水污染控制课程论文
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浅谈城市水环境治理及污染防治对策论文5篇范文第一篇:浅谈城市水环境治理及污染防治对策论文浅谈城市水环境治理及污染防治对策论文(精选3篇)无论在学习或是工作中,大家都跟论文打过交道吧,论文是指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章。
相信很多朋友都对写论文感到非常苦恼吧,以下是小编为大家收集的浅谈城市水环境治理及污染防治对策论文(精选3篇),仅供参考,大家一起来看看吧。
浅谈城市水环境治理及污染防治对策论文1摘要:我国经济的发展使得人类活动和工业发展增强,与此同时也使得城市水污染问题增加,影响着人们的正常生活与工作。
所以,通过对城市水污染现状以及治理的对策进行分析,能够有效控制水污染的源头和进程,也能够实现我国社会可持续发展的目标。
当前,需要对城市水污染的原因和现状进行分析,其中还存在着治理意识不到位、污染缺乏监督、技术落后等情况,所以通过有效的防治能够提升城市健康发展,推动城市经济进步。
关键词:城市;水污染;现状;治理;对策引言我国是人口大国,用水量也十分巨大,在随着城镇化的不断发展下,我国各行各业都加大了城市用水量。
水是人类赖以生存的技术,在城市的各个环节的发展都都离不开水资源的有效应用。
但是我国目前的水资源比较匮乏,在当前的情况下如何解决城市水污染的问题是当务之急,同时也要减轻生活污水问题,通过有效的治理给国家经济和人民生活提供帮助。
1城市水资源污染现状目前我国水资源匮乏情况已经十分严重,全国有超过一半的地区存在着缺水现象,这样给城市的发展和居民的正常生活工作带来了巨大的影响。
同时,我国很多城市居民的正常用水出现问题,在水资源分配不均衡的情况下,加大了城市水污染的情况。
首先,我国城市水污染的范围比较大,在经济不断发展的过程中,很多城市的污水排放量在增加,使更多的污水排放进清洁水内。
很多江河湖泊已经遭受着污染,发生水质变质,当前的污水排放管理模式不能有效的治理,使得我国水资源污染状况加深。
【精编完整版】水污染控制工程毕业论文-河南城建学院《水污染控制工程》课程设计姓名班级学号课程名称指导教师市政与环境工程学院前言我国污水处理产业发展进步较晚,建国以来到改革开放前,我国污水处理的需求主要是以工业和国防尖端使用为主。
改革开放后,国民经济的快速发展,人民生活水平的显著提高,拉动了污水处理的需求。
进入二十世纪九十年代后,我国污水处理产业进入快速发展期,污水处理需求的增速远高于全球水平。
伴随着污水处理市场的快速发展,我国污水处理产量也结束了长期徘徊的局面,实现了高速增长。
污水处理厂是从污染源排出的污(废)水,因含污染物总量或浓度较高,达不到排放标准要求或不适应环境容量要求,从而降低水环境质量和功能目标时,必需经过人工强化处理的场所。
一般分为城市集中污水处理厂和各污染源分散污水处理厂,处理后排入水体或城市管道。
处理厂的处理工艺流程是有各种常用或特殊的水处理方法优化组合而成的,包括各种物理法、化学法和生物法,要求技术先进,经济合理,费用最省。
设计时必须贯彻当前国家的各项建设方针和政策。
因此,从处理深度上,污水处理厂可能是一级、二级、三级或深度处理。
污水处理厂设计包括各种不同处理的构筑物,附属建筑物,管道的平面和高程设计并进行道路、绿化、管道综合、厂区给排水、污泥处置及处理系统管理自动化等设计,以保证污水处理厂达到处理效果稳定,满足设计要求,运行管理方便,技术先进,投资运行费用省等各种要求。
