文档视界 最新最全的文档下载
当前位置:文档视界 › 地表水水环境容量计算方法回顾与展望_董飞

地表水水环境容量计算方法回顾与展望_董飞

地表水水环境容量计算方法回顾与展望_董飞
地表水水环境容量计算方法回顾与展望_董飞

第25卷第3期

2014年5月水科学进展ADVANCES IN WATERSCIENCE Vol.25,No.3May ,2014

地表水水环境容量计算方法回顾与展望

董飞1,2,刘晓波1,2,彭文启1,2,吴文强

1,2(1.中国水利水电科学研究院水环境研究所,北京100038; 2.流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京100038)

摘要:为厘清中国地表水水环境容量计算方法演变历史,探讨计算方法发展趋势,在系统调研大量水环境容量研

究文献基础上,详细梳理水环境容量从概念引入到研究至今的过程,归纳出中国地表水水环境容量研究过程中产

生的五大类计算方法:公式法、模型试错法、系统最优化法(线性规划法和随机规划法)、概率稀释模型法和未确

知数学法。解析了各类方法的基本思路、产生过程及应用进展,评述了各类方法的优缺点及适用范围。通过与国

外水环境容量计算方法的比较,基于水环境系统复杂性及中国水资源管理特点与应用需求,认为中国应强化对概

率稀释模型法、未确知数学法及随机规划法等3种方法的研究和改进。

关键词:地表水;水环境容量;计算方法;概率稀释模型;系统最优化;未确知数学

中图分类号:TV131,X143;G353.11文献标志码:A 文章编号:1001-

6791(2014)03-0451-13收稿日期:2013-

10-11;网络出版时间:2014-04-10网络出版地址:http ://https://www.docsj.com/doc/543342198.html, /kcms /detail /32.1309.P.20140410.0950.010.html

基金项目:国家自然科学基金资助项目(51209230);水体污染控制与治理科技重大专项(2013ZX07501-

004)作者简介:董飞(1983—),男,山东淄博人,博士研究生,主要从事流域容量总量控制理论与方法等研究。

E-mail :dongfei99999@https://www.docsj.com/doc/543342198.html,

通信作者:彭文启,E-

mail :pwq@https://www.docsj.com/doc/543342198.html, 环境容量是环境科学的基本理论问题之一,是环境管理的重要实际应用问题之一[1]。水环境容量是环

境容量的重要组成部分,是容量总量技术体系的核心内容之一。随着中国水环境管理体系从浓度控制、目标

总量控制向容量总量控制的转变,实现流域水质目标管理

[2]与水功能区限制纳污红线管理[3],水环境容量理论及计算方法研究的重要性更加凸显。

早在20世纪70年代后期,随着环境容量概念的引入,中国学者即开始了对水环境容量的研究[4]。在经

过短时期的对水环境容量基本概念的强烈争论后,迅速实现从基本理论到实际应用,从定性研究到定量化计

算的转变[5];同时注重吸收欧美等国的研究成果[6]。随着研究的不断深入,特别是水环境数学模型应用及

计算机技术的不断进步,逐渐形成了公式法

[7]、系统最优化法[5]、概率稀释模型法[6]、模型试错法[8]等计算方法,盲数理论等不确定性数学方法也引入其中[9]。在地表水方面,水环境容量计算中所用的水环境数学模型从Streeter-

Phelps 简单模型[5]发展到WASP 、Delft 3D 等大型综合模型软件[10],计算区域从河段、河流发展到河口、湖库、河网、流域[11],计算维数从一维发展到二维和三维[12],计算条件从稳态发展到动

态[13],所针对的污染物从易降解有机物、重金属发展到营养盐等[7]。近年来,常见关于水环境容量总体研究进展的文献

[14-15],然而未有专门系统论述水环境容量计算方法研究进展的文献;同时,文献中通常将中国水环境容量计算方法分为3类或4类

[8,10],笔者认为这难以对水环境容量计算方法作全面概括,本研究旨在弥补这一不足。以地表水水环境容量为重点,兼顾海洋水环境容量,大量调研中外文献,系统研究中国在地表水水环境容量计算方面从起步到当前的各种方法;同时对照欧美国家的计算方法,对中国地表水水环境容量计算方法进行重新归类。在解析各类计算方法研究及应用情况的基础上,对各类计算方法的优缺点及适用范围作了评述。在比较分析国内外计算方法特征的基础上,结合各类计算方法对复杂水环境系统的适应性及中国水资源管理特点对水环境容量计算的需求,对中国今后地表水水环境容量计算方法的发展趋势作了展望。DOI:10.14042/https://www.docsj.com/doc/543342198.html,ki.32.1309.2014.03.020

452水科学进展第25卷

1水环境容量计算方法研究进展

关于中国“水环境容量”或“环境容量”概念的起源,一般认为不在中国,而是引自日本“環境容量”概念[16]。从含义上讲,欧美国家使用的“Assimilative capacity”[17-18](同化容量)、“Total maximum daily loads”[19](TMDL,最大日负荷总量)、“Environmental capacity”[20](环境容量)与中国使用的水环境容量含义类似。中国台湾地区使用的“涵容能力”也有类似的含义[21]。关于水环境容量的定义,一般认为,水环境容量是指水体环境在规定的环境目标下所能容纳的污染物数量,容量大小与水体特征、水质目标及污染物特性有关,同时还与污染物的排放方式及排放的时空分布有密切关系[1]。水环境容量从概念上讲,并不是一个独立提出的概念,而是在研究环境容量的过程中,由于定量化计算的需要,将环境要素解析为大气、水体、土壤等组成部分,亦即将环境容量的概念分别应用于大气、水体和土壤,于是自然有了大气环境容量、水环境容量、土壤环境容量的概念。

基于不同的分类标准,水环境容量计算方法可以有不同的分类体系。例如:根据所采用的数学方法,可分为确定性数学方法和不确定性数学方法;确定性数学方法主要包括公式法、模型试错法和线性规划法;不确定性数学方法主要包括随机规划法、概率稀释模型法和未确知数学法。根据所计算的水体类型,可以分为河流水环境容量计算方法、湖库水环境容量计算方法、河口水环境容量计算方法和海洋水环境容量计算方法等。根据计算过程中所使用的水环境数学模型的维数,可以分为零维模型方法、一维模型方法、二维模型方法和三维模型方法。根据预设的水体达标范围,可以分为水体总体达标法和控制断面达标法[22]。根据所选取的控制断面的位置,可以分为段首控制法、段尾控制法和功能区段尾控制法[23]。根据污染源的类型,可以分为点源污染计算法和非点源污染计算法[24]。

对于地表水体水环境容量的计算,截至目前,中国发展了公式法、模型试错法、系统最优化法(主要是线性规划法和随机规划法)、概率稀释模型法和未确知数学法等五大类计算方法。当然,上述方法有的也适用于地下水、海洋等其他类型水体。

1.1公式法

中国最初的水环境容量计算方法之一是从定义出发而直接建立其计算公式的[25],可以称这种计算方法为公式法;随着研究的深入,又结合了水环境数学模型公式,即基于水环境容量定义及水环境数学模型,推导一定条件下的水环境容量计算公式,基于水动力模型和水质模型计算水环境容量计算公式中所需各项参数,进而代入公式计算水环境容量。由于所推导的水环境容量计算公式也被称为水环境容量模型(周密等[26]最早使用了“水环境容量数学模型”、“水环境容量模型”的概念),故公式法又名水环境容量模型法。

1.1.1研究概况

方法提出时,由于水环境容量(或环境容量)定义本身即存在争议,因而基于定义的公式必然难以统一。王华东和夏青[5]将环境容量定义为:相对于某种环境标准,某环境单元所容许承纳的污染物的最大数量,同时认为环境容量是一个变量,且由基本环境容量(差值容量)和变动环境容量(同化容量)两部分组成,基本环境容量指拟定的环境标准与环境本底值之差,变动环境容量指该环境单元的自净能力。余顺[7]将环境容量定义为:环境容量是环境本底值和环境标准值之浓度差范围内区域环境所能允许容纳污染物的量。以上两定义即存在明显差别,后者没有考虑同化容量,亦即水体自净作用而产生的水环境容量部分。

水环境容量的计算模型(计算公式)很多,但其基本形式均为:水环境容量=稀释容量+自净容量+迁移容量。随着研究的逐步深入,水环境容量计算公式逐步完善,且根据不同的污染物、不同的水体而建立不同的计算公式。刘天厚和施为光[27]从水体稀释、自净和输移能力、水域生态系统转化能力和流域3个层次,分别研究了沱江BOD和氨氮的水环境容量;高兴斋[28]利用建立的重金属水环境容量公式计算了湘江重金属水环境容量。曲衍华等[29]在建立水质模型的基础上,采用单独计算稀释容量和自净容量而后加和的方

第3期董飞,等:地表水水环境容量计算方法回顾与展望453

法,计算了东母猪河不同水期(枯水期、平水期和丰水期)下COD 和BOD 的水环境容量。刘兰芬等[30]基于

中小河流特点,提出针对中小河流的系统的水环境容量计算方法;周孝德等[23]提出基于一维稳态水环境容

量计算模型的3种水环境容量计算方法:段首控制法、段尾控制法及功能区段尾控制法,并用所提出的方法计算了渭河干流COD 的水环境容量。此3种方法充分考虑了控制断面位置选择对水环境容量大小影响的问

题。徐贵泉等[31]推导了感潮河网水环境容量计算模型,以上海浦南东片河网为例进行了COD 水环境容量

计算实例研究。蒲迅赤和赵文谦[32]针对当时计算水环境容量对自净容量部分不考虑污染物进入水体后输移

扩散特性的问题,提出考虑污染物浓度在河流断面分布不均匀性的计算水环境自净容量的精确方法。刘芬等

[33]基于建立的湘江霞湾段二维水环境容量模型,计算了湘江霞湾段平水期和枯水期汞的水环境容量;韩龙喜等[34]给出了不同功能区组合情况下的水环境容量计算方法。李永军等[35]基于地理信息建模方法建立

了水环境容量的地理信息模型,以漓江桂林段COD 水环境容量为例进行了验证。董飞等[11]在计算水环境

容量公式参数时,将进口断面污染物浓度取为上游水功能区达标浓度,因而只建立了水动力模型,而未建立水质模型。

近期研究中重视水环境容量安全性问题。姚国金等[36]最早提出考虑不均匀系数的水环境容量计算公

式,探讨了河流、湖泊、水库等不同类型水体不均匀系数的取值范围。孙卫红等[37]在文献[36]的基础上,

应用二维水动力水质模型求解不均匀系数。于雷等[38-39]提出考虑设计河段水质达标比例、设计断面水质超

标幅度和设计河段计算单元长度的一维水环境容量计算方法,并计算了广西左江某河段水环境容量;应用二维水质模型对一维水环境容量模型计算结果进行基于混合区不均匀系数修正,使得计算结果更加符合实际,并能与二维水环境容量计算结果合理衔接。

公式法可以认为是各类方法中最基本的方法,其他各类方法的计算也以水环境容量计算公式为基础。常用水环境容量计算公式见表1。

表1

常用水环境容量计算公式Table 1Common formulas of water environmental capacity 污染物类型

计算公式符号含义适用条件可降解污染物W =86.4Q 0(C S -C 0)+0.001kVC S +86.4qC S [22]C S 为污染物控制标准浓度;C 0为污

染物环境本底值;V 为区域环境体

积;k 为污染物综合降解系数。

零维公式,适用于均匀混合水体(河段)或资料受限、精确度要求不高的情况。可降解污染物W =∑m j =1Q j C S -∑n i =1Q i C 0i ()+kVC S [40]Q i 为第i 条入湖(库)河流的流量;

C 0i 为第i 条河流的污染物平均浓

度;Q j 为第j 条出湖(库)河流的流

量;其余符号意义同前。

零维公式,适用于均匀混合湖库。可降解污染物W =86.4(Q 0+q )C S exp [kx /86400u ]-C 0Q 0[]

[22]Q 0为河道上游来水流量;q 为排污流量;u 为河水平均流速;x 为河段长度;其余符号意义同前。一维公式,适用于资料较丰富的中小河流。可降解污染物W =

12

C S -C 0()u x h 4π

D y x */u 槡x ()·exp -u x y 2/4D y x *[]exp -kx */u x [][40]u x 为河流纵向平均流速;h 为平均水深;D y 为横向离散系数;x *为给定混合区长度;其余符号意义同前。二维公式,适用于污染物在河道横断面非均匀分布,污染物恒定连续排放的大型河段。营养盐W =C S hQ a A 1-R()V [40]Q a 为湖(库)年出流流量;A 为湖(库)水面面积;R为营养盐滞留系

