水污染控制规划的GIS辅助技术研究

以宁波市甬江流域为例，以GIS技术辅助流域水污染控制规划，在ARCGIS90的环境中，完成了流域水系概化、水质评价，并利用GIS的叠置技术，建立功能区划水域－入河排污口－陆上汇流区的对应关系。根据水环境功能区的水质目标，通过建立污染源－水环境质量的输入响应关系，然后利用GIS技术对甬江流域数字高程模型（DEM）进行数字地形分析，得到甬江流域的模拟河网和流域汇水图，构筑了水污染控制单元，作为水环境容量核定和总量分配的基本工作区域。最后利用GIS的可视化表达进行辅助决策，确定各水环境功能区的水环境容量，结合排污状况（包括工业、农业、生活）的分析，得出流域水污染控制的总量控制方案和对策措施。甬江流域水污染控制规划的实践表明，在规划过程中，GIS作为一个必不可少的工具渗透在每一个环节中，为数据管理、空间图形表达和空间决策分析提供有效的工作平台和可靠的技术支持     

流域水污染防治规划编制技术要点探讨

虽然流域水污染防治规划的编制框架、方法体系基本成熟,但在编制过程中仍有一些编制难点和注意事项,笔者结合自己编制过的几个流域水污染防治规划,总结在规划范围确定、污染源调查、水环境容量、总量控制和分配等过程中需要注意的技术要点,并提出解决方案。     

基于控制单元的水环境容量核算研究——以锦江流域为例

水环境容量核算是流域水环境容量总量分配的重要依据,关系到流域水质目标的实现。控制单元作为流域水环境管理的一个基本实施单位,以其为基础开展水环境容量核算,对于科学制定控制单元容量总量分配具有重要意义。以江西省锦江流域为例,根据水环境容量核算的基本原理,结合锦江流域的污染状况、水质现状和水环境功能区划,对流域各控制单元COD和氨氮的水环境容量进行分析,结果表明,控制单元的水环境容量与其内排污口的分布及功能区水质目标密切相关,COD的水环境容量以高安控制单元的最大,为 21 811 t/a;其次为上宜控制单元,为 21 168 t/a;再次为新丰控制单元,为 14 493 t/a;万载控制单元的最小,为 7 607 t/a。氨氮的水环境容量在各控制单元的分布特征与COD的略有不同,以上宜控制单元的最大,为790 t/a;其次为高安控制单元,为664 t/a;再次为新丰控制单元,为462 t/a;万载控制单元的最小,为303 t/a     

基于水功能区纳污能力的攀枝花限制排污总量研究

实施水功能区限制纳污红线管理,控制陆域范围污染物排放总量,是保障水功能区水质达标的根本途径。针对现有水功能区划分及管理偏重考虑水体自然属性和完整性,缺乏与行政区划、陆域污染源分布的衔接,提出以水功能区划分成果为基础,综合考虑自然水系、行政区划、污染源分布情况的陆域控制单元划分方法,在此基础上,利用GIS空间分析建立水功能区与陆域控制单元的响应关系,制定基于水功能区纳污能力的陆域污染物限制排放总量方案。以攀枝花市河段为例,将攀枝花市划分为15个控制单元,19个控制子单元进行限制排污总量计算及分配,攀枝花全市COD、氨氮限制排放总量分别为17 437.6 t/a、1 866.0 t/a,与攀枝花市污染物总量控制规划成果基本一致。     

基于纳污红线的河流排污权优化分配模型

实行水功能区限制纳污红线的水资源管理制度,在理论和实践中必须要建立河流污染物总量控制管理制度,而实行污染物总量控制,首先要确定河流排污权的初始分配方案。结合我国现行流域水功能区划成果,以水功能区作为排污权初始分配主体开展排污权分配研究,提出由河流环境保护部门确定河流总体排污权,首先通过纵向配置将排污权分配给水功能区,然后通过横向配置将初始排污权分配给排污者的一种纵向加横向分配模式。以资源分配的公平性和效率为管理目标,并以污染物总量控制、浓度控制、企业生产连续性等为约束条件,建立了河流排污权多目标分配优化模型。最后利用多目标演化算法对算例进行了求解,验证了方法的可行性,且此分配方式所获得的环境节余容量最大     

竺山湾流域河湖系统污染物总量控制研究

复杂河湖系统的总量控制需考虑河湖双重控制目标,以太湖西北部竺山湾流域为研究对象,运用排污系数法计算了区域内的入河污染负荷;构建了一维河网和二维湖体水环境数学模型,对水环境数学模型进行了率定;基于多重目标的河网水环境容量计算方法,计算了河网水环境容量,并分配至各控制单元;定量分析了各控制单元各污染物总量达标情况下的削减量及削减率。结果表明:竺山湾流域COD削减量为834.4 t,削减率为13.8%;氨氮削减量为226.1 t,削减率为36.5%;总氮削减量为724.8 t,削减率为55.2%;总磷削减量为108.9 t,削减率为73.4%。论文成果对于开展竺山湾流域污染物总量控制和水环境保护具有重要指导意义,同时为类似的河湖系统水污染物总量控制提供借鉴。     

