水资源和水环境承载能力的计算方法及案例研
河流、湖泊、水库、湿地水环境容量计算模型
水环境容量计算模型1)河流水环境容量模型水环境容量是在水资源利用水域内，在给定的水质目标、设计流量和水质条件的情况下,水体所能容纳污染物的最大数量。
按照污染物降解机理，水环境容量W 可划分为稀释容量W 稀释和自净容量W 自净两部分，即：W W W =+稀释自净稀释容量是指在给定水域的来水污染物浓度低于出水水质目标时，依靠稀释作用达到水质目标所能承纳的污染物量。
自净容量是指由于沉降、生化、吸附等物理、化学和生物作用，给定水域达到水质目标所能自净的污染物量。
河段污染物混合概化图如图11。
4—1。
根据水环境容量定义，可以给出该河段水环境容量的计算公式：图11.4—1 完全混合型河段概化图0()i si i i W Q C C =-稀释i i si i W K V C =⋅⋅自净即：0()i i si i i i si W Q C C K V C =-+⋅⋅考虑量纲时,上式整理成:086.4()0.001i i si i i i si W Q C C K V C =-+⋅⋅其中：当上方河段水质目标要求低于本河段时：0i si C C =当上方河段水质目标要求高于或等于本河段时：00i i C C =式中：i W -第i 河段水环境容量（kg/d ）；i Q -第i 河段设计流量（m 3/s ）；i V —第i 河段设计水体体积(m 3）；i K —第i 河段污染物降解系数（d -1）；si C —第i 河段所在水功能区水质目标值（mg/L ）；0i C —第i 河段上方河段所在水功能区水质背景值(mg/L ），取上游来水浓度。
若所研究水功能区被划分为n 个河段,则该水功能区的水环境容量是n 个河段水环境容量的叠加，即:1ni i W W ==∑01131.536()0.000365n ni si i i i i i i W Q C C K V C ===-+⋅⋅∑∑式中：W —水功能区水环境容量（t/a);其他符合意义和量纲同上.2）湖泊、水库水环境容量计算模型有机物COD 、氨氮的水环境容量模型：在目前国内外的研究中，多采用完全均匀混合箱体水质模型来预测水库水体长期的动态变化,即将水库视为一个完全混合反应器时，有机物的容量计算模型可以用水体质量平衡基本方程计算。
（完整版）三、水环境容量计算（演示稿）
（完整版）三、水环境容量计算（演示稿）小流域水污染防治规划培训讲稿水环境容量计算四川大学黄川友在小流域水污染防治规划编制过程中，有两个重要问题需要明确：①根据规划区域水污染调查监测资料及地表水环境质量监测数据，明确各水污染源是否实现达标排放及满足总量控制的要求，区域地表水环境质量是否符合水体使用功能要求；②如果地表水环境质量及区域水污染源满足环保要求，则可分析计算出研究水域剩余水环境容量，为区域社会经济发展及水污染源的总量控制提供依据；如果地表水质及区域水污染源达不到环保要求时，则需分析计算出研究水域削减污染负荷量，为地表水质达到水域功能要求与水污染源的达标治理合理控制提供依据。
因此，不论是前者还是后者，都需要进行研究水体的水环境容量计算，以利于流域水污染防治规划方案的编制，及区域水污染源的控制与水环境质量达到水体功能要求。
水环境容量是基于对流域水文特征、排污方式、污染物迁移规转化律进行分析研究的基础上，结合环境管理需求确定的水污染负荷量管理控制目标。
水环境容量既反映流域的自然属性（水环境特性），同时又反映人类对水环境的需求（主要是水质目标），水环境容量将随着水资源情况的不断变化和人们环境质量需求的不断提高而不断发生变化。
1.基本概念1.1.定义在给定水域范围和环境水文条件、规定排污方式和水质目标的前提下，单位时间内该水域最大允许纳污量，称作水环境容量。
按照污染物降解机理，水环境容量可划分为稀释容量（W稀释）和降解容量（W降解）两部分。
实际的水环境容量确定，是在分析稀释容量与降解容量的基础上，根据排污方式的限定与环境管理的具体要求，即在不改变排污口位置、水质目标及确定环境水文条件等情况下，确定水域的环境容量（W 容）。
自净稀释W W 排放方式稀降1.2.基本特征水环境容量具有以下三个基本特征：资源性、区域性、系统性。
