CN110070271A - 一种小流域水环境承载状态评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小流域水环境承载状态评价方法,包括步骤1,水环境承载力资料收集;步骤2,水文情势及水质评价;步骤3,污染源调查;步骤4,水环境承载力计算;步骤5,水环境承载力体系构建:具体包括步骤51,水环境承载力状态划分为超载、临界超载和不超载三种类型;步骤52,水环境承载力发展趋势划分为加剧型和趋缓型;步骤53,8个预警等级形成。通过开展小流域水环境承载力监测评价体系研究,全面开展水环境承载力监测评价提供示范,为绿色协调可持续发展提供技术支撑。另外,能根据布点监测得到的水质、水量数据,依托建立的水环境承能力监测评价体系,发布预警信息,针对不同预警等级,制定相应的防范措施。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程中水环境生态保护领域,特别是一种小流域水环境承载状态评价方法。
背景技术
随着经济社会的迅速发展,传统的小流域治理已不能适应当前新形势的发展需求。
传统的小流域治理已不能适应当前新形势的发展需求。为此,从小流域治理走向小流域管理己势在必然。
以水源保护为中心,大河流域为骨架,小流域为单元,建设生态清洁型小流域已经取得良好结果。目前,生态清洁型小流域以水环境和水质改善为小流域污染治理的重点,以水环境现状和水环境承载力评价为指导实现水资源的合理利用。
随着人口增长和社会经济快速发展,过境污染与本地排放叠加影响,水环境问题表现出显著的复合性、流域性、复杂性特征,水资源短缺已成为制约发展的严峻问题。
本发明旨在开展小流域水环境承载力监测评价体系研究,全面开展水环境承载力监测评价提供示范,为绿色协调可持续发展提供技术支撑。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,而提供一种小流域水环境承载状态评价方法,该小流域水环境承载状态评价方法通过开展小流域水环境承载力监测评价体系研究,全面开展水环境承载力监测评价提供示范,为绿色协调可持续发展提供技术支撑。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种小流域水环境承载状态评价方法,包括如下步骤。
步骤1,水环境承载力资料收集。
步骤2,水文情势及水质评价。
步骤3,污染源调查:对小流域范围内近2年工业、污水厂、人口、养殖业、种植业的污染物排放量进行计算,并进行分区域统计。
步骤4,水环境承载力计算:水环境承载力,也称水环境容量或水体纳污能力;水环境承载力采用基于考核断面水质达标法进行计算;其中,基于考核断面水质达标法的水环境容量是指依据水功能区水质边界条件,在设计水文条件下,满足考核断面水质达标要求的整治范围内污染源的最大允许排放量。
步骤5,水环境承载力体系构建:以“水资源利用上线”和“水环境质量底线”为依据,选取区域水质达标率和出入境污染物通量作为状态指标,生态需水量和生态红线作为约束指标,水质年际变化趋势作为趋势指标,构建包括状态指标、约束指标以及趋势指标的水环境承载力监测预警指标体系;具体包括如下步骤。
步骤51,水环境承载力状态划分:根据状态指标的评价等级和约束指标的影响条件,将水环境承载力状态划分为超载、临界超载和不超载三种类型;三种类型的判定标准如下。
步骤51a,超载状态:以下a和b两个条件中,当符合其中一项,即为超载状态。
a.状态指标条件:水质超标且对出境通量有不利影响。
水质超标是指年度水质达标率小于60%,其中:
断面水质采用步骤4计算的水环境承载力;当只有一个水功能区时,采用该水功能区达标率作为年度水质达标率。
对出境通量有不利影响是指出境通量大于入境通量。
b.约束指标条件:存在生态红线的刚性制约,具体表示在生态红线的一级管控区内存在任何形式的开发建设活动,或是在二级管控区内存在有损主导生态功能的开发建设活动。
步骤51b,临界超载状态一:以下c、d和e三个条件中,当符合其中一项,即为临界超载状态一。
c.状态指标条件:水质临界超标且对出境通量有不利影响;其中水质临界超标是指年度水质达标率在60%-80%之间。
d.状态指标条件:水质超标且对出境通量无不利影响;其中,对出境通量无不利影响是指出境通量等于或小于入境通量。