目录第一章设计说明书 (2)第一节设计目的和内容 (3)第二节基本资料 (2)第三节污水处理工艺流程及主要设备说明 (7)第四节污水厂平面及高程布置 (12)第二章设计计算书 (14)第一节格栅间和泵房 (14)第二节沉砂池 (17)第三节初沉池 (19)第四节曝气池 (23)第五节二沉池 (26)第六节接触消毒间 (28)第七节污泥的处理 (31)第八节高程计算 (36)第三章设计总结 (40)第四章参考资料 (41)附:污水处理厂平面布置图污水处理厂高程布置图第一章设计说明书第一节设计目的和任务1目的:污水处理课程设计的目的在于加深理解所学专业知识,培养运用所学专业知识的能力,在设计、计算、绘图方面得到锻炼。
水污染控制技术论文范文随着工业化进程的不断推进,水污染的覆盖面也随之不断扩大,这给环境造成了严重的破坏,下面是小编精心推荐的水污染控制技术论文范文,希望你能有所感触!水污染控制技术论文范文篇一水污染及其控制方法【摘要】水是人类生产生活中必不可少的宝贵资源,因此水体一旦受到污染,不仅使水资源的数量、质量下降,直接或间接地危及人类的生存和发展,而且污染后的水体也很难再得到恢复和控制。
本文主要对水体污染的类型特征及我国的水污染现状进行了综合评述,简要的阐明了水污染可能会带来的危害及水污染的常规处理方法,并就目前水污染防治过程中所面临的困难提出几点建议。
【关键词】水体污染;现状;危害;防治;控制方法1、水体污染及其类型1.1 水体污染[1]水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和自净能力即水体的环境容量,破坏了水中固有的生态系统,破坏了水体的功能及其在人类活动和生产中的作用,降低了水体的使用价值和功能的现象。
我国水污染具有影响地域广、持续时间长、水质季节性变化、污染类型复杂等普遍特征。
1.2 水污染现状近年来,我国江河、湖泊和海域普遍遭受不同程度的污染,各种类型的水污染事件更是不断地发生。
如2004年2月在四川沱江发生严重氨氮超标排放事件,工业废水不合格排放致使大量鱼类死亡,100多万人饮水受到影响,直接经济损失超过3亿元;2005年11月,中石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸,苯类污染物泄露流入第二松花江,造成水质污染[2]。
当然,我们也采取了很多措施来缓解我国水污染严峻的状况,如从1998年开始的“淮河水专项”,到今天为止已经坚持了16年之久。
1.3 水体污染的类型[1]从污染成因上来看,水体污染可以分为自然污染和人为污染。
从污染源来看,水体污染可分为点源污染和面源污染。
从污染的性质来看,水体污染可分为物理性污染、化学性污染和生物性污染。
2、水体污染的危害水体污染将直接降低生活饮用水的品质,影响人类健康,并对水生生物的生存环境造成不同程度的破坏,影响工农业生产的正常进行,进而导致水生态失衡、生态系统退化,产生一系列的社会生态问题,并且直接影响到社会的安全稳定和经济的正常运转。
打印研究性学习——水污染论文5篇第一篇:打印研究性学习——水污染论文水污染的原因与治理水是我们生命的源泉,水也是一切生物赖以生存的基本条件之一,更是人类生存和发展的重要条件。
地球上的生命最初是在水中出现的。
水是所有生命体的重要组成部分。
人体中水占体重的70%;水是维持生命必不可少的物质,人对饮用水还有质量的要求,如果水中缺少人体必需的元素或有某些有害物质,或遭到污染水质,达不到饮用要求,对人体的健康有伤害。
水是地球上万物的命脉所在,水滋润万物、哺育生命、创造文明。
中国水资源的分布极其不均匀。
中国的人均水资源占有量低于500立方米,远远低于国际公认的人均所需1000立方米的临界值。
北方许多大中城市因缺水造成工厂停产或限产,损失的年产值达1200亿元,南方一些城市也陆续出现水荒。
目前全国600多座城市中,有300多家缺水,其中严重缺水的有108个,缺水量约为1000万吨/天左右。
几百万人生活用水紧张。
有人说,地球的颜色是绿色的,她孕育着生命,预示着人类的诞生和未来。
我说,她是生命的摇篮,人类的母亲,她把全部的爱无私地奉献给人类的子子孙孙。
