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中国南方城市河流污染治理共性技术集成与工程绩效评估

作　者: 钱嫦萍
导　师: 陈振楼
学　校: 华东师范大学
专　业: 环境科学
关键词: 共性技术绩效评估南方城市河流污染治理整治工程
分类号: X522
类　型: 博士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

严重的城市水环境污染问题不仅成为制约中国经济发展的重要问题,还直接危害到城市居民健康和城市生态安全。近年来,国家十分重视城市河流污染问题,在“水体污染控制与治理科技重大专项”等的资助下,投入大量经费开展城市河流污染综合治理,在治理技术研发与技术示范工程等方面取得了重要成果,但还存在着些许不足,总体表现为三个方面：城市河流污染治理技术类型多但缺乏系统梳理,技术示范工程不断增加但缺乏治理绩效评估,技术应用和推广的信息化较为落后。基于这些问题,本论文以国家水专项课题“城市黑臭河道外源阻断、工程修复与原位多级生态净化关键技术研究与示范”子课题四“城市黑臭河道治理共性技术集成与服务平台构建研究(2009ZX07317-006-04)”为依托,系统开展了城市河流污染治理共性技术集成体系、污染治理工程绩效评估体系、污染治理管理信息系统等研究,研究成果对我国河流污染治理技术的推广,河流治理工程绩效评估与信息化具有一定的科学和现实指导意义。主要研究成果包含：(1)构建了适合我国南方城市河流污染治理的共性技术体系。在对我国南方城市河流污染与治理效果调查,系统梳理我国南方城市河流污染治理技术与应用情况,并查阅大量国内外城市河流污染治理技术研究文献的基础上,论文对目前国内外使用的常用城市河流污染治理技术进行了梳理,凝练筛选出四大类18项适用于我国南方城市河流污染治理的技术体系。该技术体系包括5项点源污染治理共性技术,5项面源污染治理共性技术,3项底泥污染治理共性技术和5项水污染治理共性技术。论文对18项共性技术的研发背景与国内外研究进展、技术原理与特点等进行了归纳和总结,着重揭示技术研发的背景、国内外应用实践情况、技术的基本原理、技术的操作流程、关键参数以及技术的优缺点等方面的共性特征,为该技术体系在我国南方城市河流污染治理中的应用提供技术信息参考与指导。(2)设计了适合我国南方城市河流污染治理工程绩效评估体系。在系统分析我国部分南方城市河流污染治理工程实施状况与治理特点,并全面调查国内外工程绩效评估理论与方法基础上,依据可持续发展理论、城市生态学理论和健康河流理论,建立了城市河流污染治理工程绩效评估的“压力-状态-响应”(P-S-R)概念模型。依托P-S-R模型,从工程实施的经济效益、生态环境效益和社会民生效益三方面出发,建立了包括3个子系统、9个评价主题和23个具体指标的评估指标体系；通过发放调查问卷、邀请17位专家打分和专题会议现场咨询方式,采用层次分析法(AHP)确定了绩效评估体系中各项指标的权重;参考国内外相关标准,确定了各项指标评价等级划分与评价标准。