市区性河流黑臭可拓方法研究

论文摘要

水是不可替代的资源,人类社会的发展离不开水的支撑和保障。作为人口高度聚集的城市而言,水对城市的可持续性发展更具举足轻重的地位。随着经济发展,城市人口化进程的加快,城市水资源开发利用强度逐步加大,城市河流接纳污水与日俱增,造成城市水环境的恶化,水体在结构和功能上的作用逐步减弱,不少城市河流水体发生黑臭。在北方干旱地区,市区性河流黑臭现象尤为严重。因此,进行市区性河流的黑臭研究对河流黑臭理论与方法有现实性的意义。本文以汾河太原城区段及该段各入汾支流为研究对象,根据河流特征,确定各河流监测断面,筛选确定了主要的致黑、致臭因子,进行了各因子与色度值指标（CH）的单因子相关性分析,并运用层次分析法（AHP）,按综合指标层、特征指标层、基本指标层三层结构,定量的确定各层间的指标的权重。基于可拓学原理,建立了河流黑臭可拓学模型（EM）,应用模型确立河流水质综合污染关联度,表征太原城区河流水体黑臭污染程度,并提出具有针对性的黑臭治理措施。本研究主要成果有:①通过对现场的勘察,根据河流的特征,对汾河城区东西两侧的主要支流及汾河太原城区下游段进行概化,确定主要监测断面,筛选了致黑致臭因子,进行长时间、高频率的监测,揭示了污染的时空变化规律。②应用最小二乘原理,根据各污染因子与色度指标（CH）关联性分析,反映出各污染因子与CH之间的关联度。并进一步应用层次分析法,确定综合指标层、特征指标层、基本指标层的层间指标权重。③基于可拓学原理及层次分析法的权重确定结果,建立了市区性河流黑臭可拓模型。依据国家地表水标准,确定评价等级标准。确立了级别变换特征值,判断污染物隶属等级的相对位置。本文所应用的市区性河流黑臭可拓模型,未见相关报道。④根据河流黑臭可拓模型进行黑臭评价,评价结果表明:北涧河和九院沙河是所有支流中水质最好的。其中,北涧河水质保持在Ⅱ*-Ⅲ*之间, 7月上旬到8月上旬,全为Ⅱ*水质,水质相对较好,其它时段则为Ⅲ*类水质,属黑臭临界。九院沙河受污染较轻,水体以Ⅲ*-Ⅳ*类水体为主,丰水期水质相对较好。虎峪河、玉门河、南沙河和北沙河水体多为Ⅳ*-Ⅴ*,偏向Ⅴ*类。控制段（汾段2）在平水期和枯水期时段水质较差,以Ⅲ*类为主,平水期偏向Ⅳ*,枯水期偏向Ⅴ*类,水质在丰水期有所好转。削减段（汾段3）水质较控制段有较大好转,枯水期和平水期水质以Ⅵ*类为主,偏向Ⅴ*类,丰水期水质以Ⅲ*类为主,偏向Ⅵ*类。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章.绪论
• 1.1 综述
• 1.1.1 课题研究背景
• 1.1.2 城市河流特征
• 1.1.3 水质研究进展
• 1.1.4 课题研究意义
• 1.2 课题研究的目的、内容及技术路线
• 1.2.1 课题研的目的
• 1.2.2 课题研究内容
• 1.2.3 课题研究技术路线
• 第二章.基本理论
• 2.1 层次分析法
• 2.1.1 基本原理
• 2.1.2 分析步骤
• 2.2 可拓学基本理论
• 2.2.1 可拓学基本原理
• 2.2.2 可拓学方法的特点
• 2.2.3 可拓学模型
• 2.2.4 可拓学研究应用
• 2.3 Matlab 技术概要
• 2.3.1 Matlab 简介
• 2.3.2 Matlab 的矩阵计算
• 2.4 小结
• 第三章.河流背景分析
• 3.1 河流自然构成
• 3.2 监测断面及项目
• 3.3 监测时段及频率
• 3.4 采样方式及分析方法
• 3.5 监测数据检验
• 3.6 污染物时空变化
• 3.6.1 汾河西侧支流
• 3.6.2 汾河东侧支流
• 3.6.3 西暗涵与东暗涵
• 3.6.4 汾河城区下游段
• 第四章.黑臭可拓模型
• 4.1 层次权值的确立
• 4.1.1 水质递阶层次结构
• 4.1.2 相关性分析
• 4.1.3 建立判别矩阵
• 4.1.4 权重确定
• 4.2 可拓模型的建立
• 4.2.1 确定待评物元矩阵
• 4.2.2 确定等级关联度
• 4.2.3 确定综合关联度
• 4.2.4 计算级别变换特征值j*
• 4.2.5 确立等级标准
• 4.3 水体综合质量
• 第五章.评价结果分析
• 5.1 汾河西侧支流
• 5.1.1 虎峪河
• 5.1.2 玉门河
• 5.1.3 九院沙河
• 5.2 汾河东侧支流
• 5.2.1 南沙河
• 5.2.2 北沙河
• 5.2.3 北涧河
• 5.3 西暗涵、东暗涵
• 5.4 汾河城区下游段
• 5.4.1 长风桥段（汾段1）
• 5.4.2 控制段、削减段
• 5.5 小结
• 第六章.防治措施及技术
• 6.1 河流综合治理
• 6.1.1 生态绿化
• 6.1.2 清淤疏浚
• 6.1.3 生物修复
• 6.1.4 人工曝气
• 6.1.5 污水处理
• 6.1.6 回用灌溉
• 6.2 小结
• 第七章.结论及建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表论文
• 附录