e.约束指标条件:存在生态红线限制性因素或生态需水量不满足要求;其中,存在生态红线限制性因素表示在二级管控区内存在可能损害主导生态功能的开发建设活动;生态需水量指维持生态系统健康发展及水质达标所需要的水量。
步骤51c,临界超载状态一:以下f和g两个条件中,当符合其中一项,即为临界超载状态二。
f.状态指标条件:水质临界超标且对出境通量无不利影响。
g.约束指标条件:存在生态红线限制性因素且生态需水量满足要求。
步骤51d,不超载状态:以下h和i两个条件中,当符合其中一项,即为不超载状态。
h.状态指标条件:水质达标,具体是指年度水质达标率大于80%。
i.约束指标条件:无生态红线制约且生态需水量满足要求;无生态红线制约表示在管控区内不存在开发建设活动。
步骤52,水环境承载力发展趋势划分:依据趋势指标评判结果,将水环境承载力发展趋势分为加剧型和趋缓型;当C今年<C上年时,即为加剧型,其中,C今年为现状年区域各水功能区平均水质浓度;C上年为现状年上一年区域各水功能区平均水质浓度;当C今年≥C上年时,即为趋缓型。
步骤53,8个预警等级形成:加剧型和趋缓型分别对应超载、临界超载一、临界超载二和不超载四种状态,其中,加剧型对应的超载、临界超载一、临界超载二和不超载状态分别标记为一级预警态、三级预警态、五级预警态和七级预警态;趋缓型对应的超载、临界超载一、临界超载二和不超载状态分别标记为二级预警态、四级预警态、六级预警态和八级预警态;因而,水环境承载力形成具有8个预警等级的监测预警体系,一至八级预警态的预警等级逐渐降低,八个预警等级采用八种不同颜色进行标识。
步骤4中,基于考核断面水质达标法的水环境容量的计算方法,包括如下步骤:
步骤41,综合考虑主要交汇河流流经区域、各断面水质达标情况以及区域污染源排放量,确定流域的影响区域和整治范围。
步骤42,对整治范围内入水体的污染源进行概化,根据水文水质同步监测数据构建水环境数学模型,并进行率定验证。
步骤43,确定流域设计水文条件和水功能区边界水质,利用已构建的确定区域水环境数学模型,计算各概化排口现状排污量。
步骤44,基于步骤3的污染源调查结果,按照产业政策导向、最佳可行技术评估原则,开展区域污染源削减潜力分析,提出不同污染物削减量方案。
步骤45,基于污染源削减潜力分析,使用试算法计算得到满足考核断面水质目标的各概化排口的允许入河量,各排污口的允许入河量之和即为基于考核断面水质达标的水环境容量。
步骤53中,八级预警态至一级预警态分别采用绿、深绿、蓝、深蓝、黄、橘、红、深红8种颜色进行标识。
还包括步骤6,水环境承载状态评分:采用水环境承载力总评分的方式,对加剧型和趋缓型进行赋分评价,得出当前水环境承载力所处的预警等级。
步骤6中,水环境承载力总评分的计算公式如下:
式中:Z——水环境承载力总评分;X——水质指标评分;Y——出境通量指标评分;S——水质年际变化趋势评分;1-α——水质评分所占权重;α——出境通量评分所占权重;W——评价期边界流量,m3/s;——多年平均边界流量,m3/s。
步骤5中,出境通量的计算公式为:
式中:T出——出境总通量,t/a。
Qj——出境边界上各条跨界河流的平均流量,m3/s。
Cj——出境边界上各条跨界河流的水质浓度,mg/L。
入境通量的计算公式:
式中:T入——入境总通量,t/a。
Qk——入境边界上各条跨界河流的平均流量,m3/s。
Ck——入境边界上各条跨界河流的水质浓度,mg/L。
还包括步骤7,防范措施制定:针对不同预警等级,制定不同的防范措施;对于超载预警地区,制定减排增容方案,调整产业规模和布局,限制高污染、高耗能行业;对于临界超载预警地区,严守生态保障基线和土地利用红线,通过预警监管和优化空间布局的方式,遏制水环境承载力恶化趋势。
本发明具有如下有益效果:本发明通过开展小流域水环境承载力监测评价体系研究,全面开展水环境承载力监测评价提供示范,为绿色协调可持续发展提供技术支撑。另外,根据布点监测得到的水质、水量数据,依托建立的水环境承能力监测评价体系,发布预警信息,针对不同预警等级,制定相应的防范措施,对于深红、红色预警区,制定减排增容方案,合理确定产业规模和布局,限制高污染、高耗能行业;对于临界超载预警地区,严守生态保障基线和土地利用红线,强化预警监管,优化空间布局,加强水环境管理和水污染防控,遏制水环境承载力恶化趋势。
具体实施方式
下面就具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种小流域水环境承载状态评价方法,包括如下步骤。
