引水调控改善太湖湖湾水环境及其效果预测

在总结太湖水污染问题的基础上,分析得出水流缓慢、动力掺混能力弱、水流交换不畅、水体自净能力差、纳污能力小、入湖污染负荷量大且远超过湖湾的纳污能力是梅梁湖湾水污染严重的主要原因,提出区域水污染综合治理、入湖污染物总量控制、引水调控等水污染防治策略及其关键控制技术,利用数值模拟技术给出了太湖梅梁湖湾入湖污染物排放总量控制定额,并结合引江济太调水试验,采用平面二维水流水质数学模型模拟预测引水调控对梅梁湖湾的水环境改善效果及大流量集中调水和小流量维持性调水的水环境     

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。     

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。     

西太湖区域水环境容量分配及水质可控目标研究

西太湖流域产业、人口集聚,水环境污染一直以来是该区域经济可持续发展的制约因素之一,利用2010年的监测数据对西太湖主要入湖河流及湖体的水环境状况进行了分析,通过对研究区域工业点源、城镇和农村生活源、农田面源和畜禽水产污染源排污的分布情况调查,并计算了入河污染物量;利用构建的西太湖区域水量水质数学模型,估算了区域水环境容量,依据水环境功能区的水质目标与水域面积分配到了各市/区,在充分调查现有与规划的各类型污染源总量控制工程措施的基础上,量化出具有空间分布的流域污染削减率,并提出水质可控目标。结果表明:太湖湖体受总氮污染影响总体水质劣于Ⅴ类,研究区域主要入湖河流基本处于Ⅳ类,氨氮超标最严重;进入水体的COD为25 410.2 t/a,氨氮2 795.4 t/a,总氮4 646.4 t/a,总磷313.8 t/a,其中城镇生活源污染物入河量所占的比例最大,各类污染物均在35%~50%,尤以宜兴市和常州武进区负荷较大;各控制单元进入水体的污染物量基本都超过了水环境容量,近期各市/区COD、氨氮、总氮和总磷的削减率分别为8.0%~56.0%,8.0%~62.1%,6.0%~41.8%,8.0%~59.9%,远期污染物削减率更高;最终通过模型推算,定出西太湖湖体各污染因子的可控目标,2015年,COD、氨氮、总氮和总磷分别为4.50、0.80、3.50和0.08 mg/L,2020年进一步达到4.50、0.60、3.00和0.07 mg/L,为西太湖总量控制提供科学依据。     

水污染物总量控制目标分配研究——考虑主体功能区环境约束

随着污染物总量控制手段在我国的不断推进与深化,不同区域间污染物总量控制目标的公平合理分配方法是目前污染物总量管理研究的热点。文章从公平性的角度出发,充分考虑社会经济发展水平、水污染物削减潜力、主体功能区类型环境目标约束、水环境质量及资源禀赋等方面的差异,构建国家水污染物总量控制目标分配指标体系,利用熵值法与改进等比例分配相结合的方法对2015年国家COD和氨氮总量控制目标进行省级行政单元分配。结果显示,COD和氨氮在各省市自治区的削减目标分配特征基本一致,但削减率存在明显的地区差异。削减率较高的地区主要集中在东部的北京、天津、上海、河北、山东、浙江和广东等地以及中西部的山西、陕西、宁夏和青海等部分地区,其COD和氨氮削减率高于全国平均削减率,分别介于9.1%-14.1%和11.0%-21.8%,这主要与其主体功能区的发展要求、经济发展水平、污染治理水平和水环境质量状况等因素有关。削减率较低的地区主要集中在西部的西藏、新疆、甘肃、贵州和云南等地以及东部的福建和江苏等部分发达地区,其COD和氨氮削减率低于全国平均削减率,分别介于4.7%-7.7%和6.6%-9.5%。其中,西部五省区较低的削减率与其较小的水环境压力、较高的主体功能区环境目标约束有关,东部两省因其污染治理水平较高,削减率略低于全国平均削减水平。从COD和氨氮分配结果来看,符合不同主体功能区类型对水环境质量的要求以及污染减排的最终目的。该分配方法体系,在考虑公平的基础上同时兼顾了地区之间的差异性,为我国在不同区域间进行污染物总量控制目标分配提供了新的思路,对于实现不同地区间协同控制以及水环境质量的改善具有重要的指导意义。     

负荷历时曲线法在梁子湖流域污染容量总量控制中的应用

采用负荷历时曲线法(LDC),基于水质保护目标,研究水体纳污能力,确定最大日负荷总量(TMDL)是当前流域污染总量控制的主要方法之一。根据梁子湖高桥河流域控制断面2008~2011年的水文、水质数据,以主要污染物COD为指标,将负荷历史曲线法运用到梁子湖高桥河等子流域污染容量总量控制中,对该流域的最大日负荷(TMDL)变化规律进行分析,提出流域不同水文条件下的污染负荷消减量。研究结果表明:梁子湖水环境受面源污染影响较大。高桥河、徐家港、张家桥港、山坡港、宁港流域,在高流量期实际负荷值均已超出了允许负荷,其削减量分别为61.36、4.33、12.98、3.84、7.13 t/d;徐家港和宁港流域在丰水期实际负荷值也超出了允许负荷,削减量分别为0.16、0.17 t/d。该研究为流域相关管理部门对湖泊水环境的污染控制提供可靠的决策依据。     

