基于二元循环的区域水环境压力分析和多目标调控研究

论文摘要

随着社会经济的发展，越来越多的污染物产生并进入水体中，造成了严重的水环境污染问题。产业结构是人类作用于环境系统的主要环节，其组合类型和强度很大程度上决定了区域的环境压力。因此，产业结构调整作为缓解水环境压力的措施，越来越受到重视。正确掌握水环境污染的特征与规律，并从流域和系统的角度统筹水环境压力调控，是本研究的主要内容。研究基于水的“自然—社会”二元循环，构建了区域水环境承载力核算模型，按照来源的不同对承载力进行计算，并讨论了模型的应用特点。利用核算出的承载力建立了水环境压力的评估框架。构建了水环境压力调控体系，给出不同类型污染源的具体压力调控步骤和措施。特别针对工业污染源调控，采用多目标优化的方法，揭示工业发展与承载力占用之间的博弈关系，量化工业结构和规模的调控措施。设计不同的产业发展和水环境管理方案，讨论管理方式对产业和水环境的影响。以环渤海沿海13城市为案例，应用上述研究成果进行了水环境承载力核算和压力调控。环渤海沿海13城市多年平均COD承载力为36.464.4万吨，NH3-N承载力为1.82.8万吨。承载力年内分布不均，68月的承载力占全年的70%左右。区域面临较大的水环境压力，2007年区域年平均COD和NH3-N超载指数分别为1.13和1.99。完成了2020年的区域产业多目标调控：制定了各城市行业内部结构调整的环境效率要求，提出各个城市未来产业调控的建议。提出未来环渤海区域将重点发展石油、钢铁和装备制造业，并且限制食品、纺织和造纸业的发展的建议。在保持2007工业的承载力占用水平下，采用承载力城市内部使用、省内调配、全区域调配这三种情景，2020年情景二和情景三的工业区域总产值为情景一的1.13、1.14倍。可以看出，通过区域范围内的统筹，可以促进整个区域的社会经济和水环境保护的协调发展。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目标和主要研究内容
• 1.3 研究技术路线
• 1.4 论文结构安排
• 第2章 国内外现状研究
• 2.1 水环境承载力研究现状
• 2.2 水环境容量研究现状
• 2.2.1 水环境容量定义与内涵
• 2.2.2 水环境容量计算方法发展
• 2.3 水环境管理方法
• 2.3.1 水环境总量控制发展
• 2.3.2 水污染负荷分配
• 2.4 多目标规划
• 2.4.1 特点及应用
• 2.4.2 求解方法
• 第3章 基于二元循环的水环境承载力核算及其压力分析
• 3.1 基于二元循环的水环境承载力核算方法
• 3.1.1 水的自然-社会二元循环
• 3.1.2 水环境承载力核算的基本指标和假设
• 3.1.3 水环境承载力计算方法
• 3.2 承载力核算方法特点
• 3.2.1 承载力的影响因素
• 3.2.2 承载力的时间变化
• 3.3 基于承载力的水环境压力分析方法
• 3.3.1 区域污染物排放结构
• 3.3.2 区域污染物排放估算
• 3.3.3 水环境压力分析方法
• 第4章 区域水环境压力调控研究
• 4.1 水环境压力调控步骤
• 4.2 非点源与生活源调控
• 4.2.1 非点源污染的减量
• 4.2.2 生活源污染控制
• 4.3 工业源的多目标调控
• 4.3.1 单个行业内部技术进步和结构调整
• 4.3.2 工业整体结构的多目标调控
• 4.3.3 区域工业发展与水环境保护统筹
• 第5章 环渤海沿海地区水环境压力分析及调控研究
• 5.1 研究区域概述
• 5.1.1 自然地理和社会经济发展概况
• 5.1.2 水系及水质状况
• 5.2 水环境承载力核算
• 5.2.1 计算条件说明
• 5.2.2 多年平均承载力与承载力的时间变化特征
• 5.2.3 承载力在区域内的空间分布特征
• 5.3 2007 年区域水环境压力分析
• 5.3.1 污染排放特征分析
• 5.3.2 区域水环境压力评价
• 5.3.3 评价体系验证
• 5.4 2020 年区域产业发展多目标调控
• 5.4.1 调控对象
• 5.4.2 行业内部结构调整
• 5.4.3 工业多目标调控
• 5.4.4 调控总结
• 第6章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果