基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的城市面源污染預(yù)測(cè)研究——以武漢市某新城建設(shè)為例.pdf_第1頁(yè)
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1、當(dāng)前我國(guó),隨著點(diǎn)源污染治理日趨完善,暴雨徑流產(chǎn)生的面源污染成為水環(huán)境治理的熱點(diǎn)。面源較之點(diǎn)源污染不僅污水收集難度大且既受降雨過程、下墊面性質(zhì)等自然因素影響,又受人的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等社會(huì)因素影響,因而具有隨機(jī)性、廣泛性、滯后性等特點(diǎn),難以預(yù)測(cè)和控制。
   常見的研究方法是建立各種模型對(duì)徑流發(fā)生過程進(jìn)行模擬,如BASINS、SWAT、STORM等,這些模型在預(yù)測(cè)時(shí)往往需要大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)支撐,并不適用于我國(guó)的許多中小城市。
  

2、 本文提出“相對(duì)面源污染強(qiáng)度”的概念,即以模擬時(shí)段起點(diǎn)的面源污染強(qiáng)度為基值,其它時(shí)點(diǎn)的污染強(qiáng)度表示成基值的倍數(shù),從而模擬出整個(gè)時(shí)段內(nèi)面源污染變化發(fā)展的趨勢(shì)。模擬方法為系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(System Dynamics,簡(jiǎn)稱SD),該方法采用發(fā)展、運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)分析構(gòu)成系統(tǒng)諸要素之間的聯(lián)系,結(jié)合專門仿真軟件Vensim,可以較好的模擬面源污染這樣一個(gè)變量多且關(guān)系復(fù)雜的大系統(tǒng),且需要的實(shí)測(cè)資料相對(duì)較少。
   以武漢市某區(qū)新城組團(tuán)建設(shè)為案例,

3、本文建立了包括人口、社會(huì)投資和面源污染三個(gè)子系統(tǒng)的SD模型,模擬了包括3個(gè)水平變量、6個(gè)速率變量、26個(gè)輔助變量和11個(gè)常量間共60組相互關(guān)系,并設(shè)置了四種情景進(jìn)行仿真;得出的主要結(jié)論包括:整個(gè)模擬時(shí)段(2010年~2050年),如果污染控制一直維持現(xiàn)狀,則面源污染將呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì),最后達(dá)到現(xiàn)狀的10.6 倍;如果污染控制水平能較快增長(zhǎng)到70%,則面源污染將呈現(xiàn)先增后降趨勢(shì),且污染程度大大降低,2036年達(dá)到峰值時(shí),污染水平為現(xiàn)狀的3

4、 倍,最終的污染水平甚至優(yōu)于現(xiàn)狀,僅為0.9 倍。對(duì)各種模擬情景進(jìn)行比較后,本文認(rèn)為要使案例區(qū)域維持較好的地表水環(huán)境質(zhì)量,未來40年內(nèi)面源污染控制水平至少應(yīng)達(dá)到50%。
   本文建立的SD模型,不僅考慮了傳統(tǒng)模型所關(guān)注的“徑流過程”,還特別的納入了人的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)這一污染物的根本“產(chǎn)生源”,這在目前的面源污染模擬研究中還很少見。其模擬結(jié)果反映了不同污染控制水平下的面源污染變化趨勢(shì),可以給決策者制定和實(shí)施水環(huán)境保護(hù)規(guī)劃及相關(guān)規(guī)

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