基于水量水质联合调控模式的水资源管理研究

对国内外水资源配置发展历程及特点进行分析,得出由水量管理转向水量水质联合管理是应对当前严峻水资源形势的重要策略。结合当前水量水质联合调度的成功经验,探讨基于水质达标控制的联合调控模式,指出:水量水质联合调控模式以水量满足区域经济社会、生态环境协调可持续发展为准则,以系统方法论、运筹学、宏观经济学为计算依据,以流域污染物总量控制下的水质达标控制为目标,通过计算单元水量供需平衡与水功能区水质达标控制模块间的结合,实现基于水质模拟的污染物总量控制。     

针对水功能区划水质目标的可供水资源量联合评价方法

通过水量平衡和污染物质的质量平衡原理，建立参数较少、结构简单、实用的单元系统水量水质模型；依据实际的水质监测以及流域来水和用水资料确定水量水质模型参数：然后，通过将水环境容量分析与系统优化分析结合的研究思路．定量出水功能区划水质目标以及河道生态需水量、水量平衡的约束条件下，单元系统的最大取用的，临界供水量，以及推广到流域多河段系统的可供水资源量，回答针对水功能区划水质目标的水资源可利用性水量水质联合评价问题：并以河北滦河山区为例，给出具体的评价结果。     

基于流域水循环的水资源评价研究

针对传统水资源评价不能反映水循环过程中的全部有效水量和现代水资源管理的需求,将水资源划分为广义水资源、狭义水资源、国民经济可利用量和针对水功能区划水质目标的可用水资源量.以分布式水文模型耦合人工水平衡模型作为分析工具,以降水为资源评价的全口径通量,实现水资源的层次化评价和针对水功能区划水质目标的可用水资源量的水量水质联合评价.以天津市为例,对1980年～2004年水循环过程进行了模拟和评价.     

S-P概化模型在临沂水功能区纳污能力分析中的应用

通过对临沂市水功能区基本情况的分析和对一维S-P水质模型的概化,建立水体中污染物的排放与受纳水体水质之间的关系,在给定的功能区现状的和规划的水质目标、设计水量、水质背景条件、排污口位置及排污口排放方式的前提下,定量分析计算出水功能区纳污能力,为水功能区污染物总量控制和水质管理提供科学依据。     

流域/区域水量水质联合配置研究Ⅰ：理论方法

针对当前水资源配置对水质因素考虑不足等问题,进行了流域/区域水量水质联合配置研究。阐述水量水质联合配置理论基础,构建供需平衡、耗水平衡和基于水资源优化配置的水质模拟系统,提出基于水功能区纳污能力的污染物总量分配优化模型,分析分质供水的实现方式以及不同模块之间的耦合关系。基于改进"三次平衡"思想,提出水量水质联合配置方案设置、识别缺水类型和污染物总量控制分配的决策思路。本研究可为水量水质联合配置提供理论基础和方法指导。     

松花江流域冰封期水功能区限制纳污控制研究

提出水功能区限制纳污控制率的概念,即入河污染量在其纳污能力范围内的水功能区个数占核算区域中水功能区总数的比例。该概念弥补了水功能区水质达标率、限制排污总量等指标在支撑最严格水资源管理中的不足。针对寒区冰封期水体自净能力降低、废污水难以达标排放造成的高水环境风险,建立了基于分布式水文模型的冰封期水功能区纳污能力计算方法。将相关理念和方法应用于松花江流域,开展了面向水功能区限制纳污控制的冰封期水质水量联合调控研究。结果显示,在强化节水和水利工程合理调度的水量优化调控方案下,松花江流域污水处理厂在2020年冰封期要全部达到一级B排放标准,工业废水全部达到二级排放标准,方能基本实现90%的水功能区限制纳污控制率目标。     

湖南省水功能区污染物总量控制分析

根据湖南省国民经济发展规划与江河流域综合规划的要求,将江、河、湖、库等水域划分为不同使用目的的水功能区,结合各水功能区的水质管理目标、设计水量,利用水质模型计算出水功能区的纳污能力,并预测出水功能区各规划水平年的污染物入河排放量,进而提出水功能区污染物总量控制方案,为水资源保护和管理提供科学依据。     