数;其余符号意义同前。

基于狄龙(Dillon )模型,适用于水流交换条件较好的湖库。重金属W =C S Q 0+C so q 1+q 2()[28]C so 为底泥质量标准,q 1为底泥推移

量;q 2为底泥表观沉积量;其余符号

意义同前。

适用于一般河流,考虑了水体及底泥的重金属容量。重金属W =C S h πD y 槡xu [33]

符号意义同前。适用于污染物连续排放的宽浅河流,

只考虑水体的重金属容量。

454水科学进展第25卷

1.1.2方法述评

由于不同工况下公式概化方法存在差别,正如表1所示,公式法有不同的表达方式,这也会使得水环境容量的计算结果有所不同;特别是早期阶段,由于水环境容量定义本身即差别较大,则计算结果必然存在差别,故早期阶段只能对水环境容量进行粗略估算。但由于公式法概念清晰、计算简便,同时还可以与水动力模型、水质模型相结合,借助模型工具使得计算结果更加吻合实际情况。目前来看,公式法已成为中国应用最广泛的方法,《水域纳污能力计算规程》[40]和《全国水环境容量核定技术指南》[41]中所采用的即为公式法。

1.2模型试错法

模型试错法求解水环境容量的基本思路为:在河流的第一个区段的上断面投入大量的污染物,使该处水质达到水质标准的上限,则投入的污染物的量即为这一河段的环境容量;由于河水的流动和降解作用,当污染物流到下一控制断面时,污染物浓度已有所降低,在低于水质标准的某一水平(视降解程度而定)时又可以向水中投入一定的污染物,而不超出水质标准,这部分污染物的量可认为是第二个河段的环境容量;依此类推,最后将各河段容量求和即为总的环境容量[42]。

韩进能[43]提出计算水环境容量的模型试错法,但未进行实例计算。曾思育等[44]基于建立的平原河网非稳态水质模型,采用模型试错法估算了温州市河网地区COD和氨氮的水环境容量。栗苏文等[10]计算了大鹏湾BOD、TN、TP、氨氮、磷酸盐的水环境容量。Zhang等[45]计算了红旗河COD、氨氮、TN、TP的水环境容量;张红举等[46]基于二维水动力水质模型,采用试错法计算了太湖各湖区相应环湖河道的水质控制浓度,可视为水环境容量的间接计算。

模型试错法本质上同公式法类似,计算中仍需以水环境数学模型为工具。其最大的缺点在于计算过程中需多次试算,计算效率低[13],最初一般只适用于单一河道或计算条件简单的其他类型水体的计算;后期随着计算机计算能力的提高及高效数学方法的引入,也在河网等复杂水体得到应用。但相对于其他方法而言,模型试错法的研究及应用较少。

1.3系统最优化法

环境科学中所采用的系统最优化方法有线性规划、非线性规划、动态规划及随机规划等[47]。水环境容量计算中所采用的主要是线性规划法和随机规划法。方法基本思路是:①基于水动力水质模型,建立所有河段污染物排放量和控制断面水质标准浓度之间的动态响应关系;②以污染物最大允许排放量为目标函数(或者基于其他条件建立目标函数),以各河段都满足规定水质目标为约束方程(或者增加其他约束条件);

③运用最优化方法(如单纯形法、粒子群算法,等)求解每一时刻各污染物水质浓度满足给定水质目标的最大污染负荷;④将所求区段内的各污染源允许排污负荷加和即得相应区段内的水环境容量。

1.3.1研究概况

1981—1983年,夏青与王华东[5,16,26]提出将污染物分为易降解耗氧有机物、难降解有机物和重金属3类而计算水环境容量,其中,计算易降解耗氧有机物水环境容量的方法即为线性规划方法,当时采用的求解方法为单纯形法。金海生和郑英铭[48]建立了计算潮汐河流COD水环境容量的一维动态水环境容量数学模型,并以黄浦江河段为例进行了实例研究;宿俊英等[49]基于椭圆形偏微分方程在第Ⅰ类边界条件下满足叠加原理的原则,计算了太湖各主要入湖河道的主要污染物(COD、TN、TP、酚类)输入响应矩阵,而后利用改进的单纯形法解算输入响应矩阵,进而计算出太湖的水环境容量。陈燕华等[50]建立了污染负荷与水体水质的响应关系,提出了近岸区水环境容量计算方法,并计算了长江九江段不同水文条件和不同空间限制范围的水环境容量。郑孝宇等[13]基于“河道-节点-河道”法的河网水动力水质模型,引入节点污染物允许进入量概念,建立了求解大型河网非稳态水环境容量的“河道-节点-河道”计算方法。李适宇等[51]提出计算海域及感潮河段的二维水环境容量的分区达标控制法,并计算了汕头市海域的水环境容量。刘晓波等[52]提出基于污染分担率和湖泊水质水动力模型的水环境容量计算方法。周刚等[53]采用粒子群算法求解线性目标函数和非线性约束方程组成的规划模型,计算了赣江下游COD和氨氮的水环境容量。

第3期董飞,等:地表水水环境容量计算方法回顾与展望455

系统最优化法计算水环境容量,多数学者采用了上述的线性规划方法,亦有少量学者采用随机规划方法,Li和Morioka[54]建立了考虑支流引起干流横向混合不均匀性的随机优化模型。林高松等[55]建立了考虑污染源强随机变化及感潮河流感潮周期内动态水文变化的随机规划模型,采用遗传算法进行求解。

1.3.2方法述评

系统最优化方法的优点在于:①自动化程度高、精度高、对边界条件及设计条件的适应能力强[13];②方法适用范围广,无论是非感潮的河流、湖库,还是感潮河网、河口均有广泛应用。其缺点在于:①较之公式法,系统最优化法计算复杂;②在不增加约束条件情况下,经常会出现某些排污口被“优化掉”的现象,亦即某些排污口的允许排放量为0,这在数学上可以取得极值,但是与客观实际不符[56];③优化的结果可能不可行,如可能忽略了公平问题、效率问题等。

系统最优化法在中国学者研究水环境容量计算方法初期即已提出,然而由于计算机计算能力及水环境数学模型发展所限,当时只用于计算边界条件比较简单的水体,如小型河流或大型河流的局部河段;然而由于其上述优点,随着计算机计算能力的提高和大型综合水环境数学模型的出现,系统最优化法得到了长足的发展,并成为计算水环境容量最主流的方法。

1.4概率稀释模型法

概率稀释模型(Probabilistic dilution model)法最早由美国EPA在1984年[57]提出,中国学者在1989年引入并加以改进[6]。概率稀释模型法是根据来水流量、排污量、排污浓度等所具有的随机波动性,运用随机理论对河流下游控制断面不同达标率条件下环境容量进行计算的一种不确定性方法,是目前从不确定性角度计算河流水环境容量的主要方法之一。方法的基本思路如下:①基于特定的基本假定,建立污染物与水体混合均匀后下游浓度的概率稀释模型;②利用矩量近似解法求解控制断面在一定控制浓度下的达标率;③利用数值积分求解水体在控制断面不同控制浓度、不同达标率下的水环境容量。

1.4.1研究概况

20世纪90年代初,中国环境科学研究院提出了改进的概率稀释模型法,当时的改进是基于中国与美国的环境背景值的差异,考虑了上游来水污染物浓度而推导计算体系[58]。曾维华和王华东[59]提出风险水环境容量的概念,并建立其计算方法,此计算方法与概率稀释模型法类似;王有乐等[60]利用简化的概率稀释模型法计算了黄河兰州段COD、石油类和挥发酚的水环境容量。胡炳清[58]应用概率稀释模型法计算了滏阳河邯郸市段COD的水环境容量,然而在计算过程中并未考虑COD的降解。尤作亮和蒋红花[61]应用概率稀释模型法计算康慧河COD在不同水质控制目标下的达标率(未进一步计算在不同达标率下的水环境容量)。韩国新和刘明华[62]利用概率稀释模型法计算了淮河干流息县和和淮滨县两个区段的水环境容量。陈顺天[63]应用概率稀释模型法计算了引水工程对东溪及晋江COD水环境容量变化的影响,计算过程中同样并未考虑COD的降解。王有乐等[64]应用概率稀释模型法计算了黄河兰州段COD、氨氮、挥发酚、石油类、铅、锌的水环境容量。

1.4.2方法述评

概率稀释模型法有如下优点:①与确定性计算方法相比,概率稀释模型法直接考虑了河流流量、背景浓度、排污流量、排污浓度等输入项的随机波动过程,从而使水质达标率和水环境容量等输出项也具有了随机波动过程,这无论在理论上还是在实践中都更接近于水体的真实情况[58,65];②可以避免一般单一设计水文条件下,利用稳态水环境容量计算方法得出的计算结果的“过保护”问题,从而更加充分地利用水环境容量[59]。概率稀释模型方法的最大缺点在于数据需求量大,计算中所涉及的水文、水质数据一般均需长系列监测数据。

概率稀释模型法目前的应用存在如下问题:①方法提出之初,仅考虑了单污染源(单排污口)的情况,未涉及计算区段内有多个排污口情况;②只考虑了水环境容量中的稀释容量部分,亦即只考虑了水体的稀释作用,而未考虑水体的自净作用;虽然经过处理也可以考虑降解、沉降等衰减过程[6],然而许多研究者在计算易降解有机物的水环境容量时,也未考虑污染物的降解过程;③方法仅用于小河或大河的局部河段

456水科学进展第25卷

的计算,而未用于湖库、河网、流域的计算;④方法只考虑了点源污染情况,未考虑非点源污染的处理;

⑤概率稀释模型法是基于对数正态分布建立的,存在着固有缺陷,即当流量较小时将造成错误传递,这将导致流量较大时的计算值偏大[57]。

1.5未确知数学法

采用未确知数学法计算水环境容量是一种较新的方法。未确知数学法计算水环境容量是在将水体水环境系统参数(流量、污染物浓度、污染物降解系数等)定义为未确知参数的基础上,结合水环境容量模型,建立水环境容量计算未确知模型,然后计算水环境容量的可能值及其可信度,进而求得水环境容量。

1.5.1研究概况

1990年,中国学者王光远[66]提出未确知信息的概念,早期类似研究成果还有美国学者Shafer[67]提出的信度函数理论和Zadeh[68]提出的可能性测度理论。李如忠等[69-70]将未确知数学中的盲数理论引入水环境容量计算中,并应用此方法进行了河流及河道型水库水环境容量的研究;后来又建立了盲信息下湖泊水环境容量计算模型及湖库水环境容量计算未确知模型,并以长江下游某浅水湖泊为例进行了实证研究。李如忠和范传勇[71]在已有的盲数理论计算水环境容量方法基础上,用三角模糊数代替盲数中的区间数,构造了可以综合处理随机信息、模糊信息、灰信息和未确知信息等信息的延拓盲数,进而将水环境系统参数定义为延拓盲参数,建立了河流水环境容量计算延拓盲数模型,并以某假想河段进行了计算,但未进行实例研究。

1.5.2方法述评

未确知数学法是近年来发展起来的计算水环境容量的最新方法。其优点在于:①可以更加充分地考虑水环境系统中各类参数的不确定性;②较之概率稀释模型法,无需对水环境系统参数作服从对数正态分布的假设,故计算相对简便;③对少资料情况适应期较强。然而迄今未有应用此方法进行潮汐河流、大型湖泊等水动力情况复杂水体的报道。

未确知数学法研究时间相对较短,应用相对较少,然而由于其对水环境系统参数不确定性的考虑最为充分,故具有强大的生命力。

1.6方法特征比较

基于前文对各类水环境容量计算方法的解析,将各类计算方法所涉及的水域类型、污染物类型、数学方法归纳总结见表2。

表2地表水水环境容量计算方法特征比较

Table2Characteristics of calculation methods of water environmental capacity of surface waters 计算方法应用水域污染物类型数学方法公式法河流、湖泊、水库、(感潮)河网、流域、河口可降解有机物、营养盐、重金属确定性方法模型试错法河流、河网、海湾、湖泊可降解有机物、营养盐确定性方法系统最优化法河流、湖泊、水库、(感潮)河网、流域、河口可降解有机物、营养盐、酚类线性规划、随机规划概率稀释模型法河流可降解有机物、重金属、营养盐、石油类、酚类随机数学、数值积分未确知数学法河流、湖泊、水库可降解有机物、营养盐未确知数学

2水环境容量计算研究若干问题讨论

2.1国外水环境容量计算研究概况

欧美国家对于水环境容量的计算,在考虑非点源污染之前,除少数计算方法外,通常是在优化分配排污口(点源)污染物的同时,得到各排污口或不同区段的允许排污量及水体水环境容量,亦即将水环境容量计算和污染物总量分配在同一过程中实现。其研究过程大致可分为确定性方法(20世纪60年代 70年代)和不确定性方法(20世纪70年代至今)两个阶段。

