城市新区环境规划的"响应-调控"模型研究

针对城市新区社会经济环境系统所具有的整体性、不确定性、综合性和动态性特点,构建不确定性的新区社会经济环境系统"响应-调控"模型,包括4个关键步骤:系统动态响应模拟,情景分析与评价,优化调控模型构建,以及决策偏好与优化调控方案生成.设计3个子情景来比较分析不同新区发展模式下的环境压力,包括经济结构调整型发展情景(Ⅰ)、资源环境约束型发展情景(Ⅱ)和资源环境协调型发展情景(Ⅲ).以郑州新区为例开展实证研究,结合情景分析和决策者偏好,对新区规划实施所产生的社会经济发展及环境压力响应进行模拟预测.模型结果显示:新区COD排放量将由2008年的19693 t/a提高到2020年的33806 t/a.     

基于系统动力学模型的深圳市龙华新区水资源供需平衡预测及优化

为解决深圳市龙华新区水资源供需矛盾,运用系统动力学模型(SD模型),结合该区"来-蓄-用-排"的水资源结构链,将人口、经济、产业发展与水资源供需相结合,建立水资源SD模型,模拟了2010~2030年水资源供需比的变化.结果显示,未来在限定境外调水总量的前提下龙华新区水资源匮乏,供需矛盾突出.通过参数敏感性分析识别出6个对水资源供需比影响较大的参数,分别是污水处理回用率、雨水利用率、人均生活用水定额、万元工业产值用水量、第二产业增长率、第三产业增长率.将以上参数作为主要调控变量,依据龙华新区发展规划及国家发展战略设计了情景优化方案,最终给出短期规划与长期规划综合优化方案.短期规划到2020年水资源供需比可由0.93提高到1.05,长期规划到2030年水资源供需比可由0.84提高到1.04.未来龙华新区需进一步加快产业结构调整,建设节水型城市,提高非常规水资源利用率,才能有效解决水资源供需矛盾,保持经济稳增与水资源可持续发展的协调统一.     

杭州城市污水处理厂尾水再生利用的探讨

在阐述目前城市污水厂尾水再生利用现状的基础上,以杭州市七格污水处理厂为例,分析了城市污水处理厂尾水水质情况和尾水作为再生水利用的可能性。同时,结合杭州市经济技术开发区用水情况,以及开发区愿意使用再生水企业的调查情况,对尾水再生利用的必要性、利用应用对象、需水量预测、处理工艺选取、管网配套工程措施和再生水效益等关键问题进行了探讨。     

污水再生利用过程中的几点思考

综述了污水再生利用过程中有关执行标准引用、再生工艺选择、再生水的正确用途、回用水的景观河道建设、再生水管道敷设、再生利用工作的推进等万面的几点思考。提出了解决相关问题的合理方法。     

基于数值模拟的北京密怀顺地区地下水资源调蓄研究

通过收集北京密怀顺地区多水源(南水北调水源和再生水源)与当地地下水的水位、水质监测资料,建立了多水源入渗条件下地下水水流和溶质运移模型,探讨多水源补给对地下水环境的影响,并通过构建多水源入渗条件下多情景地下水调蓄模型,筛选最优方案.结果表明:2007—2016年约有4.5×108 m3再生水及南水北调水经未防渗河道自然入渗地下,使得入渗补给区地下水水位显著上升,其中南水北调受水区地下水位最高抬升为13.99m.再生水入渗使受水区地下水Cl-质量浓度升高,各再生水Cl-污染晕向中心漏斗区迁移,南水北调水源使地下水中Cl-质量浓度降低,在地下水入渗补给过程中主要起稀释作用.在情景分析中,筛选出方案Ⅳ最优,既能够增加地下水资源量,又能有效阻滞再生水入渗区的地下水Cl-高质量浓度污染晕向下游迁移.     

