基于系統(tǒng)動力學(xué)的城市面源污染預(yù)測研究——以武漢市某新城建設(shè)為例.pdf

1、當(dāng)前我國，隨著點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。面源較之點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、經(jīng)濟(jì)活動等社會因素影響，因而具有隨機(jī)性、廣泛性、滯后性等特點，難以預(yù)測和控制。
　　 常見的研究方法是建立各種模型對徑流發(fā)生過程進(jìn)行模擬，如BASINS、SWAT、STORM等，這些模型在預(yù)測時往往需要大量實測數(shù)據(jù)支撐，并不適用于我國的許多中小城市。
　　

2、 本文提出“相對面源污染強(qiáng)度”的概念，即以模擬時段起點的面源污染強(qiáng)度為基值，其它時點的污染強(qiáng)度表示成基值的倍數(shù)，從而模擬出整個時段內(nèi)面源污染變化發(fā)展的趨勢。模擬方法為系統(tǒng)動力學(xué)（System Dynamics，簡稱SD），該方法采用發(fā)展、運動的觀點分析構(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變量多且關(guān)系復(fù)雜的大系統(tǒng)，且需要的實測資料相對較少。
　　 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、社會投資和面源污染三個子系統(tǒng)的SD模型，模擬了包括3個水平變量、6個速率變量、26個輔助變量和11個常量間共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：整個模擬時段（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)增長趨勢，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到70％，則面源污染將呈現(xiàn)先增后降趨勢，且污染程度大大降低，2036年達(dá)到峰值時，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、經(jīng)濟(jì)活動這一污染物的根本“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，可以給決策者制定和實施水環(huán)境保護(hù)規(guī)劃及相關(guān)規(guī)