第3期董飞,等:地表水水环境容量计算方法回顾与展望457

早期,一般采用确定性方法进行研究。Liebman和Lynn[72]基于污水处理费用最小,研究了Willamette 河DO的优化分配问题。Thomann和Sobel[73]、Revelle等[74]将目标函数(污水处理费用)线性化后,计算了约束条件为污水处理费用最小的污染物允许排放量和削减量。Ecker[75]将流量等参量作为确定性变量处理,然后同样采用线性规划方法计算基于污水处理费用最小情况下的水体允许排污量。可见,这段时期的计算方法有如下特点:①未考虑河流水文、水动力及水质条件的随机波动性,采用确定性方法进行研究;②基本上是采用最优化方法中的线性规划方法。

随着研究的不断深入,人们意识到必须考虑水文、水动力及水质参数的随机波动性才能使得计算结果更加接近真实情况,这使得人们将随机理论引入水环境容量研究中。Lohani和Thanh[76]、Fujiwara等[77]分别将河流流量作为已知概率分布的随机变量,以区域污水处理费用之和最小为目标函数,用概率模型对特定超标率下的污染负荷分配进行了研究。美国EPA[57]提出计算污染负荷分配的概率稀释模型方法(PDM-PS,详见1.4节),方法不仅将河流流量作为随机变量,同时将排污口排污流量、排污浓度、河流污染物背景浓度等量也作为随机变量,且都假定为服从对数正态分布。Burn和McBean[78]在考虑了污染物浓度等的随机波动性基础上,采用一阶不确定分析方法将随机变量转化为等价的确定性变量,通过优化模型计算排污口允许排放量。Ellis[79]在将河流流量、排污口排污流量、排污浓度、河流污染物背景浓度作为随机变量基础上,将耗氧系数、复氧系数也作为随机变量,采用嵌入概率约束条件的方式构建了随机水质优化模型。Burn和Lence[80]研究了基于气象、水文和污染负荷等不确定性因子多重组合的污染负荷及其分配的计算方法。Cardwell和Ellis[81]基于模型不确定性,研究了多点源的污染负荷分配问题。1990年开始,随着美国对TMDLs理念的重新重视,为了适应不同时空特点的各个TMDL计划的实施,许多新的方法或改进的方法不断提出。2002年,Borsuk等[19]基于概率方法,建立了预测控制断面一定超标率下的水质模型,这实质是不确定性方法的进一步发展。

2.2国内外水环境容量计算方法研究比较

分析可知,国外水环境容量计算研究存在以下显著特点:①在经历了短暂的确定性计算方法研究阶段之后,迅速转入不确定性方法的研究,且目前基本采用不确定性方法;②当前的研究多采用随机规划法;

③水环境容量计算与污染物总量分配同时进行,且一般从经济优化角度以环境治理投入最小为约束。

同国外相比,国内水环境容量计算存在如下显著特点:①许多学者已经开展随机规划方法、未确知数学方法等不确定性方法的研究,然而管理实践中仍以公式法、线性规划法等确定性方法为主。②水环境容量计算与污染物总量分配同步进行或分步进行情况并存,但以分步进行为主。

2.3中国水环境管理应用需求与水环境容量计算可能发展方向

同国外相比,中国经济发展水平、水环境管理体制、水污染现状等存在着自己的特征;同时,中国水污染控制工作起步相对较晚,同水文数据相比,多数地区缺乏长系列水质监测数据。这决定了国外先进方法不能直接应用于中国的水环境容量计算与分配体系中。然而,中国监测计量体系正不断完善,这为概率稀释模型法、随机规划法等不确定性数学方法的应用提供了基础。

水环境容量理论研究的最终目的是要落实到管理实践中,这便要求水环境容量计算结果及与其密切相关的容量总量分配结果要具备落实到管理工作中的可操作性。传统的基于单一设计水文条件的水环境容量计算结果虽然便于管理操作,然而却不能充分利用水体的环境容量;以逐日流量为设计水文条件的动态水环境容量理论上可以充分利用水体的环境容量,然而却要求污染源必须按照水环境容量计算值适时调节排污量,实际操作性差。从管理角度考虑,最具备可操作性的方式是污染源排污可以以控制排污量为中心上下波动,这便要求在水环境容量计算时需考虑污染源排放的随机波动特征。而概率稀释模型法、随机规划法和未确知数学方法具备了这一优势。

随着中国最严格水资源管理制度的实施,水功能区水质达标率成为水资源、水环境管理重要目标指数[82]。水功能区水质达标率可分为单次水功能区达标率和水期(年度)水功能区达标率[83],相对于其他水环境容量计算方法所得到的单一确定性结果而言,概率稀释模型法的结果可以方便地与水期(年度)水功能区

458水科学进展第25卷

达标率结合。对概率稀释模型法加以改进以计算水环境容量是未来一段时间的发展趋势。

3结论

(1)自20世纪80年代以来,中国在地表水体水环境容量计算方面,形成并发展了公式法、模型试错法、系统最优化法(包括线性规划法和随机规划法)、概率稀释模型法和未确知数学法等五大类水环境容量计算方法,各类计算方法均有其优缺点及适用范围。

(2)在中国,公式法是各类计算方法基础,也成为应用最广泛的方法;系统最优化法,尤其是其中的线性规划法成为中国计算水环境容量的主流计算方法;不确定性方法研究不够充分与中国资料不足等条件限制有关。而欧美国家以随机规划法为研究应用的主体,由于随机规划法可以充分考虑水环境系统参数的随机波动性,更加符合真实情况,中国应重视其应用研究。

(3)中国最新发展起来的未确知数学法是现有方法中对水环境系统不确定性考虑最充分的方法,应在强化实例验证研究基础上,扩展其适用范围。

(4)概率稀释模型法虽然提出时间早,然而却没有得到充分的研究;随着中国近年来最严格水资源管理制度的实施,概率稀释模型法成为与水功能区水质达标率结合最密切、最方便的方法,也应加强研究,改进其不足之处,扩展其应用范围。

致谢:本文研究工作得到国家留学基金资助,特此表示感谢。

参考文献:.

[1]张永良.水环境容量基本概念的发展[J].环境科学研究,1992,5(3):59-61.(ZHANG Yongliang.The development of basic concept of water environmental capacity[J].Research of Environmental Sciences,1992,5(3):59-61.(in Chinese))

[2]孟伟,张楠,张远,等.流域水质目标管理技术研究:Ⅰ:控制单元的总量控制技术[J].环境科学研究,2007,20(4):1-8.(MENG Wei,ZHANG Nan,ZHANG Yuan,et al.The study on technique of basin water quality target management:Ⅰ:Pollutant total amount control technique in control unit[J].Research of Environmental Sciences,2007,20(4):1-8.(in Chinese))

[3]彭文启.水功能区限制纳污红线指标体系[J].中国水利,2012(7):19-22.(PENG Wenqi.Index system for limiting pollution load red line of water function zone[J].China WaterResources,2012(7):19-22.(in Chinese))

[4]张永良,洪继华,夏青,等.我国水环境容量研究与展望[J].环境科学研究,1988,1(1):73-81.(ZHANG Yongliang,HONG Jihua,XIA Qing,et al.The research status and prospect of water environmental capacity in China[J].Research of Environmental Sciences,1988,1(1):73-81.(in Chinese))

[5]王华东,夏青.环境容量研究进展[J].环境科学与技术,1983(1):32-36.(WANG Huadong,XIA Qing.Advances in environ-mental capacity[J].Environmental Science&Technology,1983(1):32-36.(in Chinese))

[6]夏青,孙艳,贺珍,等.水污染物总量控制实用计算方法概要[J].环境科学研究,1989,2(3):1-73.(XIA Qing,SUN Yan,HE Zhen,et al.Calculation method summary of total amount control of water pollutant[J].Research of Environmental Sciences,1989,2(3):1-73.(in Chinese))

[7]余顺.关于环境容量的探讨[J].海洋环境科学,1984,3(2):72-77.(YU Shun.Study on the environmental capacity[J].Marine Environmental Science,1984,3(2):72-77.(in Chinese))

[8]徐祖信,卢士强,林卫青.潮汐河网水环境容量的计算分析[J].上海环境科学,2003,22(4):254-257,290.(XU Zuxin,LU Shiqiang,LIN Weiqing.Calculating analysis on water environmental capacity of ridal river networks[J].Shanghai Environmental Sciences,2003,22(4):254-257,290.(in Chinese))

[9]李如忠,汪家权,王超,等.不确定性信息下的河流纳污能力计算初探[J].水科学进展,2003,14(4):359-363.(LI Ruzhong,WANG Jiaquan,WANG Chao,et al.Calculation of river environmental capacity under unascertained information[J].Ad-vances in Water Science,2003,14(4):359-363.(in Chinese))

[10]栗苏文,李红艳,夏建新.基于Delft3D模型的大鹏湾水环境容量分析[J].环境科学研究,2005,18(5):91-95.(LI Suwen,LI Hongyan,XIA Jianxin.Dapeng Bay water environment capacity analysis on the base of Delft3D Model[J].Research of

第3期董飞,等:地表水水环境容量计算方法回顾与展望459

Environmental Sciences,2005,18(5):91-95.(in Chinese))

[11]董飞,彭文启,刘晓波,等.河流流域水环境容量计算研究[J].水利水电技术,2012,43(12):9-14,31.(DONG Fei,PENG Wenqi,LIU Xiaobo,et al.Study on calculation of water environmental capacity of river basin[J].WaterResources and Hydropow-er Engineering,2012,43(12):9-14,31.(in Chinese))

[12]韩龙喜,朱党生,姚琪.宽浅型河道纳污能力计算方法[J].河海大学学报:自然科学版,2001,29(4):72-75.(HAN Longxi,ZHU Dangsheng,YAO Qi.Water environment capacity calculating method for shallow-broad rivers[J].Journal of Hohai University:Natural Sciences,2001,29(4):72-75.(in Chinese))

[13]郑孝宇,褚君达,朱维斌.河网非稳态水环境容量研究[J].水科学进展,1997,8(1):25-31.(ZHENG Xiaoyu,CHU Junda,ZHU Weibin.A study on unsteady water environmental capacity of river network[J].Advances in Water Science,1997,8(1):25-31.(in Chinese))

[14]付意成,徐文新,付敏.我国水环境容量现状研究[J].中国水利,2010(1):26-31.(FU Yicheng,XU Wenxin,FU Min.Re-search on the water environment capacity status in China[J].China WaterResources,2010(1):26-31.(in Chinese))

[15]于雷,吴舜泽,徐毅.我国水环境容量研究应用回顾及展望[J].环境保护,2007(6):46-48,57.(YU Lei,WU Shunze,XU Yi.Review and prospect on the study and applying of water environmental capacity in China[J].Environmental Protection,2007(6):46-48,57.(in Chinese))

[16]夏青.水环境容量[J].环境保护科学,1981(4):21-29.(XIA Qing.Water environmental capacity[J].Environmental Pro-tection Science,1981(4):21-29.(in Chinese))

[17]CAIRNS J J.Aquatic ecosystem assimilative capacity[J].Fisheries,1977,2(2):5-7.

[18]CAIRNS J J.Assimilative capacity:The key to sustainable use of the planet[J].Journal of Aquatic Ecosystem Stress&Recovery,1999,6(4):259.

[19]BORSUK M E,STOW C A,RECKHOW K H.Predicting the frequency of water quality standard violations:A probabilistic ap-proach for TMDL development[J].Environmental Science&Technology,2002,36(10):2109-2115.

[20]IMO U W W.Environmental capacity:An approach to marine pollution prevention[R].New York:GESAMP,1986.

