苏州市化学需氧量总量控制研究

论文摘要

随着社会经济的发展和人们对环境要求的提高,水环境的压力不断增大,水污染物的总量控制已经成为维持环境平衡、社会可持续性发展的一个重要研究领域。本文提出了基于环境承载力分析的水污染物总量控制方法,综合应用环境科学、统计学等多学科知识,对水污染物总量控制进行系统的研究,并将其应用于研究区域。这一方法作为总量控制方案的一种有益尝试,丰富和完善了总量控制的理论和方法,为环境决策管理人员提供了科学依据和决策支持。取得以下研究结果:(1)本文对造成苏州市水环境污染的工业企业污染源和城镇生活污染源进行了调查,并采用综合污染指数法对研究区域内水环境质量状况进行现状评价。从评价结果可以看出:2006年苏州市集中饮用水源地基本上都能达到Ⅲ类标准,总体属于安全饮用水源;主要湖泊水质基本达到《江苏省地表水(环境)功能区划》中对水域功能类别水质的要求;主要河流中水质最差的前五位为张家港河、京杭运河、十一圩港、急水港、盐铁塘,水质较好的河流为太浦河、胥江。(2)本文对化学需氧量(COD)总量控制方案中COD排放预测的各种方法进行了比较分析,选取了预测技术比较成熟的产值系数法和人均系数法对苏州市COD排放进行预测。其中产值排污系数的预测采用揭示宏观发展规律的灰色模型与探寻微观波动规律的马尔可夫模型相结合的一种全新的方法进行预测。首先应用灰色模型对产值排污系数进行预测;然后应用马尔可夫模型方法计算出灰色模型预测结果在已知年份里的偏差的状态转移矩阵,并对灰色模型预测结果的偏差进行预测,最后根据偏差预测结果来对产值排污系数预测结果进行修正,增加预测的可靠性。(3)本文对环境容量测算方法进行了比较分析,结合苏州市水环境现状,选取了环境容量定义法对苏州市COD容量进行了测算,结合测算结果对苏州市“十一五”COD总量控制目标进行了合理性分析,并应用库兹涅茨曲线分析苏州市“十一五”期间对COD总量控制目标的可达性。(4)苏州市依据国家相关政策,从工程削减、结构削减和管理削减三个方面分析制定COD总量削减对策,以求顺利完成削减目标,进而达到区域水环境保护目标。(5)采用经济学理论的基尼系数法对苏州市COD的区域总量负荷分配及行业总量负荷分配进行研究。通过计算结果可以看出,苏州市区域总量负荷分配是比较合理的,行业总量负荷分配超过了合理范围,对处于曲线顶点的行业则是重点污染对象,是削减排放的主要对象。(6)建立基于COD容量总量控制的多目标行业总量优化分配模型,以满足环境、资源、行业规划等约束前提下的经济效益最大化,实现区域行业结构优化调整和资源优化配置的协同化。考虑到优化行业结构的约束,在模型设计过程中提出了行业水环境经济综合指数的概念,并应用人工神经网络法来计算。通过对苏州市的实际应用表明了目前苏州市水环境容量和水资源分配不科学,不符合可持续发展要求,年总产值尚有较大增长空间;经模型优化后,水环境容量和水资源被重新优化配置给各行业,在满足环境与资源约束条件下,年总产值呈增长趋势,社会经济、环境与资源得到较好地协调。可见将总量控制与优化调整行业结构相结合是一种较为科学的水环境管理思想。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究目的与意义
• 1.2 研究概述
• 1.2.1 环境承载力
• 1.2.2 总量控制
• 1.3 研究内容、逻辑结构
• 2 研究区域概况
• 2.1 自然地理概况
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 地质地貌
• 2.1.3 水文条件
• 2.1.4 气象条件
• 2.1.5 自然资源
• 2.2 社会经济概况
• 2.2.1 人口
• 2.2.2 经济发展
• 2.2.3 产业结构
• 2.2.4 城市建设
• 3 区域水环境质量现状
• 3.1 污染物调查
• 3.1.1 工业企业污染源
• 3.1.2 城镇生活污染源
• 3.2 区域水环境现状评价及分析
• 3.2.1 水环境质量评价方法
• 3.2.2 集中饮用水源水质监测与评价
• 3.2.3 主要湖泊水质监测与评价
• 3.2.4 国家重点流域水质监测与评价
• 3.3 本章小结
• 4 化学需氧量排放量预测
• 4.1 社会经济发展预测方法
• 4.1.1 人口发展预测
• 4.1.2 经济发展预测
• 4.2 化学需氧量排放量预测方法
• 4.2.1 工业企业化学需氧量预测方法
• 4.2.2 城镇生活化学需氧量排放预测方法
• 4.3 预测结果分析
• 4.3.1 人口发展预测结果
• 4.3.2 经济发展预测结果
• 4.3.3 化学需氧量排放预测结果
• 4.4 本章小结
• 5 化学需氧量容量测算及总量控制研究
• 5.1 化学需氧量容量测算
• 5.1.1 现有的容量测算方法
• 5.1.2 容量测算影响因素
• 5.1.3 容量测算模型的选择
• 5.1.4 化学需氧量容量测算的结果
• 5.2 化学需氧量总量控制目标
• 5.3 化学需氧量总量负荷分配
• 5.3.1 总量负荷分配方法
• 5.3.2 基尼系数
• 5.3.3 计算结果
• 5.4 化学需氧量总量控制可达性分析
• 5.4.1 库兹涅茨曲线
• 5.4.2 化学需氧量排放预测结果
• 5.5 化学需氧量总量削减
• 5.5.1 工程削减
• 5.5.2 结构削减
• 5.5.3 管理削减
• 5.6 本章小结
• 6 化学需氧量容量总量行业优化分配模型
• 6.1 行业水环境经济综合指数的概念和确定方法
• 6.1.1 行业水环境经济综合指数的概念
• 6.1.2 人工神经网络法确定行业水环境经济综合指数
• 6.2 化学需氧量容量总量行业优化分配模型
• 6.2.1 模型设计
• 6.2.2 模型结构
• 6.3 模型所需系数及边界条件确定
• 6.3.1 模型所需参数
• 6.3.2 行业水环境经济综合指数
• 6.3.3 其他边界条件
• 6.4 模型求解及结果分析
• 6.5 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