她的确很大,幅员辽阔,但不是无边无际;她的确很美,山青水秀,但不是青春永远;她的确很富,资源广博,但不是取之不尽,用之不竭。
如今,地球生态环境已被人类活动严重破坏。
尤其是水的污染更为突出。
面对“滴水贵如油”的水资源,而人类对它的浪费和污染却是令人痛心的:据统计,全世界污水排放量已达到4000亿立方米,使5.5万亿立方米水体受到污染,占全世界径流总量的14%以上。
一。
中国水污染概况目前,全世界都为洁净水危机的面临而烦恼,尽管我国的水资源总量在世界居第六位,但仍然属于严重的缺水国之一。
中国是一个水资源短缺的国家,人均水资源占有量不足2,200立方米,只有世界平均水平的三成,是全球人均水资源最贫乏的国家之一。
尽管如此,中国的江河湖泊却是工厂倾倒有毒废水的下水道,造成水污染事件不断在中国发生。
水污染防治现状措施及发展方向问题论文(共6篇)第1篇:浅谈饮水安全及水污染防治对策水是人类生存和发展中不可缺少的组成部分,其对人类生活和生产有着重要的作用和意义,也直接关系着人类的身体健康[1]。
但是,近年来,随着现代经济的1592.6亿t,t,烟尘1166.64万t,氮氧化物1797.70万t;化学需氧量3028.96万t,氨氮172.91万t,石油类78.21万t,重金属(镉、铬、砷、汞、铅,下同)0.09万t,总磷42.32万t,总氮472.89万t[2]。
除此之外,根据近年来各地出现的水污染事件我们也可以看出,水污染现象正在不断扩张。
2015年,有关人员在泉州进行水污染问题的调查时发现,有50多头猪被抛尸在溪流中,严重影响了溪水的质量[2]。
此外,宜昌地区因为化工污染,也导致了溪水由清澈变黑变臭,并且延伸到其母亲河清江,水污染区域还在进一步扩大。
由这些现象我们可以看出,水污染防治已经刻不容缓。
2水污染现象发生的原因2.1生活污水的排放水[3]COD2.3其他污水的排放当然,除了生活污水和工业污水的排放、农业生产中化肥的使用以及其他原因也会加剧当前的水污染现象。
大部分农业生产中均会使用各种各样的化肥,这些化肥包含着众多磷、氮等污染源,经过降雨和水土流失等的冲击,带有化肥污染源的水分會流入地下,从而对地表水和河流造成水污染,影响水源的质量。
3水污染防治对策3.1创新污水处理技术要加强对水污染的防治必须要求能够创新污水处理技术,让人们在生活和生产用水中能够先对废水进行污水技术处理,将污水中的有害物质进行分解,然后再进行排放,这样就能够有效加强对水源质量的控制,从而加强对水污染的防治[4]。
为了保证水污染防治的效果,政府应该加强对水质的监管,建立健全的水质监测系统,实时对水源的质量和污染问题进行监测,第一时间发现水污染问题,并采取有效的措施予以应对。
除此之外,政府还需要加强对水污染防治的法制建设,颁布更加完善的法律法规,要求有关人员按照法律法规规范用水,保证水源的质量和安全,配合国家政策做好水污染防治工作。
水污染控制法姓名:XXXXXXX班别:XXXXXXX学号:XXXXXXX摘要:随着我国经济发展和社会进步进程的加快,随之而来的水污染问题也日益突出,并已成为社会关注的重要环境问题。
废水的种类和数量迅猛增加,对水体的污染也日趋广泛和严重,威胁人类的健康和安全。
关键词:供水安全;水污染;污染控制;环境保护水是基础性的自然资源和战略性的经济资源,对维系人类生存、保障经济建设和维护社会发展及生态环境平衡具有中心作用和综合作用。
然而随着工业化、城市化加快,水资源短缺、污染严重的问题越来越突出。
在我国,也面临着水污染尚未得到有效遏制,水环境持续恶化与改善城市人居环境,保证安全供水,提高公共健康水平的要求日益迫切的矛盾。
水的问题对我国经济社会可持续发展的限制、对人民健康和社会稳定的潜在威胁越来越明显1我国是一个水资源短缺的国家,人均水资源量仅相当于世界平均水平的四分之一,并且时空分布不均衡,开发利用难度大。
随着社会经济的发展,对用水的要求会更高,缺水威胁还可能加重。