最终形成了适合南方城市的河流污染治理工程绩效评估体系。(3)开发了城市河流污染治理管理信息系统。结合当前环境治理领域的信息化建设需求,在构建“城市河流污染治理共性技术集成体系”和“城市河流污染治理工程绩效评估体系”基础上,基于地理信息系统(GIS)和SQL Server2005数据库技术,采用Microsoft Visual. Studio2008C#,开发了城市河流污染治理管理信息系统。该系统包含四个子系统,分别为：可用于对四大类18项城市河流污染治理共性技术信息的浏览与查询子系统,可用于提供河流污染治理技术优化服务的综合技术服务子系统,可用于对城市河流污染治理工程绩效评估子系统,以及用户管理与技术数据更新维护子系统。(4)开展了城市河流污染治理共性技术与工程绩效评估的实证研究。选取我国南方典型城市河流温州市九山外河和昆明市盘龙江(南坝村段)为示范河段,对两个示范河段污染治理共性技术应用情况进行细致分析,并通过实地考察、调查问卷、现场监测、实验室分析、调研走访、文献查阅等形式获取两个示范河段工程治理信息。依托所建立的“城市河流污染治理管理信息系统”,对两个示范河段污染治理所实施的工程绩效进行了评估。绩效评估结果显示：温州市九山外河污染治理工程属于有效水平(E=6.22),已产生了明显的经济效益(E=6.91)和生态环境效益(E=6.97),然而社会民生效益还需加强(E=4.81)；盘龙江南坝村示范河段污染治理工程绩效指数E为7.36,属于有效水平,所产生的经济效益(E=7.09)、生态环境效益(E=7.67)和社会民生效益(E=7.12)均较为显著。本论文的主要特色与创新点如下：(1)城市河流污染治理共性技术集成体系的建立,为我国南方城市河流污染治理提供了技术信息的参考与指导。论文系统归纳了中国南方城市河流污染治理技术应用现状,结合国内外城市河流污染治理的成熟技术,根据河道治理技术的普适性、新颖性、绿色性、成熟性、可靠性、推广性等六大筛选原则,开展了面向我国南方城市河流污染治理需要的共性技术集成,建立了适合我国南方城市河流污染治理的四大类18项共性技术集成体系,可为我国南方城市河流污染治理提供系统参考。(2)城市河流污染治理工程绩效评估体系的建立,为我国南方城市河流污染治理工程效果的定量评估提供了便于操作的方法。论文系统分析了国内外工程绩效评估理论与方法,充分考虑了我国工程绩效评估的可操作性,构建了包括河流污染治理工程绩效评估指标、指标权重确定方法、综合评估模型等为一体的适用于我国南方城市河流污染治理工程绩效评估的方法体系,可用于对我国南方城市河流治理工程带来的经济效益、生态环境效益和社会民生效益进行定量评估。(3)城市河流污染治理管理信息系统的研发,为城市河流污染治理技术的浏览与查询、工程绩效评估等提供了便于操作的工具。论文在开展共性技术集成体系和工程绩效评估指标体系研究的基础上,利用GIS技术,研发了综合城市河流污染治理共性技术和工程绩效评估功能的管理信息系统。该系统可用于对适用于南方城市河流污染治理的共性技术浏览与查询、重要示范工程治理效果的展示、治理技术优选与推荐以及治理工程绩效评估等辅助决策。

