基于韦伯-费希纳定律的海河流域水库水环境预警评价

水库作为水源地在流域水环境安全中具有重要作用.根据韦伯-费希纳定律(Weber-FechnerLaw,W-F),选取与水库水环境关系密切的水质评价指标,通过确定水环境综合影响指数Ki值与水环境状态之间的关系,建立基于人类感觉强度与外界水环境质量变化关系定量化的水环境预警模型.并以海河流域4座水库为实例进行应用与验证.结果表明:水库Ki值与水环境状态是线性函数关系,水库Ki值与营养指数间是指数函数关系.此模型可以用于流域内不同时空条件下水库水环境状态和富营养化的预警与水环境综合评价.官厅水库水环境综合影响指数Ki值为0.0494,水环境综合预警等级为轻警,主要的污染指标为COMMn、TN和TP.4座水库的Ki值变化范围在0.0107～0.0564之间,密云水库富营养化预警级别为轻警,官厅水库、潘家口水库和岳城水库均为中警;4座水库水环境预警等级空间上差异明显,从高到低顺序为潘家口水库、官厅水库、岳城水库、密云水库.潘家口水库水环境时间上恶化趋势明显,建议加强流域水库水环境的监控和采取更严格的管理措施.     

流域水环境风险评估进展及其调控研究

基于流域水环境风险因子辨析,进行流域尺度水环境风险评估研究,并提出水环境风险调控策略。依据社会经济发展与流域水环境质量的相关关系,梳理和辨析流域水环境风险源及其相关因素,从企业和工业园区2个层面探讨了水环境风险来源、风险指标体系构建、风险等级划分及风险评估方法;结合流域特征和污染物成分、数量等与水环境风险水平的响应关系,从氮磷、有机物、重金属三个方面对流域水环境风险指数选用、风险分级评估等进行了探讨;最后,从预防、预警和应急处置等方面提出流域水环境风险调控策略。     

面向控制单元的北运河水环境承载力预警研究

北运河流域水环境承载力严重超载，危及流域可持续健康发展.为了响应“水十条”关于建立水环境承载力监测预警的需求，基于径流模拟模型与河流一维水质模型的水资源量和水环境容量核算，构建了基于人工神经网络法的北运河流域水环境承载力预警模型，并面向水污染控制单元，开展北运河流域水环境承载力预警研究.结果表明：多变量的神经网络预警模型相较于单变量模型拟合程度更高；2018年北运河1/2以上控制单元的水环境承载力呈超载状态，其中心城区及下游地区的超载情况较为严重.最后，针对超载严重的地区，基于双向调控提出排警对策，为北运河流域水系统规划提供科学依据.     

我国流域水环境管理现状与对策建议

介绍了我国水环境区划、流域污染物总量控制、现行的流域水环境管理体系、监控预警等发展现状,在此基础上提出了我国流域水环境管理存在的问题及解决对策。     

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。     

浅析辽河流域水环境管理现状及改善措施

辽河流域是我国北方重要的河流型流域,水环境污染问题突出。文章从水环境管理体制、水污染控制方式、水生态安全管理、预警监控4个方面剖析了辽河流域水环境管理现状,并提出针对性的改善措施,对促进辽河流域水环境管理能力提高具有积极的实际意义。     

建立河流水质污染预警体系 保护河流水质安全

建立河流水质预警体系对保障河流水质安全具有极其重要的作用,是保护河流水质安全的重要内容之一。本文针对国内河流潜存的环境污染及事故风险现状,提出建立流域污染预警系统、河流水环境风险评估体系以应对河流突发污染事件发生,确保河流水环境安全,实现河流水资源可持续利用。     

基于污染物总量控制的流域预警体系构建研究

文章通过对中国目前水环境质量现状分析,指出流域环境预警体系建立的必要性,并选择总量控制指标作为预警体系的评价指标。利用层次分析法建立基于污染物总量控制的流域预警体系,确定预警因子的权重和评分标准,设立临界状态,不良状态预警、缓慢恶化预警和迅速恶化预警4个级别,为建立流域环境质量预警体系提供借鉴。     

