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基于朝阳市水环境承载力的水资源优化配置研究

徐韬  
【摘要】:水环境承载力代表了水资源和污染排放对社会经济环境的承受能力,对其客观的评估能够保障当地生产生活健康发展,本文以水环境系统健康需求为约束条件,以水环境承载力为主线,采用区间的形式改进了水环境承载力指标的赋值形式,根据水环境承载力评价指标之间的相互作用关系,采用系统动力学方法预测未来水环境的发展情况并对其进行优化配置,建立了基于水环境承载力的水资源优化配置模型,对水环境承载力评估方法的优化与水环境承载力评价结果的实际应用提供了理论意义。并利用该模型实现了朝阳市的水资源优化配置。主要研究内容如下:(1)分析了朝阳市的水环境质量,采用单因子评价评价了朝阳市地表水水质,由评价结果可知,朝阳市区上游保护区长期处于三类水质,朝阳市区下游保护区长期处于五类水质;采用灰色关联度评价对朝阳市扣北水源地的地下水进行水质评价,得到扣北水源地地下水为二类水质,满足水源地供水要求。(2)计算得到朝阳市区下游水环境容量为230.06kg/d,与大凌河氨氮入河排放量比较,朝阳市区氨氮平均排放量654.69kg/天,超过水环境容量184%。(3)采用室内土柱实验模拟大凌河氨氮污染物垂向迁移转化规律,实验计算朝阳市区黏土渗透系数为2.40×10-4cm/s,氨氮的去除率超过90%,地表水氨氮不会对地下水造成影响。采用数值模拟计算得到大凌河朝阳市区段枯水期水地下水补给量为14.69万m3/d,消耗量为14.49万m3/d,丰水期地下水补给量为15.34万m3/d,消耗量为15.09万m3/d,枯丰水期地下水补给量均略大于取水量,供需关系平衡。(4)采用二元区间数综合评价法对朝阳市现状承载力进行综合评价,评价结果显示朝阳市现状水环境承载力处于极低层次,水环境压力大。(5)将2010年作为基准年,2020年作为近期规划年,2030年作为远期规划年,采用系统动力学方法对未来朝阳市的水环境系统进行模拟,并对模拟出的结果进行承载力进行综合评价,得到两个规划年承载力均处于极低层次。(6)设置三种发展模式模拟朝阳市未来水环境发展状况,根据模拟结果,结合辽西北工程实际情况,对朝阳市水资源进行优化配置,配置后,朝阳市地下水开采量明显减少,水环境更加合理。本文采用区间数的形式对水环境承载力评价指标的赋值,并对其进行水环境承载力综合评价,评价结果显示,采用该形式的水环境承载力评价结果不仅能准确的评价水环境承载力,还能体现出水环境承载力的模糊性,反映出承载力指标自身的变化情况,评价方法更加合理准确;将水环境承载力与水资源优化配置联系起来,采用系统动力学方法预测朝阳市未来水环境发展变化并对朝阳市未来水资源进行优化配置,提出了基于水环境承载力的水资源优化配置模型,该模型的预测结果结果更加准确,配置结果更加合理,最终实现了朝阳市的水环境保护与水资源优化配置。


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