基于双层优化模型的流域初始二维水权耦合配置

结合新时期我国实行的最严格水资源管理制度,基于用水总量控制、用水效率控制、水功能区限制纳污三条红线控制约束条件,将流域初始取水权与排污权作为研究对象,根据流域初始水权配置的主从递阶思想,构建流域初始二维水权耦合配置的双层优化模型,实现流域初始取水权与排污权在不同区域及其不同部门之间的合理配置。从经济角度体现流域整体的经济效益最大化,从社会角度体现流域内区域之间的协调发展,从生态角度体现流域允许最大水污染物排放总量的严格控制。最终,实现流域初始水权配置中社会、经济以及生态目标的集成化,水资源数量与质量的相统一,提高流域内不同区域不同用水部门的用水效率、水污染物排放绩效,消除流域内不同区域之间的用水矛盾、水污染物排放冲突。并基于交互式决策理论,提出基于满意度的主从递阶交互式迭代算法对流域初始水权配置模型进行求解。结合案例分析,进一步验证了模型的有效性与算法的可行性。     

南水北调中线丹江口库区水环境现状

从丹江口库区的自然、气候概况、水量状况、水环境现状、水土流失等方面对丹江V口水库进行了分析。目前丹江口水库水质现状不容乐观，主要问题有：水土流失严重，森林覆盖率低，工业、农业污染严重，城镇、农村生活污水和养殖污水等大量排放，造成丹江口水库水质呈现中一富营养，并向富营养转化的趋势。要改善水库的水质现状，对工业污染坚持“预防为主”的原则，优化产业结构，全面实施污染物总量控制制度；对城镇、农村生活污水排放，加强城镇基础设施建设，控制城镇生活污染，进行城市生态建设；对养殖污水排放，制定合理的养殖计划，实施生态养殖；对农业污染，在库区要大力推进自然保护区、生态示范区、生态功能保护区和环境保护的建设，以小流域综合治理为基础，全面改善生态与环境，全面保护南水北调中线水源地丹江口水库水质。     

基尼系数法在水污染物总量区域分配中的应用

水污染物总量的区域初始分配是实施污染物总量控制工作的起点。直接影响到排污许可证的发放工作。如何实现水污染物目标总量初始分配的公平性是要解决的关键问题。通过综合考虑待分配区域的经济、自然等客观因素．筛选出既能充分代表地区水环境承载力，又与总量分配密切相关的指标，应用经济学中衡量居民收入分配公平程度的基尼系数的概念．建立以基尼系数最小化为目标的规划模型，通过设定合理的运算规则和约束条件构建优化方程，制定基于公平性的水污染物总量的区域初始分配方案。初始分配后．可以在区域内部建立排污许可证交易制度．通过企业间的交易。实现社会总体治污成本最小化的目标。     

“十二五”时期污染物排放总量控制路线图分析

研究评析了我国"十一五"时期(2006-2010年)污染排放总量控制进展以及发达国家的经验,进而探讨了总量控制与污染控制以及环境质量改善的关系,并对国家"十二五"(2011-2015年)污染物排放总量控制路线图进行了分析。结果表明:尽管"十一五"时期污染总量减排预期目标基本实现,但是仍然存在污染总量减排与环境质量改善不对应、环境管理制度难以适应污染总量控制要求等问题;从国内外污染总量控制的实践经验来看,污染总量控制的应用范围和成效与一时期的社会经济与技术基础有关,与环境质量改善并不一定具有直接响应关系。建议:"十二五"期间我国应实施污染总量控制约束结合环境质量改善指导的环境管理模式,构建"国家-行业-区域"污染总量减排体系,国家减排总量削减目标应通过行业和地区潜力技术经济分析来确定;区域排放总量应与环境质量改善密切挂钩;行业总量控制应采用基于排放绩效的管理模式。为此,本研究进一步提出了"十二五"期间加强总量控制支撑体系建设的政策建议。     

江苏省水资源利用、水环境保护与国民经济发展关系分析

资源与环境是人类社会赖以生存和发展的物质基础,利用投入产出技术,能定量地研究国民经济发展与资源环境的关系,指导国民经济产业结构向着资源与环境可持续方向健康发展。以作者所编制的2002年江苏省水资源利用、水污染防治投入产出表为基础,通过计算2002年江苏省国民经济各部门直接用水系数与完全用水系数以及COD直接排放系数与完全排放系数,深入分析了各部门对水资源的使用情况和水环境的消耗情况;利用投入产出价格模型,分析和测度了水资源费与排污费征收标准单独变动及同时变动等5种不同情况下江苏省国民经济各部门产品价格的变化率,进一步分析研究了水资源费与排污费征收标准调整对国民经济各部门的影响;最后依据上述计算分析结果,给出了江苏省国民经济不同行业今后调整的一些建议和意见.     