基于动态试算反馈的水资源承载力评价方法研究——以沂河流域(临沂段)为例

人类社会的发展使得水资源与水环境问题日益突出,传统水资源单一数量承载力已不能满足水资源规划与管理的需求。本文从水质水量耦合角度构建了量质平衡方程和针对水功能区划水质目标的地表水资源可利用量计算方法,在此基础上提出了以人口数量与GDP规模为表征指标的水资源承载力计算模型。该模型利用人口空间展布的方法将社会经济指标拆分到水资源分区,用承载水平下的生活用水量与Ⅰ—Ⅲ类水资源可利用量平衡关系对结果进行试算检验,考虑了水质水量对水资源承载力的双重约束,也反映了地表水资源可利用量的动态变化特性。模型在沂河流域进行了应用,选用CODcr为污染物控制指标,分析计算了沂河流域不同水平年的水资源承载力,验证了模型计算结果的合理性与科学性。计算结果可以评估和预测流域未来时期的水资源承载程度,为流域/区域经济社会的可持续发展提供依据。     

有效水资源可利用量探讨

人为因素造成水质污染,引起河流(湖库)水体功能的衰退,导致可以利用的水量的减少。在水资源可利用量的基础上,提出有效水资源可利用量概念,给出计算方法及应用实例,并以水功能区为单元,进行水资源可利用量与有效水资源可利用量的分析。     

辽宁省辽河流域水质水量联合配置模型及结果分析

根据科学发展观和生态文明建设的总体要求,基于"自然—人工"二元水循环理论,研发了面向地表水功能区水质目标的水质水量联合配置模型及系统软件,通过不同情景、不同组合方案的水资源"三次平衡"长系列逐月调节计算,提出辽宁省辽河流域未来20年时间跨度水资源配置全方位多视角系列成果,为辽宁省辽河流域水资源开发利用和节约保护、治理等提供了重要依据。     

水资源管理中水量水质联合调控的模式探讨

在水资源管理中,水量水质联合调控主要是为了协调生态环境。利用运筹学、系统方法论、宏观经济学为计算基础,通过控制流域污染物来达到水质控制的目标。基于此,本文对水资源管理中水量水质联合调控的模式进行探讨。     

河网地区水环境引水调控及其效果预测

以中山市为例,采取引水调控措施改善该市河涌水环境,结合河网地区水利设施,建立水量水质联合调控模型,通过二级联解方法,模拟引水调控实施效果。结果表明:在枯水期实施引水调控36h、汛期实施引水调控12h后,该市河涌水质能达到水功能区的水质目标。引水调控措施增加河涌水动力、提高水环境容量,可有效改善河涌水环境。     

南京市水(环境)功能区划调整研究

利用建立的南京市河网区水量水质模型以及长江南京段非稳态水量水质模型,对南京市水(环境)功能区进行分析。在存在点源排污口的水(环境)功能区附近设置排污混合区,在上游水质差的功能区与下游水质好的功能区衔接处设置过渡带,并分别计算排污混合区和过渡带的长度。按照功能区调整原则和排污混合区、过渡带的计算结果,提出南京市水(环境)功能区调整方案。     

基于分布式水文模型GBHM的河流闸坝调控研究

以秦岭北麓半干旱区城市河流为例,构建分布式水文模型与河段水量平衡模型,分析区域气候变化、河流上游水利工程蓄水运行及下游城市段橡胶坝蓄水调度对河流水量水质的影响,并依据不同水平年的水文模拟计算结果,制定变化环境下河流下游闸坝水量水质调控方案。研究结果表明:通过构建分布式水文模型,研究流域水文与气象要素、水库建设运行与灌溉取水等人类活动对河流水文过程的综合影响,是降低河流水资源管理风险及不确定性的有效途径之一;以下游河段水量、水质监测等数据为基础,开展变化环境下橡胶坝水量水质随机模拟与调控,制定的水量水质优化调控方案可以有效缓解河流水污染状况。     