加之,水污染的问题日益突出,已(1) 地表水体污染。
我国污水的年排放总量已达600 多亿吨,其中80%以上是没有经过任何处理就直接排入水域的污水。
污水排放量的加快,使地表水体环境质量急剧恶化,江河湖海普遍受到污染,全国7 大河流经过的主要大城市的河段,大部分水质污染严重,75%的湖泊出现了不同程度的富营养化,有的已经不适宜作为饮用水源。
尤其是2007后6月,无锡太湖水源地蓝藻暴发,引发水质污染,导致自来水发臭,给当地城乡居民饮用水造成了严(2) 地下水体污染。
地下水污染的特点“三氮”污染,硬度升高,酚、氰化物、砷、汞、铬、氟等有毒有害物质含量升高。
这类物质不易分解,不易沉淀,并且容易被生物体富集转化成毒性更强的有机化合物,对人体健康有严重危害。
同时,在迁移循环过程中遍布水体、土壤和作物,污染环境,危害生态。
(3)降水酸化日趋突出。
全国已有不少地区降落酸雨,并呈由北向南扩展之势。
水污染与治理论文地球表面约有70%以上被水覆盖,其余约占地球表面30%的陆地也有水存在,地球上总水量为13.8亿立方千米,其中比较容易开发利用的与人类生活生产关系最密切的湖泊,河流和浅层地下淡水资源,只占淡水总量的0.34%,为104.6万亿立方米,还不到全球总储量的万分之一、在这种全球水资源明显不足的情况下,我国已脱不了厄运。
由于中国人口众多使得本来水资源丰富的大国人均拥有水量明显不足,人均值约为世界人均水量的四分之一、面对中国严峻的水资源短缺的情况,中国更加令人棘手的是水污染,这更加剧了水资源不足的问题。
1.何谓水体污染水体污染是指天然水体因其中一种物质的介入而导致其物理、化学、生物或放射性等方面特性发生改变,从而影响水的有效利用,危害人体健康或破坏生态环境造成水质恶化的现象。
水污染一般是指水中污染物数量超过了水体自净能力;污染物数量达到了破坏水的原有用途的程度;污染物含量已超过水中该物质的本底值,从而影响水的用途。
2.水污染的类型按照水的存在形式划分,可由地表水污染和地下水污染;按污染物属性划分可有物理水污染、化学水污染;按水域分类则有河流污染、湖泊污染、水库污染和海洋污染等;按污染物分可有金属污染、酸碱污染、有机污染、热污染等。
在这里只举几类作讨论。
2.1金属污染金属污染是指污染水体的重金属,主要是汞、镉、铅及类金属砷等生物毒性显著元素,也包括具有一定毒性的一般重金属。
这里简单介绍以下几种重要毒性重金属的危害。
2.1.1汞污染及其危害汞污染主要来自化工厂、氯碱厂、农药厂、冶炼厂和汞仪表等工厂排出的废水。
金属汞形式的汞毒性不是很大,大多数汞能通过消化道而不被吸收。
汞及其化合物对植物的叶、芽和花瓣均造成伤害,可是鸟类的繁殖功能下降严重的可导致鸟类死亡,可损害人体内酶的功能和中枢神经系统功能,造成致畸和遗传性危害,可以使人患水俣病、肝炎和血尿等。
汞及其化合物也能通过胎盘使胎儿发生先天性汞中毒,亦通过母乳使婴儿中毒,使他们发育不良,智力低下,畸形甚至脑瘫痪。
水污染控制理论与技术课程论文学号:0930101040专业:水文学及水资源姓名:吴霞简介本次课程我共提交了两篇论文,一篇《污染河道治理与修复技术综述》是根据上课内容和自己查找资料、总结撰写的综述性文章;另一篇 《单一直接投加微生物修复技术在城市重污染河流治理中的应用研究》是根据我所做过的一个项目写的研究型论文,主要为学姐撰写,我也参与其中,现已发表。
其中若有不妥指出,还请老师不吝指教。
目录污染河道治理与修复技术综述...................................... - 1 - 单一直接投加微生物修复技术在城市重污染河流治理中的应用研究. (9)污染河道治理与修复技术综述摘要:对河流治理与修复技术进行了综述,将其归纳为物理、化学、生物修复技术三大类:物理技术包括截污治污、引水冲污、底泥疏浚、曝气复氧,该法治标不治本;化学技术包括化学除藻、化学絮凝、重金属固定,易造成产生二次污染;生物修复技术包括植物修复、动物修复和微生物修复。
