承载能力概念的树立意味着我们应该在对环境造成的总的冲击与我们所估计的地球环境承受能力之间留有足够的安全余地,因为尽管我们知道环境存在着某种顶极的界限,但我们并不知道什么时候我们会越过这种界限,它必须同时考虑资源、基础设施和生产活动,另外还要考虑社会对生活质量的偏好。在区域环境规划和管理中,承载能力一般包括4个方面的内容:①生产过程赖以进行的资源;②人们对生活水平的期望,包括物质需求和服务需求;③生产原材料和生活用品分配方式及提供服务的基础设施;④环境对生产和消费过程中产生的废物的同化能力。
水资源承载能力的定义并无统一明确的界定。吴季松认为,水资源承载能力即水资源的人口与经济承载能力,就是一定的流域或区域内其自产水资源能够支撑一定规模的人口与经济发展的能力。由于一个地区的水资源是有限的,而且对国民经济发展的支撑要建立在可持续性发展的前提下,即在保证生态用水和环境用水的前提下,再安排国民经济用水。笔者认为吴季松对于水资源的承载能力的定义是科学的,特别是对于缺水地区,这个定义实质上是对一定的流域或区域开发利用水资源的潜力提出了限制性要求,是开发利用的最大规模,可将其视为一个“阈值”。他是合理开发水资源的“红线”,低于该值,就可以保障水资源可持续利用,支撑经济社会持续发展;超过该值,对水的开发利用就会产生诸多恶果,难以支撑经济社会可持续发展。
水环境承载能力即水环境容量(water environment capacity),指一定区域的水体在规定的水功能和环境目标要求下,对排放于其中的污染物所具有的容纳能力,也就是水体对污染物的最大容许负荷量。水环境容量通常以单元时间内区域水体所能承受的污染物总量表示。
环境目标、水体功能特性、污染物特性是水环境容量的三类影响因素。以环境基准作为环境目标的是自然环境容量,以环境标准值作为环境目标的是管理环境容量。自然环境容量很复杂,一般所指水环境容量研究的主要是管理环境容量,它不仅和自然因素有关,而且考虑了各种社会和积极因素。
水环境容量的计算方法是将水质目标作为已知量代入水质模型,仅求得原水质模型中未知量的源。计算值包括:①水体原有(初始或背景值)的污染物量和水质目标确定的污染量之差值(一般称为差值容量,又称基本容量);②水体的自净或固化能力使污染物减少的量(一般称为固化容量,又称变动容量);③对于河流的水环境容量,可选用简便的计算方法和模型。
河流的差值容量计算式为
固化容量计算式为
对于可衰减污染物,水环境容量一般是差值容量加固化容量。
因此,河流的水环境容量为(www.daowen.com)
式中 Wθ——水环境容量;
WA——差值容量;
WB——固化容量;
Δt——污染物在河段中流过时间;
C0——河段上断面污染物浓度初始值;
k——污染物衰减分数;
CS——水环境质量标准。
对于水环境承载能力的分析计算,从保护和管理水环境质量的目标出发,重点研究对水体质量污染威胁最大的主要污染物在水环境中的行径,定量的计算水环境可容纳的负荷量,以便合理利用和扩大水环境容量,提高水体净化能力,减少污水处理费用。目前水环境容量研究成果有了新的发展,出现了多目标综合评价模型、潮汐河网地区多组分水质模型,非点源模型、富营养化生态模型、大规模系统优化规划模型等。因此,要采用多种模型计算出的河流水环境容量,以便为管理水资源提供依据。
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