水环境容量的研究

如何将人类活动控制在水资源、水生态环境的承受范围之内,已成为实现人类可持续发展的核心问题之一。阐述水环境容量的定义、内涵、基本特征和类型,系统分析国内外对水环境容量研究的现状,并介绍水环境容量的计算方法,为今后水环境容量的研究提供一定的理论依据。     

基于国考七桥瓮断面水质达标秦淮河流域水环境容量计算

综合考虑水文、水质、污染源等因素,对影响秦淮河流域七桥瓮断面水质的污染源区域划分了控制单元。建立研究的影响区域水环境数学模型,并根据最不利水文条件(典型枯水年)和边界水质,建立了考核断面水质与概化排口污染源响应关系,通过响应关系从而计算出控制断面水质达标时各个概化排口所允许的排污量,从而得到本控制单元的水环境容量。结论表明:为了保证国家考核断面七桥瓮控制断面的水质达标,在近期(2017-2019年)七桥瓮污染物控制单元内COD水环境容量为24 536 t/a,氨氮水环境容量为2 132 t/a,总磷水环境容量为173.7 t/a,需要调水30 m~3/s;在远期(2020年以后)七桥瓮污染物控制单元内COD水环境容量为24 536 t/a,氨氮水环境容量为609 t/a,总磷水环境容量为49.6 t/a,无需调水。     

动态水环境容量研究——以潇河流域为例

传统的水环境容量以90%设计枯水流量为计算条件,存在水文计算条件单一、水环境容量不易管控等缺点。考虑河道流量与入河污染物影响下的水环境容量逐月变化,提出了基于水文过程与污染源变化条件下的动态水环境容量与入河污染管控计算方法。以山西潇河流域晋中段为例,计算了研究流域两水功能区的逐月水环境容量及其余量,运用MIKE11模型计算了逐月允许的动态入河污染负荷。研究结果表明:(1)2019年水功能区A的COD和氨氮水环境容量阈值分别为138.37~216.54 t和6.38~14.19 t,7-10月水环境容量较大;水功能区B的COD和氨氮水环境容量阈值分别为417.67~821.05 t和9.32~29.49 t,5-8月份水环境容量较小。(2)在满足水功能区目标水质的基础上,2019年水功能区A允许的入河负荷均大于现状入河量,汛期COD和氨氮容量余量较多;水功能区B在1月、2月应削减氨氮0.003、0.086 t;削减COD 0.05、0.143 t,4-7月份允许的污染负荷大于实际入河量,余量较多。计算的动态水环境容量能够客观反映变化水文条件下的水环境容量及其余量实际,给出了满足河道水质目标前提下的入河污染物允许阈值,为流域水环境保护与管理提供重要参考和新思路。     

农村区域发展—水环境质量响应模型

农村区域发展对水环境质量有重要的影响。结合研究区域的特点,总结影响该区域发展的因素,利用格兰杰因果检验法分析区域发展因素与水环境质量之间的非线性关系,并筛选出经济、社会、人口等影响水环境质量的关键性因素（超前指标）,在此基础上引入BP神经网络模型,分析区域发展与水环境质量之间的映射关系,建立广西农村区域发展与水环境质量响应模型,为广西水环境治理与保护决策提供依据。研究表明：广西农村区域发展的经济社会因素中,农林牧渔总产值、农村人口、化肥使用量是影响水环境的关键性因素。利用BP神经网络,以关键性因素为输入,可以较好的预测水环境的质量,预测精度较高,预测速度快,预测误差较小。     

乌梁素海水环境容量分析

【目的】研究乌梁素海的水环境容量特征和探索水环境容量与入湖水质水量间的响应关系。【方法】采用零维模型分别计算并分析了乌梁素海冰封期与非冰封期的水环境容量,基于水文实际条件,分析入湖水量对出口断面污染物质量浓度的影响。【结果】冰封期湖泊的自净容量小于非冰封期时的自净容量,且冰封期的氮和有机物污染物的环境容量远小于非冰封期。【结论】非冰封期引入的黄河水和农田退水会导致湖泊氮磷水环境容量下降。有机物污染物的水环境稀释容量会因为黄河引水增加。     

基于流速法与环境流量的生态需水研究

受人类活动与社会经济发展的影响,湖北省部分河流出现水资源短缺,水环境恶化、水生态退化趋势,以上问题已严重威胁人类的生活和社会经济的可持续发展.以湖北省典型河流为研究对象,在流速法的基础上考虑环境流量指数因素,计算河流生态需水,并联合Tennant法生态需水计算结果,对二者结果进行综合考虑,确定综合条件下的生态需水量,为...     