对每种技术的研究现状进行了简介和评价,并对三类技术进行了比较,发现生物修复技术,尤其是微生物技术具有较显著的优势。
关键词:河道修复技术;物理;化学;生物河流是人类文明的摇篮,为人类提供饮用水源和交通之利,同时也是生态系统的重要组成部分。
由于污染物的大量排放及不合理的土地利用,致使许多河流受到污染,呈现出以好氧有机物为主要污染物、以水体黑臭为主要特征的污染现象,严重影响着居民生活和工农业生产。
此外,随着经济的快速发展、城市的扩张和人民生活水平的不断提高,水资源的需求量也越来越大,对河流的水质要求也越来越高,因此河流污染治理迫在眉睫。
治理污染河流是一项复杂的系统工程,目前国内外已在使用的或已试验的河道污水治理技术主要可分为物理、化学和生物三类方法:1物理方法1.1 截污治污截污治污是将原本直接排入城市河道的污水收集到污水厂处理后再排放。
目的是削减排入受纳水体的污染物总量,为进一步净化水质创造条件。
安徽建筑工业学院《水资源与水污染治理》课程论文姓名:江飞学号: 10201070124系别:土木工程学院班级:地质工程一班完成时间: 2011—12—11水污染与治理迄今为止,人类还未在地球以外的其他星球上发现水.水是生命之源,是人类生活上不可缺乏之物质、人体组织中水份占人体重量的百分之六十到七十,其他动物或植物其体内的水份也占百分之五以上,可见水是维持生命不可缺少的物质.而近年来,水污染却非常严重,人们大量用水,或排放废水等,都会造成严重的水污染。
一般所称的水污染,主要是指由于人为因素直接或间接的将污染物质介入于水体后,变更其物理、化学或生物特性的改变,以致影响水的正常用途或危害国民健康及生活环境。
水污染来源包括天然的污染源及人为的污染源,人为的污染源有生活用水和工业废水的排放、农药、肥料等物质,经由地表水或地下水的渗透与流动而进入水体,使得水体环境受到污染、森林之采伐、耕作、土木工程等人为因素所造成水体中浮游物与溶解物的增加等。
不仅河流、湖泊受到污染,海洋也同样污染严重。
污染的江河会继续污染海洋,而且海上溢油污染事件的频繁出现,也是污染海洋的重要原因。
海洋遭受污染后所产生的一种灾害性海洋现象就是赤潮,由于海水过于营养化,某些浮游生物在水中爆发性繁殖,这种生长量特别巨大的浮游生物是粉红色或红褐色的,因此染红了海水,导致了赤潮.赤潮不仅给海洋环境、海洋渔业和海水养殖业造成严重危害,而且对人类健康甚至生命都有影响。
一方面,赤潮引起海洋异变,局部中断海洋食物链,使海域一度成为死海;另一方面,有些赤潮生物分泌毒素,这些毒素被食物链中的某些生物摄入,如果人类再食用这些生物,则会导致中毒甚至死亡。
我们的水资源正在遭受各种污染的侵袭,水污染严重破坏生态环境、影响人类生存,要想实现人类社会的可持续发展,首先要解决水污染问题。
一、简单了解水污染由有害化学物质造成水的使用价值降低或丧失称之为水污染.水的污染有两类:一类是自然污染;另一类是人为污染。
3000字水污染论文篇一:水污染论文摘要:中国水资源面临严峻形势,水资源短缺,水污染严重。
我们必须认识到保护水资源,防治大气污染的重要性。
本文首先阐述了总结我国水资源及其分布状况,其次介绍说明了水污染的及污染类型。
再次,分析了我国有害水体污染的危害,同时,就如何加强我国水污染防治工作冷水提出了一些建议和看法。
关键词:水资源水污染水污染来源危害水污染防止引言生命最初诞生在水中。
水是生命的基础物质之一。
硫酸锂维持维持生命所不可缺少的,也是我们日常生活中所之中不可缺少的物质。
但是,随着现代人经济活动加剧,工业生产的发展和社会经济的繁荣,在大量消耗能源的同时,将大量的生产废水工业废水和城市生活污水排入水体,水污染日益严重。
水污染对周围环境和各种微生物等存在很大的危害。
久而久之,也会能够威胁到人则的安全与健康。