城市居民小区再生水利用初探

污水资源化(污水再生回用)是缓解水资源危机的一条重要途径,其中建筑中水,尤其是居住小区中再生水利用是我国当前推广的水技术中最有现实意义、最有效、最容易落实的节水措施。本文对城市居住小区污水回用的意义、可行性和技术方案进行了初步探讨。     

我国第一个双膜法再生水工程在津投产

日前,国内首次使用双膜法进行污水深度处理的环保工程在天津开发区污水处理厂正式投产。该工程经过一年的施工,一期工程已经建成并具备通水条件。双膜法再生水工程完全打破了传统的污水深度处理工艺,第一次将再生水规模集中回到工业高端用户。 开发区污水厂的双膜法再生水工程利用连续流微滤和反渗透双膜分离技术对污水进行大规模再生回用,经过测试,出水水质好于世界卫生组织和美国EPA公布的饮用水水质标准,可满足电子工业、锅炉补给、生活杂用、绿化等从高端到低端的各类用户的用水要求。首期工程日产微滤膜处理出水3万吨,日产反渗透再生水1万吨,可使天津开发     

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BNU-SWAT模型的地下水埋深模拟

基于BNU-SWAT模型对通州区地下水埋深变化进行了模拟,模拟结果较好地反映了通州区地下水埋深的实际变化趋势.在此基础上,设置了2020年平水年(P=50%)和枯水年(P=75%)2种情景,改变作物种植结构和再生水灌溉模式,模拟了北京市通州区未来地下水位变化趋势.结果表明:种植结构的合理调整,如小麦、玉米等农业用地向林果等经济林地的转变,可以有效减少农业地下水开采量;同时,利用通州区内及周边污水处理厂的再生水进行农业灌溉,不仅减少地下水的开采量,还可以有效补给地下水.以上2种方法的结合对通州区地下水资源保护具有重要的意义.     

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。     

广州市SARS流行的数学建模与干预措施的定量评估

构建了反映SARS传播过程的动力学模型,利用模拟退火算法对2003年广州市的SARS疫情进行了研究,得到了重要流行病学参数——潜伏期、感染期、基本再生数与有效再生数的最优估计,结果表明:广州市SARS传播的平均潜伏期为4d,平均感染期为7.7d,基本再生数为3.8,疫情得到控制后的有效再生数为0.6,感染期的变化对广州市SARS疫情的变化趋势有重要影响.最后,采用情景模拟方法,定量评估了4类干预措施——疫苗接种率、应急反应时间、三早措施与综合防控对广州市SARS疫情的影响.     

基于街坊单元的城市污水量空间分配

污水总量的空间分配是影响污水系统布局规划合理性的重要因素。以北京规划市区为例,提出了基于街坊单元的污水量空间分配方法。以北京规划市区1040km~2内的506个街坊单元为基础,提取各街坊内的土地利用规划信息并据此估算各街坊的污水量,最后按街坊与各污水系统的空间拓扑对应关系进行污水总量到各子系统的分配。利用基于第三代空间数据模型Geodatabase的规划辅助地理信息系统,实现了该空间分配方法,并将污水量空间分配最终方案和实际监测数据进行了对比分析。     

区域规划累积环境影响评价方法框架研究

鉴于累积环境影响评价在区域规划环评中的重要性和必要性, 提出包括规划描述、影响识别、尺度确定、因果分析、评价基准、情景构建、累积评价与预警、减缓措施以及适应调控等主要步骤在内的累积环境影响评价方法框架。同时, 考虑到累积环境影响的不确定性和动态性特征,采用情景分析和系统动力学模型相结合的方法, 模拟、分析和评价区域规划在时间和空间尺度上的累积环境影响。基于该方法框架,以郑州航空港地区总体规划为例,开展了评价区域环境空气和地表水环境质量的累积环境影响评价和预警实证研究。设计了基准情景、零方案情景、规划方案情景以及改善型情景 4 种情景模式, 分别对规划方案实施的区域水环境、大气环境的累积影响做出评价;并提出包括生态空间格局调控优化、产业结构调控与布局优化以及污染防治等在内的减缓措施,以及跟踪监测评估与适应性反馈调控对策。     

基于多维临界调控模型的玛纳斯河流域水资源调控

水资源调控是不同区域和用水户之间有效公平分配水资源的重要途径,本文以新疆玛纳斯河流域为研究对象,以水资源供需缺水量最小为优化目标,在分析耗散结构、协同学、有序原理和临界控制论的基础上,应用多维临界调控模型对玛纳斯河流域水资源系统进行行业间优化调控。研究结果表明:2020年,通过工业节水30.8%、农业节水1.2%和污水资源化1.38×108m~3,可使系统熵由0.34降低到0.15;2030年,通过工业节水54%、农业节水1.6%和污水资源化1.89×108m~3,可使系统熵由0.34降低到0.15;2030年的缺水量比2020年的缺水量减少了0.4×108m3,可实现水资源系统的有序发展。研究成果对解决灌区水资源供需矛盾、提高水资源高效利用具有重要意义。     

