城市区域水环境管理的一种新型实用模型系统(AEMS)

本文应用水环境容量及离散规划理论,以湖泊水污染控制规划为例,建立了一套城市区域水环境管理的动态耦合模型系统,提出了污染负荷优化分配的三种模型,给出了水污染控制实施的决策方案.     

滇池水污染控制系统规划

提出了滇池水污染控制系统规划模型,对污水集中治理措施,厂内治理措施与面源治理措施同时进行了优化,得出了滇池流域综合治理的优化方案,为滇池水污染控制提供了科学依据。      

东莞运河水污染控制最优规划

本文根据东莞运河的污染现状和比较复杂的运行规律,在水环境容量研究的基础上,建立了运河水污染控制最优规划模型,得到了运河污染源最优削减规模,并给出了优化的水污染控制工程方案。模型通过简化后可以直接用线性规划软件求解,所得结果正确,计算速度快。     

总量控制法中两种源强优化模型的对比分析

将总量控制中两种源强优化模型应用于兰州市,运用线性规划方法对这两种模型进行了计算和比较分析。为了使最终的优化方案能够应用于实际,笔者将优化方案中决策变量的上界乘一经济技术指标值,尽管方案的优化性能有所降低,但却增强了方案的可行性和可操作性。      

胶州湾入海污染物总量控制研究

在胶州湾水质数值模拟的基础上,建立了污染物总量控制模型.计算了各个点源的响应系数,分担率及环境容量.结果表明,胶州湾内COD各入海污染源均有余量,不需要削减.胶州湾东北部N、P污染较严重,污染物入海总量已经超过海域的环境容量.研究结果将为胶州湾污水排海、海域水质管理、总量控制规划编制提供科学依据.     

多目标决策分析模型在湖泊生态工程规划中的应用

湖泊生态工程规划不仅仅是单纯的水污染控制系统,还涉及到水资源调控、土地利用规划、生态修复等问题,笔者将多目标决策分析模型应用于博斯腾湖焉盆地控制区生态工程规划方案的研究中,通过规划模型构建、多目标决策分析过程的优化,得出了焉耆盆地控制区生态工程的优化方案.对于其他湖泊生态工程规划具有一定的指导和借鉴意义.      

水污染负荷优化分配模型研究进展

水污染负荷优化分配是总量控制的关键技术要点,对流域水环境管理有极为重要的意义。文章从线性方程、非线性方程以及基于动态、随机和模糊条件下的污染物通量削减分配和基于多目标以及不确定性和概率约束条件下的污染物通量优化分配模型等几个方面进行综述,并指出它们各自的优缺点及各自适用情况,提出针对线性及非线性模型与其他模型的耦合、多目标以及不确定性等问题的优化模型以及分区、分期、分类、分级的优化模型是水污染负荷优化分配下一步的研究方向。     

基于基尼系数的水污染负荷分配模糊优化决策模型

从水污染负荷分配涉及的社会、经济、资源、环境和技术管理等领域筛选出6个指标,构建以基尼系数为度量标准的水污染负荷公平分配评价指标体系。基于统计数据信息的模糊性、不准确性以及不同评价指标重要性程度的差异,建立了带有弹性约束和信息熵权的水污染物总量分配模糊优化决策模型,并将其应用于巢湖流域COD和氨氮削减负荷的分摊。研究结果表明,所建模糊优化模型较好地克服了现有基尼系数分配方法的不足,是一种较为理想的分配模式。     

胶州湾COD、N、P污染物浓度数值模拟

在已建潮流模型的基础上，建立了胶州湾三维变边界污染物平流-扩散模型，模拟了胶州湾COD、N、P污染物现状浓度分布。结果表明，胶州湾主要污染因子为N，海湾东北部污染较为严重，东岸形成一条狭长的带状污染区，模拟结果与实测资料符合良好。本文统计了COD、N、P超标面积，N超一类水域面积为253km^2，占整个胶州湾面积的64％，COD和P大部分水域满足一类海水水质标准。模拟结果可为胶州湾水质管理、入海污染物总量控制提供依据。     

