流域控制單元水質目標管理技術手冊

目錄
前言
第1章 水質目標管理的支柱工作 1
1.1 標準 1
1.1.1 質量標準 1
1.1.2 排放標準 3
1.2 水質規(guī)劃 4
1.2.1 法律背景 4
1.2.2 三個層次 5
1.3 總量控制 9
1.3.1 四個基本量 9
1.3.2 三種類型 10
1.3.3 技術關鍵 10
1.3.4 核心工作 13
1.4 排污許可 14
1.4.1 目標層次 14
1.4.2 總量控制排污許可特點 15
1.4.3 推動總量控制實施 18
第2章 水污染控制單元解析歸類 22
2.1 概述 22
2.1.1 控制單元的作用 22
2.1.2 控制單元解析歸類目的 23
2.1.3 控制單元解析評價內容 24
2.2 控制單元劃分技術方法 25
2.2.1 劃分原則 25
2.2.2 劃分指標體系 26
2.2.3 劃分程序 27
2.2.4 主要工作 28
2.2.5 劃分技術 32
2.3 控制單元解析評價方法 36
2.3.1 水污染控制單元分類 36
2.3.2 水環(huán)境問題解析方法 39
2.3.3 污染源特征解析方法 50
2.3.4 污染源控制路線確定 51
2.3.5 受損單元恢復潛力分析 52
第3章 水污染負荷核算 56
3.1 概述 56
3.2 基于系數(shù)法的污染負荷估算 56
3.2.1 工業(yè)污染負荷估算 56
3.2.2 城鎮(zhèn)生活污染負荷估算 63
3.2.3 城鎮(zhèn)徑流非點源污染計算 68
3.2.4 農(nóng)村生活污染負荷計算 71
3.2.5 畜禽養(yǎng)殖污染物負荷估算 73
3.2.6 水產(chǎn)養(yǎng)殖負荷估算 76
3.2.7 農(nóng)田污染入河量估算 77
3.2.8 污染負荷的空間分配 81
3.3 基于流域模型的污染物估算模型 81
3.3.1 流域模型分類 82
3.3.2 流域模型的發(fā)展過程 82
3.3.3 篩選模型時應考慮的因素 83
3.3.4 流域負荷模型的復雜度 85
3.3.5 常用流域負荷模型及其性能 86
3.3.6 模型的性能 92
3.4 同一流域案例研究 121
3.4.1 HSPF模型與SWMM模型在城市流域案例的對比研究 121
3.4.2 HSPF模型、SWAT模型、SHETRAN-GPOC模型的案例對比研究(濕潤區(qū)農(nóng)業(yè)) 121
第4章 水環(huán)境規(guī)劃水質目標選擇與核定 131
4.1 概述 131
4.1.1 水環(huán)境規(guī)劃約束體系 131
4.1.2 多約束規(guī)劃達標處理 131
4.1.3 水環(huán)境規(guī)劃達標的基本概念 132
4.2 功能區(qū)水質目標的選擇與確定 133
4.2.1 水體水質目標確定 133
4.2.2 容量計算達標控制要求 135
4.3 混合區(qū)水質目標的選擇與確定 137
4.3.1 混合區(qū)概述 137
4.3.2 混合區(qū)控制原則和指標 138
4.3.3 混合區(qū)水質目標的表達 139
4.3.4 混合區(qū)類型 140
4.3.5 混合區(qū)范圍計算 141
4.3.6 混合區(qū)建議控制尺度 142
4.3.7 混合區(qū)水質目標價值損失核定 143
第5章 設計水文條件選擇 146
5.1 概述 146
5.2 設計水文條件的基本概念 147
5.2.1 設計水文條件的類型及應用條件 147
5.2.2 水文指標的選取與處理 148
5.2.3 穩(wěn)態(tài)設計水文條件的表達 149
5.3 不同類型水體穩(wěn)態(tài)設計水文條件的計算 154
5.3.1 地表水水體分類特征 154
5.3.2 河流設計水文條件 156
5.3.3 湖庫設計水文條件 157
5.3.4 河口及海灣設計水文條件 162
