境有机污染物监测全过程质控指标权重分析;流域水环境有机污染物监测全过程质控指标评价方法。形成了一套完整的流域水环境有机污染物监测全过程质控指标评价体系的构建,动态跟踪环境监测全过程质量控制的进展情况,对环境监测全过程质量控制数据进行预测分析。     

基于贝叶斯网络的流域水环境承载力超载风险评价——以北运河流域为例

现有流域水环境承载力评估研究大多从确定性角度进行评价,从流域水环境承载力超载风险角度评价的较少.为弥补以上不足,本文从不确定性分析角度,耦合水环境和水资源两个水环境承载力分量超载风险及其对应的概率,构建了基于贝叶斯网络的流域水环境承载力超载风险评价模型,并依据超载风险的概率分布确定流域各控制单元的超载风险指数.最后以北运河流域为例,对其水环境承载力超载风险进行了评价,并依据评价结果进行超载风险分区.结果表明：中度超载风险区包含清河闸、榆林庄、大红门闸上、东堤头闸上4个控制单元,重度超载风险区包含南沙河入昌平、前侯尚村桥2个控制单元;基于“卸荷”和“强载”的双向调控理念,在产业结构、技术手段和环保意识等方面从全过程控制角度提出降低流域水环境承载力超载风险的调控措施.     

2008年滇池流域水环境承载力评估

自20世纪70年代以来,随着经济迅猛发展以及人口的快速增长,滇池流域的水环境问题日益突出.为深入了解造成当前水环境问题的根本原因,以水资源承载力和水环境承载力作为广义水环境承载力的基础进行综合分析,并且利用水资源供需平衡和水资源承载压力度反映水资源承载力,利用水环境承载率反映水环境承载力.结果表明:滇池流域TN和TP的水环境承载率分别为0.677和0.355,处于超载状态,是导致滇池流域严重富营养化的主要原因;水资源承载压力度为14.5,远大于供需平衡,同样也处于超载状态,实际水资源盈亏为-59 037×104 m3,缺失严重.因此,滇池流域水质型和资源型缺水问题共同存在.     

水环境承载力中长期预警研究-以昆明市为例

基于系统动力学动态模拟仿真方法,构建水环境承载力预警方法体系,并以昆明市为研究对象,对其水环境承载力超载状态进行预警.研究结果显示：在目前发展情景（BAU）下,2015~2025年10a间,昆明市水环境承载力超载状态综合指数从1.78逐渐增大到2.22,水环境超载状态不断恶化;昆明市系统耦合协调度一直处于0.5~0.8之间,且社会总功效大于水环境总功效,社会经济子系统与水环境子系统互相拮抗;警度自中警转为巨警,信号灯由橙灯转化为红灯,昆明市未来面临着严峻的水环境承载力超载问题.     

基于BP神经网络的水环境承载力预警研究——以北运河为例

为了预测水环境承载力未来可能出现的超载状态并提出警告,达到水环境风险管控的目的,本文构建了基于BP神经网络的水环境承载力预警方法体系,并在北运河流域开展了实证研究.所构建预警模型包括COD、氨氮、总磷承载力预警子模型和水资源承载力预警子模型,且模型拟合效果较好（平均绝对百分比误差在20%左右）.研究结果表明：朝阳区、海淀区等8个行政区落在了红灯重警区域,水环境承载力超载状况最为严重;位于北运河中下游的石景山区、广阳区、北辰区和香河县处于橙灯中警区域;昌平区、顺义区等5个行政区处于黄色轻警区域;怀柔区和延庆区处于绿色无警区域,状况较好.最后,为了排除警情,基于双向调控的原则,本文从水环境全过程控制角度,分别对各区域提出了调控区域人口规模及经济发展方式、治理面源污染等具体排警措施.     

