專利名稱：一種湖泊污染成因診斷的集成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本方法提供了一種由調(diào)查與數(shù)據(jù)獲取、系統(tǒng)分析與問題識(shí)別、研究計(jì)算與科學(xué)評(píng)價(jià)、水污染成因診斷等內(nèi)容組成的湖泊污染診斷集成方法，從而找出導(dǎo)致湖泊污染的驅(qū)動(dòng)力與癥結(jié)問題，為湖泊水污染治理思路的確定和方案的制定奠定基礎(chǔ)，本方法屬水污染控制與生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近二十多年來，我國(guó)湖泊科學(xué)家在科技攻關(guān)的基礎(chǔ)上，提出了湖泊環(huán)境問題診斷分析的前期調(diào)查方法及調(diào)查清單、診斷分析的主要內(nèi)容(主要環(huán)境問題、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估、原因解析、法律法規(guī)和擬進(jìn)行的行動(dòng))、評(píng)價(jià)方法(富營(yíng)養(yǎng)化綜合評(píng)價(jià)模型、生態(tài)系統(tǒng)狀況評(píng)價(jià)等)，并完成了滇池、洱海、興凱湖、太湖、博斯騰湖、烏梁素海等國(guó)內(nèi)多個(gè)湖泊的環(huán)境問題初步診斷分析，為我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查與綜合治理及其流域可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。這些湖泊采用的診斷方法包括2個(gè)內(nèi)容，一是前期調(diào)查，二是問題診 斷分析。該“前期調(diào)查-診斷分析”方法的具體內(nèi)容見《湖泊富營(yíng)養(yǎng)化控制和管理技術(shù)》一書。該方法主要側(cè)重于湖泊及其流域水質(zhì)的調(diào)查與評(píng)價(jià)，在診斷分析的過程中缺乏具體化，對(duì)于診斷問題的具體方法描述較模糊，大多采用定性診斷(如水質(zhì)評(píng)價(jià)，定量診斷僅用于湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)、污染源分析方面，缺乏定性與定量相結(jié)合的科學(xué)系統(tǒng)的診斷分析方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在“前期調(diào)查-診斷分析”方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合已有調(diào)查成果，集成相關(guān)評(píng)價(jià)方法與模型，形成了一套完整的湖泊污染成因診斷方法。該方法包括調(diào)查與數(shù)據(jù)獲取、系統(tǒng)分析與問題識(shí)別、研究計(jì)算與科學(xué)評(píng)價(jià)、水污染成因診斷4個(gè)步驟。相較于原“前期調(diào)查-診斷分析”方法，該“調(diào)查-識(shí)別-評(píng)價(jià)-診斷”方法的調(diào)查指標(biāo)更完善，問題識(shí)別更科學(xué)，評(píng)價(jià)方法更具體，成因診斷更準(zhǔn)確。步驟一調(diào)查與數(shù)據(jù)獲取通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和資料搜集獲取湖泊與其流域的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有“前期調(diào)查-診斷分析”方法的前期調(diào)查主要指水體特征、污染源、環(huán)境基本特征的調(diào)查(詳見《湖泊富營(yíng)養(yǎng)化控制和管理技術(shù)》)。本發(fā)明在現(xiàn)有方法調(diào)查指標(biāo)的基礎(chǔ)上，增加了入湖河流、緩沖帶、湖濱帶、流域管理狀況、柱狀底泥物理化學(xué)性狀調(diào)查等內(nèi)容。具體內(nèi)容見表I。表I主要調(diào)查內(nèi)容表
權(quán)利要求
1.一種湖泊污染成因診斷的集成方法。通過調(diào)查湖泊及其流域污染現(xiàn)狀與特征，集成相關(guān)模型與技術(shù)在系統(tǒng)分析與問題識(shí)別、研究計(jì)算與科學(xué)評(píng)價(jià)方面進(jìn)行定量分析，運(yùn)用宏觀與微觀、定性與定量相結(jié)合的方法對(duì)湖泊環(huán)境問題進(jìn)行診斷，分析湖泊治理中的癥結(jié)問題。該方法由調(diào)查與數(shù)據(jù)獲取、系統(tǒng)分析與問題識(shí)別、研究計(jì)算與科學(xué)評(píng)價(jià)、水污染成因診斷等四個(gè)步驟組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，在“前期調(diào)查-診斷分析”方法的基礎(chǔ)上，集成湖泊水污染特征分析方法、流域水環(huán)境特征分析方法、污染負(fù)荷計(jì)算方法、湖泊水污染與生態(tài)健康 評(píng)價(jià)等方法與模型，形成了一套完整的湖泊污染成因診斷方法。該方法包括調(diào)查與數(shù)據(jù)獲取、系統(tǒng)分析與問題識(shí)別、研究計(jì)算與科學(xué)評(píng)價(jià)、水污染成因診斷4個(gè)步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是通過資料收集及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查獲取該湖泊及其流域的數(shù)據(jù)，主要包括湖泊水質(zhì)水生態(tài)特征、湖泊污染源特征、湖泊及流域自然與生態(tài)特征三大部分的資料收集及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)，調(diào)查內(nèi)容由12個(gè)調(diào)查項(xiàng)目、27個(gè)調(diào)查指標(biāo)構(gòu)成。