基于GA的感潮河流水污染控制多目标优化

文章针对感潮河流水质时空变化的特点,建立了污水处理费用函数、动态水质模型与NSGA-Ⅱ算法相耦合的流域水污染控制多目标优化方法。采用该方法对深圳河流域5个污水处理厂的污染物去除效率进行优化,得到流域污水处理费用与河流上、中、下游控制断面水质潮周期超标率的多目标解集排列图。结果表明:(1)所有控制断面水质超标率都小于50%、25%和0%时,最小处理费用分别为1.92、1.94和1.98亿元/a;(2)上、中、下游控制断面各自的水质超标率为0%时,最小处理费用分别为1.98、1.91和1.90亿元/a。决策者可根据水质管理要求和经济条件在多目标解集排列图中进行方案比选。该方法的应用可为感潮河流水污染控制提供科学依据。     

流域水质管理优化决策模型研究

针对目前流域水污染难以有效控制的局面,依据已有的流域水文、水动力、水质、水生态相关机理模拟模型的研究,在考虑了流域社会经济发展条件的基础上,构建了流域水质管理优化决策模型框架体系.基于该框架体系,本文从简单流域系统优化模型、模拟与优化联合模型和时空尺度复杂优化模型3个方面对流域优化决策模型的研究发展历程进行综述,并指出其各自在发展过程中所出现的问题.最后,提出了优化决策模型面临的瓶颈问题,并从模型结构简化和适应性管理两个方面提出了相关的解决思路.     

1526基于基尼系数的水污染负荷分配模糊优化决策模型

从水污染负荷分配涉及的社会、经济、资源、环境和技术管理等领域筛选出6个指标,构建以基尼系数为度量标准的水污染负荷公平分配评价指标体系.基于统计数据信息的模糊性、不准确性以及不同评价指标重要性程度的差异,建立了带有弹性约束和信息熵权的水污染物总量分配模糊优化决策模型,并将其应用于巢湖流域COD和氨氮削减负荷的分摊.研究结果表明,所建模糊优化模型较好地克服了现有基尼系数分配方法的不足,是一种较为理想的分配模式.     

GIS和情景分析辅助的流域水污染控制规划

总结了流域水污染控制规划中的正向算法和反向算法及其优缺点.以江西赣江流域为例, 以ARCGIS8.1为平台,建立了流域水环境功能区划、污染源、监测断面和排污口等空间数据库. 基于正向算法,利用情景分析法构造了流域水污染控制的4种情景,并在4种情景下生成了对污染源实行逐级控制的10组规划方案. 利用费用函数对各方案的污水处理投资进行估算;结合污染源预测,利用水质模型对各方案进行水质模拟,并将模拟的结果通过GIS的可视化表达来进行辅助决策. 以水质达标和投资费用作为规划方案的决策依据,通过赣江流域水污染治理的经济可承受能力的分析,优选出2套经济上能承受、水质上可接受的流域水污染控制方案.结果表明,GIS和情景分析法对于流域水污染控制规划在综合性、完整性和可持续性等方面具有良好的指导意义.     

松花江流域水资源-水污染联合调控方案动态模拟研究

为解决松花江流域水资源消耗与水污染物排放联合调控过程中系统复杂特征难以刻画和系统状态变化难以量化的问题,本文从流域污染物排放的源头即农业、工业、畜禽养殖业及生活(城镇和农村)4个方面展开研究,研究其水资源消耗量和水污染物排放量联合控制的特征和机理过程.通过构建二者的耦合关系,建立了松花江流域水资源-水污染联合控制动态模拟模型.通过对该模型进行验证及设计的4种情景方案的模拟对比,充分说明实施开源、节流、治污、减排的综合措施,才是松花江流域经济社会与水环境系统协调发展的最佳策略.同时结果也证明了本文所提出的联合调控动态模拟模型的合理性和可行性.本研究对于解决松花江流域的水资源优化管理、水污染减排和总量控制具有重要的意义,同时可为制定松花江流域经济发展策略提供参考.     