1.3.影响要素影响水域水环境容量的要素很多，概况起来主要有以下四个方面：1、水域特性。
水资源承载力和水环境承载力概念
水资源承载力和水环境承载力概念摘要：水资源承载力和水环境承载力是研究资源环境承载力的重要内容。
从分析二者概念的提出与形成历史出发，对两者概念的内涵进行了辨析，分析了两者在定量评价方法和指标方面的差异及其影响因素。
在此基础上分析指出，两者具有相辅相成、紧密相联的关系。
关键词：水资源承载力；水环境承载力；概念；辨析环境承载力又称环境承受力或环境忍耐力，是指在某一时期，某种环境状态下，某一区域环境对人类社会、经济活动支持能力的限度。
环境承载力是可持续发展的内涵之一，其很重要的一个方面就是要求以环境与自然资源为基础，同环境承载能力相协调，人类的活动必须保持在某一区域承载力的极限之内。
水是人类生存和经济建设最基本的环境要素，某一区域的水量多少和水质好坏决定了该区域可利用的水资源条件的优劣。
因此，研究环境承载力时，常用水资源承载力和水环境承载力来描述人类生活生产等活动对自然环境的耐受极限。
1概念的提出20世纪80年代，“可持续发展”一词随着关于人类未来的报告———《我们共同的未来》的问世而被提出，以持续发展为基本，这份纲领性文件探讨了人类发展的经济、社会、环境问题。
为实现可持续发展这一目标，人们开始意识到，对资源的开发利用和污染浪费不应超过环境自身的可承载水平。
这一观点在各个国家取得了普遍认可，并制定相关约束条款对水环境进行保护改善。
我国科学技术委员会发的《环境技术政策》中提出，在城市开发建设中，需做到经济发展的同时环境影响最小，将其控制在环境可承载的限度内。
尽管科学界早就提出了环境承载力这一概念，但起初对它的定义，内容和研究方法都不明确，产生了对环境承载能力不同的理解［1-7］。
国内水环境承载力研究起步较晚，其理论分析、量化方法、模拟模型研究多样。
起初多从水资源角度着手，循着可持续发展的方向，对水资源能够容许社会、经济、人口发展规模能力量化方法进行分析研究［8］。
此后，学者们对水环境的研究不再只局限于水资源方面，也开始了对水环境承载力的研究。
水环境容量计算方法-课件
在给定水域范围和水文条件，规定排污方式和水质目标的前提下，单位时间内该水域最大允许纳污量，称作水环境容量。 从上述定义可知，水环境容量主要决定于三个要素：水资源量、水环境功能区划和排污方式。
要素之一：水资源量
从某种意义上讲，水资源量是水环境容量基础； 为了确保用水安全，水环境容量计算采用的是较高保证率的水文设计条件； 并不是所有的水资源量都用来计算环境容量。
5、混合区约束容量分析（二维）
现状排污口污染负荷：8440t/a;污染带长度580米； 污染带100米允许污染负荷：3500t/a
6、确定环境容量
环境管理规定； 考虑二维，利用一维确定总容量。 扣除面源、内源，考虑安全系数，得出环境容量。
第四部分 水环境容量校核
方法1：水资源量校核法
对比各个水系水资源量和水环境容量计算结果，若差距较大，需仔细分析； 将同一水系各个河段（地市）的计算条件连在一起进行计算，比较总体结果与各段结果的差距。
4、水质模型
根据水环境功能区的实际情况，环境容量计算一般用一维水质模型。对有重要保护意义的水环境功能区、断面水质横向变化显著的区域或有条件的地区，可采用二维水质模型计算。在模型计算时尤其是对于大江大河的水环境容量计算，必须结合混合区或污染带的范围进行容量计算。
零维模型
计算稀释容量。污染物进入河流水体后，在污染物完全均匀混合断面上，污染物的指标无论是溶解态的、颗粒态的还是总浓度，其值均可按节点平衡原理来推求。对河流，零维模型常见的表现形式为河流稀释模型；对于湖泊与水库，零维模型主要有盒模型。 符合下列两个条件之一的环境问题可概化为零维问题： 1）河水流量与污水流量之比大于10~20； 2）不需考虑污水进入水体的混合距离；
水环境容量计算方法
水环境容量计算方法水环境容量计算方法是对水体中的污染物质进行评估和管理的重要工具。
它可以帮助我们确定水环境承载能力的上限，从而保护水体的质量和数量。
水环境容量计算方法是基于一系列参数和指标的分析，包括水体的自净能力、输入污染物的浓度和排放标准等。
本文将介绍水环境容量的概念、计算方法和应用。