南通市水污染控制与规划研究

南通市域内水环境形势恶化,未来有加剧趋势,其根本原因在于十分有限的水环境容量与逐年加重的水污染负荷之间的矛盾。针这一根本原因,提出南通市水污染控制规划的两点基本思路;一是消减污染负荷,是二是调整负荷的空间分布,确定了控制规划的基本思想;污水控制导流清污分开原则,采用生态工程与二级污水处理厂相结合而以生态为主导的污水多元集中处理原则,环境容量跨水域平衡原则。基于这一,构建了南通市水污染控制方案;南通     

江西九江市水环境综合控制规划研究

从‘水污染控制区’系统划分出发，计算九江水环境容量大小及分布特征：提出了九江市污水排放标准和经济，技术与环境三位一体的水环境综合治理方案。     

岷沱江流域水环境治理绩效综合评价方法研究

为全面研究生态文明背景下岷沱江流域水环境治理成效，该研究从水生态保护与修复、水污染治理与控制、水资源开发利用和社会经济承载4个维度构建评价指标体系，先采用灰色关联分析法和均方差决策法建立组合权重，再通过加权综合指数法和理想解模型对2011~2017年岷沱江流域10个主要地级市的水环境治理绩效进行动态评价，最后利用ArcGIS10.5软件进行评价结果的时空分异性的可视化。研究表明：在水环境综合管理下，岷沱江流域水环境治理绩效水平呈上升的趋势。空间分布上，虽岷沱江流域上、中、下游的水环境治理绩效整体水平差异性逐渐缩小，但流域中各地级市在水污染治理与水资源开发利用上存在明显的差异性，今后岷沱江流域应重点控制水污染和优化水资源配置，统筹流域可持续发展的水环境管理。     

我国沿海地区水污染区域治理探讨

本文分析了我国当前水污染区域治理的难度，沿海地区水污染的主要问题，探讨了污染区域治理的基本原则，提出了水污染治理的重点区域和水污染区域治理的主要途径，并以浑河流域沈阳地区２０００年水污染物总量控制为例，概述总量控制方法和目标     

太湖流域典型区污染控制单元划分及其水环境载荷评估

污染控制单元是流域水质目标管理实施的基本单元。为实现流域水生态健康,针对太湖流域特征和太湖湖泊保护的要求,提出以流域水生态功能区为基础、水系完整性原则、管理可行性和可操作性原则、囊括影响受损水体的主要污染源原则、充分考虑现有控制断面原则等5项原则为太湖流域污染控制单元划分的基本原则,综合考虑汇水区、水生态功能区边界、水系分布及其流向、污染源、控制断面、县级与乡镇级行政边界等多个指标,在GIS空间分析的支持下进行太湖流域污染控制单元划分的总体技术思路;在划分技术体系的指导下,以兼具丘陵山区和平原地貌的湖州市及其上游的安徽省部分地区为案例研究区,在相关基础数据和空间方法的支持下,将其划分为12个污染控制单元,经过专家咨询、地方验证等多轮咨询反馈和实地察看以及管理试运行,表明污染控制单元划分结果具有较好的科学性和可操作性;进而评估了各污染控制单元COD、NH4 N、TN和TP污染物的水环境载荷特征,结果表明各单元污染超载严重     

汉江流域上游作物水分生态适应性研究

采用农田水量平衡模型,结合GIS技术,通过构建作物水分亏缺风险指数,对汉江流域上游区小麦、玉米等主要作物的水分生态适应性进行了系统研究。结果表明：就全生育期而言,自然降水不能满足作物生长发育的需求,水分亏缺是汉江流域上游区农田水分平衡的主要特征;就不同作物来讲,水稻多年平均水分亏缺风险指数达23.26%,是全流域生态适应性最差的作物,麻类、薯类生态适应性较强;作物生长发育不同时段,各作物水分生态适应性差异较大,春旱应引起足够重视。     

流域开发的外部性及其内部化

流域是地表水的集水区域。流域问题的本质是水。水是可持续发展的基础和条件，是环境与发展问题的核心。流域开发是以水资源为先导和主体的综合资源开发。实现流域经济可持续发展实质就是实现流域水资源可持续开发和利用。外部性是流域开发的基本特征，水资源的特性决定了流域开发的外部性。实现流域开发的外部性内部化是流域经济可持续发展的关键。实现流域开发外部性内部化，必须界定流域资源产权，明确流域开发主体；建立税收－补贴体系，对水资源合理定价；坚持“排污者付费原则”；建立流域水资源市场，实现水资源资产化管理。同时，政府要加强流域的管理；建立健全水资源保护与流域开发的法律体系；普及保护环境和水资源的教育，建立节水观念；支持和鼓励流域开发企业实行外部成本内部化措施；调整产业结构，深化国有企业改革。     

