基于多水源多用户分析的城市污水回用模型

为城市污水回用规划方案设计,提出一种进行多水源与多用户之间配水方案优化的方法。通过识别影响污水回用的城市内部约束和外部约束,构建了全面反映污水回用资源和环境效益的非线性优化模型。城市水资源缺口、对地下水开采的替代量、污染物的削减量和排放下游的生态用水量是影响污水回用的关键因素。该模型能够通过设定不同的决策目标来设计不同的回用情景。对邯郸市的计算实例进行了模型应用,结果体现了污水回用对城市可持续发展能力的支撑作用。     

基于元胞自动机模型的城市土地利用变化模拟

为了研究城市发展带来的城市土地利用空间格局变化,综合运用元胞自动机、多维驱动力分析和情景分析方法,构建了城市土地利用变化模拟系统。建立了宏观、中观和微观3个尺度上的驱动力量化和耦合作用函数。通过识别驱动力变化与城市空间发展特征的关联性,解决了元胞自动机模型参数的时间效应问题。结合情景分析方法,确定城市不同发展情景下的参数取值,进而对未来城市土地利用变化进行了系统模拟。4种预测情景的用地总量分别为220.32km2、253.28km2、231.52km2、310.52km2。研究结果表明:城市土地利用变化受经济增长、空间管制政策等驱动力影响明显,同心圆、组团式发展模式的用地集约水平较高,沿主要对外交通轴线带扩展模式的用地扩张问题较为突出。     

基于数值模拟的城镇污水处理工艺筛选方法学

针对中国目前城市普遍面临的污水处理厂升级改造问题,该文构建了一套基于数值模拟的城镇污水处理工艺筛选方法学。该方法学包含一个污水处理单元技术数据库、污水处理单元组合规则、污水处理工艺流程生成模型、具备不确定性分析功能的工艺处理效果模拟模型,并考虑了不同进水条件和出水标准要求的模拟情景设计。以30种单元技术为例,对该方法学予以初步应用。结果表明,该方法可识别出我国目前主要的水质达标约束为总磷(TP)指标,当出水条件要求严格时(TP<0.5m g/L),反渗透成为优势技术。     

基于多水源多用户分析的城市污水回用模型

为城市污水回用规划方案设计,提出一种进行多水源与多用户之间配水方案优化的方法。通过识别影响污水回用的城市内部约束和外部约束,构建了全面反映污水回用资源和环境效益的非线性优化模型。城市水资源缺口、对地下水开采的替代量、污染物的削减量和排放下游的生态用水量是影响污水回用的关键因素。该模型能够通过设定不同的决策目标来设计不同的回用情景。对邯郸市的计算实例进行了模型应用。应用结果体现了污水回用对城市可持续发展能力的支撑作用。     

昆明市主城区生活污水排放量日间和日内排放规律

为了系统识别昆明市主城区生活污水排放规律,该文采用基于土地利用的方法,通过现场监测和数理统计分析开展研究。依据土地利用现状,选取居住用地(R单元)、公共用地(P单元)和商业用地(C单元)作为典型用地单元,于2013年3月至6月开展了地块排放污水水量监测,运用快速Fourier变换(FFT)识别污水排放的周期性,进而定义污水排放指数(SDI)并构造出典型日污水排放变化特征曲线,获得昆明市主城区生活污水排放规律如下:各单元的污水量均有以24.4h和12.2h为周期的规律性,其中24.4h的周期性比12.2h更显著;假日的变化曲线相比工作日而言,R单元和C单元存在时间上的延迟,P单元则存在峰值降低的现象;R单元、P单元和C单元的污水排放日内变化则分别呈现出W型、尖峰型和V型特征,波峰、波谷、平台期的个数和出现时间均相对固定;R单元、P单元和C单元的时变系数分别为1.58、3.18和1.48。识别的规律可作为模型模拟的点源输入,用于筛选管网设计改造、污水厂优化运行、雨污溢流控制和内涝防治等方案。     

基于Geodatabase的城市水资源管理系统

传统的城市水资源管理系统大都是基于关系型数据库的,缺少基本的地理信息和空间分析与表达功能。为了提高城市水资源管理与决策的信息化和现代化水平,在分析和总结城市水资源管理的功能需求以及前人进行的有关地理信息系统(GIS)应用于城市水资源管理的探索与实践的基础上,提出一种将Geodatabase、GIS空间分析工具及水资源管理模型系统集成来实现城市水资源管理的新型解决方案,分析了Geodatabase数据模型与城市水资源管理集成的优势。以洛阳市为案例,对城市水资源管理系统进行了应用研究。     

基于不确定性分析的IMPULSE模型预测能力评价

为解决分布式参数非点源污染(IMPULSE)模型不确定性分析中采样量和计算量过大的问题,在Bayes概率理论基础上,构建了基于Sobol序列的GLUE算法,用来描述多种扰动因素共同作用下的全局参数不确定性,从而对模型预测能力进行全面评价。将该方法应用于IMPULSE模型,对分布式参数的全局进行不确定性分析。结果表明:该模型结构优良,具有良好的预测能力,对空间不确定性有较高的预测稳定性和鲁棒性,可以满足实际流域污染模拟需要。     

基于数值模拟的城镇污水处理工艺筛选方法学

针对中国目前城市普遍面临的污水处理厂升级改造问题,该文构建了一套基于数值模拟的城镇污水处理工艺筛选方法学。该方法学包含一个污水处理单元技术数据库、污水处理单元组合规则、污水处理工艺流程生成模型、具备不确定性分析功能的工艺处理效果模拟模型,并考虑了不同进水条件和出水标准要求的模拟情景设计。以30种单元技术为例,对该方法学予以初步应用。结果表明,该方法可识别出我国目前主要的水质达标约束为总磷(TP)指标,当出水条件要求严格时(TP0.5m g/L),反渗透成为优势技术。     

混合博弈在水污染系统控制中的应用

以水污染控制中的达标排放检查问题为出发点 ,首先从信息经济学角度 ,用博弈论分析管理者和被管理者在达标排放检查中的行为特点及其关系 ,讨论现有的控制方法 ,并在此基础上以信息为控制焦点 ,对如何核定工业企业水污染物的排放总量作了相应研究.     

HSY算法在环状河网动态环境容量估算中的应用

环状河网水环境容量带有明显的复杂性、动态性与不确定性,探讨环状河网动态水环境容量的估算方法,无论在学术上还是现实上都具有重要意义.在温瑞塘河综合整治规划编制过程中,笔者在不确定性分析框架下开发了动态环状河网水质模型,用基于HSY算法的自动试错法估算了鹿城河网的水环境容量,从而为决策提供了科学依据.相对于最优化分析法,本方法简便灵活,在求得水环境容量的同时,也产生了污染源削减方案.再作少量调整,可以与经济因素相关联.