全文目录

摘要  6-9
Abstract  9-23
第一章绪论  23-37
  1.1 研究背景与研究意义  23-26
    1.1.1 城市河流污染治理刻不容缓  23
    1.1.2 城市河流污染治理技术缺乏体系  23-24
    1.1.3 城市河流污染治理工程绩效评估亟待开展  24-25
    1.1.4 城市河流污染治理共性技术信息化建设是发展之需  25-26
  1.2 国内外研究现状与进展  26-32
    1.2.1 城市河流污染治理技术研究现状  26-28
    1.2.2 城市河流污染治理工程绩效评估国内外研究现状  28-30
    1.2.3 城市河流水环境管理信息系统国内外研究现状  30-32
  1.3 技术路线与研究方法  32-35
    1.3.1 研究内容与技术路线  32-33
    1.3.2 研究方法  33-35
  1.4 研究创新与关键问题  35-37
第二章中国南方城市河流污染治理共性技术集成  37-129
  2.1 中国南方城市河流污染现状及污染特征  38-42
    2.1.1 污染负荷大  38-40
    2.1.2 有机污染严重,黑臭现象明显  40-41
    2.1.3 生态系统破坏,水体自净能力降低  41-42
    2.1.4 居民对“洁净河流”的诉求和渴望强烈  42
  2.2 中国南方城市河流污染治理技术应用与治理成效  42-53
    2.2.1 东南片城市河流污染治理技术应用与治理成效  42-47
    2.2.2 中南片城市河流污染治理技术应用与治理成效  47-50
    2.2.3 西南片城市河流污染治理技术应用与治理成效  50-53
  2.3 城市河流污染治理共性技术筛选原则  53-57
    2.3.1 普适性原则  53-54
    2.3.2 新颖性原则  54-55
    2.3.3 绿色性原则  55-56
    2.3.4 成熟性原则  56-57
    2.3.5 可靠性原则  57
    2.3.6 推广性原则  57
  2.4 城市河流污染治理共性技术体系  57-59
  2.5 城市河流点源污染治理共性技术  59-81
    2.5.1 混合截污管网优化运行技术  59-62
    2.5.2 混合截污管网漏排水诊断技术  62-67
    2.5.3 混合截污管网溢流污水阻控技术  67-71
    2.5.4 分散点源污染河岸带阻控技术  71-75
    2.5.5 污水厂再生水深度处理技术  75-81
  2.6 城市河流面源污染治理共性技术  81-110
    2.6.1 雨水初期径流污染调蓄池技术  81-87
    2.6.2 雨水初期径流污染下凹式绿地调蓄和净化技术  87-93
    2.6.3 雨水初期径流污染人工湿地处理技术  93-99
    2.6.4 雨水初期径流污染生态滤岸技术  99-105
    2.6.5 雨水初期径流污染梯级生态阻控技术  105-110
  2.7 城市河流底泥污染治理共性技术  110-116
    2.7.1 底泥生态疏浚技术  111-113
    2.7.2 底泥原位覆盖和污染控释技术  113-114
    2.7.3 底泥生物修复技术  114-116
  2.8 城市河流水体污染治理共性技术  116-128
    2.8.1 人工曝气复氧技术  116-117
    2.8.2 生态浮床(浮岛)技术  117-119
    2.8.3 生物制剂原位净化技术  119-121
    2.8.4 封闭和半封闭河道控藻技术  121-122
    2.8.5 外源优化调水技术  122-128
  2.9 本章小结  128-129
第三章城市河流污染治理工程绩效评估体系研究  129-165
  3.1 城市河流污染治理工程绩效评估指标体系的构建  130-145
    3.1.1 绩效评估指标的筛选原则  130-131
    3.1.2 绩效评估指标体系构建的理论依据  131-134
    3.1.3 绩效评估指标体系的建立  134-145
  3.2 城市河流污染治理工程绩效评估方法  145-164
    3.2.1 绩效评估指标权重的计算方法  145-149
    3.2.2 基于层次分析法的绩效评估模型构建  149-157
    3.2.3 绩效评估指数分级与评价标准  157-164
  3.3 本章小结  164-165
第四章城市河流污染治理管理信息系统  165-191
  4.1 管理信息系统开发环境  166
  4.2 管理信息系统数据库设计  166-168
    4.2.1 数据库设计思路  167
    4.2.2 数据库系统概念设计  167-168
    4.2.3 数据库物理储存的实现  168
  4.3 管理信息系统的功能模块设计与主界面介绍  168-190
    4.3.1 管理信息平台的系统框架  168-169
    4.3.2 管理信息平台的登陆界面和主界面介绍  169-170
    4.3.3 城市河流污染治理共性技术查询功能模块与技术实现  170-173
    4.3.4 城市河流污染治理工程示范区服务功能模块与技术实现  173-180
    4.3.5 城市河流污染治理工程绩效评估功能模块与技术实现  180-183
    4.3.6 管理信息系统的用户管理功能模块与技术实现  183-190
  4.4 本章小结  190-191
第五章城市河流污染治理共性技术与工程绩效评估实证研究  191-237
  5.1 浙江省温州市九山外河  192-219
    5.1.1 研究区域概况  192-196
    5.1.2 工程实施与共性技术集成应用  196-201
    5.1.3 河流污染治理工程绩效评估  201-210
    5.1.4 结果与讨论  210-219
  5.2 云南省昆明市盘龙江  219-235
    5.2.1 研究区概况  219-220
    5.2.2 工程实施与共性技术集成应用  220-223
    5.2.3 示范河段污染治理工程绩效评估  223-231
    5.2.4 结果与讨论  231-235
  5.3 本章小结  235-237
第六章结论与展望  237-241
  6.1 论文结论  237-240
  6.2 论文不足与研究展望  240-241
参考文献  241-261
附录  261-265
后记  265-266
作者简历及攻读博士学位期间的学术成果  266

中国南方城市河流污染治理共性技术集成与工程绩效评估

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