苕溪流域非点源水污染预测及总量分配方法研究

【摘要】：随着我国农业的发展,大量养殖废水、化肥和农药随着降水或灌溉水进入水域,严重影响了水环境质量和饮用水安全。面临日益严峻的水环境污染形势,国内外众多学者针对污染物总量分配问题进行了深入研究。但由于非点源总量估算和控制难度较大,其污染问题一直没有得到有效的解决。本文以苕溪流域为例,对水环境非点源污染物总量进行估算和预测；从环境公平性的角度出发,建立起基于基尼系数与环境效率的水污染物总量分配方法,通过构建一套较为科学合理的单目标多约束条件的优化模型,最终得到体现公平性最大化的总量分配方案。 本论文选择农田径流、畜禽水产养殖和居民生活等主要非点源作为研究对象,利用非点源水污染物总量估算模型,对由以上几种污染源排放至水体的COD和NH3-N总量进行计算。采用LEAP2008模型,以2007年为基准年,预测近期(2015年)和远期(2020年)苕溪流域非点源污染物排放量。结果表明,2015年研究区域内COD和NH3-N排放总量分别较2007年增长22%和26%；2020年全流域COD和NH3-N排放总量增长幅度均超过45%,分别将达到206946t和16738t。流域内水污染防治的形势异常严峻。 选取适当的环境基尼系数指标,在合理的假设和约束条件下,制定出优化的地域污染物总量分配方案。依照效率原则,以所有污染源产值最大为目标函数,结合等比例削减法得到细化的行业污染物总量分配最终方案。通过分析发现,猪和家禽养殖业是苕溪流域非点源总量控制的重点行业。经过优化后的方案能够在满足总量目标的前提下较好地解决分配过程中的环境公平性问题。 本文建立的基于基尼系数与环境效率最大化的水污染物总量分配方案,不但全面考虑了各地区的COD和NH3-N污染排放现状、自然条件、经济发展水平以及人口社会等多种客观因素,且数据易于获取、简单易行,克服了分配过程中技术参数缺乏的问题,为确保总量目标的实现提供了有效的途径,也为后期更深入的研究提供了新的思路。 【关键词】：非点源 污染预测 总量分配 环境基尼系数 环境效率
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X832
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 目次9-11
• 1 绪论11-14
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 研究目的12
• 1.3 研究内容12
• 1.4 技术路线12-14
• 2 总量分配研究综述14-21
• 2.1 非点源污染研究现状14-16
• 2.1.1 非点源污染概述14-15
• 2.1.2 国内外非点源研究进展15-16
• 2.2 水污染总量分配概述16-19
• 2.2.1 总量控制简介16-17
• 2.2.2 国外总量分配技术现状17-18
• 2.2.3 国内总量分配技术现状18-19
• 2.3 研究方法确立19-21
• 2.3.1 流域非点源污染预测方法19
• 2.3.2 污染物总量地域分配方法19-20
• 2.3.3 污染物总量行业分配方法20-21
• 3 苕溪流域概况21-26
• 3.1 自然环境概况21-23
• 3.1.1 河流概况21
• 3.1.2 气候条件21-22
• 3.1.3 地形地貌22
• 3.1.4 土壤植被22-23
• 3.1.5 水文条件23
• 3.2 社会经济概况23-24
• 3.2.1 行政区域人口、土地23
• 3.2.2 国民经济概况23-24
• 3.3 水资源及水环境现状24-26
• 3.3.1 水资源现状24-25
• 3.3.2 水环境质量现状25-26
• 4 苕溪流域非点源污染总量预测26-47
• 4.1 水环境污染源调查26-29
• 4.1.1 农田径流污染源26-27
• 4.1.2 畜禽水产养殖污染源27-28
• 4.1.3 生活污染源28-29
• 4.2 水环境污染现状评价29-35
• 4.2.1 水环境污染物排放现状29-31
• 4.2.2 不同地区排放分担率31-33
• 4.2.3 不同污染源排放分担率33-35
• 4.3 非点源污染总量预测35-47
• 4.3.1 LEAP2008模型简介35-36
• 4.3.2 农田径流污染总量预测36-41
• 4.3.3 畜禽养殖污染总量预测41-43
• 4.3.4 生活污染总量预测43-44
• 4.3.5 预测结果分析44-47
• 5 苕溪流域水污染物总量分配47-72
• 5.1 总量控制目标制定47
• 5.2 地域分配(一次分配)47-49
• 5.2.1 环境基尼系数指标的选取和基数确定47
• 5.2.2 初始基尼系数计算47-48
• 5.2.3 环境基尼系数优化48-49
• 5.3 行业分配(二次分配)49-50
• 5.4 分配结果分析50-72
• 5.4.1 地域污染物总量分配结果50-59
• 5.4.2 行业污染物总量分配结果59-72
• 6 结论与建议72-75
• 6.1 结论72-73
• 6.2 本文的创新点73-74
• 6.3 建议74-75
• 参考文献75-80
• 作者简历80
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果80

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