其中在現(xiàn)有方法調(diào)查指標(biāo)的基礎(chǔ)上，增加了柱狀底質(zhì)、內(nèi)負(fù)荷、入湖河流、緩沖帶、湖濱帶、綜合管理狀況調(diào)查等內(nèi)容。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是集成現(xiàn)狀環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比評(píng)價(jià)法、時(shí)間分布評(píng)價(jià)法、空間分布評(píng)價(jià)法、環(huán)境趨勢(shì)評(píng)價(jià)法對(duì)湖泊水污染特征、水生態(tài)特征、水體生境(內(nèi)負(fù)荷)特征進(jìn)行分析，為識(shí)別湖泊內(nèi)在問題奠定基礎(chǔ)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是通過集成經(jīng)驗(yàn)相關(guān)模型、物理過程模型、概念式模型來計(jì)算流域降雨侵蝕量，用來反映流域水土流失狀況；集成Streeter-Phelps模型、QUAL模型、WASP模型、BASINS模型、MIKE模型、馬爾可夫法、灰色模型法、時(shí)間序列法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法建立的水質(zhì)模型，用來反映河流沿程水質(zhì)變化情況，為識(shí)別流域水環(huán)境問題提供科學(xué)依據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是集成點(diǎn)源污染(工業(yè)污染源、城鎮(zhèn)生活污水)、面源污染(農(nóng)田徑流、城市徑流、農(nóng)村生活污染、畜禽養(yǎng)殖、旅游污染)負(fù)荷排放量的計(jì)算方法，以及地表或地下徑流、湖面降水、湖面降塵、船舶運(yùn)輸產(chǎn)生的污染負(fù)荷入湖量的計(jì)算方法，通過計(jì)算流域主要污染源及其污染負(fù)荷排放量、入湖量，綜合診斷與分析主要污染源特征。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是基于湖泊水動(dòng)力學(xué)和水質(zhì)模型平臺(tái)，分析計(jì)算湖泊在不同規(guī)劃水質(zhì)目標(biāo)下的水環(huán)境承載力，掌握湖泊對(duì)污染負(fù)荷的承受能力，為湖泊水污染成因診斷提供基礎(chǔ)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是首先采用單因子指數(shù)法對(duì)水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，其次集成評(píng)分法、營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法、灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)法對(duì)湖泊所處的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后選定熵權(quán)綜合健康指數(shù)方法定量評(píng)價(jià)湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)，確定湖泊所處的健康等級(jí)。根據(jù)水質(zhì)、富營(yíng)養(yǎng)化水平、生態(tài)系統(tǒng)健康水平三方面的評(píng)價(jià)結(jié)果，最終確定湖泊的類別，為湖泊水污染成因診斷提供科學(xué)依據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是確定湖泊類型后，通過流域人口密度與水體COD濃度、外界壓力與湖泊承載能力的比較分析，建立湖泊-流域生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，綜合評(píng)價(jià)湖泊-流域生態(tài)系統(tǒng)退化程度，診斷湖泊水污染的成因，為后續(xù)的治理思路和措施提供基本思路。
全文摘要
本發(fā)明屬水污染控制與生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。公開了一種湖泊污染成因診斷的集成方法。在“前期調(diào)查-診斷分析”方法的基礎(chǔ)上，通過調(diào)查湖泊及其流域污染現(xiàn)狀與特征，集成相關(guān)模型與技術(shù)在系統(tǒng)分析與問題識(shí)別、研究計(jì)算與科學(xué)評(píng)價(jià)方面進(jìn)行定量分析，運(yùn)用宏觀與微觀、定性與定量相結(jié)合的方法對(duì)湖泊環(huán)境問題進(jìn)行診斷，明確湖泊治理需要解決的癥結(jié)問題，為湖泊水污染治理思路的確定和方案的制定奠定基礎(chǔ)。該方法由調(diào)查與數(shù)據(jù)獲取、系統(tǒng)分析與問題識(shí)別、研究計(jì)算與科學(xué)評(píng)價(jià)、水污染成因診斷等內(nèi)容組成。相較于原“前期調(diào)查-診斷分析”方法，該“調(diào)查-識(shí)別-評(píng)價(jià)-診斷”方法的調(diào)查指標(biāo)更完善，問題識(shí)別更科學(xué)，評(píng)價(jià)方法更具體，成因診斷更準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102831297SQ20121026220
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月27日
發(fā)明者金相燦, 胡小貞, 張永春, 蔣麗佳, 高月香 申請(qǐng)人:中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院