[21]黃聖授.高屏溪涵容能力之評估[D].高雄:國立中山大學,2001:1-8.(HUANG Shengshou.Assessing the carrying capacity of the KaopingRiver[D].Gaoxiong:National Sun Yat-sen University,2001:1-8.(in Chinese))

[22]逄勇,陆桂华.水环境容量计算理论及应用[M].北京:科学出版社,2010:8-12.(PANG Yong,LU Guihua.Calculation theory and applying of water environmental capacity[M].Beijing:Science Press,2010:8-12.(in Chinese))

[23]周孝德,郭瑾珑,程文,等.水环境容量计算方法研究[J].西安理工大学学报,1999,15(3):1-6.(ZHOU Xiaode,GUO Jin-long,CHENG Wen,et al.The comparison of the environmental capacity calculation methods[J].Journal of Xi'an University of Technology,1999,15(3):1-6.(in Chinese))

[24]陈丁江,吕军,金树权,等.非点源污染河流的水环境容量估算和分配[J].环境科学,2007,28(7):1416-1424.(CHEN Dingjiang,LYU Jun,JIN Shuquan,et al.Estimation and allocation of water environmental capacity in nonpoint source polluted river [J].Environmental Science,2007,28(7):1416-1424.(in Chinese))

[25]吴俊.大连湾环境污染及综合防治研究综述[J].海洋科学,1983(5):53-57.(WU Jun.Review of the environment pollution and its integrated control of Dalian Bay[J].Marine Science,1983(5):53-57.(in Chinese))

[26]周密,王华东,张义生.环境容量[M].长春:东北师范大学出版社,1987:124-131.(ZHOU Mi,WANG Huadong,ZHANG Yisheng.Environmental capacity[M].Changchun:Northeast Normal University Press,1987:124-131.(in Chinese))

[27]刘天厚,施为光.沱江水环境容量及水质管理规划探讨[J].上海环境科学,1987(9):11-15.(LIU Tianhou,SHI Weiguang.Study on environmental capacity and its application of TuojiangRiver[J].Shanghai Environmental Sciences,1987(9):11-15.(in Chinese))

[28]高兴斋.重金属水环境容量及其应用[J].上海环境科学,1987(9):28-32.(GAO Xingzhai.Water environmental capacity of heavy metals and its applications[J].Shanghai Environmental Sciences,1987(9):28-32.(in Chinese))

[29]曲衍华,崔文科,孙涛.东母猪河水环境容量研究[J].环境监测管理与技术,1995,7(1):21-25.(QU Yanhua,CUI Wenke,SUN Tao.Water environmental capacity of DongmuzhuRiver[J].The Administration and Technique of Environmental Mo-nitoring,1995,7(1):21-25.(in Chinese))

[30]刘兰芬,张祥伟,夏军.河流水环境容量预测方法研究[J].水利学报,1998(7):17-21.(LIU Lanfen,ZHANG Xiangwei,XIA

460水科学进展第25卷

Jun.Study on the method for predicting the environmental absorbability of water in a river basin[J].Journal of Hydraulic Engi-neering,1998(7):17-21.(in Chinese))

[31]徐贵泉,褚君达,吴祖扬,等.感潮河网水环境容量影响因素研究[J].水科学进展,2000,11(4):375-380.(XU Guiquan,CHU Junda,WU Zuyang,et al.Study on effect factors of water environmental capacity for tidal river network[J].Advances in Wa-ter Science,2000,11(4):375-380.(in Chinese))

[32]蒲迅赤,赵文谦.纳污河道水环境自净容量的精确计算方法[J].四川大学学报:工程科学版,2001,33(1):1-4.(PU Xun-chi,ZHAO Wenqian.Accurate calculation of capacity of aquatic self-purification in polluted river[J].Journal of Sichuan Univer-sity:Engineering Science Edition,2001,33(1):1-4.(in Chinese))

[33]刘芬,刘文华,娄涛.湘江霞湾段汞环境容量模型研究[J].环境工程,2002,20(6):55,58-61.(LIU Fen,LIU Wenhua,LOU Tao.Research on environmental capacity model of Hg in Xiawan section of XiangjiangRiver[J].Environmental Engineering,2002,20(6):55,58-61.(in Chinese))

[34]韩龙喜,朱党生,蒋莉华.中小型河道纳污能力计算方法研究[J].河海大学学报:自然科学版,2002,30(1):35-38.(HAN Longxi,ZHU Dangsheng,JIANG Lihua.Methods for calculation of water environment capacity of small and medium river channels [J].Journal of Hohai University:Natural Sciences,2002,30(1):35-38.(in Chinese))

[35]李永军,陈余道,孙涛.地理信息模型方法初探河流环境容量:以漓江桂林市区段为例[J].水科学进展,2005,16(2):280-283.(LI Yongjun,CHENG Yudao,SUN Tao.Study on the river water environment capacity by geographic information model method:An example from Guilin Section of LijiangRiver[J].Advances in Water Science,2005,16(2):280-283.(in Chinese))[36]姚国金,逄勇,刘智森.水环境容量计算中不均匀系数求解方法探讨[J].人民珠江,2000(2):47-50.(YAO Guojin,PANG Yong,LIU Zhisen.Approach to the method of solving for non-uniformily factor in computing the aquatic environmental capacity [J].PearlRiver,2000(2):47-50.(in Chinese))

[37]孙卫红,姚国金,逄勇.基于不均匀系数的水环境容量计算方法探讨[J].水资源保护,2001(2):25-26,44-60.(SUN Weihong,YAO Guojin,PANG yong.Discussion of asymmetrical coefficient based calculation method for water environmental ca-pacity[J].WaterResources Protection,2001(2):25-26,44-60.(in Chinese))

[38]于雷,吴舜泽,范丽丽,等.水环境容量一维计算中不均匀系数研究[J].环境科学与技术,2008,31(1):116-119.(YU Lei,WU Shunze,FAN Lili,et al.Non-uniformity factor in one-dimension computation of water environmental capacity[J].Envi-ronmental Science&Technology,2008,31(1):116-119.(in Chinese))

[39]于雷,吴舜泽,范丽丽,等.河流水环境容量一维计算方法[J].水资源保护,2008,24(1):39-41.(YU Lei,WU Shunze,FAN Lili,et al.One dimensional calculation method for river water environmental capacity[J].WaterResources Protection,2008,24(1):39-41.(in Chinese))

[40]GB/T25173—2010.水域纳污能力计算规程[S].(GB/T25173—2010.Code of practice for computation on allowable permitted assimilative capacity of water badies[S].(in Chinese))

[41]中国环境规划院.全国水环境容量核定技术指南[R].北京:中国环境规划院,2003,46-76.(Chinese Academy for Environ-mental Planning.Handbook for checking water environmental capacity in China[R].Beijing:Chinese Academy for Environmental Planning,2003:46-76.(in Chinese)

[42]王卫平.九龙江流域水环境容量变化模拟及污染物总量控制措施研究[D].厦门:厦门大学,2007:7-8.(WANG Weiping.Study on simulation of the water environmental capacity change and controlling measures of the total amount pollutants discharge in JiulongRiver watershed[D].Xiamen:Xiamen University,2007:7-8.(in Chinese))

[43]韩进能.河流一维水质模型在水环境容量计算方面的应用[J].环境科学与技术,1995(4):43-45.(HAN Jinneng.Calcu-lating water environmental capacity by1-D river water quality model[J].Environmental Science&Technology,1995(4):43-45.(in Chinese))

[44]曾思育,徐一剑,张天柱.环状河网水质模型在水污染控制规划中的应用[J].水科学进展,2004,15(2):193-196.(ZENG Siyu,XU Yijian,ZHANG Tianzhu.Application of unsteady water quality model for looping river network towater pollution control planning[J].Advances in Water Science,2004,15(2):193-196.(in Chinese))

[45]ZHANGR,QIAN X,YUAN X,et al.Simulation of water environmental capacity and pollution load reduction using QUAL2K for water environmental management[J].International Journal of EnvironmentalResearch and Public Health,2012,9(12):4504-4521.

第3期董飞,等:地表水水环境容量计算方法回顾与展望461

[46]张红举,甘升伟,袁洪州,等.环太湖河流入湖水质控制浓度分析[J].水资源保护,2012,28(6):8-11,54.(ZHANG Hongju,GAN Shengwei,YUAN Hongzhou,et al.Analysis of controlled concentration of water quality of rivers around Taihu lake [J].WaterResources Protection,2012,28(6):8-11,54.(in Chinese))

[47]王治祯,傅海江,柏景方,等.环境应用数学[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2008:279.(WANG Zhizhen,FU Hai-jiang,BAI Jingfang,et al.Environmental applied mathematics[M].Harbin:Harbin Institute of Technology press,2008:279.(in Chinese))

[48]金海生,郑英铭.潮汐河流一维动态COD水环境容量计算模型[J].水利学报,1992(9):15-22.(JIN Haisheng,ZHENG Yingming.A calculation method for1-D unsteady COD capacity of water environment in tidal river[J].Journal of Hydraulic Engi-neering,1992(9):15-22.(in Chinese))

[49]宿俊英,刘树坤,何少苓,等.太湖水环境容量的研究[J].水利学报,1992(11):22-36.(SU Junying,LIU Shukun,HE Shaol-ing,et al.Water quality management in Tai Lake[J].Journal of Hydraulic Engineering,1992(11):22-36.(in Chinese))[50]陈燕华,李彦武,牟海省,等.长江九江段水环境容量研究[J].环境科学研究,1994,7(1):24-29.(CHEN Yanhua,LI Yan-wu,MOU Haisheng,et al.Study on water environmental capacity for Jiujiang reach in the YangtzeRiver[J].Research of Environ-mental Sciences,1994,7(1):24-29.(in Chinese))

[51]李适宇,李耀初,陈炳禄,等.分区达标控制法求解海域环境容量[J].环境科学,1999,20(4):97-100.(LI Shiyu,LI Yao-chu,CHEN Binglu,et al.A new approach to determining environmental capacity of coastal waters[J].Environmental Science,1999,20(4):97-100.(in Chinese))

[52]刘晓波,彭文启,何国建,等.基于水质-污染源响应关系的抚仙湖水环境承载力计算研究[J].水动力学研究与进展A辑,2011,26(6):652-659.(LIU Xiaobo,PENG Wenqi,HE Guojian,et al.Study on environmental carrying capacity of Fuxian Lake based on the response of water quality to pollution load[J].Chinese Journal of Hydrodynamics,2011,26(6):652-659.(in Chi-nese))

[53]周刚,雷坤,富国,等.河流水环境容量计算方法研究[J].水利学报,2014,45(2):227-234.(ZHOU Gang,LEI Kun,FU Guo,et al.Calculation method of river water environmental capacity[J].Journal of Hydraulic Engineering,2014,45(2):227-234.(in Chinese))

[54]LI S,MORIOKA T.Optimal allocation of waste loads in a river with probabilistic tributary flow under transverse mixing[J].Water EnvironmentResearch,1999,71(2):156-162.

[55]林高松,李适宇,江峰.考虑污染源强随机变化的感潮河流环境容量优化[J].水科学进展,2006,17(3):317-322.(LIN Gaosong,LI Shiyu,JIANG Feng.Optimization of waste load allocation with stochastic pollutant discharge in a tidal river basin[J].Advances in Water Science,2006,17(3):317-322.(in Chinese))

[56]郭良波.渤海环境动力学数值模拟及环境容量研究[D].青岛:中国海洋大学,2005:10-13.(GUO Liangbo.A study on the Bohai Sea in environmental capacity of petroleum hydrocarbon[D].Qingdao:Ocean University of China,2005:10-13.(in Chi-nese))

[57]USEPA.Technical guidance manual for performing wasteload allocations,book:Ⅶ:Permit averaging periods[R].Washington D C:United States Environmental Protection Agency,Office of Water,1984:1-4.

[58]胡炳清.应用概率稀释模型计算允许纳污量[J].环境科学研究,1992,5(5):21-25.(HU Bingqing.Using probabilistic di-lution model to calculate the permissible pollutant capacity[J].Research of Environmental Sciences,1992,5(5):21-25.(in Chi-nese))

[59]曾维华,王华东.随机条件下的水环境总量控制研究[J].水科学进展,1992,3(2):120-127.(ZENG Weihua,WANG Hua-dong.Total emission control of water environment under stochastic conditions[J].Advances in Water Science,1992,3(2):120-127.(in Chinese))

[60]王有乐,史复有,曹磊.黄河兰州市区段主要污染物随机容量计算[J].甘肃环境研究与监测,1991(3):1-5.(WANG Youle,SHI Fuyou,CAO Lei.Calculating the water environmental capacity of main pollutants in Lanzhou City reach of YellowRiver [J].Environmental Study and Monitoring,1991(3):1-5.(in Chinese))

[61]尤作亮,蒋红花.概率稀释模型及其在污染物总量控制中的应用[J].城市环境与城市生态,1995,8(4):29-31.(YOU Zuoliang,JIANG Honghua.Log-normal probabilistic dilution model for point source and its usage in total quantity control of pollu-tant[J].Urban Environment&Urban Ecology,1995,8(4):29-31.(in Chinese))

462水科学进展第25卷

[62]韩国新,刘明华.关于河流纳污混合水质概率稀释模型及其应用研究[J].中国环境监测,1996,12(2):39-42.(HAN Guoxin,LIU Minghua.Study on probability dilution model of mixed water quality in polluted river and its application[J].Environ-mental Monitoring in China,1996,12(2):39-42.(in Chinese))

[63]陈顺天.跨流域引水工程对晋江水环境容量的贡献[J].上海环境科学,2001,20(9):436-438,460-461.(CHEN Shuntian.Contribution of interbasin diversion works to water environmental capacity of Quanzhou[J].Shanghai Environmental Sci-ences,2001,20(9):436-438,460-461.(in Chinese))

[64]王有乐,周智芳,王立京,等.黄河兰州段水环境风险容量研究[J].环境科学与技术,2006,29(6):72-73,100,119.(WANG Youle,ZHOU Zhifang,WANG Lijing,et al.Study on water environmental risk capacity in YellowRiver's Lanzhou reach [J].Environmental Science&Technology,2006,29(6):72-73,100,119.(in Chinese))

[65]李如忠.河流水环境系统不确定性问题研究[D].南京:河海大学,2004:14-17.(LIRuzhong.Study on the uncertain problems of river water environmental system[D].Nanjing:Hohai University,2004:14-17.(in Chinese))

[66]王光远.未确知信息及其数学处理[J].哈尔滨建筑工程学院学报,1990,23(4):1-9.(WANG Guangyuan.Unascertained information and its mathematical treatment[J].Journal of Harbin University of Civil Engineering and Architecture,1990,23(4):1-9.(in Chinese))

[67]SHAFERG.A mathematical theory of evidence[M].Princeton:Princeton University Press,1976:10-35.

