跨边界区域水资源冲突与协调模型与应用(Ⅱ)案例研究

以官厅水库为例 ,建立了跨边界区域之间水量短缺及水质污染的冲突非合作模型、张家口市合作模型和全区域合作模型 ;通过比较设定的延续发展和协调发展两种冲突情景方案 ,协调发展方案排污少且经济净效益更高 ,被确定为推荐方案 ;5 0 %水文年协调发展方案下 ,合作模型与非合作模型比较 ,张家口市合作经济净效益增加了 1 18亿元 年 ,全区域合作经济净效益增加了 8 5 7亿元 年 ,对合作利益进行分配需对张家口市各断面补偿 3 89亿元 年 ,根据模型结果制定出断面控制指标和区域控制指标     

基于水量-水质耦合过程的流域水生态承载力优化方法与例证

水质与水量是影响水生态系统健康的重要因子,开展以生态需水和功能区水质达标为核心的水生态承载力研究对改善流域生态用水不足和水污染具有重要意义.当前流域水生态承载力优化方法将水量和水质作为独立系统处理,忽视了其耦合关系.基于河流水质模型和水资源模型,建立了流域水环境容量与环境流量的函数关系,并作为水生态承载力优化模型的约束条件,构建了以人口与产业规模最大化为目标的水生态承载力的优化模型.最后,对水污染严重且水资源短缺的盘龙江流域进行了实证研究.结果表明:建立的水生态承载力模型能够反映水量与水质的耦合作用,从而提高了流域水生态承载力决策的科学性;盘龙江流域的水生态承载力为20.56万人和119.24亿元GDP,2014年的流域现状值超载了234%;流域水生态承载力与环境流量比例具有显著的补偿关系,呈现倒V型非线性变化过程;当外流域调水的水质高于或等于受水区水质时,受水区的水生态承载力可得到一定程度的提高.     

水资源管理“三条红线”约束下的城镇化水平阈值分析——以张掖市为例

水资源与城镇化的关系问题是水科学研究的热点,二者之间存在着复杂的交织关系。论文选取典型干旱区城市张掖市为研究对象,以最严格水资源管理制度为约束条件,基于水资源约束下的城镇化水平阈值计算思路,引入节水量和灰水足迹测算方法改进了传统水量水质双要素水资源承载力计算模型,并在此基础上统筹可供水量、可节水量及水功能区纳污能力构建了水资源管理"三条红线"约束下的城镇化水平阈值计算模型;通过分析张掖市城镇化水平与水资源开发利用的历史数据并进行情景模拟,对2020年和2030年张掖市城镇化水平阈值做出了预测。结果表明:1)在水资源开发利用红线约束下,到2030年张掖市可利用水资源量为23.02×108m3,与现状基本一致,且以当前的水资源开发利用水平,水量承载能力难以支撑政府未来规划中的城镇化进程与经济增长的用水需求;2)严格遵照用水效率控制红线中所规定的用水定额标准时,张掖市将有望改善水量承载能力不足问题,且到2030年时,水量承载城镇人口能力可达331.91×104人,其中水量承载能力提升主要得益于农业部门节水;3)在水功能区限制纳污红线的约束下,2030年张掖市水质可承载能力上限为62.47×104人,仅为规划城镇人口数量的78%,水质可承载能力对城镇化进程形成了强烈的约束作用,约束力主要来自于城镇区域氨氮排放;4)在水资源管理"三条红线"约束下,到2030年时张掖市城镇化水平阈值上限为48.05%。     

