基于水环境纳污能力的流域污染物总量控制研究

发布时间：2020-11-06 17:37

　　 一直以来,水资源环境问题始终是制约我国社会经济可持续发展的重大问题。在水环境治理方面,我国重点强调源头污染控制,要求提高水资源利用率,实行水污染物总量控制制度。自“九五”以来,随着水污染物总量控制制度的不断发展和完善,我国水环境质量得到了明显的改善。“十二五”末期,国家颁布《水污染防治行动计划》,提出以改善水环境质量为核心,系统推进水污染防治、水资源管理和水生态恢复;《“十三五”生态环境保护规划》明确提出以提高环境质量为核心,改革完善总量控制制度,提出了更高的水环境保护要求,也意味着我国需向更加科学的容量总量控制制度转变。然而,我国饮马河流域等地区存在水质较差,排污负荷远超水环境纳污能力的现象,单一的控源削减措施势必会严重制约地区社会经济发展而难以实现,且由于水环境管理系统的复杂性和不确定性,为落实排污总量指标的科学分配带来困难。本文以饮马河流域为研究对象,以COD和氨氮为污染物控制因子,在对流域水环境进行系统评价的基础上,探寻一种新的途径建立区域排污目标总量与水环境纳污能力之间的平衡关系,为流域实行容量总量控制提供新的思路;并考虑水环境系统的不确定性,采用合理的不确定性规划方法建立流域水污染物总量控制模型,为流域落实水污染物总量指标优化分配提供决策依据。主要研究内容包括:(1)基于饮马河流域水环境系统评价与分析,尝试结合流域水体污染治理和生态恢复研究,提出纳污能力提升理念,并根据指标体系构建原则建立纳污能力提升指标体系,实现水污染防治“源总量削减”和“汇纳污提升”双控制,以期为流域推行容量总量控制以及实现流域水污染物总量优化分配提供理论依据。(2)以饮马河流域重要支流伊通河为研究对象,考虑水体径流变化带来的纳污能力时空和随机变化特性,采用两阶段随机规划方法,构建基于纳污能力提升的流域污染物总量控制模型,实现基于水环境质量目标的排污总量削减,以及总量指标在各排污部门不同时期的优化分配,为流域水污染总量控制提供决策支持。(3)基于流域社会经济发展、水资源优化配置与水环境治理的互动性,考虑水环境管理过程中的不确定性,引入区间两阶段规划方法,构建基于水资源承载力的流域污染物总量控制模型,尝试从水资源优化分配的途径实现污染物的总量控制以及在各行政单元以及排污部门之间的优化分配,以期为流域水资源的优化管理和水污染防治提供决策支持。(4)引入风险控制理论,考虑水环境质量约束下优化模型可能会造成的水资源分配不均,构建基于下方风险的流域污染物总量控制模型,计算并分析不同风险水平下水资源的优化配置以及污染物总量控制情况,探讨实现流域水污染总量控制和各地区及用水部门均衡发展的最优方案,促进流域水环境和社会经济可持续健康发展。本文构建的纳污能力提升指标体系为流域推行实施水污染物容量总量控制提供了新的思路,在规划管理中实现了“总量削减”和“纳污提升”的有机结合;基于水环境承载力的水污染物总量控制模型研究,实现了从水资源优化分配的角度实现污染控制的目标,为流域水污染总量控制制度落实提供理论支撑;基于下方风险的水质水量联合调控模型研究,可以实现流域范围内社会经济和环境的协同发展。研究符合国家水资源、水环境的管理和发展要求,可以为流域水环境系统管理和规划提供决策支持。
【学位单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X52
【部分图文】：

－：??ｖ?＝?＼／ｎ?Ｒ２１３?Ｊｍ?（３－３）??其中：＝??式中：？?＿＿粗糙系数，简称糙率；??Ｒ?７＿Ｋ力半径（ｍ）；??Ａ—－河道过水断面面积（ｍ２）；??２－——河道过水断面湿周（ｍ）；??Ｊ?水力坡度；??ｈｆ——沿程水头损失（ｍ）；??／——河段长度（ｍ）。??３．３．４纳污能力核算结果与分析??依据上述纳污能力核算原则、方法得出饮马河流域各水功能区的主要控制污??染物的月纳污能力值，根据水期以及水污染控制单元划分结果，统计得出流域内??１１个水污染控制单元不同水期的纳污能力。??６００－１??

３．４．１流域水环境质量现状??统计饮马河流域主要支流２０１１－２０１５年主要监测断面主要控制污染物（ＣＯＤ、??氨氮）的浓度年均变化趋势分别见图３－４？３－８。根据《地表水环境质量标准》??（ＧＢ３８３８－２００２），从图中可以看出，饮马河干流上游地区水质较好，常年保持在??ＩＩ？ＩＩＩ类水质标准水平，下游地区水质逐渐恶化，尤其是饮马河入第二松花江上游??２４??

?２０１５??砖瓦窑桥??图３－５双阳河监测断面水质变化趋势??Ｆｉｇｕｒｅ?３－５?Ｗａｔｅｒ?ｑｕａｌｉｔｙ?ｔｒｅｎｄｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｓｈｕａｎｇｙａｎｇ?Ｒｉｖｅｒ??２２－Ｊ?ｃ〇Ｄ?１２－，??如．？丨?稱??１８－?＇°－??１６－??．?０８?？??Ｕ－?＇?■?■??ｉ１２－?＂＇?＇?－－－－－?■?…－．?ｉ０６?■??１１〇．?１０６?，??纪，?鉍＿?．??袭ｅ．?兹?、＿■??０Ａ－?■??６－??４＂?Ｑ．２－??２－???，???，??，???，???
【参考文献】

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本文编号：2873446