SD模型在陕西省土地利用总体规划中的应用

目的探讨系统动力学模型在省级土地利用总体规划中的应用。方法依据陕西省土地利用系统的现状和特点,在因果关系分析的基础上,建立陕西省土地利用系统动态仿真模型。结果应用动态仿真模型,分别从耕地保护、生态平衡和城乡建设发展的角度出发,设计了3个结构特征明显的规划方案。结论系统动力学模型用于省级土地利用总体规划是较为理想的方法,应用系统动力学模型做出的陕西省土地利用规划方案充分地体现了其土地利用的实际和未来发展变化的趋势。     

海河流域污水再生利用战略分区研究

为了在把握海河流域整体特点的基础上,为流域内各地市开展污水再生利用规划提供针对性的指导,本文进行了污水再生利用战略分区研究。从水资源紧缺程度、用水合理性、经济可行性等3个方面选取了8个指标开展综合评价研究。针对海河流域污染型缺水严重的特点,引入水资源污染折减系数,以提高各地区的分异程度。通过对指标进行聚类分析,将海河流域以市域为基本单元聚合为6类不同的污水再生利用战略分区,并分别提出各区的污水再生利用规划调控特点,以指导各地区开展污水再生利用规划工作。     

CLUE-S模型在规划环境影响评价中的应用

CLUE-S模型用于模拟土地利用空间变化,可为定量预测生态影响提供技术手段.在总结规划环境影响评价研究现状和CLUE-S模型应用实践的基础上,深入理解CLUE-S模型的模拟机制,针对规划环评特点,确定CLUE-S模型在模拟生态影响过程中的技术步骤和要求.以大兴区为例,通过Logistic回归分析该区域土地利用变化驱动力,利用Erdas、Arcgis等工具获取2001、2005、2007年三期土地利用图,对模型的模拟效果进行检验.在此基础上预测得到大兴区2010年、2015年和2020年的土地利用变化图,借助Fragstats软件计算景观格局指数,进一步分析大兴区规划年由于土地利用变化给景观格局带来的影响,将结果反馈到规划方案中,进而提出优化调整建议.     

基于系统动力学的天津市水资源可持续利用

天津市水资源短缺情况日益严重,水资源总量不足以承担全市用水需求,对外调水的依赖性日益增大.针对这一现状,分析其用水特点,使用系统动力学软件Vensim,建立2005年到2020年的水资源可持续利用模型.模型包括人口、经济、生态环境、水资源4个相互作用的子系统.运行模型得到预测结果,结果显示2020年天津总需水量将达到42.55亿m3,水资源供需缺额为7.686亿m3,运用计算机仿真模拟技术,模拟5种不同方案下的水资源利用趋势,通过分析对比得出水资源可持续利用的最优方案：节约用水,调整产业结构,提高污水处理技术与海水淡化技术.通过提高水资源利用率和减少水资源的浪费与污染,可有效缓解水资源短缺现状,加快实现水资源的可持续利用.     

泵站加压输水系统的优化

以泵站加压输水系统的年费用最低为规划目标，考虑到供水流量随时间的变化过程，建立了确定泵站最优扬程模型、水泵优化选型模型和扬程确定下的输水管优化模型。3个模型分别用线性规划和遗传算法求解。运用这3种模型可得到泵站加压输水系统最优设计方案，这一最优设计方案包括水泵优化选型方案和输水管优化设计方案。     

基于多目标准则的大丰市土地利用结构预测与优化

利用Markov模型对大丰2020年的土地利用结构进行预测.结合规划数据与社会经济数据设置约束条件,以经济效益和生态效益为优化目标构建了多目标土地利用结构优化模型,并通过多目标规划法对模型进行求解.结果表明:到2020年大丰区耕地、城镇村及工矿用地、交通运输用地均有所提升,水域及水利设施用地由于滩涂的围垦开发在减少,总的来说较为合理的预测了大丰市2020年土地利用结构趋势,优化结果满足大丰市社会和经济发展需求,实现了经济效益最大化和生态效益最大化双重目标.