基于ACS的水质水量联合调度

为了满足各行业对水资源数量及质量的需求,使水资源调度更加科学、有效,开展基于改进布谷鸟算法(ACS)的水质水量联合调度研究。根据水库实际供需水关系建立水资源优化调度模型,在考虑经济目标与社会需求的同时,加入水质因子来体现环境目标;引入边界变异策略和自适应步长调整策略,提出ACS,并将其应用于水质水量联合调度模型的求解中。以乌鲁木齐乌拉泊水库为例,验证了该联合调度模型的可行性。     

欧洲流域水质模型在我国水功能区污染物入河量控制中的应用

我国实施的最严格水资源管理制度明确提出要确立水功能区限制纳污红线,从严核定水功能区纳污量,严格控制入河排污总量。介绍了使用欧洲流域水质模型(CC+PLAS)核定水功能区纳污能力和制定污染物入河总量控制方案,为落实水功能区限制纳污红线提供决策支持。此模型将我国计算纳污能力和污染物入河量控制的方法与欧洲用于流域综合规划的水质模型理念相结合,综合考虑影响河流水质的各种因素,对多种不同设计流量下的纳污能力进行核定,对不同污染入河量控制方案产生的水质效果进行测试,使污染入河量控制方案具有广泛的操作性和灵活性,推动水功能区纳污红线的有效落实。此模型同时为流域水资源保护规划工作提供一种方便科学的计算工具,为实现2015、2020、2030年水功能区达标率的目标提供有力支持。     

水功能区水资源可利用量量质结合评价方法及其应用

水功能区划是水资源开发利用、保护的依据,水功能区水资源可利用量量质结合评价分析可以提供水功能区不同的水量、水质、纳污能力、达标削减量等诸多信息,便于水行政主管部门对不同水功能区水资源进行量质结合精细管理,明确保护重点,提高水资源配置能力。     

长江经济带水资源承载能力评价与潜力分析

基于水量、水质要素和社会经济发展指标,评估了长江经济带现状水资源承载能力及现状超载成因,分析了长江经济带水资源承载潜力。结果表明:长江经济带现状水资源不超载的县域单元占比约86%,水资源承载临界状态的县域单元占比达到10%。水资源超载和严重超载的县域单元占比均为2%左右,主要分布在安徽省和江苏省,其超载指标主要为地下水开采量和水功能区水质达标率。超载成因主要为长江经济带社会经济发展与水资源承载能力在空间上不匹配,水污染防治不力以及水污染综合管理体系不健全。以达成水资源调控管理目标为前提,2035年长江经济带未来水资源不超载的县域单元占比可超过96%,建议加强节水型社会建设,加强水资源空间均衡管控,加大水污染防治力度,加快构建综合水污染防治体系。     

山东省水功能区纳污能力及污染物总量控制分析

通过对山东省水功能区划内河流基本情况的分析,采用适宜的数学模型来客观描述水体自净或污染物降解过程,建立水体中污染物的排放与受纳水体水质之间的关系,在给定功能区现状的和规划的水质目标、设计水量、水质背景条件、排污口位置及排污口排放方式的前提下,定量地给出现状的和规划的水功能区纳污能力。根据各市经济和社会发展规划,预测各规划水平年工业和生活污染物的排放量和入河量。依据水体功能和各地经济社会发展的差异,结合纳污能力计算成果,提出不同规划水平年不同功能区污染物入河控制量和污染物的削减量。     

江西省重要江河湖泊水功能区纳污能力核定及 分阶段限制排污总量控制方案研究

本文以江西省178个重要江河湖泊水功能区为研究对象,根据流域水功能区概况、水质目标和水体自净能力分析水功能区水资源质量状况,建立水质数学模型,合理确定设计流量等相关参数,计算水功能区纳污能力,结合现状年污染物入河情况提出2015、2020和2030年水功能区限制排污总量控制方案,为江西省水资源保护与管理提供科学依据.