汉水流域水环境安全管理对策探讨

汉水是长江中游北岸跨省级行政区的一级支流。汉水流域上游的丹江口水库为规划中的南水北调中线工程水源地 ;流域中下游工农业生产发达 ,人口密集。因此 ,汉水流域水环境安全问题备受人们关注。初步研究了汉水流域水环境安全管理问题 ,首先探讨流域水环境质量的时空变化特征 ,然后就流域水环境安全的主要点源和非点源压力因素进行了识别。结果表明 :在时间上 ,汉水流域水质总体上有逐年恶化的趋势 ,枯水期存在点源污染问题 ,丰水期存在点源和非点源污染问题 ;在空间上 ,上游干流个别江段和整个流域多数支流水质污染严重 ,丹江口水库水质良好 ,中下游干流水质时有污染现象 ;河南 -湖北省界水体存在水质污染问题。最后 ,根据汉水流域水环境质量特征及存在的问题 ,从流域水资源保护体制、法制建设、管理的理论与方法、监测和评价的内容与方法、流域水环境规划与科研、流域生态建设、行政区之间利益分配、现代高新技术的应用等方面提出了国家层次和流域层次的水环境安全管理对策     

基于水量分配方案的抚河流域最小控制需水量研究

鄱阳湖流域水资源丰富,在非汛期尤其是用水高峰期,存在供需水矛盾和河道外用水挤占河道内用水现象。基于水量分配方案,以控制断面为节点,考虑河道外需水,兼顾河道内生态环境需水,系统提出计算流域控制断面最小控制需水量方法。在此基础上,以抚河流域为例,把流域划分为12个控制断面,分别为沙子岭、黎川、南城、洪门、廖坊、石门、廖家湾、娄家村、马圩、焦石、柴埠口和李家渡,各断面的最小控制需水量分别为740、380、2873、1200、4981、261、5085、7168、050、10894、1556 和1030 m3/s。通过水文监测控制流域断面流量,为落实水量分配方案、保护流域水环境和维持河流生态系统健康提供保障。同时,以最小需水量并与实测流量比较,确定各用水区余缺水量,为实施流域非汛期水量调度提供依据     

江苏淮河流域工业点源负荷空间分布特征研究

搞清流域工业点源的空间分异特征,可为水环境整治与工业规划提供参考依据。采用工业污染源普查数据建立污染源信息数据库,在GIS技术、密度分析法与ESDA方法支撑下,探析江苏淮河流域工业点源与工业污染负荷空间格局与特征。结果显示：工业点源集聚于城市、县城及专业乡镇,污染行业地域分异现象显著,其中,河流、港口及临湖地区成为高负荷工业点源集聚地区,化工、造纸、化纤与医药等行业的工业集中于临海、临河及临湖地区,饮料制造业、副食品加工业点源集中于工业化水平较低的北部流域的少数乡镇,工业氨氮多数来自化工业。在不同工业化水平下,工业污染负荷空间差异大,南部流域负荷整体水平高于北部,北部流域高负荷区分布于少数乡镇与城区     

流域立法视角下生态流量保障的制度供给--以长江流域为例

生态流量保障的重难点在于流域生态流量不足问题的妥善解决。生态流量不足基于产生的原因可分为“自然型”和“人为型”。“人为型”生态流量不足的根源在于《水法》第4条规定的三生用水关系未得到妥善处理,实质上是水资源分配和管理不合理所致。具体表现为水资源保护理念镶嵌在制度表层、生态流量缺乏核心制度保障、流域规划匮乏强效监督机制、流域水资源分配信息公开不足、末端行政考核制度偏重水质管控、生态用水制度顶层设计与地方实施间落差巨大等。流域立法作为立法体系的中间环节,对上位法具有填补协调功能,对地方立法具有引领指导作用。建议在流域立法过程中,通过制度设计解构流域生态流量保障现存的制度困境,主要包括以下几个方面:一是完成流域特有保护理念到实体制度的转型。二是基于流域生态修复、水资源生态红线管控制度的开展以及有效衔接规划环境影响评价制度的需要,建立生态流量管控指标制度体系不可或缺。三是基于流域规划对三生用水的初始分配性,将生态流量供给纳入流域规划体系中,从水资源分配初始阶段保障生态流量,同时强化流域水资源规划制度的监督机制,健全规划制定的程序性规范,明确科学考察和调查评价人员的构成规则、方式及模式。四是依法加深政府信息公开程度保障公众的知情权、参与权及监督权。五是完善行政考核制度体系强化对生态流量供给的考核。