一、水环境容量的概念二、水环境容量的计算方法（一）理论计算法1.污染物输入量法：该方法通过分析排放源的污染物输入量和水体的自净能力来计算水环境容量。
首先需要收集排放源的污染物排放数据和污染物的去除率，然后根据水体的水流速度和混合时间来计算污染物的传输和稀释过程。
最后，综合考虑水体的自净能力来确定污染物的容量上限。
2.水质标准法：该方法是根据水质标准和频率分析来计算水环境容量。
首先需要确定水体的水质标准和限制排放标准，然后通过采样和分析水体中的污染物浓度来评估水质情况。
最后，根据频率分析和水体的自净能力来确定污染物的容量上限。
3.数学模型法：该方法是使用数学模型来模拟和预测水体污染物的去除和输送过程。
根据水体的物理、化学和生物特性建立数学方程，并通过求解方程组来计算污染物的传输和稀释过程。
最后，根据模型的结果来评估水体的容量和污染物输入的影响。
（二）实测数据法1.野外观测法：该方法是通过野外观测和实验来获得水体的质量和容量参数。
首先需要在水体中设置采样点，并定期采集水样进行分析和监测。
同时，还需要测量水体的水流速度、温度、溶解氧等物理和化学指标。
最后，通过统计数据和分析结果来评估水体的容量和质量情况。
2.生态指标法：该方法是根据水体的生态系统和生物群落来评估水体的质量和容量。
首先需要调查和记录水体中的生物种类和数量，然后根据生物的敏感性和耐受性来评估水体的质量和容量。
最后，可以通过生态指标和生物多样性来衡量水体的容量和稳定性。
三、水环境容量的应用水环境容量的计算可以帮助政府和决策者制定科学的水资源管理和环境保护政策。
水环境容量计算方法-环境保护部环境规划院
中国环境规划院 李云生 2004.5
• 基本涵义 • 计算模型 • 计算步骤 • 校核方法
第一部分 水环境容量的 基本涵义
容量涵义图示
W自净
自净容量是指由于沉降、生化、 吸附等物理、化学和生物作用， 给定水域达到水质目标所能自 净的污染物量。
自净容量
W
W稀释
稀释容量
稀释容量是指在给定水域的本底 污染物浓度低于水质目标时，依 靠稀释作用达到水质目标所能承 纳的污染物量
上界
下界 1 2 3
1#
下界 上界
• 2、距离较远并且排污量均比较小的分散排 污口，可概化为非点源入河，仅影响水域 水质本底值，不参与排污口优化分配计算。 非点源的范围主要包括农村生活源、畜禽 养殖、城市径流、矿山径流和农田径流等5 个主要方面。
污染源源强概化
• 年排放量t/a：
• 季变化系数，季污染负荷 • 月变化系数，月污染负荷 • 日变化系数，日污染负荷 • 本次计算，利用平均法确定源强。
要素之二：水环境功能区
• 水环境功能区划体现人们对水环境质量的 需求，反映了人们对水资源的态度：开发、 利用或保护。 • 已划分水环境功能区的水域，要从时间、 空间两个方面规范功能区达标标准； • 未划分水环境功能区的水域可不进行容量 计算；若考虑计算，按较高功能标准进行 （II类）。
要素之三：排污方式
4、水质模型
• 根据水环境功能区的实际情况，环境容量 计算一般用一维水质模型。对有重要保护 意义的水环境功能区、断面水质横向变化 显著的区域或有条件的地区，可采用二维 水质模型计算。在模型计算时尤其是对于 大江大河的水环境容量计算，必须结合混 合区或污染带的范围进行容量计算。
零维模型
水资源承载力评价关键因子与高效评价方法研究
水资源承载力评价关键因子与高效评价方法研究目录一、内容描述 (2)1. 研究背景 (2)2. 研究意义 (3)3. 研究目的与内容 (4)二、理论基础与研究方法 (5)1. 水资源承载力概念及内涵 (7)2. 国内外研究现状综述 (8)3. 关键因子识别方法 (10)4. 高效评价方法选择 (11)三、水资源承载力关键因子识别 (12)1. 数据收集与处理 (13)2. 关键因子筛选与确定 (14)3. 关键因子解释与应用 (15)四、水资源承载力高效评价方法研究 (17)1. 评价指标体系构建 (18)2. 评价方法选择与比较 (20)3. 评价流程设计 (21)4. 评价实例分析 (22)五、结论与建议 (24)1. 研究成果总结 (25)2. 政策建议 (26)3. 研究不足与展望 (28)一、内容描述随着全球水资源日益紧张，水资源承载力评价已成为水资源管理领域的重要课题。