步骤1,水环境承载力资料收集。
水环境承载力资料的收集主要是为了解水环境承载力概念,国内外研究进展,区域概况。了解水环境承载力研究目的,并结合相关法规进行初步概况分析,并制定技术路线。
步骤2,水文情势及水质评价。
收集小流域范围内近30年以上的降雨量资料,并对小流域进行P-III曲线计算,得到各河道的流量。对于拥有流量记录的水文站所在的河道,可直接运用所测数据进行近三年相关计算。最后得到各自河道在不同降雨保证率情况下的的地表径流。同时,收集小流域范围内的3~5年水质监测资料,按照《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》进行全指标评价后,筛选出不达标项目,再对其不达标项目按照枯丰平进行近3~5年水质过程进行评价、超标率进行评价及超标倍数进行评价。
步骤3,污染源调查:对小流域范围内近2年工业、污水厂、人口、养殖业、种植业的污染物排放量进行计算,并进行分区域统计。
步骤4,水环境承载力计算。
水环境承载力并没有统一的定义方式,其理论雏形源自于水环境容量,水环境容量指在不影响某一水体正常使用的前提下,满足社会经济可持续发展和保持水生态系统健康的基础上,参照人类环境目标要求某一水域所能容纳的某种污染物的最大负荷量或保持水体生态系统平衡的综合能力。在狭义上,水环境承载力就是水环境容量或者水体纳污能力。
国家对水体的管理主要采取功能区划分和控制断面达标两种方式,因此水环境容量有两种计算方法,即区域水功能区水质达标法和考核断面水质达标法。
基于区域水功能区水质达标法的水环境容量是指在设计水文条件下,满足计算水域的水质目标要求时,水体所能容纳的某种污染物的最大数量,通常以单位时间内水体所能承受的污染物总量表示。
基于考核断面水质达标的水环境容量是指依据水功能区水质边界条件,在设计水文条件下,满足考核断面水质达标要求的整治范围内污染源的最大允许排放量。
本发明优选采用基于考核断面水质达标法进行计算,优选包括如下步骤。
步骤41,综合考虑主要交汇河流流经区域、各断面水质达标情况以及区域污染源排放量,确定流域的影响区域和整治范围。
步骤42,对整治范围内入水体的污染源进行概化,根据水文水质同步监测数据构建水环境数学模型,并进行率定验证。
步骤43,确定流域设计水文条件和水功能区边界水质,利用已构建的确定区域水环境数学模型,计算各概化排口现状排污量。
步骤44,基于步骤3的污染源调查结果,按照产业政策导向、最佳可行技术评估原则,开展区域污染源削减潜力分析,提出不同污染物削减量方案。
步骤45,基于污染源削减潜力分析,使用试算法计算得到满足考核断面水质目标的各概化排口的允许入河量,各排污口的允许入河量之和即为基于考核断面水质达标的水环境容量。
步骤5,水环境承载力体系构建。
以“水资源利用上线”和“水环境质量底线”为依据,选取区域水质达标率和出入境污染物通量作为状态指标,生态需水量和生态红线作为约束指标,水质年际变化趋势作为趋势指标,构建包括状态指标、约束指标以及趋势指标的水环境承载力监测预警指标体系。
水环境承载力体系构建之前,先对水质达标率、出入境污染物通量、生态需水量和生态红线的计算进行解释说明如下。
一、水质达标率计算
为评价区域(流域)现状水质状况,基于SL395-2007中对年度水功能区水质达标的定义,根据水质达标率的不同将水功能区水质达标情况划分为水质超标、水质临界超标、水质达标。
断面水质采用步骤4计算的水环境承载力;当只有一个水功能区时,采用该水功能区达标率作为年度水质达标率。
二、出入境通量计算
为全面探查区域水质超标(临界超标)原因以及对下游产生的影响,根据出入境通量对比情况判断该区域(流域)污染物是否对出境通量有不利影响。
对于河流而言,污染物通量是指污染因子在单位时间内通过河流某一断面的该污染物总量,单位通常表示为吨每年(t/a)。
①出境通量计算公式:
式中:T出——出境总通量,t/a;
Qj——出境边界上各条跨界河流的平均流量,m3/s;
Cj——出境边界上各条跨界河流的水质浓度,mg/L。
②入境通量计算公式:
式中:T入——入境总通量,t/a;
Qk——入境边界上各条跨界河流的平均流量,m3/s;
Ck——入境边界上各条跨界河流的水质浓度,mg/L。
三、生态需水量
指维持生态系统健康发展及水质达标所需要的水量。生态需水量可通过节水、优化水资源配置以及工程调水措施予以保障恢复。
四、生态红线制约因素