[68]ZADEH L A.Fuzzy sets as a basis for a theory of possibility[J].Fuzzy Sets and Systems,1978,1(1):3-28.

[69]李如忠,洪天求,熊鸿斌,等.基于未确知数的湖库水环境容量定量研究[J].水动力学研究与进展A辑,2008,23(2):166-174.(LIRuzhong,HONG Tianqiu,XIONG Hongbin,et al.Calculation of water environmental capacity in lake and reservoir based on unascertained number theory[J].Chinese Journal of Hydrodynamics,2008,23(2):166-174.(in Chinese))

[70]李如忠,洪天求.盲数理论在湖泊水环境容量计算中的应用[J].水利学报,2005,36(7):765-771.(LIRuzhong,HONG Tianqiu.Application of blind number theory in calculating water environmental carrying capacity of lakes[J].Journal of Hydraulic Engineering,2005,36(7):765-771.(in Chinese))

[71]李如忠,范传勇.基于盲数理论的河流水环境容量计算[J].哈尔滨工业大学学报,2009,41(10):233-235.(LIRuzhong,FAN Chuanyong.Calculation on carrying capacity of river water environment using extended blind number[J].Journal of Harbin Institute of Technology,2009,41(10):233-235.(in Chinese))

[72]LIEBMAN J C,LYNN WR.The optimal allocation of stream dissolved oxygen[J].WaterResourcesResearch,1966,2(3):581-591.

[73]THOMANNRV,SOBEL M J.Estuarine water quality management and forecasting[J].Journal of Sanitary Engineering Division,1964,89(SA5):9-36.

[74]REVELLE C S,LOUCKS D P,LYNN WR.Linear programming applied to water quality management[J].WaterResourcesRe-search,1968,4(1):1-9.

[75]ECKERJ.A geometric programming model for optimal allocation of stream dissolved oxygen[J].Management Science,1975,21(6):658-668.

[76]LOHANI B,THANH N.Probabilistic water quality control policies[J].Journal of the Environmental Engineering Division,1979,105(4):713-725.

[77]FUJIWARA O,GNANENDRAN S K,OHGAKI S.River quality management under stochastic streamflow[J].Journal of Environ-mental Engineering,1986,112(2):185-198.

[78]BURN D H,McBean E A.Optimization modeling of water quality in an uncertain environment[J].WaterResourcesResearch,1985,21(7):934-940.

[79]ELLIS J H.Stochastic water quality optimization using imbedded chance constraints[J].WaterResourcesResearch,1987,23(12):2227-2238.

[80]BURN D H,LENCE B J.Comparison of optimization formulations for waste load allocations[J].Journal of Environmental Engi-neering,1992,118(4):597-612.

[81]CARDWELL H,ELLIS H.Stochastic dynamic programming models for water quality management[J].WaterResourcesResearch,1993,29(4):803-813.

[82]陈明忠.国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见[J].中国水利,2012(7):1-3.(CHEN Mingzhong.Chinese

第3期董飞,等:地表水水环境容量计算方法回顾与展望463

government'suggestion on imposing the strictest control over water resources[J].China WaterResources,2012(7):1-3.(in Chi-nese))

[83]SL395—2007.地表水资源质量评价技术规程[S].(SL395—2007.Technological regulations for surface water resources quality Assessment[S].(in Chinese))

Calculation methods of water environmental capacity

of surface waters:Review and prospect*

DONG Fei1,2,LIU Xiaobo1,2,PENG Wenqi1,2,WU Wenqiang1,2

(1.Department of Water Environment,China Institute of WaterResources and HydropowerResearch,Beijing100038,China;

2.State Key Laboratory of Simulation andRegulation of Water Cycle inRiver Basin,Beijing100038,China)

Abstract:The study aims to clarify the evolution of calculation methods of water environmental capacity of surface waters in China,and to discuss the development trend.Based on the systematic reviewing of previous relevant studies,the research history of water environmental capacity from the introduction of concept to current studies and then five calculation methods of water environmental capacity of surface waters in China were summarized as follows:Formula method,trial-and-error method,system optimization method(linear programming method and stochastic pro-gramming method),probabilistic dilution model method,and unascertained mathematical method.The basic theories,formation,and applications of the five calculation methods are analyzed.The scope of application,merits and drawbacks of each method are also commented.Taking into account of many factors including research trend,complexity of environmental issues and the demand for water resources management in China,it is suggested that the research in China should be focused on the development of the three methods:Probabilistic dilution model method,stochastic programming method and unascertained mathematical method.

Key words:surface water;water environmental capacity;calculation method;probabilistic dilution model;system optimization;unascertained mathematics

*The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China(No.51209230)and the Major Science and Technology Program for Water Pollution Control and Treatment of China(No.2013ZX07501-004).

地表水环境容量核定技术报告编制大纲

地表水环境容量核定技术报告编制大纲 根据《全国地表水环境容量核定和总量分配工作方案》(环发[2003]141号)和《2003年-2005年污染防治工作计划》(环办[2003]36号)精神,现制定《全国地表水环境容量核定技术报告编制大纲》(以下简称《大纲》)。 本大纲是水环境容量核定技术报告编制的基本要求,各省(自治区、直辖市)环保局(厅)应参照本大纲编制辖区地表水水环境容量核定技术报告,分流域水系、行政区两个层次汇总、分析,处理好省内市界的衔接关系,提出省界要求和依据,对环境容量大、跨市界的河流进行整体测算,在汇总分析过程中完成对辖区数据合理性校核。各地市(区)技术报告可作为省级报告附件参加技术复核,有关基础数据仅作参考。 技术报告应保证数据的准确性、系统性和规范性。各省(自治区、直辖市)的技术报告应包括数据准确性分析,并将其作为各类数据的有机组成部分;规范性要求各地水环境容量核定提交的基础数据完备、信息表达一致;系统性要求全国地表水环境容量核定工作各类数据相互匹配、相互照应;报告中图表数据要与数据分析相结合,数据结论要与计算方法、关键参数选择相结合。 各省(自治区、直辖市)地表水环境容量核定技术报告应包括如下内容:报告名称 ╳╳╳省(自治区、直辖市)地表水环境容量核定技术报告

第一章总论 1.1工作过程 列出本次工作的组织机构、技术组成员及分工、时间进度等情况,应附联系方式,说明省、市、县工作分工和相互衔接情况。 附各省结合本地实际编制的水环境容量核定实施方案、各省组织审查情况、有关文件等。 介绍本省内有关水环境容量核定的前期工作积累情况及其有关数据。 1.2 工作内容 叙述基本的工作思路,列出技术路线,并分步骤说明相应的工作重点及技术要求。 对影响计算结果关键的技术环节应特别说明,包括基础数据的收集、处理过程,模型选择、计算的依据等。 1.3 主要结论 对控制单元划分、水质评价、污染源调查、水环境容量测算、剩余环境容量等分别做出结论。 1.4 问题与建议 对容量测算过程、环境容量测算结果、容量总量控制方案等技术、管理方面提出建议。 第二章区域背景 2.1 自然环境 主要内容应包括: (1)地理位置:毗邻省市、所属的流域分区、辖区土地面积、各市区面

水环境容量计算

水环境容量计算 水环境容量是水体在环境功能不受损害的前提下所能接纳的污染物最大允许排放量。分为稀释容量(稀E )和自净容量(自E )两部分: 稀释容量: ()r b Q C S E ?-?=4.86稀 式中:稀E -稀释容量,kg/d S -水质标准,mg/L ; b C -河流背景浓度,mg/L ; r Q -河流流量,m 3/s 。 自净容量: ??? ? ??-?-u kl t e SQ E 8640014.86=自 式中:自E -自净容量,kg/d S -水质标准,mg/L ; t Q -河流流量+废水流量,m 3/s ; l -河段长度,m ; k -综合衰减系数,1/d ; u -河流流速,m/s 。 水环境总容量:自稀E E E += 本次选取环境总量控制因子为COD 、NH 3-N 和TP 。 根据规划要求,区内生产废水和生活污水达标排放后进入园区新建的污水处理厂集中处理,处理达标后,尾水排入兴隆河。污水处理厂排入兴隆河的污水总共为1.2万t/d 。污水厂污染物排放浓度COD 为60mg/l 、NH 3-N 为8(15)mg/l 。 本次评价选取兴隆河排污口下游约4000m 河段计算环境容量。 地表水环境容量计算参数选取见表1。

表1 地表水环境容量计算参数选取表 水环境承载能力分析 (1)背景浓度 背景浓度选取排污口附近断面现状监测浓度平均值:COD 17mg/L、氨氮0.63mg/L、TP 17mg/L。 (2)计算结果 水环境容量计算结果见表2: 表2 地表水环境容量计算结果单位:kg/d (3)水环境承载能力分析 50%水环境容量可用于接纳本区域排污量。 根据计算结果进行分析,必要时提出解决方案。

益阳市水环境容量核定分析报告

益阳市水环境容量核定分析报告 益阳市环境保护局 二OO四年七月

目录 第一章总论 第二章污染源调查 第三章水环境容量计算 第四章水环境容量核定成果利用

第一章总论 一、水环境容量核定工作过程与情况 1、工作背景 改善水环境质量是我国环境保护的主要任务之一。实施水污染物总量控制是改善水环境质量的重要措施。我国对水污染物排放总量控制先后经过了浓度控制和目标总量控制,现已逐渐进入容量排放总量控制阶段。浓度控制和目标总量控制没有建立水污染物排放量和水体水质之间的对应关系,即按照水体水质保护目标,水污染物排放总量需要控制的水平,也没有解决水污染物排放量的分配问题。这两个问题的解决,必须在水环境容量核定的前提下,进行容量总量控制。 2、工作目标 本次水环境容量核定的工作目标为:通过污染源水陆对应关系以及水污染物排放的分类调查,通过建立污染源与水环境质量的输入响应关系,通过模型正向模拟,得到全河段符合不同区域水质目标要求的水环境容量,校核、分析、确定水环境功能区、河流、流域、行政区域不同层次的水环境容量,为管理提供科学基础和技术平台,为总量分解和排污许可证发放奠定基础,为制定水环境保护各专业规划提供依据。 3、工作过程 根据国家环保总局和省局的统一安排,我市从2003年11月

在全市全面开展了水环境容量核定工作。 3.1 成立市水环境容量核定工作领导小组,组成如下: 组长:罗文 副组长:余德涵 成员:熊明民邓智明李桂更粟剑斌 3.2 2003年11月6日至7日,市环保局选派3名技术人员参加了省局组织的水环境容量核定工作培训,各区(县)市环保局也各选派1名业务骨干参加了培训。通过培训,明确了水环境容量核定工作思路和方法,为全面、准确完成该项工作任务奠定了基础。 3.3 各区(县)市环保局完成基本表格数据调查,摸清各类污染源的排放去向和排放量,将基础数据上报市环保局。 3.4 市环保局校验并最终确定各类源强系数和入河系数,对各区(县)市环保局上报基本表格进行校核后,进行汇总和计算,将结果上报省局。 3.5 根据省局确定的容量计算模式和参数,市环保局完成全市容量计算和核定(其中洞庭湖水系容量由省局统一计算核定),并编写水环境容量分析报告。 二、区域水资源和水环境现状背景 1、水系概况 益阳市有大小溪河293条,流经市内最长的河流是资水,自西南蜿蜒向东北经安化、桃江、益阳市区至甘溪港注入洞庭湖,