本研究旨在深入探讨水资源承载力的关键因子，并建立高效的评价方法体系。
通过系统梳理国内外相关研究成果，结合实地调查与数据分析，识别出影响水资源承载力的主要自然、社会和经济因子。
运用定性与定量相结合的方法，构建了水资源承载力的综合评价指标体系，包括水资源量、水环境质量、水资源开发利用程度等多个一级指标以及若干个具体可量化的二级指标。
在评价方法上，本研究创新性地引入了大数据分析技术，结合机器学习算法，实现了对水资源承载力状态的实时监测与动态预测。
通过与传统评价方法的对比验证，证明了新方法在精度和效率上的显著优势。
本研究还针对不同区域的水资源特点，提出了针对性的提升策略和建议，为水资源管理的科学决策提供了有力支撑。
本研究不仅揭示了水资源承载力的关键因子，而且建立了高效的评价方法体系，对于推动水资源保护与利用的可持续发展具有重要意义。
1. 研究背景随着全球人口的增长和工业化进程的加速，水资源短缺和水污染问题日益严重，已成为全球性的生态环境难题。
地表水资源量的分析计算二地表水资源量的计算方法
指在一定区域内，以当前的水资源开发利用程度和经济发展水平为 基础，能够持续支撑的最大的经济规模和发展速度。
05
地表水资源量的开发利用
水资源开发利用现状
全球地表水资源量约为23万亿 立方米，其中大部分集中在亚洲
和非洲地区。
当前地表水资源开发利用主要集 中在农业、工业和城市供水等领
域。
研究现状
目前，地表水资源量的分析计算方法主要包括水文模型、遥感技术、GIS技术等。 这些方法在精度和实用性方面各有优缺点，需要进一步改进和完善。
水资源的重要性
人类生产生活用水
地表水资源是人类生产生活用水的 重要来源，尤其在干旱和半干旱地
区，地表水是唯一的水资源。
农业灌溉
地表水资源是农业灌溉的主要 水源，对保障粮食安全具有重 要意义。
全球范围内，地表水资源的开发 利用率已经达到较高水平，但仍 有部分地区存在水资源短缺问题。
水资源开发利用的挑战与问题
水资源过度开发
由于过度开发和不合理利用，部分地区 的水资源已经出现枯竭和退化现象。
水旱灾害
由于气候变化和人类活动的影响，部 分地区频繁发生水旱灾害，给当地居
民带来巨大损失。
水质污染
随着工业化和城市化的快速发展，大 量污染物排入河流湖泊，导致水质严 重污染。
适用范围
适用于河流、湖泊、水库等水体的水量计算。
缺点
需要大量的人力、物力和时间投入，成本较 高。
间接计算法
定义
适用范围
间接计算法是通过水文学和水力学原理， 利用水文站观测数据和流域水文资料，推 算地表水资源量的方法。
适用于大流域或区域尺度的水资源量计算 。
优点
缺点
成本较低，可快速获取较大区域的水资源 量数据。
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水资源和水环境承载能力的计算方法及案例研
方法
水文循环模拟与分析
供水水源安全保障系统及水污染事故
应急防范对策
污染物排放总量控制研究
5流域污染迁移转化规律研究
6水资源综合利用规划研究及保护规划
7防洪排涝规划农业
城市
调水工程及效益评价
节水技术和指标优化
节水管理是推广节水灌溉的重要工作，如果一个节水灌溉工程建成后无人管
理或管理不好，设备丢失破坏，渠道、管道到处漏水；或是渠道防渗节了水，但
是田间灌水粗放，使灌溉水遍地流，沟满壕平，节水的效果事倍功半。
（1）建立健全节水管理组织，完善节水管理规章制度，落实节水责任制。
不但县、乡、村各级干部要有明确的节水责任和任务指标，农民灌水员，每一个
用水农户也要承担相应的责任。节水责任和任务要有可操作性，有量化指标，能
监督、检查、验收。要完善节水技术推广服务体系，包括器材设备统管，零配件
供应、修理，技术咨询、指导等；通过广播、电视、报纸、杂志、墙报、宣传画
等多种形式，加强节水宣传，普及节水科学知识，开展经常性的技术培训，提高
全社会的节水意识，提高基层干部和农民的节水自觉性。
（2）按照技术管理规程规范的要求，维护好节水工程设施，延长工程使用
寿命。
（3）实行水资源优化调配，计划用水，科学用水，用节水型灌溉制度指导
灌水。要根据土壤墒情和水源供水条件，在提高单方水的作物产量和纯收入的原