基于污染物总量控制的流域预警体系构建研究

文章通过对中国目前水环境质量现状分析,指出流域环境预警体系建立的必要性,并选择总量控制指标作为预警体系的评价指标。利用层次分析法建立基于污染物总量控制的流域预警体系,确定预警因子的权重和评分标准。设立临界状态,不良状态预警、缓慢恶化预警和迅速恶化预警4个级别,为建立流域环境质量预警体系提供借鉴。     

浑河流域水环境风险预警平台的软件架构设计

在分析了浑河流域水环境监测、监控与管理等方面信息化现状的基础上,提出了构建浑河流域水环境风险评估及预警平台的总体软件架构,并介绍了架构中各部分的构成和具体功能,最后讨论了平台构建的关键技术。     

基于MIKE11与EFDC模型的突发性水污染事故预测模拟研究

通过对沈阳市浑河流域水环境的调查,基于Mike11与EFDC建立浑河流域沈阳段水动力-水质耦合模型,并对突发污染事故进行模拟研究。结果表明,Mike11与EFDC模型应用于浑河流域的预警模型在率定期和验证期的模拟结果均良好,所确定的参数能准确反映河道特征。因此,此预警模型可应用于浑河流域突发性水环境风险应急预测,并且能够对浑河污染物迁移转化过程进行准确模拟预测,模拟结果能够为区域水资源管理和保护提供技术支持,达到流域应急预警功能需求。     

小流域水环境承载力评估预警分析

水环境承载力是衡量流域可持续发展的重要指标之一.文章以亮子河流域水环境现状为基础,建立了基于水资源-水环境-水生态的复合评价体系,并应用于小尺度优控单元的水环境承载力的评估、预警工作.结果表明,亮子河流域在2012年为临界超载-黄色警情,2013年水环境承载力转好,变为蓝色警情,2014～2018年均为超载-橙色重警,...     

流域水质预警体系研究与应用进展

流域水质预警是水质监控管理的重要组成部分,完善的流域水质预警体系可为流域水污染处理提供充足时间和所需信息,有效削减水污染对水环境造成的影响.对国内外的流域水质预警体系研究进展分别从预警体系目标、预警指标、预警阈值及模拟模型4个方面进行了综述,并且对目前国内外典型流域水质预警体系进行了分析.结果表明:流域水质预警体系目标主要从流域水体功能和水体污染风险2个方面进行考虑;预警指标可分为物化和生物毒性指标2类,生物毒性指标可弥补物化指标的不足,但不能完全替代,二者联合并施是未来预警指标筛选的发展方向;预警阈值的制定依据环境质量标准、排放标准、水质现状及污染源特征等信息,采用单指标多次报警、多指标联合报警或物化与生物毒性指标联合报警等方式,可提高预警体系的稳定和可靠性;污染物迁移转化模型已有一些成熟应用,但大部分模型依然需要大量的参数和历史数据才能保证准确性,因此对于大型流域难以适用.目前我国还未有国家层面完整的流域水质预警体系和相关流程在应用,特别是缺乏可靠的污染物迁移转化模型.未来应从建立典型流域水质预警体系着手,集成地方流域成熟应用的污染物迁移转化模型,逐步完善国家层面的流域水质预警体系,为我国流域水质安全提供保障.      

流域水环境风险评估与预警技术研究与示范项目(2009ZX07528)

正流域水环境风险评估与预警技术研究与示范项目(2009ZX07528)是郑丙辉研究员主持的国家水体污染控制与治理科技重大专项"十一五"项目,由中国环境科学研究院牵头组织,环境保护部华南环境科学研究所、北京北大软件工程发展有限公司、环境保护部南京环境科学研究所、辽宁省环境监测实验中心等共计73家单位合作完成。该项目于2013年10月26日在北京通过了国家重大水专项办组织的专家验收。该项目是以构建流域水环境风险评估预警技术体系为目标,开展污染源风险管理技术、流域水环境质量评价技术、流域     

太湖流域水环境监测预警系统建设对策研究

太湖流域水环境监测预警系统是加大太湖水污染防治力度、切实改善水环境质量的重要基础性工程,被视为掌握流域水质规律、预警太湖蓝藻暴发的必要系统.本文概述了太湖流域水环境,介绍了系统建设框架,结合实践从历史经验回顾、管理需求辨析、系统要素联接和预警技术评估等角度出发,提出建设中的难点问题与对策.     