基于压力-状态-响应(PSR)模型的潘安湖湿地水环境健康评价

以PSR模型为框架,选取污水处理率、水质状况、生物多样性、环保投资指数等14个评价指标建立了潘安湖湿地水环境健康评价体系,采用层次分析法确定指标的权重,将湿地水环境健康状况由很健康到病态分成5个级别,利用模糊综合评价法对潘安湖湿地水环境健康状况进行评价。结果表明:潘安湖湿地水环境健康指数为2.8166,属于亚健康状态。其中压力指标得分1.7405,属于疾病状态;状态指标得分3.2563,属于亚健康状态;响应指标得分2.4483,处在亚健康状态与疾病状态之间。该结果可为类似地表水体环境健康评价提供参考。     

城市生态系统承载能力初步研究——以江苏省吴江市为例

城市作为一个复合生态系统,其承载能力的涵义与资源、环境承载力相比有很大差别。论文在探讨城市生态系统承载力内涵及各子系统相互关系的基础上,从承载力与压力指数的角度构建城市生态系统承载能力评价模型。以江苏省吴江市为例,建立承载力与压力指数评价的层次结构指标体系,应用评价模型对吴江市1990-2004年的城市生态系统承载水平进行评价。结果表明:吴江市在研究时段内生态系统承载能力与社会经济发展经历了由不协调到相对协调的过程。在选取的各分量指标中,环境容纳指数的平均贡献率高达38.68%,是提高城市生态系统承载力及抑制生态系统压力增长的重要因素;资源消耗的平均贡献率为54.45%,说明社会经济发展导致的资源消耗仍然是生态系统压力的主要来源。     

南京市水环境承载力动态变化研究

为揭示区域水环境承载力动态变化特征,以南京市为例,从社会经济、水资源和水生态环境3个子系统选取18个指标,构建水环境承载力评价指标体系并确定各指标权重,利用模糊综合评价模型对水环境承载力进行评价,并通过障碍度模型诊断影响水环境承载力的障碍因素.结果表明:①2006-2016年南京市水环境承载力综合评分值从0.345 0增至0.470 0,整体呈上升趋势.②子系统评分值差异较大.水生态环境子系统评分值波动起伏但总体水平较高,年均评分值为0.615 1;社会经济子系统评分值从0.427 6逐年增至0.635 6.二者为承载力的提升奠定了基础.水资源子系统评分值低于0.200 0,极大地制约了南京市水环境承载力的发展水平.③从障碍度分析来看,人口密度、水资源开发利用率、人均水资源量及水功能区水质达标率是水环境承载力的主要障碍因素;就子系统而言,水资源子系统的障碍作用最为显著.研究显示,人口密度偏大、水资源供需矛盾及水功能区水质达标率偏低等是制约南京市水环境承载力的关键因素,也是提升南京市水环境承载力的重点.      

工业园区规划环境影响评价中的环境承载力方法研究

环境承载力是区域规划环境影响评价的重要依据,可为区域发展适度规模提供环境支撑依据.针对工业园区生态环境特征,以珠海富山工业园为案例建立环境承载力评价指标体系,并结合该指标开发基于熵值法的工业园区环境承载力动态评价模型,模拟珠海富山工业园区规划情景下的环境承载力变化.结果表明,工业园区环境承载力于规划中后期处于下降趋势,但下降的趋势较为缓和;园区发展压力伴随着园区规划建设处于下降趋势,规划建设初期的下降趋势最为明显.通过灰色关联度分析发现,规划期园区经济社会发展始终处于园区资源环境的可承载范围,随着园区进一步发展、科学技术水平提高和基础设施完善,园区综合环境承载力可提升至较为稳定的水平.     

基于AHP和向量模法的宜昌市水环境承载力研究

基于宜昌市水环境现状,从水资源、水生态、社会经济3个方面考察水环境承载力,构建了宜昌市水环境承载力指标体系,选取对数函数作为单项指标的承载度模型,采用层次分析法计算各个指标的权重,基于统计年鉴资料和当地的发展规划,运用向量模法对2005-2020年的宜昌市水环境承载力进行评价和分析。结果表明,近几年宜昌市水环境整体上处于中等偏上水平,承载力值维持在0.55左右,并且该状态将一直维持到2015年,但伴随着宜昌市社会经济的发展,人口规模的扩张,水资源因子将会是宜昌市水环境承载力的限制因素,可以预知,如果宜昌市保持现有经济结构和发展速度,2020年宜昌市水环境承载力值将有所下降,届时水环境问题势必影响到宜昌市生态环境、社会经济和人民生活。