黄河沿岸地带水资源约束下的产业结构优化与调整研究

20世纪90年代以来，黄河多年持续断流，已经严重影响到沿岸地带社会经济发展和人民生活，限制了沿岸地带经济潜力的发挥。特别是对黄河下游地区工农业生产造成巨大危害。本文分析了黄河沿岸地带产业结构等社会经济要素与水资源短缺的矛盾，提出应化调整大耗水型的产业结构，大力发展与生活环境友好的生态农业、生态工业，生态旅游等生态产业，并建立有利于水资源节约利用的社会经济体系。     

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。     

近20年来湘江水质变化分析

根据1981~2000年湘江的水质监测数据,选用危害较大的10项污染指标,采用均值指数法对近20年来湘江水质变化进行了分析,并对湘江干流不同河段水质进行了比较。结果表明：湘江总体水质在20世纪90年代呈恶化趋势,致使污染加剧的主要因子是总大肠菌群、总磷、石油类和总汞;主要污染源为工业污染和生活废水污染,近年来生活废水污染日益突出,工业污染中重金属污染明显;在干流不同河段中,株洲、湘潭和长沙河段污染最为严重;估计未来湘江的生活污染和农业污染还会加剧。因此,为确保经济和环境协调发展,湘江污染治理任务依然任重道远。在加大宣传力度,提高公民环境意识,加快城市污水处理设施建设和发展生态农业的同时,应将湘江流域城市生态水源建设提上议事日程。     

水资源开发对黄河下游河道环境生态功能的影响分析

黄河与国内外其它半干旱地区河流的一个最大区别 ,就是它是世界上年输沙量最大的一条河流 ,而且沿河排污量很大。因此 ,必须把保持黄河下游的泄洪排沙、水体自净等自然功能纳入流域整体开发中 ,避免下游河道出现由于人为影响而加速萎缩以及水环境恶化问题     

南水北调西线一期工程对金沙江上游梯级开发的发电影响

南水北调西线一期调水工程规划从大渡河调水25亿m3，从雅砻江调水15亿m3，调水对金沙江上游大渡河及岷江、雅砻江、金沙江（简称“三江”）的水电开发带来一定影响，调水减少了电站入库水量，使“三江”的可开发水力资源减少；改变了径流的年内分配过程，使年内丰平枯期发电量结构发生变化，装机规模减少；而且，上中游河段受影响大于下游。跨流域调水工程可缓解缺水地区水资源供需矛盾，也将给调水地区带来生态环境及水电开发影响，必须全面规划，统筹兼顾，趋利避害，促进全流域，全地区经济、社会、资源与环境相互协调与可持续发展。     

负荷历时曲线法在赣江流域TMDL计划中的应用

赣江流域是鄱阳湖水系的第一大流域,由于人口密度大、企业多,使得赣江流域的水环境日趋严重。为此,以赣江流域为对象,选择外洲站点为代表性站点,绘制赣江流域污染物的流量历时曲线和负荷历时曲线;并分析污染物最大日负荷的变化特征,赣江流域各月、各季节和各水情期的污染物最大日负荷波动较大,各时间段的污染物最大日负荷呈负偏态分布;最后比较了赣江流域现状负荷通量和允许负荷通量,发现赣江流域总体水质较好,COD有部分盈余,但NH3 N和TP的现状负荷已接近最大允许负荷,尤其在丰水期,说明面源对赣江流域的NH3 N和TP的贡献较大,赣江流域的污染物控制应以面源控制为主     

汉江下游水污染协同控制探讨

以一维河流单种污染物的水污染协同控制理论为基础,以汉江武汉段水质达到国家III级为目的,探讨了河流的水污染控制量。根据各排污口的实测CODCr、BOD5、NH3-N浓度和排放流量,结合河流的流量和水质标准,得出汉江武汉段的水污染协同控制量。计算结果表明,汽配排污口BOD5排放量需削减198 t/a,汉正下河街排污口BOD5排放量需削减617 t/a,其它排污口BOD5排放量在允许值范围以内;各排污口的CODCr排放量均在允许值范围以内;国棉三厂排污口NH3-N排放量需削减57 t/a,汉正下河街排污口NH3-N排放量需削减95 t/a,其它排污口NH3-N排放量在允许值范围以内。该方法充分考虑各污染源合理利用环境的自然降解能力,比简单要求每个污染源都达标排放更合理,对各污染源也更加公平,也容易被排污企业接受,具有一定的实用价值。