水污染物排放总量控制研究 ——以天津市为例

论文摘要

水资源是影响社会经济发展的重要因素,随着水污染的不断加剧,改善水环境质量已成为我国环境保护的主要任务之一。社会经济的不断发展,致使许多城市不断的面临水质型缺水的问题,并以期通过更强烈的人工调控水体来解决水资源短缺问题,但往往导致这些地区在环境治理以及总量控制方面不断出现新的问题,例如研究区域的水文、水资源特性、水污染物输移、转运规律发生剧烈改变等,使之无法简单套用传统总量控制方法。目前对水污染物总量控制的研究,缺乏对人工影响强烈地区水污染物总量控制方法的系统性研究,因此,针对人工影响强烈地区的水污染物排放总量控制这样一个特殊的研究对象来说,研究一套解决上述问题的容量总量控制方法,显得尤为必要。本文以海河流域下游某市为例,针对其水环境污染严重、水资源紧缺、闸坝众多、受人工调控强烈影响的特征,对其进行水污染物排放总量控制研究,以期为我国北方缺水干旱,且人工调控强烈地区的水污染物总量控制,提供一个可行的新思路和方法。其控制方法具体是结合排污去向,并与污染控制单元内实施水污染物排放总量控制。需要补充的是,由于在总量指标分配方法中,必须对污染源对地表水环境的影响进行综合评价。考虑到行业结构的复杂性、污染特性的多样性,以及环境、经济、社会指标间相互关系的复杂性,以及现有的污染源评价方法(如等标污染负荷法、综合判别指数法)难以反映现实非线性特征的局限性。因此,确定选取BP人工神经网络对行业污染源进行综合评价,并通过MATLAB软件来实现。在此基础上,提出适合于人工影响强烈地区的水污染物排放总量控制方法,即基于区域行业结构优化分配的控制单元容量总量分配方法。具体来说,首先是依据水污染源点源的排放去向特征及其管理功能,将控制范围划分为自然地表水体控制区域与非自然地表水体控制区域。然后,对自然地表水体控制区域实施容量总量控制,即基于区域行业结构优化分配的控制单元容量总量分配方法,而对非自然地表水体控制区域主要以目标总量控制为主。针对区域内水污染物类型,采用不同的污染物控制方法。本课题为水污染物总量分配方法提供了一条新的思路,对污染物总量分配技术的研究具有一定的参考价值,为区域污染物总量控制和排污许可证的发放工作提供了科学依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究目的和意义
• 1.2.1 研究目的
• 1.2.2 研究意义
• 1.3 水污染物排放总量控制的研究现状
• 1.3.1 国外水污染物排放总量控制的现状
• 1.3.2 国内水污染物排放总量控制现状
• 1.3.3 国内水污染物排放总量控制现存主要问题
• 1.4 研究方法、主要内容及技术路线
• 1.4.1 研究方法与主要内容
• 1.4.2 技术路线
• 第二章 水污染物排放总量控制理论和方法分析
• 2.1 容量总量控制的相关概念
• 2.2 总量控制的基本分配原则
• 2.3 容量总量控制的方法分析
• 2.3.1 等比例分配法
• 2.3.2 费用最小分配法
• 2.3.3 分区加权法
• 2.3.4 排污指标有偿分配法
• 第三章 研究区域概况及特性
• 3.1 研究区域概况
• 3.1.1 地理位置
• 3.1.2 自然环境条件
• 3.1.3 人工调控水体情况
• 3.1.4 社会经济条件
• 3.2 污染控制单元的划分
• 3.3 研究区域总体规划和环境规划要求
• 第四章 总量控制方法的确定
• 4.1 结合排污去向的总量控制方法
• 4.2 污染源评价
• 4.2.1 人工神经网络简介
• 4.2.2 人工神经网络在水环境科学中的发展
• 4.2.3 BP神经网络在水污染物排放总量控制研究中的应用及存在问题
• 4.2.4 BP神经网络模型的选取
• 4.3 BP神经网络模型的实现
• 4.3.1 评价指标的确定
• 4.3.2 训练样本数据的采集及处理
• 4.3.3 BP神经网络的建立
• 4.3.4 BP神经网络模型的训练结果及仿真
• 第五章 自然地表水体污染物容量总量分配方法
• 5.1 容量总量分配方法
• 5.2 行业结构优化分配
• 5.3 控制单元容量分配
• 5.3.1 控制单元容量分配方案的确定
• 5.3.2 控制单元容量分配方案中各指标的确定
• 第六章 非自然地表水体污染物容量总量分配方案
• 6.1 非自然地表水体控制区域水污染物排放总量控制方法
• 6.2 污水处理厂控制区域的污染物排放总量控制方法
• 6.3 市政排污河汇水控制区域的污染物排放总量控制方法
• 6.4 坑塘沟渠汇水控制区域的污染物排放总量控制方法
• 6.5 近岸海域直排污染物总量控制方法
• 第七章 结论与建议
• 7.1 主要结论
• 7.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录A BP网络评价原始数据
• 附录B BP网络评价数据
• 在学期间发表的论文