水资源管理“三条红线”约束下的城镇化水平阈值分析——以张掖市为例

水资源与城镇化的关系问题是水科学研究的热点,二者之间存在着复杂的交织关系。论文选取典型干旱区城市张掖市为研究对象,以最严格水资源管理制度为约束条件,基于水资源约束下的城镇化水平阈值计算思路,引入节水量和灰水足迹测算方法改进了传统水量水质双要素水资源承载力计算模型,并在此基础上统筹可供水量、可节水量及水功能区纳污能力构建了水资源管理“三条红线”约束下的城镇化水平阈值计算模型;通过分析张掖市城镇化水平与水资源开发利用的历史数据并进行情景模拟,对2020年和2030年张掖市城镇化水平阈值做出了预测。结果表明：1）在水资源开发利用红线约束下,到2030年张掖市可利用水资源量为23.02×10⁸ m³,与现状基本一致,且以当前的水资源开发利用水平,水量承载能力难以支撑政府未来规划中的城镇化进程与经济增长的用水需求;2）严格遵照用水效率控制红线中所规定的用水定额标准时,张掖市将有望改善水量承载能力不足问题,且到2030年时,水量承载城镇人口能力可达331.91×10⁴人,其中水量承载能力提升主要得益于农业部门节水;3）在水功能区限制纳污红线的约束下,2030年张掖市水质可承载能力上限为62.47×10⁴人,仅为规划城镇人口数量的78%,水质可承载能力对城镇化进程形成了强烈的约束作用,约束力主要来自于城镇区域氨氮排放;4）在水资源管理“三条红线”约束下,到2030年时张掖市城镇化水平阈值上限为48.05%。     

贵港市可利用水资源量及纳污能力研究

以贵港为研究对象,从水量水质角度采用考虑非汛期基流量和汛期弃水量的估算方法对该区域水资源可利用量进行了计算研究,从而避免因水资源过度开采引发的环境问题,并以水功能区规划为基础.对纳污能力进行了计算.结果表明,贵港市市区已无刺余纳污能力,需对污染物进行削减.     

长江口及毗邻海域水质和生态动力学模型与应用研究

为系统地实施污染控制和生态保护措施,国家环保总局从2005年起组织开展"长江口及毗邻海域碧海行动计划"调查与研究工作.评估行动计划实施效果,开展海域水质和生态动力学模型研究是十分必要的.在长江口及毗邻海域流场、盐度场、温度场和泥沙场模型的基础上建立了二维水质模型,主要模拟指标为高锰酸盐指数、氨氮、无机氮、无机磷,通过2005年夏季和秋季实测水质资料进行了模型的验证和率定,确定了污染物的综合降解参数,利用二维水质模型进行设计水文条件下33个概化排污口控制污染物的水质响应系数场的模拟计算,为海域容量计算和总量分配奠定了基础.建立了长江口及毗邻海域三维生态动力学模型,利用三维生态模型对应用水质模型计算得出的总量控制方案进行了校验模拟.结果表明实施全海区功能达标控制方案后,原赤潮易发区叶绿素浓度值显著降低,叶绿素高浓度区域面积基本消失,中高浓度区域的面积也由现状方案约1万km2减少了90%.     

西南地区水资源及其评价

西南是我国水资源最丰富的地区,但供需矛盾十分突出:旱灾频繁不少城市供水不足中小河流污染较重径流式电站出力显著下降内河航运不断萎缩。分析其原因,与水资源的特点和演变规律分不开。① 来水与用水不协调:坝区地多水少、山区水多地少城市和工业集中区水量偏小、偏僻地区来水偏大用水季节来水少、非用水季节来水多岩溶分布广泛,水资源利用困难。② 枯季径流不断减少:西南水资源70％以上分布在雨季。旱季水很少,且在不断下降。如不改变径流的分配方式,用水危机将会到来。③ 水质不断恶化:西南水质是好的。随着城市化的发展,农药化肥的大量使用,水质变差。重视保护、防止污染是重要的战略措施。④ 水资源的开发必须因地制宜,重视蓄水和跨流域调水的作用。     

针对水功能区划水质目标的可用水资源量联合评估方法

受人类活动和气候变化的影响,我国水资源的外部环境与内部条件发生了很大变化。从水资源可持续利用的评价、规划与管理的角度,急需搞清楚一条河流在一定的“生产、生活用水”条件下,为满足水功能区划水质目标和一定河道生态需水要求,究竟有多少可用和能够调配的水资源量,以及满足水功能区划目标所需削减的污染负荷。为此,论文综合考虑水量与水质的联合评价问题,提出“可用水资源量”的概念,并结合水功能区划目标,提出单元系统水量水质模型和多河段系统的可用水资源量评估方法。将该方法应用到滦河流域,经模型计算分析,1998年滦河未超标河段中在满足水功能区划目标下可新增取水5.1×10⁸m³,水资源最大利用率为43%(现状为30%)。如果改变用水方式,重新配置水资源后水资源最大利用率可达到54%。     