基于多目标决策的水污染负荷分配方法

为科学、合理地配置汇流区域的水污染负荷,从经济最优性、公平性综合决策角度,构建了一个以区域环境经济收益最大化、水污染负荷削减费用和加权综合基尼系数等最小化为目标的水污染负荷分配多目标决策优化模型,并将该模型应用于巢湖流域COD削减负荷分摊中.计算得到合肥市、肥东县、肥西县、巢湖市、庐江县、无为县、含山县、和县和舒城县等...     

基于SD的海岸带污染负荷预测及污染经济损失研究—以江门市为例

基于系统动力学原理和方法,耦合水污染负荷及"浓度-损失"模型,建立2006~2015年江门市海岸带水污染系统模型,并仿真预测4种发展情景:现状趋势发展型(S1)、人口经济发展型(S2)、产业优化及治污减排型(S3)、综合协调型(S4)下,2016~2020年的海岸带水污染负荷及污染经济损失。结果显示:1)4种发展情景下,江门市海岸带COD、氨氮、总磷均主要来自农业污染,其次为生活污染; 2)S4情景为最优方案,海岸带污染负荷得到控制和削减,海洋污染经济损失最低,2020年江门市海岸带污染总负荷和污染经济损失比现状发展情景分别减少7.9%、17.7%。可见,在合理的人口经济发展下,通过对产业结构优化、加大污染治理和环保投入等可有效降低海岸带污染负荷及污染损失。本研究可为江门市海岸带水污染合理控制与管理提供定量化参考,为江门市等滨海城市社会、经济和环境协调发展提供借鉴。     

现代生物技术在水污染控制中的应用研究

现代生物技术应用于水污染控制,开辟了水污染控制新路径。本文在分析了现代生物技术主要内容的基础上,讨论了现代生物技术在水污染控制中的实际应用,并就下一步的发展提出了几点浅见,拓展了水污染控制研究。     

水污染负荷优化分配研究

水污染负荷优化分配是总量控制的关键技术要点,分配的原则包括可持续性、公平性、技术可行性和方案可操作性。负荷总量分配方法可分为等比例分配法、费用最小分配法和按贡献率削减排放量分配法三类。包括各种线性规划、非线性规划和动态规划在内的数学规划模型都可应用于负荷总量分配,其中以线性规划模型应用最为广泛成熟,同时随机性、模糊性和多目标的考虑正成为新的发展趋势。如何兼顾公平和效率、将研究拓展到近岸海域及在负荷分配时考虑非点源将会是重要而有意义的。     

改进区间线性规划及其在湖泊流域管理中的应用

针对不确定性优化提出了改进区间线性规划(MILP)模型及其算法,从理论上证明了MILP模型的解空间绝对可行,从而弥补了以往区间线性规划的缺陷,为后续决策过程提供了有利的可行性条件.针对四川邛海流域综合管理,以水污染综合防治的投资成本与运行成本最小化为目标,以总磷环境容量等11个管理目标为约束,建立了20个子流域3个阶段的MILP模型,最终得到10个备选污染控制方案的最优规模、投资和TP削减能力.结果表明:①最优的总投资和TP最优削减量分别达到[620×1061148×106]元和[57.43,59.95]t·a-1重点方案为污水处理厂工程、农村污染控制工程和中度侵蚀水土流失防治工程;②实施基于最优区间解生成的决策方案时,需要严格保证TP环境容量约束,才能实现各阶段的水质达标.     

公众参与流域水污染控制的机制研究

近期中国流域管理的工作重点之一是水污染控制,公众参与是流域水环境管理的重要组成部分。通过公众参与可以提升公众环境意识、动员多方力量来调和多重利益团体的矛盾、监督企业环境行为、克服政府单方决策的缺陷。但目前中国公众参与流域水污染控制状况并不十分理想,未能有效发挥上述公众参与的优势,极需建立合理的公众参与流域水污染控制机制。基于政府、公众、企业之间的互约‘关系,提出了成立流域水污染控制协调小组,组织政府、企业、公众三方力量开展协商、引导支持公众参与流域水环境管理,逐步完善协调、监督、管理、激励的流域水污染控制的互约机制,动员全社会力量建立流域水环境管理的优化体制。