为确保具有重要生态功能的区域、重要生态系统以及主要物种得到有效保护,本监测预警体系考虑生态红线的制约因素。生态红线指标分别有以下三种情况:存在生态红线刚性制约、存在生态红线的制约因素(也称存在生态红线的限制性因素)和无生态红线制约。
存在生态红线刚性制约表示在生态红线的一级管控区内存在任何形式的开发建设活动,或是在二级管控区内存在有损主导生态功能的开发建设活动。
存在生态红线限制性因素表示在二级管控区内存在可能损害主导生态功能的开发建设活动。
无生态红线制约表示在管控区内不存在开发建设活动。
水环境承载力体系的构建方法,具体包括如下步骤。
步骤51,水环境承载力状态划分:根据状态指标的评价等级和约束指标的影响条件,将水环境承载力状态划分为超载、临界超载和不超载三种类型。
三种类型的判定标准如下。
步骤51a,超载状态:以下a和b两个条件中,当符合其中一项,即为超载状态。
a.状态指标条件:水质超标且对出境通量有不利影响。
b.约束指标条件:存在生态红线的刚性制约。
步骤51b,临界超载状态,优选包括两种临界超载状态,也可为一种。
临界超载状态一:以下c、d和e三个条件中,当符合其中一项,即为临界超载状态一。
c.状态指标条件:水质临界超标且对出境通量有不利影响。
d.状态指标条件:水质超标且对出境通量无不利影响。
e.约束指标条件:存在生态红线限制性因素或生态需水量不满足要求。
步骤51c,临界超载状态一:以下f和g两个条件中,当符合其中一项,即为临界超载状态二。
f.状态指标条件:水质临界超标且对出境通量无不利影响。
g.约束指标条件:存在生态红线限制性因素且生态需水量满足要求。
步骤51d,不超载状态:以下h和i两个条件中,当符合其中一项,即为不超载状态。
h.状态指标条件:水质达标。
i.约束指标条件:无生态红线制约且生态需水量满足要求。
步骤52,水环境承载力发展趋势划分。
依据趋势指标评判结果,将水环境承载力发展趋势分为加剧型和趋缓型;当C今年<C上年时,为加剧型,其中,C今年为现状年区域各水功能区平均水质浓度;C上年为现状年上一年区域各水功能区平均水质浓度;当C今年≥C上年时,为趋缓型。
步骤53,8个预警等级形成:加剧型和趋缓型分别对应超载、临界超载一、临界超载二和不超载四种状态,其中,加剧型对应的超载、临界超载一、临界超载二和不超载状态分别标记为一级预警态、三级预警态、五级预警态和七级预警态;趋缓型对应的超载、临界超载一、临界超载二和不超载状态分别标记为二级预警态、四级预警态、六级预警态和八级预警态;因而,水环境承载力形成具有8个预警等级的监测预警体系,一至八级预警态的预警等级逐渐降低,八个预警等级采用八种不同颜色进行标识。本发明中,八级预警态至一级预警态优选分别采用绿、深绿、蓝、深蓝、黄、橘、红、深红8种颜色进行标识。
本发明中,构建的水环境承载力体系,优选如下表所示。
当符合状态指标条件的预警区与符合约束指标的预警区不一致时,以符合约束指标条件所在的预警区为准。
步骤6,水环境承载状态评分:采用水环境承载力总评分的方式,对加剧型和趋缓型进行赋分评价,得出当前水环境承载力所处的预警等级。
上述水环境承载力总评分的计算公式优选如下:
其中,由于边界流量不同,出入境通量对水环境承载力的影响也不同,因此权重α也不同。根据至少近5年边界流量可算得多年平均边界流量,通过实测或模型可得到评价期边界流量,则评价期权重α为:
式中:Z——水环境承载力总评分;X——水质指标评分;Y——出境通量指标评分;S——水质年际变化趋势评分;1-α——水质评分所占权重;α——出境通量评分所占权重;W——评价期边界流量,m3/s;——多年平均边界流量,m3/s。
实际评分时,以式(1)为基准,与上述的监测预警体系保持高度一致,根据超载状态、临界超载状态以及不超载状态三种状态,赋予相应具体评分公式进行评分。
假设总分数区间为0-100分,60分为合格。根据总分数划分等级:0-60分为不合格,60-75为合格,75-85为良好,85分以上为优秀。依据SL395-2007中所述,评价年度内达标率大于(含等于)80%的水功能区为水期或年度达标水功能区,以水环境承载力监测预警体系为基础划分出具体评分区间如下表所示:
步骤7,防范措施制定。
