基于基尼系数的乌梁素海流域污染负荷分配

在水体污染物总量控制分配中,科学合理地分配污染物排放指标是实施水体环境管理的关键.将应用在经济领域衡量居民收入分配公平程度的基尼系数引入环境领域,提出环境基尼系数这一新概念用于解决流域内各分区污染物总量控制分配的问题.以乌梁素海流域为例,分别以流域内各分区人口、水资源量和国内生产总值(GDP)作为流域内基尼系数的分配指...     

钱塘江流域污染负荷及水环境容量研究

采用排污系数法计算了钱塘江流域不同污染源COD和氨氮的污染负荷,研究了整个流域90%、75%和so%水文保证率下的水环境容量.以流域水质目标为出发点,考虑污染负荷和流域社会经济发展需求相协调的原则,确定了钱塘江流域水污染总量控制阶段性目标.     

基于平均负荷的降雨径流污染负荷模型研究

在九寨沟旅游景区,对公路和栈道进行人工降雨径流污染负荷的过程研究。浓度过程曲线表明,初始高浓度与平台期浓度之间相差3~5倍,而负荷过程曲线表明,各时段负荷曲线无明显峰值存在。这意味着污染物平均浓度的获取,需要降雨径流的水量水质同步监测数据的较大样本,才能消除随机性影响。而各时段负荷数据向平均负荷期望收敛的速度,将比平均浓度期望更快。利用这一规律,以平均负荷值代替降雨事件的污染物平均浓度(EMC),构建了基于平均负荷值的年地表径流负荷模型。本模型只需要有限场水量水质同步监测数据,就可获得特定地区面源污染物的平均负荷值。在消除随机不确定性同时,提高了可操作性。采用研制的模型,计算出九寨沟各子区公路面源的TP排放负荷,在0.87~2.07 kg/a之间,栈道面源TP排放负荷,在0.27~1.22 kg/a之间。     

上海市青浦区农业非点源污染的流域分配研究

根据遥感技术得到的土地利用类型、河网、道路、圩区等信息,结合地理信息系统(GIS)的空间分析功能,建立了在多种空间因素影响下确定农业非点源污染负荷的流域分配方法。在此基础上,以上海市青浦区为例,得到了该区各河段中的污染负荷量．从而为寻求流域内合理的土地利用模式和农业非点源污染排放总量的控制方法提供决策依据。     

中国流域水污染防治规划问题与对策研究

科学制定和实施有效的水污染防治规划,是改善中国流域水环境质量的主要措施之一.对中国"九五"和"十五"期间的流域水污染防治规划实施状况进行了评估,分析了规划制订与实施过程中存在的相关问题,提出了改进中国流域水污染防治规划制定和实施的相关对策.分析结果表明,中国重点流域水污染防治规划实施状况较差,突出表现为控制目标没有达到、投资额不能到位和项目实施率较低等现象.通过对制约规划实施效果的主要因素的深入分析,发现规划目标可达性较差、数据可靠性较低、规划技术方法以及监管体制、环境标准和法律法规等不完善问题是制约规划成功实施的关键性要素.针对上述问题,分别提出了规划体系、管理体制、投资方式、监督管理、标准体系建设以及法律法规完善等方面的改善建议与对策.     

综合考虑减排效益的污染物总量分配方法研究

如何在目标总量控制和容量总量控制间找到契合点,使总量控制既体现环境改善需求,又能促进环保基础设施建设和经济调控目标的实现成为当前的研究重点。基于目标总量控制,探索一种综合考虑减排效益的污染物总量分配方法,构建了以人口、GDP、水资源量、水环境容量和环保投资作为评价指标的环境基尼系数最小化模型,并将其应用于内蒙古自治区COD总量的优化分配。结果表明,与初始分配相比,优化分配后的环境基尼系数总和下降了0.85%,优化后的分配方案更公平、合理。在优化分配过程中,各评价指标间互相制约,较好提高了最终分配结果的科学性和可操作性。     

区域间水环境容量多目标公平分配的水环境基尼系数法

基于区域间水环境容量分配的控制指标和公平性准则分析,应用水环境基尼系数概念,以定量表达各公平性准则;并将各控制指标的水环境基尼系数均达到最小值作为界定多目标公平性的标准值。以此为基础,以各区域水环境容量分配比例为搜索变量,以水环境基尼系数达到多目标公平性标准值为目标,采用多目标最优化方法确定区域间水环境容量公平分配方案。应用该方法,对长乐江流域水环境容量在区域间的分配进行了实例分析。结果表明,将水环境基尼系数作为水环境容量分配结果的公平性衡量指标具有客观性,确定的水环境容量公平分配方案体现了多目标公平性。水环境基尼系数法可以推广至同一层面、具有可比性的排污单位间水环境容量公平分配问题上,且方法简单、可靠。     