5.3.5 水利工程下游影響地區(qū)的設計水文條件 164
5.3.6 流域、區(qū)域穩(wěn)態(tài)設計流量整體生成法 165
5.4 基本環(huán)境問題水文設計條件建議 167
5.4.1 功能區(qū)達標應用設計水文條件 167
5.4.2 混合區(qū)達標應用設計水文條件 167
第6章 水環(huán)境容量計算模擬方法 173
6.1 概述 173
6.1.1 模型分類 173
6.1.2 模型應用 174
6.1.3 選用方法 174
6.2 水質數(shù)學模型介紹 189
6.2.1 模型基本方程 189
6.2.2 常用解析解模型 194
6.2.3 水環(huán)境容量零維水質模擬 201
6.2.4 水環(huán)境容量一維水質模擬 216
6.2.5 水環(huán)境容量二維水質模擬 227
6.2.6 水環(huán)境容量三維水質模擬 230
6.3 常用水環(huán)境數(shù)學模型庫 231
6.3.1 應用范圍及功能分析 231
6.3.2 模型基本特征 233
6.3.3 模型軟件評價 234
6.3.4 模型運行特性評價 240
6.4 主流水環(huán)境模擬軟件 244
6.4.1 WASP模型 244
6.4.2 QUAL2k一維穩(wěn)態(tài)河流水質的模型 245
6.4.3 EFDC綜合水動力-水質模型 247
6.4.4 SMS綜合水動力學環(huán)境模型 248
6.4.5 RMA4水質-生態(tài)模型 249
6.4.6 SED-2D沉積物模型 250
6.4.7 BALANCE負荷平衡水質模型 251
6.4.8 AQUATOX水質-生態(tài)模型 252
6.4.9 HSPF水文水質綜合模型 253
6.4.10 MIKE 3三維水質模型 254
6.4.11 RMA10 255
6.4.12 SSTEMP一維水溫模型 256
6.4.13 SWAT非點源模型 257
6.4.14 GenScn交互式的水力綜合模型 258
6.4.15 MMS 259
6.4.16 BRANCH動態(tài)一維水動力模型 260
6.4.17 CH3D-WES水力-溫鹽三維模型 261
6.4.18 DAFLOW 262
6.4.19 DR3M暴雨徑流模型 263
6.4.20 FEQ動態(tài)模型 264
6.4.21 FESWMS二維穩(wěn)態(tài)-動態(tài)水動力學模型 265
6.4.22 FourPt一維動態(tài)明渠水動力模型 266
6.4.23 HEC-HMS降雨徑流流域模型 268
6.4.24 HEC-RAS一維穩(wěn)態(tài)-動態(tài)水動力學模型 269
6.4.25 RMA2縱向二維穩(wěn)態(tài)-動態(tài)水動力模型 270
6.4.26 TOPMODEL 271
第7章 水環(huán)境容量模擬參數(shù)選擇 272
7.1 概述 272
7.1.1 參數(shù)的含義 272
7.1.2 參數(shù)識別問題的由來 274
7.1.3 參數(shù)識別的困難 275
7.2 模型參數(shù)識別的不確定性 277
7.2.1 不確定性的來源 277
7.2.2 不確定性的表達 278
7.2.3 確定性與不確定性 279
7.2.4 *終相似性 280
7.3 模型參數(shù)選擇及確定的方法類型 280
7.3.1 確定參數(shù)識別的區(qū)域和數(shù)據(jù) 280
7.3.2 確定參數(shù)模型參數(shù)識別的方法 281
7.3.3 數(shù)學模型的參數(shù)識別的方法 282
7.3.4 數(shù)學模型的檢驗和應用 282
7.4 多參數(shù)的數(shù)學模型識別方法 283
7.4.1 傳統(tǒng)優(yōu)化方法 284
7.4.2 現(xiàn)代優(yōu)化方法 286