根据布点监测得到的水质、水量数据,依托建立的水环境承能力监测评价体系,发布预警信息,针对不同预警等级,制定相应的防范措施,对于深红、红色预警区,制定减排增容方案,合理确定产业规模和布局,限制高污染、高耗能行业;对于临界超载预警地区,严守生态保障基线和土地利用红线,强化预警监管,优化空间布局,加强水环境管理和水污染防控,遏制水环境承载力恶化趋势。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种等同变换,这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种小流域水环境承载状态评价方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1,水环境承载力资料收集;
步骤2,水文情势及水质评价;
步骤3,污染源调查:对小流域范围内近2年工业、污水厂、人口、养殖业、种植业的污染物排放量进行计算,并进行分区域统计;
步骤4,水环境承载力计算:水环境承载力,也称水环境容量或水体纳污能力;水环境承载力采用基于考核断面水质达标法进行计算;其中,基于考核断面水质达标法的水环境容量是指依据水功能区水质边界条件,在设计水文条件下,满足考核断面水质达标要求的整治范围内污染源的最大允许排放量;
步骤5,水环境承载力体系构建:以“水资源利用上线”和“水环境质量底线”为依据,选取区域水质达标率和出入境污染物通量作为状态指标,生态需水量和生态红线作为约束指标,水质年际变化趋势作为趋势指标,构建包括状态指标、约束指标以及趋势指标的水环境承载力监测预警指标体系;具体包括如下步骤:
步骤51,水环境承载力状态划分:根据状态指标的评价等级和约束指标的影响条件,将水环境承载力状态划分为超载、临界超载和不超载三种类型;三种类型的判定标准如下:
步骤51a,超载状态:以下a和b两个条件中,当符合其中一项,即为超载状态;
a.状态指标条件:水质超标且对出境通量有不利影响;
水质超标是指年度水质达标率小于60%,其中:
断面水质采用步骤4计算的水环境承载力;当只有一个水功能区时,采用该水功能区达标率作为年度水质达标率;
对出境通量有不利影响是指出境通量大于入境通量;
b.约束指标条件:存在生态红线的刚性制约,具体表示在生态红线的一级管控区内存在任何形式的开发建设活动,或是在二级管控区内存在有损主导生态功能的开发建设活动;
步骤51b,临界超载状态一:以下c、d和e三个条件中,当符合其中一项,即为临界超载状态一;
c.状态指标条件:水质临界超标且对出境通量有不利影响;其中水质临界超标是指年度水质达标率在60%-80%之间;
d.状态指标条件:水质超标且对出境通量无不利影响;其中,对出境通量无不利影响是指出境通量等于或小于入境通量;
e.约束指标条件:存在生态红线限制性因素或生态需水量不满足要求;其中,存在生态红线限制性因素表示在二级管控区内存在可能损害主导生态功能的开发建设活动;生态需水量指维持生态系统健康发展及水质达标所需要的水量;
步骤51c,临界超载状态一:以下f和g两个条件中,当符合其中一项,即为临界超载状态二;
f.状态指标条件:水质临界超标且对出境通量无不利影响;
g.约束指标条件:存在生态红线限制性因素且生态需水量满足要求;
步骤51d,不超载状态:以下h和i两个条件中,当符合其中一项,即为不超载状态;
h.状态指标条件:水质达标,具体是指年度水质达标率大于80%;
i.约束指标条件:无生态红线制约且生态需水量满足要求;无生态红线制约表示在管控区内不存在开发建设活动;
步骤52,水环境承载力发展趋势划分:依据趋势指标评判结果,将水环境承载力发展趋势分为加剧型和趋缓型;当C今年<C上年时,即为加剧型,其中,C今年为现状年区域各水功能区平均水质浓度;C上年为现状年上一年区域各水功能区平均水质浓度;当C今年≥C上年时,即为趋缓型;
步骤53,8个预警等级形成:加剧型和趋缓型分别对应超载、临界超载一、临界超载二和不超载四种状态,其中,加剧型对应的超载、临界超载一、临界超载二和不超载状态分别标记为一级预警态、三级预警态、五级预警态和七级预警态;趋缓型对应的超载、临界超载一、临界超载二和不超载状态分别标记为二级预警态、四级预警态、六级预警态和八级预警态;因而,水环境承载力形成具有8个预警等级的监测预警体系,一至八级预警态的预警等级逐渐降低,八个预警等级采用八种不同颜色进行标识。
2.根据权利要求1所述的小流域水环境承载状态评价方法,其特征在于:步骤4中,基于考核断面水质达标法的水环境容量的计算方法,包括如下步骤:
步骤41,综合考虑主要交汇河流流经区域、各断面水质达标情况以及区域污染源排放量,确定流域的影响区域和整治范围;
