基于熵权的模糊物元模型在地下水环境承载力评价中的应用

鉴于水环境承载力评价中各个指标的模糊性,提出了熵值理论与模糊物元分析方法相结合的熵权模糊物元模型,并应用于地下水环境承载力的评价中。实例表明该模型能够更全面、客观地做出地下水环境承载力评价,从而为地下水环境承载力评价提供了一条新的研究途径。     

湘江长沙综合枢纽库区水环境承载力研究

选取湘江长沙综合枢纽库区为研究区,从社会经济、水资源供给、水资源利用与调控等角度选取25个指标,构建评价指标体系,对研究区进行水环境承载力评价。结果表明:①2006～2015年库区水环境承载力从0.267增至0.394,整体呈上升趋势。②各子系统水环境承载力差异较大,社会经济系统、水资源利用系统及水资源调控系统承载力指数整体呈增长趋势,从而提升了库区整体水环境承载力;而水资源供给子系统呈波动变化趋势。③枢纽运行后,库区长沙、株洲、湘潭各段水环境承载力均有所提升,2015年各区段水环境承载力均达到一般水平。④影响库区水环境承载力的主要因素是湘江长沙综合枢纽运行、社会经济发展水平、水资源利用效率和污染物排放总量等。     

湖州市水环境承载力评价

基于水环境对社会经济和人口的支持能力,综述了水环境承载力的概念。从社会经济、资源环境和技术管理等角度分析了水环境承载力的主要影响因素并确定评价的指标体系。应用向量模法分析了2000-2006年湖州市水环境承载力,结果表明湖州市的水环境承载力水平较低,但呈逐年上升趋势,评价值由0.0511增加到0.0554。在主要的水环境支持因子中,技术管理因素对水环境的贡献增长速度最快,但自然资源因素是主要的不稳定因素。为了协调经济发展和环境保护,提高水环境承载力,开源节流,提高水资源量是维持水环境承载力的重要途径之一。     

昆明市水环境承载力研究

以水环境容量为主要依据对昆明市水环境承载力进行了评价分析,并结合水环境现状和环境管理的需要,将水环境承载力划分为不同级别。在此基础上,提出了提升昆明市水环境承载力的对策措施。     

水资源输入型城市水环境承载力SD预警模型构建与应用——以昆明市为例

水资源是区域可持续发展的重要约束因子,城市作为典型的开放系统,水资源输入成为支撑缺水城市环境经济发展的重要基础。开展城市水环境承载力评估与预警研究,对提高水资源输入型城市应对未来环境压力具有重要意义。选择依赖调水的昆明市为案例区,采用指数评价模型和系统动力学模型,构建考虑外部水资源输入的水环境承载力评估与预警模型,对昆明市水环境承载力现状和不同调控措施下的趋势进行评估与模拟预测。结果表明,2018年昆明市水环境呈超载状态,超载0.195倍,主要受化学需氧量指标约束;在历史趋势发展情景下,研究区未来水环境承载力将不断恶化,到2030年水环境超载1.915倍,面临严重的水资源匮乏和氨氮污染问题;在经济社会约束情景和环境调控约束情景下,水环境承载力指数增速减缓,但环境调控约束情景对承载力指数增长的抑制作用时间较短,表明单一污染控制措施难以抵消经济社会持续增长导致的新增污染负荷;同时考虑经济社会与环境调控约束时,水环境承载力指数增长能够得到有效控制。基于环境承载力约束,建议昆明市对人口增长率、工业增加值增长率和畜禽养殖规模进行控制,同时保障持续的水资源输入补给。     

城市内河水环境承载力评价研究

城市内河水环境承载力评价是实现水资源科学管理和水污染综合治理的基础。本文在阐述水环境承载力内涵及评价状况的基础上,对多种方法的适用性和可操作性进行分析,选取人工神经网络模型(BP)和径向基函数人工神经网络模型(RBF)进行内河水环境承载力评价;构建指标评价体系,对BP和RBF模型进行驯化和参数率定,确定水环境综合污染指数,进行城市内河水环境承载力评价。以丽水市城市内河为例,综合评价水环境综合承载状态为弱承载,验证了评价指标和方法选取的可行性,为进行丽水市内河水环境整治提供依据。     

Elman与GRNN神经网络模型在水环境承载力评价中的应用——以文山州区域水环境承载力评价为例

利用层次分析法构建符合区域水环境承载力的评价指标体系和分级标准,基于Elman神经网络与广义回归神经网络(GRNN)算法原理,提出Elman与GRNN神经网络水环境承载力评价模型,采用内插法构造网络训练样本,将水环境承载力分级评价标准阈值样本进行评价,将结果作为区域水环境承载力等级评价的划分依据,对文山州不同规划水平年水环境承载力进行评价。结果表明:文山州不同规划水平年水环境承载力处于绝对可承载与基本可承载之间,客观反映了区域水环境现状及规划期望效果,可为区域水环境承载力评价和研究提供参考。Elman与GRNN神经网络模型评价结果基本相同,表明研究建立的区域水环境承载力评价模型和评价方法均是合理可行的,二者均可作为区域水环境承载力评价的选用模型。     