气候变化和人类活动对流域水环境的影响研究进展

全球性气候变化耦合人类活动的影响对流域水环境构成严重威胁,相关问题已成为学术界关注的热点。针对气候变化和人类活动对流域水环境的影响机理,以前人的研究成果为基础,从水环境各方面变化特征及归因分析的角度对现有研究成果进行剖析,综述了气候变化和人类活动如何通过改变水体中污染物来源、迁移转化方式、生化反应速率以及物质和能量的交换等过程,进而对流域水环境产生影响;归纳了目前关于气候变化和人类活动对流域水环境影响的已有研究方法;针对目前研究成果中表现出的问题及不足,进一步就相关方面未来的研究方向作出了展望:从过去单纯考虑流域尺度气候变化和人类活动对关键水环境要素的独立影响,目前定量化分离气候变化和人类活动对流域水环境要素的影响权重,逐步过渡到定量化分析全球大尺度气候变化和人类活动交互作用对水环境的综合影响。     

浑太河流域动态水环境容量设计水文条件研究

针对动态水环境容量特点,结合水体污染负荷控制要求,探讨满足不同水质管理目标的水容量总量计算的水文条件设计方法。研究借鉴国内外容量总量计算设计水文条件确定原则,针对多类型水文数据及控制性水工程调控情景,给出符合浑太河流域水体类型特点,满足流域水量和水体污染物变化过程连续性的设计水文条件。合理确定断面的设计流量是计算水环境容量的关键。在确定流域典型污染物分期、分区设计参数的基础上,结合水环境容量时空变动特点,动态计算水环境容量。浑太河流域COD水环境容量总量为144 626 t,枯水期、平水期、丰水期水环境容量分别占总量的16.2%、35.4%、48.4%;氨氮水环境容量总量为9 776 t,枯水期、平水期、丰水期水环境容量分别占总量的16.2%、35.4%、48.4%。动态水环境容量结果的合理性成为判定设计水文条件可靠性的主要依据。     

缓解湖南省长株潭城市群核心区水

长株潭城市群为全国资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革实验区,水资源合理配置、水环境治理是两型社会建设的重要内容之一,通过对长株潭城市群核心区水资源及开发利用现状、水资源供需分析与预测及水环境容量分析,提出了建立节水防污型社会,合理配置核心区各河段最小流量,开辟新的供水水源等缓解核心区水资源矛盾的对策。     

绥解长株潭城市群核心区水资源矛盾的对策

长株潭城市群为全国资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革实验区,水资源合理配置、水环境治理是两型社会建设的重要内容之一,通过对长株潭城市群核心区水资源及开发利用现状、水资源供需分析与预测及水环境容量分析,提出了建立节水防污型社会,合理配置核心区各河段最小流量,开辟新的供水水源等缓解核心区水资源矛盾的对策.     

节水灌溉效益研究进展

节水灌溉的实施是人与自然、环境交互作用的集中体现,是典型的生态-经济-社会复合系统,因此节水灌溉的效益研究应同时考虑生态、经济和社会的耦合效应.回顾了国内外节水灌溉在节水、经济、生态及灌排工程效益等方面的研究进展,在此基础上分析了目前存在的主要问题,并提出节水灌溉效益的研究应从可持续的观点,也就是要从生态、社会、经济方面量化资源利用的"可持续性"水平出发.今后应加强节水灌溉条件下水文循环变化规律、农田尺度内生物群落及其环境效应、农田生态环境容量及水资源承载力等方面的研究.     

黑河流域水资源开发利用与生态环境保护协调性分析

黑河流域水资源短缺、生态环境脆弱,在有限的水资源条件下,如何实现流域经济社会发展与生态环境保护的协调,是当前面临的重要问题.本文探讨通过采取提高流域经济社会及生态用水效率、增强干流骨干水利枢纽工程保障能力、强化水功能区管理等对策措施,实现流域水资源开发利用与生态环境保护协调发展的可能途径.     