流域复合系统协调度预警研究:以河南省淮河流域为例

流域是由社会、经济、水资源和水环境4个子系统组成的复合生态系统,其协调发展关系到流域未来的长远发展,因此是流域需要重点关注的问题。淮河流域作为河南省四大流域中最大的水系,其协调发展受到多方面因素的约束,文章以此为例进行协调度预警研究具有一定的代表性和现实意义。首先建立流域复合系统协调度预警模型,通过从社会子系统、经济子系统、资源子系统和环境子系统4个指标类别构建流域复合系统协调发展预警指标体系,采用BP神经网络模型,对流域内9的地市和流域整体共10个地区未来10年的协调度进行预测,并根据预警等级划分标准得到对预测结果进行预警。其次从时间和空间尺度分析协调度预警结果,结果表明:流域未来10年整体发展状况始终保持良好,但流域内各地市协调发展状况参差不齐,应特别重视开封、周口和商丘地区协调发展状况,及时采取有效措施进行调整和引导。     

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.     

面向流域水质安全预警的土地开发压力源评估方法及其应用

为适应水环境风险管理中压力源风险的快速识别需求,构建了土地开发压力源评估方法,并以三峡库区为案例区进行应用研究. 土地开发压力源评估方法首先是基于不同土地利用类型的排污参数来确定敏感土地利用类型和不利转移方向,再采用状态和趋势兼顾的原则筛选流域内敏感单元,然后根据各单元的实际特征逐一确定预警指标,以进行压力源评估和预警级别划分. 案例研究结果表明:重庆市辖区控制单元、涪陵区万州区控制单元和澎溪河开县控制单元是库区水质安全预警的3个敏感单元;其中,重庆市辖区控制单元和涪陵区万州区控制单元的预警指标均为敏感土地类型面积比例和发生不利转移的土地面积比例,其中重庆市辖区控制单元的2个预警指标值分别为42.17%、3.43%;涪陵区万州区控制单元分别为32.86%、1.74%;而澎溪河开县控制单元的预警指标仅为敏感土地类型面积比例,其值为32.31%. ③重庆市辖区控制单元、涪陵区万州区控制单元和澎溪河开县控制单元的预警指标最大超标率分别为163%、33%和19%,相应各单元土地开发压力分别为红色预警(重警)、橙色预警(中警)和黄色预警(轻警)级别. 从管理意义上,重庆市辖区控制单元和涪陵区万州区控制单元未来需要从优化当前土地利用方式、合理控制未来土地开发的双重角度来降低压力;澎溪河开县控制单元未来应重点关注和降低当前土地利用状况对水质安全的压力. 研究认为,所提出的面向流域水质安全预警的土地开发压力源评估方法具有可操作性,其案例研究结果可为三峡库区案例区水环境风险管理提供决策支撑.      

海河流域湿地区域生态安全评价

通过对海河流域湿地进行区域生态安全评价,结果表明海河流域湿地区域生态安全综合指数为5.197,属于预警状态.流域内以河北省湿地生态安全状况为最好,为6.238,属于较安全状态,其它均属于预警状态,依次为内蒙、北京、山西、天津、山东、河南.海河流域湿地整体生态安全状况近年来有向中度预警甚至极度预警状态恶化的趋势;必须重视海河流域湿地的生态安全建设.     

基于生态管理的流域水环境功能区划——以浑河流域为例

从环境战略管理的高度,提出了一种基于生态管理的流域水环境功能区划分方法.在现行水环境功能区划的基础上,结合生态管理理念及相关理论,并充分考虑我国水环境管理能力及发展趋势,进行流域水环境功能区划分.流域水环境功能区划以流域水生态分区为基础,根据参考条件评估水体的生态状况,考虑水体生态保护功能和最小生态需水量,提出新的流域水环境功能区划的理论基础和技术方法体系.首次将水生态分区、水生态保护目标和生态需水量引入水环境功能区划之中,对原水环境功能区划的内涵进行了拓展.该方法以浑河流域为案例做了实证研究.