水污染控制与水环境容量优化方法

河流的水环境容量是指在一定的环境目标和水文条件下,水体所允许接纳的最大排放负荷。造成水体污染的大量污废水主要以有机污染为主。对于可降解的有机污染物,首先考虑水体水环境的自然降解、净化处理能力,其次通过污废水处理措施削减超出水环境容量的有机污染物质,这样以较小的投资可取得良好的治理效果。环境容量反映污染物在环境中迁移转化和积存规律,也反映在特定功能条件下环境对污染物的承受能力。张永良对环境容量基本概念的解释是:水环境容量为水体环境在规定的环境目标下所能容纳的污染物量。环境目标、水体环境特性、污染物特性是水环境容量的三类影响因素。以环境基准值作为环境目标是自然环境容量,以环境标准值作为环境目标是管理环境容量。近年来,水质模型的发展极大地促进了水环境容量计算水平,也提高了对环境容量的认识水平。

叶闵等通过对三峡水库水污染问题长期和较为全面的研究后,提出将三峡水库水环境容量计算分为总体环境容量和岸边环境容量。总体环境容量是以一维水质模型计算为主的断面平均浓度情况的水环境容量;岸边环境容量是以二维水质模型计算为主的岸边排污混合区控制情况的水环境容量。“总体水质”对应于总体水环境容量,反映河段在确保水体宏观水质目标前提下的最大允许纳污量;周孝德和郭瑾等提出了一维稳态条件下计算水环境容量的段首控制、段尾控制和功能区段尾控制3种方法,通过对渭河干流环境容量的计算,阐明了各方法的物理含义及其适用条件,计算结果证明了各方法的可靠性;有的学者运用未确知数学理论,就未确知信息下一般河流水体纳污能力计算问题进行了初步的探讨。实例分析表明,该方法不仅可以求得河道纳污能力的未确知期望值,还可获得相应纳污能力的主观可信度值,为河流纳污能力计算开辟了一个新思路。(www.xing528.com)

李嘉、张建高以河流水质监测段达标为目的,从一维河流单种污染物的水质控制问题出发,建立了河段上各污染源排污量限制和排污浓度限制的协同控制模型,还提出了对河流水污染进行协同控制的一般思想和原则。在达到国家水质标准的重要原则下,充分考虑了各个污染源的具体情况、经济能力和竞争心理等诸多重要因素。把目前的总量控制思想、系统规划原理、谁污染谁治理的政策方针、对重点污染源实行重点控制的原则和有效治理污染等,均综合地体现在水污染协同控制思想和基本原则之中,并详细阐述了这些原则在水污染协同控制中的含义和作用,为建立河流水污染协同控制的理论方法奠定了基本理论框架;韩龙喜和朱党生从反问题的角度出发,提出组合单元法求解水网地区水质特性的稀疏矩阵解法,在此基础上给出无约束和有约束污染物边界浓度及污染源项一类反问题的提法及相应的最优控制求解方法。该方法避免了常规方法的试错求解过程及不确定性,可显著提高计算精度。将水质浓度表示为污染源排放量的线性组合,使水质目标与污染物排放统一起来,在保障水质达标的情况下,最大限度地排放污染,具有理论意义,更具实践意义。