2003~2020年黄河内蒙古段干流水质演变趋势

为全面了解黄河流域内蒙古段近年来的水环境质量状况及其变化趋势,基于流域内5个监测断面2003~2020年的水质数据,使用主成分分析、聚类分析和长短时记忆模型等多源数据分析方法,结合改进的综合水质标识指数,探究了黄河流域水质的时空变化特征. 结果表明,流域水质状况整体向好并稳定. 时间特征方面,汛期和非汛期水质的主要影响因素存在显著差异,主要与农业灌溉用水和汛期水量增大有关;空间特征方面,可将5个监测断面归为3类,汛期的主要影响因素具有时间特征,而非汛期3类监测断面的水质差异主要由其周边城市的用水结构决定. LSTM模型的预测值变化趋势与真实值拟合效果良好,可对黄河内蒙古段的水质指标进行有效的预测评价,可为黄河干流各河段水质达标控制与管理提供科学依据.     

污水回用系统规划研究概论

ProgrammingofWastewaterReuseSystem1国内外污水回用研究及应用现状我国是个水资源贫乏的国家，水资源已成为限制许多地区经济进一步发展的因素。解决水资源不足的主要途径有：第一，改变生产结构，革新生产工艺及装备，调整用水方式，提高水的重复利用率，最大限度地节约用水；第二，远距离跨区域调水，以丰补缺，改变水资源分布不均的自然状况；第三，将城市污水资源化。城市污水的水量稳定，水质污染较轻，易于处理，可就地回用于工业及市政等，其工程投资及建设周期远远低于远距离跨区域引水，不存在与其它地区争水的矛盾。因此，污…     

金沙江流域(云南部分)水污染控制研究

在分析金沙江流域水环境质量现状和污染物现状排放量的基础上，对流域进行了控制区和控制单元划分，并提出了断面水质目标、总量控制目标和污染治理措施建议。     

岐江河城区段污染物总量控制研究

实施水污染物总量控制是改善水环境质量的重要措施,在环境管理工作中将发挥巨大的作用.通过对岐江河中山城区段污染源排污现状的分析评价、水体纳污能力的计算和排污口污染物控制总量的研究,明确了岐江河城区段的最大允许纳污量,并提出了污染物的总量控制方案和污染物排放削减建议.实施污染物总量控制研究,不仅为岐江河城区段水环境管理从定性向定量转变提供了依据,而且也为其它河流开展总量控制研究提供了借鉴.     

城市工业水污染控制模拟系统的模型体系

基于工业水污染与工业活动的规模和结构紧密相关的事实，通过分析城市工业水污染经济学特征，依据环境经济学原理，建立城市工业水污染物排放模型。并以决策模型为核心，将水污染排放模型。水环境质量模型以及水污染损失模型整合在系统中，构成城市工业水污染控制模拟系统的模型体系。最后，在分析了黄河流域典型城市-呼和浩特市的工业水污染状况的基础上，建立了符合该市工业水污染特征的模型体系。     

南水北调东线（江苏段）沿线污染物总量达标研究

基于江苏省2010年污染源普查资料和统计年鉴,选取化学需氧量（ COD）和氨氮（ NH4－N）为研究因子,统计南水北调东线江苏段污染物排放量并计算入输水干线污染物量;根据南水北调办治污工程规划,计算污染物削减量;根据2012年江苏省水环境功能区划,核定研究区域限排总量;结果污染物量COD、氨氮削减量分别为33114吨、2935吨,污染源结构中城镇生活源比例从23．34％降到9．10％,工业企业源比例从15．13％降到8．96％,污染源点源呈下降趋势,面源呈增长趋势,污染物入输水干线总量达到2015年限排总量要求。     

排污总量控制区内河流出境断面目标考核技术

建立了排污总量控制区内出境断面考核体系.提出根据源与水质影响关系和年度污染物削减量制定控制断面年度目标值的计算公式及上游控制断面超标对下游断面影响的剔除方法.该体系已在河南省市、地政府环境责任目标考核中使用,并取得良好效果.      