因此,我们必须重视水环境污染,并对其作出以下解决方案。
保护水资源、防治水污染是全人类神圣和义不容辞的责任。
水环境污染及其综合治理1. 水资源1. 1 水资源及其分布39水资源包括含水层和地下水。
地球上的水总量为1.4×10km,似乎是取之不尽,用之不竭的,但其中绝大部分存有于大洋、浅海及海洋沉淀物中会,淡水所占到的比例不到2.7%,而且湖内的大部分以两极的冰盖、冰河和深度在750m以上地下水的形式存在。
与集体生活人类生活和生产关系密切的淡水,仅仅是河流、湖泊等地表水和地下水的一部分,其储量仅占比地球总水量0.64%。
可见能供煤炭资源人类直接利用而且易于取得的淡水资源是十分有限的。
1. 2 水资源的特点水资源的地域分布极不均匀,有些南部水资源相当匮乏。
中国河川年底径流量约为2.7×8310m,居世界第六位,人均占有量排在世界的121位,已被视为13个水资源贫乏国家之一。
因此,中国水资源并不丰富,并存在简述的特点:a) 水量在地区上分布不平衡b) 水量在时程分配上很不均匀c) 水土资源组合相去甚远随着经济的发展,用水量将愈来愈增加,与此同时,水资源由于受到工业废水和生活工业废水的污染,水质日益恶化。
课程论文学号: XX13020300XX 姓名: XXX专业:水利水电工程指导老师:朱亮老师任课老师:朱亮老师水质水量联合调度研究现状和发展趋势XXX(河海大学水利水电工程学院,江苏南京210098)摘要:水资源短缺和水质恶化等问题是当前制约我国社会经济发展的重要因素之一,可通过水质水量联合调度方式解决我国当前水资源问题。
介绍了水质水量联合调度的概念和重要性,简析了国内外水质水量联合调度的研究现状。
针对现有的调度模型进行了分析,提出了水质水量联合调度中存在的水质水量相互影响考虑不足缺少统一有效的模型空间分配模型欠缺等问题,并对我国水质水量联合调度研究工作进行了展望。
关键词:水质水量;联合配置;研究进展;调度模型1 引言水资源短缺是制约经济社会可持续发展的主要因素之一,缺水很大程度上是由于资源得不到科学分配和合理利用所造成,因此加强水资源的管理调度是提高水资源利用效率的重要方向。
水量调度管理是一个逐渐发展的过程,从最初的用水量控制为主到总量与用水效率并重。
随着社会生活水平和工业化程度的提高,水质恶化逐渐成为缺水的重要原因,频繁发生的水污染事件使得环境质量降低,生态系统退化。
从水务一体化管理的发展趋势来看,水量和水质的联合调度是未来水量调配和水污染控制的主要决策技术。
从配置的角度分析,水量和水质是水资源的二重属性,二者相互影响不可分割,不同用水对水量水质的要求不同,需要结合水质要求对水量进行分配。
从污染控制的角度考虑,水资源开发利用影响水循环,进而影响到水污染的治理,因此污染控制应和水资源开发利用统一考虑才能实现流域水环境质量的根本改善,通过水质水量联合模拟的模型和方法,实现对区域水量和水质的联合调度,达到水资源利用与区域环境保护的双重目标。
实现水质水量统一合理的配置,必将有利于水环境与生态的改善和保护,最终实现水资源开发利用的良性循环。
本文联系最新发展动态归纳总结了水质水量联合调度的具体概念,通过对国内外水质水量联合调度的研究现状发现现有的问题。
并针对现有的调度模型进行分析,从而提出我国水量水质联合调度过程中存在的问题和急需改进之处。
2 水质水量联合调度研究概况水质水量联合调度的基本思路是:根据水资源管理的需求,水量水质联合调控的目标包括污染控制、水量配置和水生态保护。
根据不同目标给出相应的控制方案,最后进行水量水质联合配置,形成总量控制方案,并进行方案后评估分析。
2.1 国外研究概况水质水量联合调度是指按照流域水资源综合管理的理念,以防洪安全保证为前提,以流域水生态功能目标需求为导向,依托各种水利工程或非水利工程调度措施,优化调整径流的时空分配特征,从而实现水资源的经济、社会和生态环境综合效益最大化的一种水资源开发利用模式。