则下，适当减少灌水次数，降低灌水定额。为了指导科学灌溉，要准确地了解土
壤墒情，建立墒情测报网。为了合理配水，做到水的优化调配，要在渠系建立水
位、流量量测装置，准确地进行计量。
（4）按供水成本计收水费。供水成本应包括油、电、人员开支、维修、折
旧等费用，使节水工程能良性运行，长久发挥效益。要运用经济手段促进节约用
水，例如，改按亩收费为按方收费；实行浮动水价，雨季水多的时候，水价优惠，
水少的时候，水价适当上浮；实行定额供水、限额供水，超定额用水加价收费，
超限量用水，给予数倍水价的罚款等经济处罚。
五水共治综合效益评估
五水共治即是治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水，浙江因水而名、
因水而兴、因水而美。抓“五水共治”倒逼转型，是由客观发展规律、特定发展
阶段、科学发展目的决定的。水是生产之基，什么样的生产方式和产业结构，决
定了什么样的水体水质，治水就是抓转型；水是生态之要，气净、土净，必然融
入于水净，治水就是抓生态；水是生命之源，老百姓每天洗脸时要用、口渴时要
喝、灌溉时要用，治水就是抓民生。可以说，“五水共治”是一石多鸟的举措，
既扩投资又促转型，既优环境更惠民生。抓治水就是抓改革、抓发展，意义十分
重大，任务迫在眉睫。
“五水共治”是省委、省政府推进浙江省新一轮改革发展的关键之策，
也是一项顺应群众呼声的民生工程。对此，浙江省义乌市委、市政府高度重视、
立说立行，以“壮士断腕、重整山河”的坚定信念和对历史负责、对人民负责、
对子孙后代负责的使命担当，按照“综合治污水、科学防洪水、生态激活水、安
全保供水、全社会抓节水”的总体思路，城乡联动、标本兼治，强力推进治水各
项工作，力争“2016年全流域基本达到Ⅲ类水质，重点河段防洪治理达到20年
一遇标准，自来水普及率、合格率达到100％”，倾力打造“碧水商城”，再现
骆宾王笔下“白毛浮绿水、红掌拨清波”的秀美义乌。
铁腕治污，确保首战必胜
“五水共治”，治污先行。去年7月，我市就实施“碧水商城”行动，
开展水环境专项整治，取得明显成效。今年，我们把消灭黑河、臭河、垃圾河作
为治污水的首战目标，从薄弱环节和关键问题抓起，一河一策、铁腕治污，重点
抓好“四大行动”。
一是实施“清三河·美商城”行动。自3月份开始，集中4个月时间在
全市开展“清三河·美商城”专项行动，重点推进“三河”清理、城乡垃圾整治
和植树绿化。加大河、溪、塘垃圾清理力度，有效整治河道管理范围内乱搭乱建，
目前，已基本消除垃圾河，年底前全面消除黑臭河。加快农村污水治理，已完成
480村庄的污水治理和1946门口塘治理。大力实施城乡绿化美化，积极创建国
家森林城市，今年启动建设21个城区公园、300公里森林通道和森林河道。
二是实施“截污纳管”行动。目前，我市已建成污水主干管208公里、
次干管378公里，基本完成全市管网布局。为进一步完善污水管网收集系统，我
们对城区53.5万米雨水管道，共计3.4万只雨水井进行现场调查，主城区排查
出的46个排污口已全部完成截污纳管，全市河、溪流两岸排查出的1327处排污
口和雨污混排口已消除60％。
三是实施“环保设施提升”行动。我市建有9座污水处理厂，日处理规
模达44.5万吨，污水处理率达89％，目前，正在对执行一级B标准的3座污水
厂实施提标改造。同时，对污水处理厂外排水实行更为严格的“义乌标准”，即
在国家城镇生活污水处理厂外排水最严标准一级A（氨氮排放限值5mg/L，总磷
限值0.5mg/L）的基础上，氨氮指标月均值达到1.0mg/L以内，总磷指标月均值
达到0.4mg/L以内，氨氮执行标准直接达到地表水Ⅲ类标准。
四是实施“铁腕治污”行动。针对制砂、洗车、洗衣洗浴、美容美发、
树脂工艺品、工业八小行业等水污染严重的行业以及企业偷漏排违法行为，先后
组织开展6次“碧剑”集中整治行动，关停取缔企业999家，停产整顿企业1471
家，并对重污染行业产业转型升级进行量化考核，对排名靠后的企业依法实施整
改、关停等综合整治措施
水生态系统的恢复试验研究。
生态与环境用水定量化理论及应用
河湖湿地生态恢复与保护
水利工程对水生态系统影响规律及调控对策研究
水资源保护经济补偿机制研究
城市水务一体化管理及对策研究