永定河上游张家口地区水污染物排放负荷与贡献

运用源强系数法,估算永定河上游张家口地区不同来源水污染物的排放负荷,并评估不同污染源的贡献。结果表明:(1)永定河上游张家口地区COD排放负荷为97 533.43t/a;氨氮排放负荷为10 596.73t/a;总磷排放负荷为1 389.11t/a。(2)COD主要来自畜禽养殖业和城镇生活污水,分别占总排放负荷的53.66%和31.41%;氨氮主要来自城镇和农村生活污水,分别占总排放负荷的40.15%和27.04%;总磷主要来自畜禽养殖业和城镇生活污水,分别占总排放负荷的28.99%和26.54%。(3)从空间上看,宣化区COD、氨氮、总磷排放负荷均为最大,宣化区是永定河上游张家口地区水污染的主要贡献区。     

基于种植结构改进的SWAT模型模拟乌梁素海流域面源污染负荷

乌梁素海是黄河流域最大的湖泊湿地,其地处河套灌区,是灌区排水的承泄湖。多年来面临着严重的水生态系统功能退化、水环境污染等问题,而改善和治理湖泊水环境的基础是要厘清乌梁素海流域灌区退水导致的农业面源污染负荷问题。基于无人机获取的高分辨照片与遥感影像和地面实测数据相结合所获取的精准种植结构数据可作为SWAT模型输入的土地利用数据,以确保对农业面源污染迁移转化过程的模拟更接近真实情况。结果表明,基于作物种植结构数据对流域径流模拟精确度较高,率定期R²为0.74,NES为0.81,验证期R²为0.78,NES为0.67。TN和TP在2010—2020年间整体呈逐渐下降的趋势。季节分析发现,TN和TP均表现为春季负荷量较高。空间分布表明,乌梁素海流域总氮年均负荷量在南部的河套灌区较高,北部草原区较低,在流域东部番茄、瓜果、甜菜等经济作物集中分布的区域,TN负荷量为30~45 t·a⁻¹;总磷污染物负荷量的空间分布与总氮基本一致,主要分布在以玉米和葵花为主的子流域,TP年均总输出量均超过10 t·a⁻¹。本研究结果可为乌梁素海流域面源污染治理及种植结构调整提供参考。     

基于数据包络分析的水污染物排放指标初始分配方法与案例研究

基于数据包络分析(DEA)的点源水污染物排放指标初始分配方法,是将基于DEA的线性规划评价方法进行改进,从而使其适用于评价企业的水环境绩效,并依此进行排污指标初始分配。将非期望产出作为投入指标处理,构造了5输入1输出的规模可变DEA模型,并以南京市280家企业的COD排放指标初始分配为例进行了分析。结果表明,方法的模拟分配结果在公平的基础上,反映了企业的环境效率,效率越高,可得到的COD排放指标也越高,这将对企业治污起到激励作用,分配方法具有一定的可操作性;对案例企业进行分组并实行组内参评,基本可以避免部分极值原始数据对评价结果的影响,得到的COD排放指标分配结果也更为合理。     

基于积尘负荷的北京市典型城区道路扬尘排放特征研究

对典型道路扬尘进行采样,分析夏季北京市西城区、海淀区、门头沟区不同类型道路积尘负荷和PM_(2.5)粒度乘数(K_(2.5),g/(km·辆)),并对高峰与非高峰期K_(2.5)进行统计分析,通过计算得到了PM_(2.5)、PM_(10)排放因子和排放强度。结果表明:除北营房中街和阜外大街以外的积尘负荷总体表现为支路次干道主干道快速路,门头沟区海淀区西城区。不同道路类型PM_(10)排放因子表现为主干道次干道支路快速路(西城区除外),PM_(10)排放强度表现为快速路主干道次干道支路。K_(2.5)的分析结果表明,K_(2.5)表现为快速路主干道次干道支路,西城区海淀区门头沟区,高峰期K_(2.5)普遍比非高峰期大,其中午高峰最大。此外,北营房中街积尘负荷为0.681g/m~2,PM_(10)排放因子和排放强度分别为1.04g/(km·辆)和8.43kg/(km·d),明显小于其他区支路;阜外大街积尘负荷为0.724g/m~2,PM_(10)排放因子和排放强度分别为1.28g/(km·辆)和44.74kg/(km·d),明显小于其他区主干道;这可能与两条道路的日平均洒水次数较多有关。研究结果可为北京市道路扬尘排放清单的构建提供数据参考。     

