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基于不确定性水质模型的湘江长株潭段水环境容量研究

作　者: 石竹
导　师: 曾光明
学　校: 湖南大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: 水环境容量不确定性理论水质模型两型社会总量控制
分类号: X11
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

水资源作为生态环境的一个重要成分对于人类生产生活都具有不言而喻的重要价值。据21世纪城市水资源国际学术研讨会透露,联合国已经把我国列为世界上13个最缺水的国家之一,目前我国人均用水量是世界人均用水量的30%左右。随着如今人类生活和生产用水量的不断加大,污染越来越严重,要求我们必须尽可能采取有效措施保护水资源。近年来人们不断加大了对水环境的开发与利用,水环境容量的研究已成为水污染控制系统中不可或缺的重要环节。本文分析了“两型社会”长株潭地区污染物排污状况,排污口集中在工业区株洲段,其中以霞湾断面水质最差。长沙市区内下游三汊矶断面污染程度最为严重。湘潭段中马家河、五星断面的污染较为严重。本文采用不确定性的区间数学方法核算水环境容量。大量长株潭湘江段的环境状况检测和质量评价数据中往往采用平均值,在不同条件下会对环境容量计算会产生一定的误差。区间水质模型是在确定性水质模型的基础上,利用不确定性的水文数据计算水环境容量。本研究通过大量污染源数据调查与统计,选取典型非持久性污染物COD和氨氮作为研究对象,以基于区间数学的二维水质模型,采用稳态解析解,计算和分析了该地区的COD和氨氮的水环境容量区间值。结果表明,长株潭地区湘江水COD环境容量上限值为69446t/a,下限值为62570t/a。NH3-N环境容量上限值为6870t/a,下限值为6216.6t/a。现状COD排放总量为102052t/a,为环境容量最大容许量的1.6倍,NH3-N年排放19951t为超环境容量2.9倍。COD和NH3-N至少分别削减35%和67%才能满足允许排放量的需要。这些计算数据为长株潭水功能区湘江段控制单元总量控制及分配方案提供依据。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-19
  1.1 水环境容量概述  11-13
  1.2 水环境容量的影响因素  13-14
    1.2.1 航道对水环境容量的影响  13
    1.2.2 排污口对水环境容量的影响  13-14
    1.2.3 消落带对水环境容量的影响  14
  1.3 水环境容量研究现状  14-16
  1.4 不确定性水环境容量研究的目的和意义  16
  1.5 研究内容  16-19
第2章长株潭概况  19-27
  2.1 自然环境  19-20
    2.1.1 地理位置  19
    2.1.2 气象  19-20
  2.2 水资源概况  20-21
  2.3 用水排水情况  21-23
    2.3.1 供水概况  21-22
    2.3.2 排水系统  22-23
  2.4 长株潭可利用水资源  23
  2.5 社会经济  23-27
    2.5.1 长沙市社会经济发展状况  25
    2.5.2 株洲市社会经济发展状况  25-26
    2.5.3 湘潭市社会经济发展状况  26
    2.5.4 本章小结  26-27
第3章长株潭湘江干流水环境容量研究  27-62
  3.1 环境现状调查评价分析  27-40
    3.1.1 环境质量现状调查分析  27-31
      3.1.1.1 株洲段水质现状  27-29
      3.1.1.2 湘潭段水质现状  29-30
      3.1.1.3 长沙段水质现状  30-31
    3.1.2 污染源排放调查分析  31-40
      3.1.2.1 工业废水排放情况  31-35
      3.1.2.2 城市生活污水排放情况  35
      3.1.2.3 农业面源对湘江的污染  35-36
      3.1.2.4 农田径流污染  36
      3.1.2.5 城市径流污染  36-37
      3.1.2.6 排污口统计  37-40
  3.2 河流水环境容量模型类型  40-43
    3.2.1 水质数学模型的发展概况  41
    3.2.2 水质模型的种类  41-43
  3.3 水环境容量的不确定性研究  43-51
    3.3.1 区间数学简介  43-44
    3.3.2 区间数学基本运算  44
    3.3.3 区间有限单位的确定  44-46
    3.3.4 区间方程的求解  46-48
    3.3.5 水质模块模型  48-50
    3.3.6 计算参数的选择  50-51
  3.4 水环境功能区划  51-54
    3.4.1 水环境功能区划依据和标准  51
    3.4.2 区划分级与分类  51-53
    3.4.3 区划结果  53-54
  3.5 实例计算  54-56
    3.5.1 网格划分  54
    3.5.2 模型转换  54-55
    3.5.3 参数确定  55
    3.5.4 模型预测结果  55-56
  3.6 计算结果  56-57
  3.7 污染物总量控制  57-62
    3.7.1 总量控制  57
    3.7.2 污染控制对策  57-60
    3.7.3 本章小结  60-62
第4章结论与展望  62-64
  4.1 结论  62-63
  4.2 展望与发展  63-64
参考文献  64-71
附录  71-74
致谢  74

基于不确定性水质模型的湘江长株潭段水环境容量研究

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