湖泊水环境承载力研究-博士硕士-环保论文

湖泊水环境承载力研究-博士硕士-环保论文——以新疆博斯腾湖为例
 摘    要
我国河流、湖泊众多，湖泊面积在1000km2以上的有13个，湖泊面临严重的水环境问题：水面面积萎缩、富营养化严重，甚至出现“水华”、内陆淡水湖泊向咸水湖转化、有机污染等等，已成为阻碍流域社会、经济与环境持续、协调与稳定发展的绊脚石，为了衡量人类社会经济与湖泊生态环境的协调程度，提出了湖泊水环境承载力的概念。湖泊的水环境承载力是湖泊流域持续发展过程中各种自然资源承载力的重要组成部分，且往往是缺水地区制约人类社会发展的“瓶颈”，它对于制定合理的经济发展战略，保护湖泊面积不再萎缩、湖泊不发生富营养化、保护湖泊周围湿地及野生生物栖息地，发挥湖泊的良好的生态作用具有重要意义。
本文作者首先将水环境承载力与湖泊的生态环境需水量、湖泊水环境容量、湖泊水生植物的生态作用相结合，建立了湖泊水环境承载力研究的理论体系，其次从湖泊水环境承载力的承载媒介（水资源量和水体质量）入手，以湖泊水环境承载力的承载对象（人口、污染物质、人类活动等等）为基础建立了湖泊水环境承载力指标体系，最后，以系统动力学为手段，建立了博斯腾湖水环境承载力的资源—环境—社会—经济—人口耦合的系统动力学模型，并以博斯腾湖为实例研究了湖泊的水环境承载力，其研究具有一定的理论意义和实用价值。本研究取得的主要成果如下：
（1）对湖泊水环境的关键影响因子进行分析，建立湖泊水环境承载力概念模型，通过概念模型进一步建立水环境承载力评价指标体系，包括工业、农业、人口、水资源、水生态、水污染6个子系统，共12个指标，采用层次分析法确定了各个指标及子系统的权重。
（2）从湖泊的生态功能出发，对湖泊的生态需水量和环境需水量的概念和计算方法进行理论探讨，指出生态需水量由水面蒸发量、植物蒸腾量、野生生物栖息地需水量、生态调水量组成，环境需水量由防盐化需水量、纳污稀释需水量组成，而生态需水量和纳污稀释需水量对水质没有要求，防盐化需水量要求水质必须是入湖的淡水，并结合博斯腾湖计算湖泊生态需水量和环境需水量。
（3）首次将湖泊的水动力学模型与水环境容量研究结合，通过水动力学模型计算结果建立湖泊水环境容量模型，将湖泊的水环境容量分解到水动力学模型计算的各个网格点上，聚合得到整个湖泊的污染物(BOD、COD、TN、TP、可溶盐)的环境容量，并以博湖为例计算了湖泊的水环境容量，得到各污染物的削减值。
（4）首次将湖泊二维富营养化生态动力学模型应用于博斯腾湖，首先对湖泊富营养化生态动力学模型进行合理的简化，并根据博湖的实测资料对富营养化生态动力学模型中的参数进行率定，将率定后的参数代入二维富营养化生态动力学模型，得到湖泊中藻类、TN、TP的不同时刻的浓度分布，首次将集对分析法应用于博湖进行富营养化评价与预测。
（5）首次建立了湖泊水环境承载力系统动力学模型，综合考虑了经济发展、人口增长、污染物环境容量、生态环境需水量、芦苇生态作用、水污染控制措施、水环境保护规划等诸多方面的因素，对水环境承载力指标体系中的指标进行模拟，水环境承载力系统动力学的建立与模型模拟能够对水环境控制措施进行量化，对改善博湖的生态环境具有理论指导意义。
关键词：水环境承载力  水环境容量  富营养化  矿化度
基金项目：世行贷款项目

 
THE RESEARCH ON WATER ENVIRONMENT CARRYING CAPACITY OF LAKE——TAKE BOSTEN LAKE IN XINJIANG AS AN EXAMPLE
Subject：Hydrology and water resources
Author：Wang Yumin                   Signature： 
Tutor：Zhou Xiaode    Professor      Signature：
Date：2004.1
There are many rivers and lakes in China,13 lakes have area more than 1000km2。Lakes faces a lot of serious problems：water area shrink、eutrophication aggravates、 fresh water lake change to salty lake、organia pollution，which has become obstacle of susutainable、coordinated and steady growth between society、economy and environment。For weighing the harmony degree between human society economy and ecological environment of lake，the concept of water environment carrying capacity (simplified as WECC) of lake is put forward。The WECC of lake is the important part of natural resources carrying capacity during the development procedure in lake basin，always the “neck”of restricting the human society development in arid area。WECC has important significance for making reasonable economy development strategy、protecting the lake area from shriking、preventing eutrophication、protecting lakeshore wetland and habitat of wild animals and developing perfect ecological effect of lake。
In this paper first the author combines the WECC of lake with the ecological and environment water、the water environment capacity、the ecological effect of hydrophyte，buildssome theory system of WECC of lake，Secondly started from the carrying media of WECC（water resources quatity and water quality），builds the index system of WECC by means of the carrying object(such as population、pollutants、human activities,ac)，Finally through system dynamics builds the WECC model of combining resources、water environment、society、economy and population，taking Bosten lake as an example to study the WECC of lake，which has some theoretical significance and realistic value。The main achievements obtained as follows：
(1)Analyses the critical effect factors of WECC of lake，buildes the concept model of WECC of lake，by which buildes the evaluation indel system of WECC of lake，including 6 subsystems of industry、agriculture、population、water resources、water ecology、water pollution altogether 12 indexes，decides the weight of each index and subsystem bt the method AHP。
(2）Started from the ecological function of lake，the author studies the concept and calculation method of ecological water and environmental water of lake，points out that the ecological water is consisted of water evaporation、hydrophyte transpiration、wild animals habitat water and ecological water transfer，the environmental water is consisted of against-salty water、pollution  dilution water。The ecological water and the pollution dilution water have no request for water quality,while the against-salty water requires to be inflow fresh water，utilizes the model to Bosten lake to calculate the ecological water and environment water of lake.
(3)For the first time combine the hydrodynamics model with the water environment capacity，by hydrodynamics model to build the water environment capacity of lake ,split the water environment capacity into the netpoint，by accumulating to achieve the environmental capacity of pollutant(BOD、COD、TN、TP、dissolved salinity),taking Bosten lake as an example to calculate the water environment capacity of lake to achieve the reduced value of pollutants.
(4)For the first time utilize the two-dimension eutrophication ecological dynamics to Bosten lake，first simplify reasonably the ecological dynamics model of lake，determine the character of the model according the data in Bosten lake，taking which into the two-dimension eutrophication ecological dynamics model to achieve the density of algae、TN、TP　at different time。For the first time taking the method of set analysis to eutrophication evalution and forcasting。
(5)For the first time builds the WECC system dynamics model of lake，considering comprehensively many factors including economic development、population growth、environmental capacity of pollutant、the ecological and environemntal water、the ecological effect of reeds、the control measures of water pollution and the protect plan of water environment，simulating the indexes in WECC index system。The setup and simulation of system dynamics model of WECC can quantify the control measure of water environment protection，which has theoretical significance for improving the ecological environment。
keywords：water environment carrying capacity、water environment capacity、  eutrophication 、minerality rate 
from: the world bank loan subject  
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