农药制造业产排污系数核算技术体系框架构建

工业污染源产排污系数是工业源污染物排放量核算的主要方法之一.由于多样的农药品类、生产工艺类型、污染物种类,农药制造业产排污系数制定相当困难.而国内对于农药制造业产排污系数制定的方法论鲜有报道.该研究结合农药制造业现阶段产排污特征及环境管理要求,构建科学的产排污系数核算技术体系.通过梳理我国385家农药原药生产企业排污许可证信息,识别出农药生产过程的污染物产生、治理与排放特征.依据现行行业环境标准体系及管理文件,确定废气产污系数指标因子为挥发性有机物（VOCs）,废水产污系数指标因子主要为化学需氧量、氨氮、总磷、总氮及特征污染物.在构建产排污系数核算体系基本框架的基础上,给出产排污核算技术体系中组合方式、污染因子、个体产污系数、行业平均产污系数、核算权重、末端治理设施污染物平均去除效率、排污量核算形式这7个要素的获取方法及内容.提出将吨产品废水量、吨产品易挥发有机类物质使用量作为行业平均产污系数核算权重.采用类比-模拟法计算VOCs多级末端治理设施平均去除效率,并引入基于用电功率的综合管控效率因子,体现不同企业间治理设施运行水平的差异,从而进一步量化企业排污管控能力.选取一家企业进行了产污系数与实际排污量验证,结果误差为15.54%.研究显示,本文构建的产排污核算技术体系合理有效,核算结果与实际排污量相符性较高.      

流域污染负荷解析与环境容量研究

以安徽省太平湖流域为例,运用监测、统计数据以及排污系数法对流域内8种污染源的污染排放情况进行全面解析,结合一维水质模型、沃伦威得尔模型以及狄龙模型等水质模型的应用,在流域水质监测的基础上核算了太平湖及主要入湖河流的水环境容量.结果表明, 2011年,太平湖流域污染物入湖量为:COD 3863.75t/a, NH3-N 410.24t/a, TP 51.63t/a;城镇和农村生活污染为太平湖流域的主要污染源,约占流域入湖污染物总量的60%;麻川河和浦溪河流域的污染最严重;流域污染物的排放在空间上呈现较为明显的区域分布,经济发达区域污染相对较严重.在当前水质目标下,太平湖仍有相当大的可用容量;浦溪河、秧溪河和舒溪河流域的氨氮和总磷排放量接近环境容量,需进行总量控制及削减.     

污染排放与环境质量关系模型构建与应用

为分析污染排放与环境质量的相互影响,构建了环境质量与污染排放关系模型,将环境质量与污染排放的关系划分为低污染-高质量、高污染-高质量、高污染-低质量、低污染-低质量这4种类型,探讨不同类型间的演变路径,并以2005~2010年中国各地区数据对建立的模型进行实证分析.结果表明,中国大部分省区属于高污染-低质量类型,且研究期内类型格局未发生明显变化;大部分省区环境质量指数高于污染排放指数,污染物排放量超过环境容量,污染物减排是各地所面临的首要环境问题;中国目前正处于环境治理的关键时期,应防止经济系统对环境系统的过度扰动.研究结果有助于各地区研判环境形势,推进污染减排,从而最终改善环境质量.     

中国水污染物排污权交易发展现状及面临的主要问题研究

在中国排污权交易制度需全面完善的背景下,水污染物排污权交易环节的建设显得更为薄弱,总体来看,中国的水污染物排污权交易还存在一些必须明确的问题和必须面对的挑战.为更好地开展水污染物排污权交易,通过分析实施水污染物排污权交易过程中的若干技术问题,提出以满足《污水综合排放标准》和《地表水环境质量标准》为前提的水污染物排污权交易计算方法,量化排污权交易可行性,预测由水污染排污权交易导致的水质变化.