按照调度目标指向可以分为以提高水环境容量改善水质状况为目标的水质调度和以保障环境流量为目标的生态调度,按照调度所依托的水工程类型可以分为水库(群)调度、闸坝(群)调度及流域综合调度,按照时段划分可以分为常规调度和应急调度。
国外对于水质水量联合调度的研究较早。
从20世纪80年代后期,随着水资源研究中量与质统一管理理论研究的不断深入,国际上从单纯的水配置研究发展到水量、水质统一配置模型研究,从追求流域经济最优到追求流域总体效益最优为目标的合理配置研究,更加重视生态环境与社会经济的协调发展。
Afzal Javaid等人于1992年提出了针对某个地区的灌溉系统建立了线性规划模型,对不同水质的水量使用问题进行优化该模型能得到一定时期内最优的作物耕种面积和地下水开采量等成果,在一定程度上体现了水质水量联合调度的思想[1]。
Lind.Owen.T等人,在2002年对查帕拉湖进行水质分析时,发现水质问题明显取决于水量,这就决定了水质水量问题必须统一协调考虑[2]。
Gines.Munoz.J,2006提出将水质水量协调统一的方法用于解决水质有问题的大坝,建立系统评价模型决定大坝下泄水量等数据,该实例详细描述了解决水质问题的方法[3]。
Vink.S等人在2009年针对Bowen盆地进行的研究中,分析了水质水量中存在管理与被管理脱节的问题,而后者作为一个单独的环境问题正越来越明显,由此得出水质水量问题必须作为一个综合系统进行管理[4]。
综上所述,国外对水资源配置的研究从地表水和地下水的联合调度开始,在水量调度的基础上,逐渐将水质加入对水量调度的分析中在对不同的湖泊河流的研究中,发现了水质和水量之间存在着不可忽略的互相影响关系,得出了水质水量联合调度在水资源调度中的重要性针对不同河流湖泊的具体情况,国外学者综合考虑了水质水量的联合合理配置,也提出了解决相应问题的水质水量联合调度模型。
2.2 国内研究概况20世纪90年代,随着社会经济发展对水资源优化配置的需求变化,我国的水质水量联合调度研究逐步开展。
在1996年,徐贵泉等研制出适应性较强的河网水量水质统一模型——Hwqnow模型,提出了调水改善水环境的措施,并应用于上海浦东新区河网水环境而进行的调水方案研究[5]。
同年樊尔兰等在分析水库水温、水质与取水水位的基础上,建立了分层型水库水量水质综合优化调度的动态确定性多目标非线性数学模型,运用逐次逼近的逐步优化法对数学模型进行求解计算[6]。
张文鸽于2003年在《区域水质水量联合优化配置研究》中,以可持续发展为基础,以社会、经济、环境综合效益最大为目标,建立了区域水质水量联合优化配置模型。
模型中考虑了社会目标、经济目标、环境目标的识别和度量方法,给出了三类目标的具体表达式[7]。
在2004年,王好芳等则提出基于量与质的多目标配置模型,在水资源配置中嵌套了水质分析模型,为了使有限的水资源更为有效地发挥其使用价值,在其合理配置时应充分考虑水资源的水质,使不同水质的水资源尽量满足不同行业或用户的生产、生活需要[8]。
在2005年,郭新蕾结合岐江河及相关水系的实际情况,建立了相应的水动力模型,并与反映耗氧有机物的BOD5-DO水质模型相耦合,形成了水动力水质模型[9]。
同年曹茜建立目标函数为绿色效益最大的水资源配置模型,将水质状况代入模型,构建了以水资源价值为基础的分质供水引导模式,初步实现了分质供水,实现了配置过程中水质与水量的耦合[10]。
在2006年,吴浩云提出了水量水质一、二维模型耦合模拟的逐时段嵌套模式,建立了考虑供水保证、水质改善、防洪安全等多目标选择的优化调度模型,并以交互方式实现水量水质模型与调度模型间的耦合[11]。
2007年,牛存稳在分布式水文模型(WEP-L)的基础上建立了流域水量水质综合模拟模型。
该模型描述了不同点源和面源污染物的产生过程、入河过程及其在河道中的迁移转化过程,为水量水质综合调度提供了很好的工具[12]。