7.4.3 不確定性的參數(shù)識別方法 292
7.4.4 參數(shù)識別的隨機采樣方法 298
7.5 混合參數(shù)的估值方法 301
7.5.1 垂向擴散系數(shù)經(jīng)驗估值 301
7.5.2 橫向混合系數(shù)經(jīng)驗估值 301
7.5.3 縱向離散系數(shù) 301
7.5.4 方法評估 308
7.6 一階降解系數(shù)的估值方法選擇 308
7.6.1 外業(yè)試驗 309
7.6.2 內業(yè)實驗 312
7.6.3 經(jīng)驗值 312
7.6.4 方法評估 320
7.7 復氧系數(shù)的估算方法的比較評估 321
7.7.1 外業(yè)試驗 321
7.7.2 經(jīng)驗公式 324
7.7.3 經(jīng)驗值 325
7.7.4 方法評估 329
第8章 流域水環(huán)境容量規(guī)劃計算方法 330
8.1 概述 330
8.2 水環(huán)境容量分級分配的局限性 331
8.2.1 環(huán)境容量及總量分配的概念 331
8.2.2 水環(huán)境容量整體分配的局限性 331
8.2.3 水環(huán)境容量局部累加估算的局限性 331
8.3 分級分區(qū)容量規(guī)劃 332
8.3.1 分級分區(qū)的邊界確定原則 332
8.3.2 分級分區(qū)的層次及框架 333
8.3.3 分級分區(qū)的基本要求 334
8.3.4 分級分區(qū)規(guī)劃銜接的要點 334
8.4 水環(huán)境容量規(guī)劃類別 336
8.4.1 確定性規(guī)劃與非確定性規(guī)劃的取舍 336
8.4.2 功能區(qū)單一指標規(guī)劃 337
8.4.3 功能區(qū)耦合指標規(guī)劃 342
8.4.4 功能區(qū)綜合指標規(guī)劃的容量表達形式 344
8.4.5 多源混合區(qū)容量規(guī)劃 346
8.5 流域總量分配原則 348
8.5.1 分配原則的典型特征 348
8.5.2 分配原則的涉及范疇 348
8.5.3 分配原則 349
8.6 總量分配方法 350
8.6.1 非數(shù)學優(yōu)化分配 350
8.6.2 數(shù)學優(yōu)化分配 351
8.7 流域總量分配 351
8.7.1 分配主線論述 352
8.7.2 初次總量分配 353
8.7.3 總量初次分配后的調整方法 354
8.7.4 分配方案*終評估 355
8.7.5 流域總量分配情景分析 356
8.7.6 小結 357
8.8 污染源總量分配 358
8.8.1 分配主線論述 360
8.8.2 初次總量分配 360
8.8.3 總量初次分配后的調整方法 361
8.8.4 分配*終評估 361
8.8.5 污染源總量分配情景分析 362
8.8.6 小結 363
8.9 總量分配合理性評價方法 364
8.10 總量分配的安全余量 366
8.10.1 安全余量的概念 366
8.10.2 安全余量的確定方法 367
8.10.3 總量分配浮動負荷計算 369
第9章 控制單元水質目標管理技術庫 371
9.1 流域水環(huán)境問題診斷技術 372
9.1.1 多要素耦合的控制單元劃分技術 372
9.1.2 基于水生態(tài)功能分區(qū)的控制單元劃分技術 373
9.1.3 基于人體健康風險分級的河流(湖庫)水質評價方法 374
9.1.4 流域水環(huán)境沉積物質量評價技術 375
9.1.5 分湖富營養(yǎng)化營養(yǎng)足跡指數(shù)(TFI)評價方法 376
9.1.6 湖泊富營養(yǎng)化變權營養(yǎng)指數(shù)(TLIcw)評價方法 377
9.1.7 湖泊污染成因診斷的集成方法 377
9.1.8 湖泊化學需氧量藻源內負荷貢獻分析技術 378
9.1.9 基于低通濾波軌