基于物質(zhì)流分析的城市水系統(tǒng)規(guī)劃評(píng)價(jià)
發(fā)布時(shí)間：2021-08-12 00:23
基于物質(zhì)流分析方法,構(gòu)建了"系統(tǒng)通量/有效通量"指標(biāo),在城市規(guī)劃確定的人口規(guī)模和用地布局前提下,通過(guò)構(gòu)建不同的水系統(tǒng)規(guī)劃方案進(jìn)行城市水系統(tǒng)運(yùn)行效率的評(píng)價(jià),一是以水量為研究對(duì)象,按照"水體—供水—用水—排水—回用—水體"城市水循環(huán)過(guò)程,分析不同水系統(tǒng)規(guī)劃方案的用水效率;二是從水質(zhì)角度出發(fā),通過(guò)有機(jī)物（C）和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（N、P）的傳遞和代謝視角,評(píng)價(jià)水系統(tǒng)對(duì)污染物的控制效率以及對(duì)資源的循環(huán)利用效率。
【文章來(lái)源】：中國(guó)給水排水. 2020,36(13)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)
【部分圖文】：
城市水系統(tǒng)靜態(tài)物質(zhì)流分析模型示意
如前所述，物質(zhì)流分析方法通過(guò)研究系統(tǒng)通量進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行效率的分析評(píng)價(jià)，圖2為評(píng)價(jià)方法的概念模型。其中，矩形框代表元素，箭頭直線代表物質(zhì)流。對(duì)于每一個(gè)元素，物質(zhì)流的總體通量(TSTF)代表流入或流出元素的代謝總量(根據(jù)物質(zhì)守恒原理，流入=流出)，整個(gè)系統(tǒng)中，所有元素的TSTF之和表征著整個(gè)系統(tǒng)的規(guī)模，即體現(xiàn)了城市水系統(tǒng)服務(wù)人口、用地等。正向的直線箭頭(從左向右)代表“代謝/消耗”，視為“正向通量”;反向的直線箭頭(從右向左)代表“回用/再生”，視為“負(fù)向通量”;所有的正向通量代表了系統(tǒng)的“有效通量”(ESTF)。從圖2可以看出，與水系統(tǒng)1相比，水系統(tǒng)2有“2個(gè)通量”的回用，除此之外全部相同。通過(guò)計(jì)算，系統(tǒng)1和系統(tǒng)2的TSTF均為TSTF=4+4+4=12，但是系統(tǒng)1和2的ESTF分別為20和16�？梢钥闯�，對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的城市規(guī)劃方案，不同水系統(tǒng)規(guī)劃方案的總體通量固定不變，但是有效通量卻可以不同，數(shù)值越小系統(tǒng)效率越高;反之亦然。因此，可以通過(guò)“ESTF/TSTF”指標(biāo)體現(xiàn)不同規(guī)劃方案的運(yùn)行效率，例如上例中的數(shù)值分別為5/3和4/3，代表系統(tǒng)2優(yōu)于系統(tǒng)1。
圖4為4種規(guī)劃方案的ESTF/TSTF值。可以看出，隨著污水再生回用量的不斷增加，“有效通量”不斷減少。以方案1和方案4為例，二者的水量ESTF/TSTF值分別為1.36和1.23，效率提高了10%左右，由此帶來(lái)的C、N和P的ESTF/TSTF值的效率分別提高了1.3%、2.6%和4.7%。圖5為4種規(guī)劃方案的水量利用效率�？梢钥闯觯谠桨富A(chǔ)上增加的市政雜用水及鍋爐用水僅僅帶來(lái)了污水處理廠尾水排放量的變化，這并不會(huì)對(duì)其他通量過(guò)程帶來(lái)影響(見方案2、方案3)，而沖廁使用的再生水會(huì)改變?nèi)∷约坝盟^(guò)程(見方案4)，并且具有“疊加”效果，即0.5×104m3/d的再生水利用量(“負(fù)向通量”)帶來(lái)了2.0×104m3/d“正向通量”的減少。正因?yàn)槿绱�，�?guī)劃方案4的ESTF值大幅度降低，在支撐相同社會(huì)水循環(huán)的前提下體現(xiàn)出了更高的效率。從支撐系統(tǒng)代謝效率的角度出發(fā)，方案4的評(píng)價(jià)結(jié)果最優(yōu)，可以作為推薦規(guī)劃方案。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于物質(zhì)流分析的鉀素流動(dòng)與循環(huán)研究[J]. 白樺,曾思育,董欣,陳吉寧. 環(huán)境科學(xué). 2013(06)