水环境容量计算方法

水环境容量计算方法 中国环境规划院李云生 2004.5 ?基本涵义 ?计算模型 ?计算步骤 ?校核方法 第一部分水环境容量的基本涵义 容量涵义 技术指南中的概念定义 ?在给定水域范围和水文条件,规定排污方式和水质目标的前提下,单位时间内该水域最大允许纳污量,称作水环境容量。 ?从上述定义可知,水环境容量主要决定于三个要素:水资源量、水环境功能区划和排污方式。 要素之一:水资源量 ?从某种意义上讲,水资源量是水环境容量基础; ?为了确保用水安全,水环境容量计算采用的是较高保证率的水文设计条件; ?并不是所有的水资源量都用来计算环境容量。 要素之二:水环境功能区 ?水环境功能区划体现人们对水环境质量的需求,反映了人们对水资源的态度:开发、利用或保护。 ?已划分水环境功能区的水域,要从时间、空间两个方面规范功能区达标标准; ?未划分水环境功能区的水域可不进行容量计算;若考虑计算,按较高功能标准进行(II类)。 要素之三:排污方式 ?排污口沿河(或其他水体)位置布设,对河流整体水环境容量影响较大; ?排污口排放方式(岸边或中心,浅水或深水),对局部的污染物稀释混合影响很大; ? ? 第二部分水环境容量的计算模型 ?1、流域概化模型 ?2、水动力学模型 ?3、污染源概化模型 ?4、水质模型 1、流域概化 ?将天然水域(河流、湖泊水库)概化成计算水域,例如天然河道可概化成顺直河道,复杂的河道地形可进行简化处理,非稳态水流可简化为稳态水流等。水域概化的结果,就是能够利用简单的数学模型来描述水质变化规律。同时,支流、排污口、取水口等影响水环境的因素也要进行相应概化。若排污口距离较近,可把多个排污口简化成集中的排污口。 2、水动力学模型 ?最枯月设计条件

污染物排放j计算方法

工业污染物排放统计方法 一、工业污染物估算常用方法 工业企业环境统计工作中对废气、废水和固体废物及所含污染物产生量、排放量的计算通常采用三种方法,即实测法、物料衡算法和产排污系数法。 1、实测法 实测法是通过监测手段或国家有关部门认定的连续计量设施,测量废气、废水的流速、流量和废气、废水中污染物的浓度,用环保部门认可的测量数据来计算各种污染物的产生量和排放总量的统计计算方法。 G=KC i Q 式中:G——污染物产生量或排放量; Q——介质流量; C i——介质中i污染物浓度; K——单位换算系数。 浓度和流量的单位不一致时,单位换算系数K取不同的值。废水中污染物的浓度单位常取mg/L,系数K取10-3;废气中污染物的浓度一般取mg/L,系数K取10-6。 实测法的基础数据主要来自于环境监测站。监测数据是通过科学、合理地采集样品、分析样品而获得的。监测采集的样品是对监测的环境要素的总体而言,如采集的样品缺乏代表性,尽管测试分析很准确,不具备代表性的数据也毫无意义。 因受现有监测技术和监测条件的约束,实测法有一定的局限性。这主要是目前除了重点污染源有比较准确的监测数据外,其他多数非重点污染源不能得到有效的监测;而且很多重点污染源还未实现连续监测,监测结果的代表性有待提高。 例某炼油厂年排废水2万t,废水中废油浓度C油为500mg/L,COD浓度C COD为300mg/L,水未处理直接排放。计算该厂废油和COD的年排放量。 解:G油=K C油Q =10-6×500×2×104 =10(t) G COD=K C COD Q =10-6×300×2×104 =6(t) 例某冶炼厂排气筒截面0.4m2,排气平均流速12.5m/s,实测所排废气中SO2平均浓度12mg/m3,粉尘浓度8mg/L计算该排气筒每小时SO2和粉尘的排放量。 解:每小时废气流量Q=12.5×0.4×3600 = 1.8×104(m3/h) 每小时SO2排放量Gso2 = 10—6×12×1.8×104 = 0.216(kg/h) 每小时粉尘排放量G粉尘= 10—6×8×1.8×104 = 0.144((kg/h) 2、物料衡算法 物料衡算法是指根据物质质量守恒原理,对生产过程中使用的物料变化情况进行定量分析的一种方法。即: 投入物料量总和=产出物料量总和 =主副产品和回收及综合利用的物质量总和+排出系统外的废物质量这里的排出系统外的废物质量包括可控制与不可控制生产性废物及工艺过程的泄漏等物料流失。

水环境容量计算方法研究及应用

水环境容量计算方法研究及应用 赵君 (河海大学,江苏 南京 210098) E-mail:zsmzyq@https://www.docsj.com/doc/543342198.html, 摘要:一维稳态条件下计算水环境容量的3种方法,即段首控制方法、段尾控制方法和功能区段尾控制方法。本文通过分析比较各方法的优劣及其相互联系,针对曹娥江支流--长乐河的具体情况,采用段首控制对其水环境容量进行计算,系统地将各方法的物理含义及其适用奈件推广到实际中。计算结果证明了方法的可靠性。 关键词:水环境容量;段首控制;段尾控制;功能区段末控制 1 计算方法 1.1基本概念和方程 水环境容量是在给定水域范围和水文条件,规定排污方式和水质目标的前提下,单位时间内该水域最大允许纳污量,称作水环境容量。水环境容量具有资源性、区域性、系统性、发展需要性四个基本特征,其大小主要与水域特性、环境功能要求、污染物质以及排污方式有关,这些因素直接影响入流污染物的稀释能力以及污染物质在水体中的时空分布。由于河流具有对污染物质的稀释、输移、降解能力,因此河流环境容量可分为以下三个组成部分: 输移容量:污染物在水体中随水流的对流运动产生的输移量,它只与水力要素和水质目标有关,因此输移容量是有限的不可再生的。较大的输移容量并不代表较大的允许排放量。对保守物质来说,河段总的环境容量只由输移容量组成。 稀释容量:当水体本底水质浓度低于水质标准时,由于对流及扩散作用,使排入的污染物逐步均匀分布到整个水体,其浓度达到标准浓度的限值时,水体所增加的污染物容量。稀释容量在数量上等于标准浓度时的输移容量与本底浓度时输移容量的差值,也称差值容量。 自净容量:由于沉降、生化、吸附等物理、化学和生物作用,给定水域达到水质目标所能自净的污染物量称为自净容量。自净容量是反映水体对污染物的自净能力,也称同化容量。自净容量是水环境容量中最重要的组成部分,河流水环境容量的计算关键在于自净容量的计算。它是可不断再生的量。 河流是我国最常见、最基本的纳污水域。河流的水环境容量占在我国的很大的比重。污染物进入河流后,在一定范围内经过平流输移、纵向离散和横向混合后达到充分混合,或者根据水质管理的精度要求,允许不考虑混合过程而假定在

SPC常用计算方法

SPC常用计算方法 SPC基础知识及常用计算方法 SPC基础知识 一、 SPC定义: 1、 SPC——统计制程管制:是指一套自制程中去搜集资料,并加以统计分析,从分析中去发气掘制程的异常,立即采取修正行动,使制程恢复正常的方法。 也就是说:品质不应再依赖进料及出货的抽样检验,而应该采取在生产过程中,认良好的管理方法,未获得良好的品质。 2、良好品质,必须做到下面几点: ①变异性低 ②耐用度 ③吸引力 ④合理的价格 3、变异的来源:大概来自5个方面: ①机器②材料③方法④环境⑤作业人员 应先从机器,材料方法,环境找变异,最后考虑人。 4、 SPC不是一个观念,而是要行动的 步骤一、确立制程流程——首先制程程序要明确,依据制程程序给制造流程图,并依据流程图订定工程品质管理表。 步骤二、决定管制项目——如果把所有对品质有影响的项目不论大小,轻重缓急一律列入或把客户不很重视的特性一并管制时,徒增管制成本浪费资料且得不赏失,反之如果重要的项目未加以管制时,则不能满足设计者,后工程及客户的需求,则先去管制的意义。 步骤三、实施标准化——欲求制程管制首先即得要求制程安定,例如:在风浪很大的船上比赛乒乓球,试部能否确定谁技高一筹,帮制程作业的安定是最重要的先决条件,所以对于制程上影响产品口质的重要原因,应先建立作业标准,并透过教育训练使作业能经标准进行。 步骤四、制程能力调查——为了设计、生产、销售客户满意且愿意购买的产品,制造该产品的制程能力务必符合客户的要求。因此制程的能力不足时,必顺进行制程能力的改善,而且在制程能力充足后还必须能继续,所以在品质管理的系统中制程能力的掌握很重要。 步骤五、管制图运用——SPC的一个基本工具就是管制图,而管制图又分计量值管制图与计数值管制图。 步骤六、问题分析解决——制程能力调查与管制图是可筛提供问题的原因系由遇原因或非机遇原因所造成,但无法告知你确切的原因为何及如何解决决问题?解决问题?而问题的解决技巧,在于依据事实找出造成变异的确切原因,并提此对策加以改善,及如何防止再发生。 步骤七、制程之继续管制——经过前6个步骤,人制程能力符合客户的要求,且管制图上的点未出管制界限时,则可将此管制界限沿有作为制程之继续管制,但当制程条件如有变动时,如机器,材料,方法等产生异动时,则须回到步骤三,不可沿原先之管制界限。 SPC的应用步骤其流程图如下: Ca制程准确度 Cp制程精密度 Cpk制程能力指数 二、管制图的运用 管制图的种类又依数值资料是计量值或计数值者,划分为二大类即计量值管制图与计数值管制图,计量值管制图不但只告诉你制程有问题了,还可以告诉你制程在什么地方出了问题,是中心值产生了问题还是变异量产生了问题。而在计量值管制图应用不便或应用时,则可采用计数值

环境容量

1.面积法 游人容量的计算公式为: 瞬时容量=空间面积/单位规模指标 日容量=瞬时容量×日周转率 年容量=日容量×年可游天数 计算结果见下表: (1)按风景名胜区各区分类面积计算 东湖风景名胜区游人容量计算表一 东湖风景名胜区游人容量计算表二 2.线路法 到规划期末(2020年),东湖风景名胜区的游览性道路总面积约238240平方米,按人均占有道路面积10平方米计,计算结果见下表: 按游览道路总面积计算: 东湖风景名胜区游人容量计算三

分析并满足该地区的生态允许标准、游览心理标准、功能技术标准等因素而确定。并应符合下列规定: 1.生态允许标准应符合表3.5.1的规定; 2.游人容量应由一次性游人容量、日游人容量、年游人容量三个层次表示。 (1) 一次性游人容量(亦称瞬时容量),单位以“人/次”表示; (2)游人容量,单位以“人次/日”表示; (3)游人容量,单位以“人次/年”表示。 3.游人容量的计算方法宜分别采用:线路法、卡口法、面积法、综合平衡法,并将计算结果填入表3.5.1.1: 表3.5.1.1 游人容量计算一览表(1) 游览用地名称(2) 计算面积(m2) (3) 计算指标(m2/人) (4) 一次性容量(人/次) (5) 日周转率(次) (6) 日游人容量(人次/日) (7) 备注 4.游人容量计算宜采用下列指标:(1)线路法:以每个游人所占平均道路面积计,5-10m2/人。(2)面积法:以每个游人所占平均游览面积计。其中:主景景点:50-100m2/人(景点面积);一般景点:100-100m2/人(景点面积);浴场海域:10-20m2/人(海拔0~-2以内水面);浴场沙滩:5-10m/人(海拔0~+2m以内沙滩)。

河流、湖泊、水库、湿地水环境容量计算模型

水环境容量计算模型 1)河流水环境容量模型 水环境容量是在水资源利用水域内,在给定的水质目标、设计流量和水质条件的情况下,水体所能容纳污染物的最大数量。按照污染物降解机理,水环境容量W 可划分为稀释容量W 稀释和自净容量W 自净两部分,即: W W W =+稀释自净 稀释容量是指在给定水域的来水污染物浓度低于出水水质目标时,依靠稀释作用达到水质目标所能承纳的污染物量。自净容量是指由于沉降、生化、吸附等物理、化学和生物作用,给定水域达到水质目标所能自净的污染物量。 河段污染物混合概化图如图。根据水环境容量定义,可以给出该河段水环境容量的计算公式: 图 完全混合型河段概化图 0()i si i i W Q C C =-稀释 i i si i W K V C =??自净 即:0()i i si i i i si W Q C C K V C =-+?? 考虑量纲时,上式整理成: 086.4()0.001i i si i i i si W Q C C K V C =-+?? 其中: 当上方河段水质目标要求低于本河段时:0i si C C = 当上方河段水质目标要求高于或等于本河段时:00i i C C =