步骤42,对整治范围内入水体的污染源进行概化,根据水文水质同步监测数据构建水环境数学模型,并进行率定验证;
步骤43,确定流域设计水文条件和水功能区边界水质,利用已构建的确定区域水环境数学模型,计算各概化排口现状排污量;
步骤44,基于步骤3的污染源调查结果,按照产业政策导向、最佳可行技术评估原则,开展区域污染源削减潜力分析,提出不同污染物削减量方案;
步骤45,基于污染源削减潜力分析,使用试算法计算得到满足考核断面水质目标的各概化排口的允许入河量,各排污口的允许入河量之和即为基于考核断面水质达标的水环境容量。
3.根据权利要求1所述的小流域水环境承载状态评价方法,其特征在于:步骤53中,八级预警态至一级预警态分别采用绿、深绿、蓝、深蓝、黄、橘、红、深红8种颜色进行标识。
4.根据权利要求1所述的小流域水环境承载状态评价方法,其特征在于:还包括步骤6,水环境承载状态评分:采用水环境承载力总评分的方式,对加剧型和趋缓型进行赋分评价,得出当前水环境承载力所处的预警等级。
5.根据权利要求4所述的小流域水环境承载状态评价方法,其特征在于:步骤6中,水环境承载力总评分的计算公式如下:
式中:Z——水环境承载力总评分;X——水质指标评分;Y——出境通量指标评分;S——水质年际变化趋势评分;1-α——水质评分所占权重;α——出境通量评分所占权重;W——评价期边界流量,m3/s;——多年平均边界流量,m3/s。
6.根据权利要求1所述的小流域水环境承载状态评价方法,其特征在于:步骤5中,出境通量的计算公式为:
式中:T出——出境总通量,t/a;
Qj——出境边界上各条跨界河流的平均流量,m3/s;
Cj——出境边界上各条跨界河流的水质浓度,mg/L;
入境通量的计算公式:
式中:T入——入境总通量,t/a;
Qk——入境边界上各条跨界河流的平均流量,m3/s;
Ck——入境边界上各条跨界河流的水质浓度,mg/L。
7.根据权利要求1所述的小流域水环境承载状态评价方法,其特征在于:还包括步骤7,防范措施制定:针对不同预警等级,制定不同的防范措施;对于超载预警地区,制定减排增容方案,调整产业规模和布局,限制高污染、高耗能行业;对于临界超载预警地区,严守生态保障基线和土地利用红线,通过预警监管和优化空间布局的方式,遏制水环境承载力恶化趋势。
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111598431A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-08-28 | 沈阳建筑大学 | 一种具有功能差异性的流域水生态环境承载力评估方法 |
CN111680902A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-09-18 | 北京长隆讯飞科技有限公司 | 一种基于云服务平台的环保生态红线管理方法和装置 |
CN111724036A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-09-29 | 黑龙江省网络空间研究中心 | 一种基于高分多源数据融合的界河水资源动态监测方法 |
CN111882176A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-11-03 | 生态环境部环境规划院 | 一种大气环境承载能力的评估方法及系统 |
CN112183887A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-01-05 | 中国环境科学研究院 | 一种水环境承载力预警指标阈值及分级标准确定方法 |
CN112800038A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-14 | 长春市万易科技有限公司 | 一种水环境数据分析方法 |
CN113065744A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-07-02 | 中建三局绿色产业投资有限公司 | 一种城市内河水环境承载力动态评估预警方法 |
CN113205245A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-08-03 | 重庆图强工程技术咨询有限公司 | 区域生态环境承载力的评估方法及系统 |