2010年,游进军等总结了水量水质联合调度的思路,提出根据不同目标给出相应的控制方案,最后进行水量水质联合配置,形成总量控制方案并进行评估[13]。
2012年,朱磊等针对干旱半干旱地区的重度污染河流,建立了水质水量响应关系程序,对不同频率来水条件下的丰、平、枯水期的水质水量响应关系做了定量研究[14]。
综上所述,国内水质水量联合调度始于平原河网和湖库的水环境整治工作。
在2003年全国水资源综合规划工作中,水资源数量与质量联合评价方法已作为研究的重点之一。
2005年的第四届环境模拟与污染控制学术研讨会上,明确指出水质水量的联合配置和调度是水资源优化配置的研究方向。
但“十二五”以前,国内对水质性缺水及水质水量联合配置研究还比较少,在配置过程考虑水质影响主要体现在分质供水思想,以水质作为约束条件来进行水资源优化配置。
3 水质水量模型建立的研究国外以水资源系统分析为手段,水资源合理配置为日的的研究始于20世纪40年代,随着大系统分析理论、数学规划和模拟优化技术等在水资源领域的应用,促进了水资源优化配置模型的不断发展。
本文主要介绍以下几种配置模型:基于地理信息系统的水质水量联合配置模型、基于数值模拟的水质水量联合调度模型、基于生态经济学的水质水量联合调度模型。
3.1 基于地理信息系统的水质水量联合配置模型在对传统的流域水质评估方法的改进中,可采用地理信息系统(GIS)进行野外数据采集和水质水量模拟。
该技术包含两个方面:①基于GIS的数据采集;②模型拟合。
基于GIS的数据采集是指通过便携式电脑、无线通信和互联网技术实现采集数据。
模型拟合是指采用基于GIS的分布式模拟预测流域的水质和水量。
这种模型的建立主要着眼于解决水质水量测量问题,通过选择合适的野外站点,这种方案可以将各站点采集到的水质参数图形化,并将这些数据与当地的土地土壤类型和河流水文特征结合起来。
这些成果形成的数据体系在各方面都较为全面可信,为水质水量的联合调度提供有利的条件。
3.2 基于数值模拟的水质水量联合调度模型该模型针对水质水量模型优化的复杂性,对水质水量数值模拟的格式算法、优化调度的目标函数及约束条件、模拟与优化模型的协调衔接等关键环节,提出了合理可行的处理方法。
该模型的目标函数为: ∑=-=n i it it i C G F 12))((min ϕθ (1)式中:n 为分区数;i θ为第分区水质改善的权重系数;it C 为第t 时段第i 分区的水质控制指标;it G 为第t 分区第i 时段的分水量;)(it G ϕ为第t 时段第i 分区引入it G 水量时水质指标的状态响应函数。
模型的约束包括水量平衡约束、水质控制约束和工程控制方面的约束。
在模型求解方面,可采用动态规划进行求解。
在动态规划递推过程中,对每一组合策略需调用水量水质模拟模型进行浓度计算;递推与回代计算完成后,得到各分区分水方案。
据此确定主要水工建筑物的运行方案,然后利用水量水质模拟模型进行模拟计算得到受水区控制点水量水质的分布状态,转入下一时段计算。
如此循环,得到整个调度时段的配水方案。
这一模型适用于水资源空间分配上实现宏观调度与微观模拟的结合。
但该模型只在时段内水量空间分配上实现了水资源的宏观调度与水量水质微观模拟的结合,还有待在整个调度期进行深化。
3.3 基于生态经济学的水质水量联合配置模型该模型以生态经济系统结构优化限制因素原理,由配置方案生成模型和配置方案效果评价模型组成,考虑生态经济系统的生态经济阈和水质水量联合配置可行方案拟定。
该模型侧重于在生态经济学的指导下协调生态环境效益、经济效益和社会效益,因此是一个复杂的多目标模型。
为保证其可行性,借助多个模型组成的模型体系来实现,该模型体系分为成水质水量配置方案的核心模型和辅助模型两类。
而在每个模型的建立中,由于水资源生态经济系统的社会效益和生态环境效益构成复杂,很多效益方面无法进行量化,也即定量的评价无法满足要求,需要有不确定性评价来做补充和完善。