式中:i W —第i 河段水环境容量(kg/d ); i Q —第i 河段设计流量(m 3/s ); i V —第i 河段设计水体体积(m 3); i K —第i 河段污染物降解系数(d -1); si C —第i 河段所在水功能区水质目标值(mg/L ); 0i C —第i 河段上方河段所在水功能区水质背景值 (mg/L ),取上游来水浓度。 若所研究水功能区被划分为n 个河段,则该水功能区的水环境容量是n 个河段水环境容量的叠加,即: 1n i i W W ==∑ 01131.536()0.000365n n i si i i i i i i W Q C C K V C ===-+??∑∑ 式中:W —水功能区水环境容量(t/a ); 其他符合意义和量纲同上。 2)湖泊、水库水环境容量计算模型 有机物COD 、氨氮的水环境容量模型: 在目前国内外的研究中,多采用完全均匀混合箱体水质模型来预测水库水体长期的动态变化,即将水库视为一个完全混合反应器时,有机物的容量计算模型可以用水体质量平衡基本方程计算。水库中有机物容量模型如下: C t kV S t C t Q t C t Q dt dc c out in in )()()()()(V(t)++?-?= 假设条件:水量为稳态,出流水质混合均匀。 式中:V(t)——箱体在t 时刻的水量,m 3; dt dc ——箱体水质参数COD 、氨氮的变化率; )(t Q in ——t 时刻水库的入流水量,m 3/a ; )(t Q out ——t 时刻水库的出流水量,m 3/a ;

环境统计6

第六次作业 1、分发统一的含铜0.100mg/L的样品到六个实验室,各实验室5次测定值如表1,试比较不同实验室之间是否存在显著性差异? 表1 6个实验室测定结果比较 实验室铜测定值(mg/L) 10.0980.0990.0980.1000.099 20.0990.1010.0990.0980.097 30.1010.1010.1010.1010.102 40.1000.1000.0970.0970.095 50.0980.0940.1020.1000.100 60.0980.0940.0980.0980.098解:单因素方差分析 (1)H0: 不同实验室之间不存在差异 H A:. 不同实验室之间存在差异。 (2)确定显著水平α=0.05 (3)计算 进行F 检验,P=0.017 由此判断组间差异极显著 为了确定各个实验室之间的差异是否显著,需要进行多重比较。结果表明3与1、2、4、5、6差异显著。其余差异不显著。 2、用3种方法测定水中硫酸盐含量,结果如表2,问3种方法测定结果是否有显著性差别?

表2 3种方法测定水中硫酸盐含量 甲法乙法丙法 279229210 334274285 303310117 378 198 解:组内观测次数不相等的方差分析 (1)H0: 3种方法测定结果没有显著性差别 H A: 3种方法测定结果有显著性差别 (2)确定显著水平α=0.05 (3)计算 进行F 检验,P=0.212 组间差异无显著性差异 3、某地区通过大量饮用水源调查得知,压力井细菌总数合格率为63%,先抽查压水井水样80份,细菌总数合格的58份,合格率为72.5%。问这批抽查水样的合格率与大量调查的合格率有无显著性差别? 解:进行适合性检验 (1)H0: 这批抽查水样的合格率与大量调查的合格率无差别。 H A:.这批抽查水样的合格率与大量调查的合格率有差别。 (2)确定显著水平α=0.05 (3)计算

水污染控制工程习题

1.试分析水资源与水的自然循环的关系。 2.试分析水体污染与水的社会循环的关系,以及产生水体污染的根本原因。 3.试述水污染控制工程在水污染综合防治中的作用和地位。 4.试述水污染控制工程在水污染综合防治中的作用和地位。 5.水体自净能力、水环境容量与水污染控制工程有怎样的关系?试举例说明之 6.试归纳污染物的类别、危害及相应的污染指标。 7.含氮有机物的好氧分解过程分氰化和硝化两个阶段,这两个阶段能否同时进行,为什么?生活污水水质指标中BOD5是和哪个阶段的需氧量相对应? 8.试简述BOD、COD、TOD、TOC的内涵,根据其各自的内涵判断这四者之间在数量上会有怎样的关系,并陈述其原因。 9.废水处理系统的作用是什么?它与处理单元及核心单元、核心设备间有怎样的关系? 10.什么是废水处理的级别?对于城市污水而言,通常有怎样的级别划分? 11.为什么要对废水进行预处理?通常有哪几种具体的预处理方法? 12.某企业生产废水排放量为60m3/h,其浓度变化为每8h一周期,每周期内的小时浓度为30、80、90、140、 60、50、70、100mg/L。试求将其浓度均和到70mg/L所需要的均和池容积及均和时间。 13.某酸性废水的pH值逐时变化为4.5、5、6.5、5、7,其水量的逐时变化依次为5、6、4、7、9m3/h,废水排放标准为pH=6~9,问完全均和后是否满足排放标准的要求? 14.试说明沉淀有哪几种类型?各有何特点,并讨论各种类型的内在联系与区别,各适用在哪些场合?15.设置沉砂池的目的和作用是什么?曝气沉砂池的工作原理与平流式沉砂池有何区别? 16.水的沉淀法处理的基本原理是什么?试分析球形颗粒的静水自由沉降(或浮上)的基本规律,影响沉淀或浮上的因素有哪些? 17.水中油珠的密度ρs=800kg/m3,直径众=50μm,求它在20℃水中的上浮速度? 18.某废水的静置沉降试验数据如下表,试验有效水深H=1.8m,污水悬浮物浓度C0=300mg/L,试求u0= 19.悬浮物浓度为430mg/L的有机废水进行絮凝沉降试验,实验数据如下表,试求沉降时间为60min、深度为1.8m时的悬浮物总去除率。 20.沉砂地的作用是什么?曝气沉砂沧的工作原理与平流式沉砂池有何区别?

水环境容量估算

根据《规划环境影响评价技术导则 总纲》(HJ 130-2014),规划环评应“在充分考虑累积环境影响的情况下,动态分析不同规划时段可供规划实施利用的资源量、环境容量及总量控制指标”。本章就上述内容展开分析。 14.1 环境容量分析 14.1.1 水环境容量估算 《规划环境影响评价技术导则 总纲》(HJ 130-2014)中未详细给出环境容量的计算方法,故本次评价参考《开发区区域环境影响评价技术导则》(HJ /T 131-2003)附录B 的2.4条和2.5条,采用水质模型建立污染物排放和受纳水体水质之间的输入响应关系,并应考虑多点排污的叠加影响,以受纳水体水质按功能达标为前提,估算其最大允许排放量。 14.1.1.1 估算指标 按照各级环境保护规划,国家将化学需氧量(COD )、氨氮(NH 3-N )作为水污染物总量控制指标,因此本次水环境容量估算的指标也定为上述两项。 14.1.1.2 控制单元划分及其所对应的环境功能区划 水环境容量计算的控制单元一般是在综合考虑混合过程段长度及重点污染源排放口、大型水工构筑物、水质控制断面等因素的基础上进行划分。河流岸边排污的混合过程段长度计算采用如下公式: ()()()2 1 0065.0058.06.04.0gHI B H Bu a B L +-= 式中:L ——混合过程段的长度,m B ——河流宽度,m H ——平均水深,m I ——平均坡度,无量纲 u ——平均流速,m /s a ——排放口到岸边的距离,m

根据其水文参数,滃江干流枯水期岸边排放污染物情况的混合过程段长度计算结果如表14.1-1所示。 表14.1-1滃江干流岸边排放污染物情况的混合过程段长度计算一览表 清远华侨工业园的废水排放受纳水体最终均为滃江。根据调查,园区附近的滃江干流上主要建有3座低水头径流式水电站,分别为红桥水电站、英华水电站及狮子口水电站;此外,大镇水汇入口处为滃江干流的水质交界断面,该断面上游江段的水质控制目标为Ⅲ类,其下游江段的水质控制目标为Ⅱ类。清远华侨工业园内的东华镇污水处理厂排污口位于滃江一级支流虾公坑,规划建设的英华污水处理厂和五石污水处理厂排污口均拟设于省道347线跨江大桥至英华水电站之间的江段附近。根据上述情况,本次水环境容量估算的控制单元定为以下5段: (1)滃江干流自红桥水电站至省道347线跨江大桥之间的江段,河流长度约为6.3 km(因前述计算出的混合过程段长度约为4.6 km,故以下计算中本单元长度取为4.6 km),末端断面水质控制目标为Ⅲ类。 (2)滃江干流自省道347线跨江大桥至英华水电站之间的江段,河流长度约为4.5 km,末端断面水质控制目标为Ⅲ类。 (3)滃江干流自英华水电站至虾公坑汇入口之间的江段,河流长度约为4.9 km(因前述计算出的混合过程段长度约为4.6 km,故以下计算中本单元长度取为4.6 km),末端断面水质控制目标为Ⅲ类。 (4)滃江干流自虾公坑汇入口至大镇水汇入口之间的江段,河流长度约为3.4 km,末端断面水质控制目标为Ⅱ类。 (5)滃江干流自大镇水汇入口至楣头(该处有跨滃江桥梁)之间的江段,河流长度约为5.4 km(因前述计算出的混合过程段长度约为4.6 km,故以下计算中本单元长度取为4.6 km),末端断面水质控制目标为Ⅱ类。

环境影响评价 常用计算系数

环境影响评价必须掌握的方法 计算系数 烧一吨煤,产生1600×S%千克SO2,1万立方米废气;产生200千克烟尘。 烧一吨柴油,排放2000×S%千克SO2,1.2万立米废气;排放1千克烟尘。 烧一吨重油,排放2000×S%千克SO2,1.6万立米废气;排放2千克烟尘。 大电厂,烟尘治理好,去除率超98%,烧一吨煤,排放烟尘3-5千克。 普通企业,有治理设施的,烧一吨煤,排放烟尘10-15千克; 砖瓦生产,每万块产品排放40-80千克烟尘;12-18千克二氧化硫。 规模水泥厂,每吨水泥产品排放3-7千克粉尘;1千克二氧化硫。 乡镇小水泥厂,每吨水泥产品排放12-20千克粉尘;1千克二氧化硫。 【物料衡算公式】 1吨煤炭燃烧时产生的SO2量=1600×S千克;S含硫率,一般0.6-1.5%。若燃煤的含硫率为1%,则烧1吨煤排放16公斤SO2 。 1吨燃油燃烧时产生的SO2量=2000×S千克;S含硫率,一般重油 1.5-3%,柴油0.5-0.8%。若含硫率为2%,燃烧1吨油排放40公斤SO2 。 排污系数:燃烧一吨煤,排放0.9-1.2万标立方米燃烧废气,电厂可取小值,其他小厂可取大值。燃烧一吨油,排放1.2-1.6万标立方米废气,柴油取小值,重油取大值。 【城镇排水折算系数】 0.7~0.9,即用水量的70-90%。 【生活污水排放系数】采用本地区的实测系数。。 【生活污水中COD产生系数】60g/人.日。也可用本地区的实测系数。 【生活污水中氨氮产生系数】7g/人.日。也可用本地区的实测系数。使用系数进行计算时,人口数一般指城镇人口数;在外来较多的地区,可用常住人口数或加上外来人口数。 【生活及其他烟尘排放量】 按燃用民用型煤和原煤分别采用不同的系数计算: 民用型煤:每吨型煤排放1~2公斤烟尘 原煤:每吨原煤排放8~10公斤烟尘 【工业废气排放总量计算】 1.实测法 当废气排放量有实测值时,采用下式计算: Q年= Q时× B年/B时/10000 式中: Q年——全年废气排放量,万标m3/y; Q时——废气小时排放量,标m3/h;

环境统计主要计算方法

工业污染物排放统计方法 工业企业环境统计工作中对废气、废水和固体废物及所含污染物产生量、排放量的计算通常采用三种方法,即实测法、物料衡算法和产排污系数法。 1、实测法 实测法是通过监测手段或国家有关部门认定的连续计量设施,测量废气、废水的流速、流量和废气、废水中污染物的浓度,用环保部门认可的测量数据来计算各种污染物的产生量和排放总量的统计计算方法。 G=KC i Q 式中:G——污染物产生量或排放量; Q——介质流量; C i——介质中i污染物浓度; K——单位换算系数。 浓度和流量的单位不一致时,单位换算系数K取不同的值。废水中污染物的浓度单位常取mg/L,系数K取10-3;废气中污染物的浓度一般取mg/L,系数K取10-6。 实测法的基础数据主要来自于环境监测站。监测数据是通过科学、合理地采集样品、分析样品而获得的。监测采集的样品是对监测的环境要素的总体而言,如采集的样品缺乏代表性,尽管测试分析很准确,不具备代表性的数据也毫无意义。监测样品的代表性由以下环节来决定:(1)采样点的布设。应充分考虑采样点的代表性,满足概率随机性的要求,尽量减少主观误差。废水污染物的监测要求,一类污染物一律在各车间或车间处理设施排放口取样监测;二类污染物在企业各个废水排放口取样监测。 (2)采样时问和频率。应根据监测的目的及监测组分的时间变化而定。污染源的监测频率要求一年监测2~4次,每次间隔时间不得少于1个月;一般监测两次(在正常生产条件下),上半年和下半年各监测一次。 (3)样品的完整性。数据的完整性取决于采集到的样品的完整性,只有对所有采样点采集到的全套样品进行监测分析,才能得到完整的监测数据。 (4)监测数据的可比性。要使监测数据具有可比性,常采用的办法是使用标准样品(又称标准物质)和国家认可的环境监测分析方法。使用国家级标准样品可以使监测结果在很大范围内准确可比,使用国家认可的环境监测分析方法可减少系统误差,增加监测数据之间的可比性。 因受现有监测技术和监测条件的约束,实测法有一定的局限性。这主要是目前除了重点污染源有比较准确的监测数据外,其他多数非重点污染源不能得到有效的监测;而且很多重点污染源还未实现连续监测,监测结果的代表性有待提高。 例某炼油厂年排废水2万t,废水中废油浓度C油为500mg/L,COD浓度C COD为300mg/L,水未处理直接排放。计算该厂废油和COD的年排放量。 解:G油=K C油Q =10-6×500×2×104 =10(t) G COD=K C COD Q =10-6×300×2×104 =6(t) 例某冶炼厂排气筒截面0.4m2,排气平均流速12.5m/s,实测所排废气中SO2平均浓度12mg/m3,