基于SWAT模型的观澜河流域城市面源污染负荷量化及影响效应评估

随着我国城市区域污水收集、截污系统的完善与水质净化厂出水标准的提高,点源污染逐步得到控制,城市面源污染对河流水质的影响越来越凸显。针对当前城市内河流集水区域城市面源污染负荷难以量化、对水体水质影响效应难以解析等问题,以深圳市观澜河流域为研究对象,通过对流域的现场勘察调研与地表累积物采样研究,来修正流域土地利用类型数据与SWAT模型的城镇数据库,构建流域城市面源污染评价模型。结果表明：SWAT模型城镇数据库中地表沉积物最大累积量(DIRTMX)、地表沉积物中总氮含量(TNCONC)、地表灰尘累积半饱和时长(TNALF)与地表灰尘总磷含量(TPCONC)对TN与TP负荷的模拟最为敏感;建立的SWAT模型对观澜河流域径流量、TP与TN模拟验证期的纳什效率系数(E_NS)分别为0.79、0.7、0.67,决定系数(R²)分别为0.81、0.77、0.81,模型拟合结果较好。应用SWAT模型分析了2018年观澜河流域TN和TP的城市面源污染时空分布特征：TN和TP输出最高值为13.31~14.91 t·km⁻²和1.69~1.86 t·km⁻²;8月份观澜河流域降雨径流污染最为严重,TN和TP负荷分别为2.15 t·km⁻²与0.24 t·km⁻²。上述评估结果可为区域城市面源污染的负荷量化与影响效应评估提供参考。     

基于共容利益理论的流域水污染府际合作治理探讨

由于流域水环境具有准公共物品性质,共容利益使得流域上、下游利益主体的合作变得必然和可能,但这并不构成地方政府合作的充分条件.当前有些流域制定了合作行动协议,但是这些合作行动仅属于非制度性的合作协调机制,没有充分考虑地方政府的利益主体地位,从而导致合作效果不明显.从共容利益理论的角度,探讨了流域水污染合作治理中的利益博弈结构.经分析发现,要真正实现流域水污染的府际合作治理,需要建立科学的地方政府绩效评估制度、建立区域生态补偿机制、建立跨界水污染经济赔偿机制和完善公众参与水环境保护的制度.     

陆海统筹的南流江流域污染物总量分配研究

综合考虑广西南流江流域陆域和廉州湾海域水质目标,遵循南流江流域、南流江河口、廉州湾近岸海域的污染路径,构建了基于陆海统筹的南流江流域污染物总量分配技术体系。首先,以廉州湾近岸海域环境功能区水质目标为约束条件,计算入海化学需氧量(COD)、氨氮、总氮(TN)和总磷(TP)的最大允许排放量,分别为24 494、3 425、10 052、776 t/a。然后以南流江河口最大允许排放量和南流江流域水功能区水质目标为约束条件,计算南流江流域陆域COD、氨氮、TN和TP的最大允许排放量,分别为126 365、5 403、8 939、1 127 t/a。为实现入海总量的控制目标要求,重点应在南流江流域削减污染物排放量,到2020年,南流江流域主要污染控制工程项目的削减能力已超过2020年污染物总量控制削减量,因此2030年实现南流江和廉州湾控制断面全面稳定达到相应功能区水质目标压力不大。     

做好中国农业面源污染监测管理与负荷评估工作的探讨

从发达国家治理农业面源污染的经验来看,扎实的环境监测和科学的污染负荷评估是制定合理的防控政策的基础和前提。对中国目前的农业面源污染的监测与负荷评估工作进行了系统梳理,从中发现薄弱环节和主要问题,并提出完善农业面源污染监测管理与负荷评估工作的建议,以期为下一步农业面源污染防治工作的开展提供决策参考。     

非点源污染最佳管理措施之研究热点综述

最佳管理措施(BMPs)被证明是最有效的非点源污染治理方法之一,迄今为止已有广泛的研究与应用。目前,BMPs研究热点主要集中于成本—效益分析与优化配置等。BMPs也可依靠模型测算来进行成本—效益分析,目前评价BMPs环境效益的常用模型包括水土评估模型(SWAT模型)、暴雨洪水管理模型(SWMM模型)等。在实际应用中,特别是在社区、城区甚至整个城市尺度下,非点源污染控制需要进行多种BMPs的优化组合。BMPs的优化配置可基于经验和模型计算进行。近年来,优化算法被引入到BMPs优化配置中,其中遗传算法(GA)的应用广泛,可通过目标函数的引导,进化出最优的BMPs规划方案。但是,中国BMPs成本—效益分析及优化配置中仍存在问题,如模型研究领域缺少与实际监测数据的结合、国内BMPs数据库建设发展缓慢等。