CN113343413A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-09-03 | 中国环境科学研究院 | 水环境承载力评价方法、装置、设备和介质 |
CN113420512A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-21 | 中国水利水电科学研究院 | 一种计算跨界河流水功能区水质达标率的方法 |
-
2019
- 2019-04-01 CN CN201910255822.7A patent/CN110070271A/zh not_active Withdrawn
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111598431A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-08-28 | 沈阳建筑大学 | 一种具有功能差异性的流域水生态环境承载力评估方法 |
CN111598431B (zh) * | 2020-05-13 | 2023-10-03 | 沈阳建筑大学 | 一种具有功能差异性的流域水生态环境承载力评估方法 |
CN111724036A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-09-29 | 黑龙江省网络空间研究中心 | 一种基于高分多源数据融合的界河水资源动态监测方法 |
CN111680902A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-09-18 | 北京长隆讯飞科技有限公司 | 一种基于云服务平台的环保生态红线管理方法和装置 |
CN111882176A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-11-03 | 生态环境部环境规划院 | 一种大气环境承载能力的评估方法及系统 |
CN111882176B (zh) * | 2020-07-08 | 2024-05-14 | 生态环境部环境规划院 | 一种大气环境承载能力的评估方法及系统 |
CN112183887A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-01-05 | 中国环境科学研究院 | 一种水环境承载力预警指标阈值及分级标准确定方法 |
CN112800038B (zh) * | 2021-01-08 | 2022-12-13 | 长春市万易科技有限公司 | 一种水环境数据分析方法 |
CN112800038A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-14 | 长春市万易科技有限公司 | 一种水环境数据分析方法 |
CN113065744A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-07-02 | 中建三局绿色产业投资有限公司 | 一种城市内河水环境承载力动态评估预警方法 |
CN113205245A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-08-03 | 重庆图强工程技术咨询有限公司 | 区域生态环境承载力的评估方法及系统 |
CN113343413A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-09-03 | 中国环境科学研究院 | 水环境承载力评价方法、装置、设备和介质 |
CN113420512B (zh) * | 2021-06-11 | 2022-04-01 | 中国水利水电科学研究院 | 一种计算跨界河流水功能区水质达标率的方法 |
CN113420512A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-21 | 中国水利水电科学研究院 | 一种计算跨界河流水功能区水质达标率的方法 |
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