[2]貴陽(yáng)市物質(zhì)流分析[J]. 徐一劍,張?zhí)熘?石磊,陳吉寧. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(12)
碩士論文
[1]基于水資源社會(huì)循環(huán)的上海市水資源實(shí)物量核算研究[D]. 王東宇.華東師范大學(xué) 2009
本文編號(hào)：3337193
【文章來(lái)源】：中國(guó)給水排水. 2020,36(13)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)
【部分圖文】：
城市水系統(tǒng)靜態(tài)物質(zhì)流分析模型示意
如前所述，物質(zhì)流分析方法通過(guò)研究系統(tǒng)通量進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行效率的分析評(píng)價(jià)，圖2為評(píng)價(jià)方法的概念模型。其中，矩形框代表元素，箭頭直線代表物質(zhì)流。對(duì)于每一個(gè)元素，物質(zhì)流的總體通量(TSTF)代表流入或流出元素的代謝總量(根據(jù)物質(zhì)守恒原理，流入=流出)，整個(gè)系統(tǒng)中，所有元素的TSTF之和表征著整個(gè)系統(tǒng)的規(guī)模，即體現(xiàn)了城市水系統(tǒng)服務(wù)人口、用地等。正向的直線箭頭(從左向右)代表“代謝/消耗”，視為“正向通量”;反向的直線箭頭(從右向左)代表“回用/再生”，視為“負(fù)向通量”;所有的正向通量代表了系統(tǒng)的“有效通量”(ESTF)。從圖2可以看出，與水系統(tǒng)1相比，水系統(tǒng)2有“2個(gè)通量”的回用，除此之外全部相同。通過(guò)計(jì)算，系統(tǒng)1和系統(tǒng)2的TSTF均為TSTF=4+4+4=12，但是系統(tǒng)1和2的ESTF分別為20和16�？梢钥闯�，對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的城市規(guī)劃方案，不同水系統(tǒng)規(guī)劃方案的總體通量固定不變，但是有效通量卻可以不同，數(shù)值越小系統(tǒng)效率越高;反之亦然。因此，可以通過(guò)“ESTF/TSTF”指標(biāo)體現(xiàn)不同規(guī)劃方案的運(yùn)行效率，例如上例中的數(shù)值分別為5/3和4/3，代表系統(tǒng)2優(yōu)于系統(tǒng)1。
圖4為4種規(guī)劃方案的ESTF/TSTF值。可以看出，隨著污水再生回用量的不斷增加，“有效通量”不斷減少。以方案1和方案4為例，二者的水量ESTF/TSTF值分別為1.36和1.23，效率提高了10%左右，由此帶來(lái)的C、N和P的ESTF/TSTF值的效率分別提高了1.3%、2.6%和4.7%。圖5為4種規(guī)劃方案的水量利用效率�？梢钥闯觯谠桨富A(chǔ)上增加的市政雜用水及鍋爐用水僅僅帶來(lái)了污水處理廠尾水排放量的變化，這并不會(huì)對(duì)其他通量過(guò)程帶來(lái)影響(見方案2、方案3)，而沖廁使用的再生水會(huì)改變?nèi)∷约坝盟^(guò)程(見方案4)，并且具有“疊加”效果，即0.5×104m3/d的再生水利用量(“負(fù)向通量”)帶來(lái)了2.0×104m3/d“正向通量”的減少。正因?yàn)槿绱�，�?guī)劃方案4的ESTF值大幅度降低，在支撐相同社會(huì)水循環(huán)的前提下體現(xiàn)出了更高的效率。從支撐系統(tǒng)代謝效率的角度出發(fā)，方案4的評(píng)價(jià)結(jié)果最優(yōu)，可以作為推薦規(guī)劃方案。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于物質(zhì)流分析的鉀素流動(dòng)與循環(huán)研究[J]. 白樺,曾思育,董欣,陳吉寧. 環(huán)境科學(xué). 2013(06)
[2]貴陽(yáng)市物質(zhì)流分析[J]. 徐一劍,張?zhí)熘?石磊,陳吉寧. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(12)
碩士論文
[1]基于水資源社會(huì)循環(huán)的上海市水資源實(shí)物量核算研究[D]. 王東宇.華東師范大學(xué) 2009
本文編號(hào)：3337193
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