基于多目标模型的大凌河流域水环境承载力研究

文章从社会环境和自然环境两个方面评价了大凌河流域水环境承载能力。首先结合大凌河流域水环境特征和实际状况构建了多目标评价模型,并对模型中各层次指标采用AHP法进行权重的确定,然后通过分析对数函数法基本理论确定了水环境单项指标承载力求解方法,并利用向量模法对大凌河流域水环境承载力及其发展趋势进行预测,最后给出了实现大凌河流域自然与社会环境的协调发展及提升其承载力水平的合理建议。研究表明:大凌河流域水环境承载力整体处于较平稳的发展趋势,但自然与社会不协调发展问题突出,通过采取一定的措施可有效提升该区域承载力水平。     

华北平原地下水资源承载力评价

华北平原地下水严重超采,并带来一系列资源环境问题,地下水资源承载力的可持续性面临严重挑战。本研究定义了地下水资源承载力的概念,提出了一种定量评价地下水承载力的新方法,并对华北平原地下水承载力进行了评价。结果表明,华北平原地区地下水资源支撑的GDP从2003年的15 608.18亿元迅速提高到2011年的37 584.9亿元,33.3%的地市位于未超采未超载区;华北平原整体及57.2%的地市均位于超采未超载区,已发生地下水超采,但通过提高用水效率,未来社会经济规模仍有发展空间;9.5%的地市位于超采超载区。最后探讨地下水资源的承载力的提高途径,主要包括增加地下水资源可利用量和提高用水效率两方面,其中提高用水效率效果更显著。     

吉林省平原区地下水功能可持续性评价

针对吉林省平原区内地下水资源面临的资源枯竭、生态功能退化、地质环境恶化等问题,以及地下水系统与生态环境系统、地质环境系统间的联系状况,运用地下水功能评价有关理论,建立吉林省平原区地下水功能评价模型,分析评价研究区地下水资源功能、生态功能和地质环境功能状况,掌握研究区地下水功能可持续性状况,为实现研究区地下水资源可持续利用提供指导依据。     

人类活动影响下的地下水环境及其研究的方法体系

人类活动影响下的地下水环境研究已成为当前和未来一段时间内国内外研究的热门领域。文章发展了人类活动影响下的地下水环境的定义,扩展了其内涵。在人类活动影响下,地下水环境是一个同时具有自然属性和社会属性的概念,一切与地下水直接和间接相关的自然作用和社会作用均应归到地下水环境的研究范畴之内。通过梳理人类活动导致的主要地下水环境问题,以及地下水环境研究中几种常用方法,基于调查-评价-试验-预测-监测-管理框架,初步建立了人类活动下地下水环境研究的方法体系,对于促进地下水环境领域的相关研究具有重要的科学意义。     

西安市区地下水位动态特征与影响因素

根据西安市区地下水位监测资料,分析了地下位动态变化特征,并以水文地质分区为单元,对水位动态的影响因素(降水和开采)进行了研究。结果表明:1965年-2010年西安市地下水位整体呈下降趋势;降水量对地下水位的影响主要体现在丰水年水位回升或下降速率减缓,枯水年水位下降速率加剧,不同水文地质分区水位变化与降水量变化的相关程度不同;开采量对地下水位的影响体现在随着开采量增加,地下水位下降,但同样的开采量下,各个水文地质分区水位下降幅度不同;最后,运用灰色关联度分析水位变化的主导因素,结果表明,地下水开采是西安市区地下水位变化的主导因素。     

北京典型地区分层地面沉降与 地下水位变化关系

北京市长期过量开采地下水造成地下水位持续下降,从而引发地面沉降快速发展。利用北京天竺地面沉降监测站长时间序列下分层地面沉降及对应含水层组地下水位监测数据,建立了二者间的多元回归模型,并用实际监测数据验证了该模型的预测效果,据此确定了天竺站的主要沉降贡献层及对沉降影响最大的含水层主控层位。研究成果可为合理调整地下水开采层位以及开展地面沉降防控工作提供科学依据。     

地下水水源地污染预警应用研究——以浑河冲洪积扇为例

地下水水源地污染预警是集中城镇供水的地下水资源保护和管理的重要依据。为了控制地下水污染,使地下水保护更具预见性和主动性,提出了基于水质现状和污染风险的地下水水源地污染预警思路。水质现状是预警基础,决定预警的起始状态;污染风险考虑了污染源载荷风险和污染危害性,反映人类活动对地下水的影响,决定区域污染状况的发展变化。以浑河冲洪积扇饮用水水源地为例,通过各因子的评价和叠加分析得到地下水水源地污染预警值,结果显示浑河冲洪积扇地区大部分水源地存在不同程度的污染警情。研究结果可为当地地下水水源地保护提供依据。     