模糊随机优选模型在区域水环境承载力评价中的应用

基于水环境一社会经济系统的随机不确定性特征，建立了一种适用于指标信息不确定的区域水环境承载力评价模糊随机优选模型。在该模型中，考虑到随机因素的影响，将不确定性指标的属性值划分为若干状态，每个状态都与一定的发生概率相对应。在此基础上，依据模糊理论构造以待评样本加权距优距离的二次方与加权距劣距离二次方之和为最小的目标函数，由此求得样本优属度值。根据样本优属度大小，对区域水环境承载力状况或变化趋势进行分析。实例研究表明，对具有随机不确定性特征的区域水环境承载力评价，所建模型具有很好的适用性。     

区域水环境承载力评价模型研究

将投影寻踪技术与遗传算法相结合,建立了基于实数编码加速遗传算法的投影寻踪评价模型,通过优化各指标样本的最佳投影方向,得到各样本的投影值,从而实现了区域水环境承载力的量化评价。最后,应用该模型对黄河中上游某支流流域地区水环境承载力状况进行综合评价分析,检验了模型的可行性和合理性。     

社会适应性能力对水资源稀缺影响作用的定量分析——以黑河流域中游的张掖市为例

在论述当前水资源管理阶段性特征的基础上,引入了社会适应性能力概念(也称社会资源或第二类资源),并介绍了其内在构成及其度量指标。同时,构建了社会化水资源稀缺指数,并以河西内陆河-黑河流域中游的张掖市为例进行了实证研究,结果表明:张掖市各县区如果考虑动用当地较丰富的社会资源,则水资源紧缺状况得到不同程度的缓解。社会化水资源稀缺指数更能如实反映水资源状况,社会资源是一种重要的资源,对缓解水资源紧缺程度具有重要的作用。     

水资源承载力的研究进展

水资源是人类赖以生存和发展的自然资源,是生态环境的控制性因素之一,同时又是一项重要的战略性经济资源,正日益影响着全球的环境与发展。我国水资源短缺、水旱灾害频繁。长期以来,社会经济发展一直受缺水困扰。水资源承载力作为衡量地区可持续发展的重要指标已成为水资源研究中的一个热点问题。为此,在总结水资源承载力研究现状的基础上,分析了取得的成果及其中存在的问题,并提出了今后水资源承载力的研究重点。     

基于WASP模型的东辽河水环境容量计算

根据全面了解的东辽河流域水文资料、水质资料、污染源以及污染物的调查资料,应用WASP水质模型,建立东辽河水质模拟模型,定量描述了排入河流中污染物的数量与河水水质之间的关系。根据东辽河水质污染现状和河段的功能区划,选用氨氮作为控制指标,利用建立的水质模型模拟计算了不同频率年(25%、50%、75%)情况下东辽河的水环境容量。结果表明:氨氮在25%、50%、75%保证率下的水环境容量分别为1 754.752、720.334、155.685t/a,并且下游水环境容量明显大于上游。结合东辽河流域的现状排污量,得出东辽河流域污染严重,应采取相应措施减排以改善水质。     

内蒙古自治区典型乡镇饮用水水源地环境现状调查与评估

以筛选出内蒙古自治区典型乡镇的119个集中式饮用水水源地为对象进行了调查研究,在调查评估其水质现状、水源地保护区污染状况、环境监管能力以及影响因素的基础上,分析存在的问题及原因,提出了环境保护对策,为环境管理提供了基础性参考。     

流域社会经济活动对博斯腾湖水环境影响评价

近10年来,在博斯腾湖流域地区经济快速发展的同时,其水质急剧恶化。因此,分析流域社会经济发展对博斯腾湖流域水环境状态具有重要意义。应用多系统灰色关联评估理论及其模型,将博斯腾湖流域社会经济活动对湖泊水环境影响进行了综合评价。研究结果表明,3个重要指数由高到低得分顺序依次为：水体污染负荷指数>周边水体环境状态指数>社会经济压力指数;其社会经济活动对湖泊生态影响综合评估等级为IV级。