环境统计指标体系编制说明.doc

“十二五”环境统计指标体系编制说明 2011年9月

一、背景情况 环境统计是环境管理的一项重要内容和基础工作。1980年11月,为了加强环境管理,掌握环境污染、治理情况和环境保护工作开展情况,为制定相关政策、编制规划和开展管理工作服务,国务院环境保护领导小组办公室在北京主持召开了全国第一次环境统计工作会议,针对我国县及县以上工业“三废”排放,及其治理情况和环保队伍自身建设、工作发展情况开展环境统计,这标志着我国环境统计工作的起步和环境统计报表制度的建立。 经过30多年的不断探索和完善,环境统计已经在为各级政府制定社会经济和环境保护方针政策,开展各项环境管理工作,向社会提供环境保护情况信息等方面都发挥了十分重要的作用。而且已经初步形成了较为系统、完整的部门统计体系。 现行的环境统计报表制度,包括环境统计综合报表、环境统计专业报表制度和环境统计年报工作技术要求等一系列文件。其中,环境统计综合报表和环境统计专业报表制度是核心内容。 环境统计综合年报制度的实施范围为有污染排放的工业企业、医院、城镇生活及其他排污单位、实施污染物集中处置的危险废物集中处置厂和城市污水处理厂等。环境统计综合年报制度由16张年报表、5张季报表、351项指标组成,主要统计内容为企业污染物排放和环境治理设施运行情况。 环境统计专业年报制度的实施范围是除核安全和外事(单独统

计)以外的所有环境保护业务部门的工作,包括环保系统能力建设,污染防治、生态保护、环境法制和监督执法,环境监测、科技标准、环境影响评价等环境管理工作情况。“十一五”环境统计专业报表制度由22张年报表、7张季报表、639项指标组成。 环境统计报表按年度每年初上报一次。其中综合报表由企业和相关单位填报,各级环保部门逐级汇总上报;专业报表由各级环保部门的主管业务部门统计填报并逐级上报。国家环境统计年报和公报在完成全国环境统计数据汇总之后,一般在六五世界环境日前发布。 随着环境管理工作的不断深入,尤其是“十一五”期间主要污染物总量减排工作的推动,环境统计数据质量引起各级领导和各相关方面更高的重视与关注,环境统计工作得到了明显的强化和提高。 二、修改的必要性 “十二五”期间我国将进一步推进主要污染物总量减排工作,各项环境管理工作也在不断深入和实行量化管理,对环境统计的要求也将越来越高,从而使环境统计面临着严峻的挑战和良好的发展机遇。 近年来,环境统计工作虽然不断进行积极的探索和必要的调整,但从总体上看,主要统计指标体系、技术体系和管理模式仍沿用上世纪九十年代甚至更早期的做法,而且由于长期以来环境统计能力建设和工作基础薄弱、方法相对落后,加之客观上存在统计对象种类多、差异大、变化快、数据获取难等具体困难,尤其是一部分企业和地方,为了应付各种检查和考核,人为调整数据,更使得数据质量受到严重影响,许多方面已不能适应当前环境保护工作的需要,改革势在必行。

地表水水环境容量计算方法回顾与展望_董飞

第25卷第3期 2014年5月水科学进展ADVANCES IN WATERSCIENCE Vol.25,No.3May ,2014 地表水水环境容量计算方法回顾与展望 董飞1,2,刘晓波1,2,彭文启1,2,吴文强 1,2(1.中国水利水电科学研究院水环境研究所,北京100038; 2.流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京100038) 摘要:为厘清中国地表水水环境容量计算方法演变历史,探讨计算方法发展趋势,在系统调研大量水环境容量研 究文献基础上,详细梳理水环境容量从概念引入到研究至今的过程,归纳出中国地表水水环境容量研究过程中产 生的五大类计算方法:公式法、模型试错法、系统最优化法(线性规划法和随机规划法)、概率稀释模型法和未确 知数学法。解析了各类方法的基本思路、产生过程及应用进展,评述了各类方法的优缺点及适用范围。通过与国 外水环境容量计算方法的比较,基于水环境系统复杂性及中国水资源管理特点与应用需求,认为中国应强化对概 率稀释模型法、未确知数学法及随机规划法等3种方法的研究和改进。 关键词:地表水;水环境容量;计算方法;概率稀释模型;系统最优化;未确知数学 中图分类号:TV131,X143;G353.11文献标志码:A 文章编号:1001- 6791(2014)03-0451-13收稿日期:2013- 10-11;网络出版时间:2014-04-10网络出版地址:http ://https://www.docsj.com/doc/543342198.html, /kcms /detail /32.1309.P.20140410.0950.010.html 基金项目:国家自然科学基金资助项目(51209230);水体污染控制与治理科技重大专项(2013ZX07501- 004)作者简介:董飞(1983—),男,山东淄博人,博士研究生,主要从事流域容量总量控制理论与方法等研究。 E-mail :dongfei99999@https://www.docsj.com/doc/543342198.html, 通信作者:彭文启,E- mail :pwq@https://www.docsj.com/doc/543342198.html, 环境容量是环境科学的基本理论问题之一,是环境管理的重要实际应用问题之一[1]。水环境容量是环 境容量的重要组成部分,是容量总量技术体系的核心内容之一。随着中国水环境管理体系从浓度控制、目标 总量控制向容量总量控制的转变,实现流域水质目标管理 [2]与水功能区限制纳污红线管理[3],水环境容量理论及计算方法研究的重要性更加凸显。 早在20世纪70年代后期,随着环境容量概念的引入,中国学者即开始了对水环境容量的研究[4]。在经 过短时期的对水环境容量基本概念的强烈争论后,迅速实现从基本理论到实际应用,从定性研究到定量化计 算的转变[5];同时注重吸收欧美等国的研究成果[6]。随着研究的不断深入,特别是水环境数学模型应用及 计算机技术的不断进步,逐渐形成了公式法 [7]、系统最优化法[5]、概率稀释模型法[6]、模型试错法[8]等计算方法,盲数理论等不确定性数学方法也引入其中[9]。在地表水方面,水环境容量计算中所用的水环境数学模型从Streeter- Phelps 简单模型[5]发展到WASP 、Delft 3D 等大型综合模型软件[10],计算区域从河段、河流发展到河口、湖库、河网、流域[11],计算维数从一维发展到二维和三维[12],计算条件从稳态发展到动 态[13],所针对的污染物从易降解有机物、重金属发展到营养盐等[7]。近年来,常见关于水环境容量总体研究进展的文献 [14-15],然而未有专门系统论述水环境容量计算方法研究进展的文献;同时,文献中通常将中国水环境容量计算方法分为3类或4类 [8,10],笔者认为这难以对水环境容量计算方法作全面概括,本研究旨在弥补这一不足。以地表水水环境容量为重点,兼顾海洋水环境容量,大量调研中外文献,系统研究中国在地表水水环境容量计算方面从起步到当前的各种方法;同时对照欧美国家的计算方法,对中国地表水水环境容量计算方法进行重新归类。在解析各类计算方法研究及应用情况的基础上,对各类计算方法的优缺点及适用范围作了评述。在比较分析国内外计算方法特征的基础上,结合各类计算方法对复杂水环境系统的适应性及中国水资源管理特点对水环境容量计算的需求,对中国今后地表水水环境容量计算方法的发展趋势作了展望。DOI:10.14042/https://www.docsj.com/doc/543342198.html,ki.32.1309.2014.03.020

环境统计系统-常见问题0124

常见问题汇总V1.1 登陆问题 一、登陆网址问题 企业的登录用户名和密码问区县要!!!!! 环保单位用户登录地址:http://10.100.249.42/htweb 登录地址、用户名和密码ht2017都与环统名录库保持一致。 企业用户登录地址:http://114.251.10.129/htqy https://www.docsj.com/doc/543342198.html,/htqy/#/login 用户名由企业名录库管理导出,和环保单位默认密码相同。 二、用户名和密码错误 首先确定网址、账户名、密码是否正确,如果还是登录不上,让区县环保局重置密码。 提交问题 一、提示氨氮小于总氮保存不了 解决办法:把总氮也核算了,可以用氨氮的系数。 二、燃料煤消耗量存在,则基101续(二)二氧化硫等应该

存在 废气的污染物没核算,到核算界面把废气的污染物核算了。 三、废水:只有废水排放量,没有任何污染物排放量 废水只核算了废水排放量,废水污染物没核算,到核算界面把废水污染物核算了。 四、【排污许可证编码】前18位与【统一社会信用代码】 不一致 排污许可证编码只填国家发的,不填地方发的。 五、基101续表(一)原辅材料和产品情况填不了 火电、水泥、钢铁、造纸都在相应的102/102/104/105表里填写 六、治理设施数和治理设施处置能力不能填写 需要把下面的填写完成后,自动算出。

七、企业不是自备电厂,默认选为自备电厂? 不是自备电厂不用管,点击核算,弹出提示直接选是。 八、企业填写了基102表/基103表/基104表后进入核算, 核算完成并保存成功后,对应基表中没有数据确认是否选择了对应102、103、104的工序,只有在对应的工序下核算才能将数据同步至基表中,对应关系如下: 基102表--->电站锅炉(行业代码为4411、4412、4417、4419)、自备电厂(行业代码非4411、4412、4417、4419) 基103表--->熟料生产(水泥行业) 基104表--->烧结(对应基104表中的烧结机)、球团(对应基104表中的球团设备) 审核问题 一、审核里没有退回按钮

风景区环境容量计算方法

风景区环境容量计算方法 风景区的环境容量是指一定地域范围内的风景名胜区所拥有的景观资源对游人的容纳量。这种容纳量对一个风景区来说是固有的,容纳量的大小是衡量一个风景区具有多大的景观内涵,是否具有开发价值和发展前景的一个重要因素。 环境容量的估算方法可分为面积容量法、游线容量法、生态容量法及卡口容量法等。 1、面积容量法 面积容量法与风景资源类型、风景资源界面的大小、风景资源内涵以及地形地貌相关。范围越大、风景资源内涵越丰富、地形地貌越有利于开发,则风景容量越大,反之就越小。风景容量是一个风景区所能达到的最大的环境容量,是不可变的,可以用技术参数来估算。该方法适用于地势较平坦的前区即综合配套区及河滩地带。 计算公式: C = A/a (C—游览区合理环境容量A—景区可游面积,除去湿地和周边保护地a—每人适当游览面积) 可游面积(公顷)=总面积(公顷)×可游比例30% 环境容量(人)=可游面积(公顷)/人均适当游览面积(米2/人) 2、游线容量法 游线容量法与风景区的道路性质、长度、宽度有关。该方法适合于地势较陡、成线性布局的景点。 计算公式: N = H/A

(N—合理容量H—游线长度A—人均游线面积) 线路推算法中区域游人容量取人均单位规模指数5—10米2/人。 3、生态容量法 生态容量法是规划人员在合理地考虑保护风景资源的情况下,用生态压力指标,制定出的容量。生态容量法的估算受景区本身的地域环境、风景资源内涵,生态指标、规划管理部门对保护景区的要求等因素的影响。生态压力表示景区在生态环境不受到破坏的情况下,所允许的最高游人量。规划中取生态压力指标为 1."0— 2."0人/公顷。 计算公式: O = S ×d (O—生态容量S—景区可直接游览面积d—生态压力指标) 景区可直接游览面积=景区的总面积×50%—70% (4)卡口容量法 卡口容量法的估算,是在风景区规划完成,游览方式和游路组织确定后进行的。 卡口容量法受风景区的地形地貌,游览方式、游览组织、交通运输工具等的影响,单位以“人次/单位时间”表示。

相关文档
相关文档 最新文档