地下水活动对采空区覆岩移动影响机理分析

目前在采煤覆岩移动研究方面较少考虑地下水活动的影响,但地下水流失也能引发显著的覆岩移动,且两者在某些区域可共同存在。通过分析采空区覆岩移动的基本形式及含水覆岩层内水通过裂隙时对覆岩的作用等,阐述了地下水活动对采空区覆岩移动的影响机理,认为一定条件下含水覆岩层内的水活动对采空区覆岩移动具有"帮助"作用,在其长时间作用下可引发更大范围、更大程度的覆岩移动变形或局部突发性塌陷。     

考虑水文情势变化的黄柏河流域纳污能力

水体的纳污能力是指在满足水功能区水环境质量达标的基础上,水体最大允许的纳污量,其精确核定对水资源合理开发利用与有效保护具有重要的现实意义。水利工程、人类活动等使河流原有水文情势发生了不同程度的改变,水文情势变化影响下的纳污能力精确核定现已逐渐成为当前亟待研究和解决的问题。以长江流域的黄柏河为例,选取汇入支流、水库和调(引)水工程3个主要影响因素分析了对河道水文情势及其对纳污能力的影响,根据水文情势的差异性变化提出了相应的纳污参数确定方法,并基于一维水质数学模型计算得出黄柏河流域水体的纳污能力,最后以典型区段黄柏河东支保护区为例与传统法的纳污能力结果进行了对比分析。结果表明考虑水文情势变化的纳污能力研究中所提出的纳污参数确定方法在一定程度上有助于水域纳污能力的准确核定。研究结果可以为区域有效保护水资源,防治水污染,改善水环境提供一定的技术参考。     

粒子追踪迹线长度的灵敏度分析及 地下水源地保护区划分 -以甘河子地下水水源地为例

地下水水源地的供水安全对保障居民安全用水和保护地下水具有重要意义,合理地划分地下水水源地保护区,对水源充分利用和水质保护有着重要作用。以甘河子地下水水源地为计算背景,采用数值模拟的方式建立水源地地下水流模型,基于Morris方法,对渗透系数和有效孔隙度对粒子追踪迹线长度的影响进行局部和全局灵敏度分析。利用ArcMap,分别对根据局部、全局灵敏度计算出的粒子追踪迹线长度进行一级、二级地下水源地保护区初步划分,作为日后根据当地实际情况进行多方协调、最终确认保护区范围的基础,并分析不同分析方法、不同影响因子对保护区面积的模拟结果的影响。结果显示,全局灵敏度与局部灵敏度并非简单线性关系,并且相同条件下,有效孔隙度对于粒子追踪迹线长度和地下水源地保护区范围的影响程度均大于渗透系数。根据局部、全局灵敏度划分的一级、二级地下水源地保护区面积大小关系均为:局部灵敏度(参数为渗透系数)全局灵敏度局部灵敏度(参数为有效孔隙度)。     

华北地区地下水超采治理实践与思考

华北地区地下水超采问题由来已久,长期过量开采地下水给华北地区尤其是京津冀水资源安全带来重大威胁,开展地下水超采治理意义重大。针对华北地区严重的地下水超采问题,首先从水量、水位、影响范围等角度分析了地下水超采现状与形成的原因,剖析了地下水超采引发的资源枯竭、生态与地质环境损害等一系列突出问题,然后总结了近年来国家开展的南水北调受水区压采、河北地下水超采综合治理三年试点、河湖地下水回补等地下水超采治理相关的重大举措,梳理了各项举措采取的具体超采治理措施和目前取得的治理成效,介绍了下一步华北地区地下水超采治理的战略对策和主要措施,最后结合超采治理工作实践,分析了目前华北地区地下水超采治理中面临的若干突出问题,并提出了相关思考与对策建议,为今后地下水超采治理与管理提供参考。     

涞源盆地地下水化学演化特征初步分析

为了研究涞源盆地地下水的水质形成过程及其主要控制因素,在野外水文地质调查的基础上,对该区地下水的化学特征进行了分析,并利用水文地球化学软件 PH REEQCC 对地下水化学演化进行了反向模拟。结果表明：团圆向斜、东沟-大宁断层和牌坊2冯村断层等地质构造影响着地下水流场;方解石、白云石是决定研究区地下水化学演化的主要矿物;地下水中的主要化学成分及其化学演化与含水层岩性在空间上呈现一致性;人类活动可能造成了局部地下水中 pH 值、三氮、硫酸根和氯离子等指标的异常。     

再生水利用对土壤和地下水的影响研究综述

由于处理工艺和运行成本的限制,再生水中仍残留一定数量的污染物,长期使用必然会对受纳区的土壤和地下水环境产生一定影响。通过文献调研和数据统计,获得了再生水受纳区土壤和地下水中有机污染物、重金属、营养物质、盐度、pH值和微生物等的种类和浓度,并结合环境统计年报、土壤环境和地下水质量标准,分析和讨论了再生水利用对受纳区土壤和地下水环境的影响。结果表明,再生水多来自于生活污水,其受纳区域介质中药物及个人护理品污染和盐度增加对土壤和地下水环境影响较大,再生水中其他污染物则影响不大。为了提高再生水利用安全性,应根据受纳区的使用功能,制定出污染物监测方案、应急预案和管理措施。