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...     

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.     

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.     

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,...     

湖泊水环境承载力模型研究

根据湖泊水环境承载力的概念定义和特性分析,以短板理论作为支撑,根据湖泊富营养化评价标准及富营养化程度构建了湖泊水环境承载力分级标准,在湖泊富营养化评价指标叶绿素α(Chla)、总磷(TP)、总氮(TN)、高猛酸盐指数(CODMn)、透明度(SD)中找出湖泊水环境承载力的制约指标作为短板,计算制约指标的压力承载度,分析湖泊水环境承载力状态的概率水平.模型应用在国内24个主要湖泊,得出大部分湖泊的水环境承载力处于危机状态的结论.该模型对于湖泊水环境承载力的研究具有一定的应用和参考价值.     

非点源特征区水环境承载力预警与调控研究——以承德市为例

水环境承载力预警是当前水环境管理的重要内容,现有水环境承载力预警大多停留在评价层面,预警技术方法体系尚处于探索阶段.以水环境承载状态指数为预警指标,以经济社会发展、水污染治理、水资源利用等14个指标作为调控指标,建立基于系统动力学（SD）的水环境承载力预警调控模型,并以非点源为主要污染源的承德市为例开展实证研究.结果表明：按照现状趋势发展,承德市未来水环境承载状态指数将呈现不断上升趋势,并于2023年开始超载.3种调控方案的结果显示,污染治理调控方案不能满足水环境系统支持承载力的要求,推荐经济社会发展调控与污染治理调控双约束方案,该方案下,2035年水环境承载状态指数为0.65,可承载的GDP为3866亿元,人口数量为368万人,需通过提高灌溉水有效利用系数、再生水回用率、污水处理率、以及调整种植结构和畜禽养殖规模等实现.本文为以非点源污染为特征地区的水环境承载力预警与调控研究提供思路与方法,并为承德市水环境与经济社会协调发展提供定量化方案.     

仪征市水环境承载力研究

基于仪征市水资源利用现状,利用供需平衡法计算仪征市水资源承载力;通过对仪征市水环境容量的计算,推算仪征市容量承载力。建立可利用用水量—废水排放量—废水目标排放量关系式,确定仪征市水环境承载力。     

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。     

仪征市水环境承载力研究

基于仪征市水资源利用现状,利用供需平衡法计算仪征市水资源承载力;通过对仪征市水环境容量的计算,推算仪征市容量承载力。建立＂可利用用水量—废水排放量—废水目标排放量＂关系式,确定仪征市水环境承载力。     

基于贝叶斯公式的不确定性水环境容量研究——以北运河为例

针对水环境的随机不确定性,构建了基于贝叶斯公式的不确定性水环境容量核算方法,并以北运河为实证案例对所建立的核算方法进行验证:利用贝叶斯公式,通过对水环境容量核算涉及的流量、流速、背景浓度、污染物综合衰减系数这4个参数和水环境容量本身5个随机变量的分布特征进行分析,最后得到水环境容量的概率分布.结果表明:北运河流域l0个...     

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.      

基于水环境质量底线汇水单元划分的实践研究

水环境质量底线划定是"三线一单"的重要组成部分.在国家确立的控制单元的基础上,进行水环境控制单元细化,是水环境质量底线划定的关键环节.基于水环境控制单元划分时汇水单元阈值选取往往存在一定的盲目性,该研究以湖南省为例选取典型区域,在水平分辨率30 m的DEM栅格数据条件下,通过"阈值(栅格数)-河网密度"拟合曲线的一阶导数求得合理的参考阈值.该研究为"三线一单"水环境控制单元划分时汇水单元阈值选取提供方法参考,也为省、市两级编制"三线一单"的省份在以水环境控制单元为载体的分层次精细化管理方面提供了可借鉴的经验.     

水环境承载力方法研究

文章给出水环境承载力概念,以及对现有的水环境承载力研究方法进行分析,提出基于水量水质相关法的水环境承载力计算模型,并对其进行实证研究。结果表明,将水量水质相关法应用于水环境承载力的研究,具有建模方便、直观简单的特点,为水环境承载力研究提供了一种新途径。     

泸沽湖流域水环境承载力研究

以湖泊流域水质、水资源量、入湖污染负荷环境承压度、湖泊生态等4个主要功能过程,兼顾考虑社会经济对水环境的影响,设计并构建了湖泊分层分级水环境承载力评价模型研究与应用体系,采用系统分析的方法对湖泊现状水环境承载力和弹性环境承载力进行了定量化的研究。     

水环境承载力的运行机制研究

本在介绍水环境承载力的作用类型的基础上，系统分析了水环境承载力的发生基础、内在原因和制约机制，对深刻认识水环境承载力的运行机制具有重要作用。     

台州市流域水环境承载力研究

采用指标体系评价法研究台州市椒江水系和金清河网水环境承载力,选取了水资源开发利用水平、经济社会发展水平、环境纳污水平、环境保护与治理水平四大类17个评价指标,通过层次分析法对椒江水系、金清河网两大流域水环境承载力现状进行评价,研究结果表明两大流域现状水环境承载力综合指数分别为0.7644和0.5808,属于山溪型流域的椒江水系水环境承载力能力远大于平原河网型的金清河网.并进一步设置了四种中远期情景方案,预测不同发展模式下水环境承载力变化情况,结果表明四种方案对提高流域水环境承载力贡献大小关系为:方案2>方案3>方案4>方案1,提高环保投入、加强环境治理水平的方案对流域水环境承载力提升最有利.     

泸沽湖流域水环境承载力研究

以湖泊流域水质、水资源量、入湖污染负荷环境承压度、湖泊生态等4个主要功能过程,兼页考虑社会经济对水环境的影响,设计并构建了湖泊分层分级水环境承载力评价模型研究与应用体系,采习系统分析的方法对湖泊现状水环境承载力和弹性环境承栽力进行了定量化的研究。