城市二元水循环系统演化与安全高效用水机制PDF电子书下载

第1章 引言 1

1.1 我国城市水问题的现状 1

1.2 我国城市水问题的未来挑战 3

1.3 传统城市水系统的局限 4

1.4 研究目的、技术路线和内容 5

第2章 基于二元循环的可持续城市水系统理论 7

2.1 基于二元循环的可持续城市水系统理论框架 7

2.2 基于水质的可持续城市水资源评价新模式 9

2.2.1 基于水质的城市水资源量化概念 9

2.2.2 基于水质的城市可用水资源量评价框架 10

2.3 多尺度城市水资源利用效率评价理论与方法 11

2.3.1 不同尺度水资源利用效率评价指标体系构建 13

2.3.2 不同尺度水资源利用效率的转化 16

2.4 可持续城市水系统规划设计运行理论与支撑工具 16

2.4.1 可持续城市水系统的内涵 16

2.4.2 可持续城市水系统的主要特征 17

2.4.3 可持续城市水系统的规划、设计及运行原则 20

2.4.4 基于二元循环的城市水系统数值模拟体系 21

第3章 多尺度城市二元水循环系统数值模拟体系的构建 24

3.1 基于水质的城市可用水资源量核算模型 24

3.1.1 建模方法 24

3.1.2 模型概化 24

3.2 基于ABSS的城市生活用水需求预测与管理模型 28

3.2.1 ABSS建模方法 28

3.2.2 模型结构与功能 29

3.2.3 模型核心机理与子模块 31

3.3 城市工业用水需求预测与管理模型 36

3.3.1 I-WaDEM模型结构 36

3.3.2 模型核心计算模块 37

3.4 城市给水系统水质模拟与风险评估模型 43

3.4.1 建模方法与框架 43

3.4.2 模型结构与功能 44

3.5 基于GIS的城市排水系统和非点源污染模拟模型 45

3.5.1 建模方法与框架 45

3.5.2 模型结构与功能 46

3.5.3 排水系统模拟的核心机理 47

3.6 基于支付意愿的城市居民再生水需求模型 50

3.6.1 研究的理论基础 50

3.6.2 支付意愿函数的构造与分析 51

3.6.3 居民对再生水的总和需求函数 52

3.7 基于真实期权的再生水工程项目投资策略优化模型 53

3.7.1 基本模型 53

3.7.2 再生水项目的价值 55

3.7.3 最优投资规模的确定 57

3.7.4 投资期权的价值及最佳投资时机 58

3.8 城市污水系统可持续性估算模型 59

3.8.1 基于成本效益分析的建模方法 59

3.8.2 模型结构与功能 60

3.9 城市污水系统布局规划决策支持模型 61

3.9.1 多目标空间优化的建模方法 61

3.9.2 模型结构与功能 61

3.9.3 模型求解算法 63

3.10 基于事件驱动的流域分布式非点源模型 65

3.10.1 模型结构与功能 65

3.10.2 模型应用框架 66

3.11 模型不确定性分析方法 66

3.11.1 不确定性分析的基本方法 66

3.11.2 基于Sobol序列的GLUE算法 68

3.11.3 基于空间信息统计学的参数空间相关性分析方法 69

3.11.4 基于图论的空间采样方法 71

第4章 城市二元水循环系统演化机制与规律研究 73

4.1 基于水质再生的城市水资源量 73

4.1.1 单个城市最大可用水资源量理论极限值 73

4.1.2 多个城市全流域最大可用水资源量理论极限值 73

4.1.3 考虑经济可行性的单个城市可用水资源量 74

4.2 城市生活节水技术的扩散特征 77

4.2.1 节水器具扩散规律 77

4.2.2 居民用水结构变化和节水器具未来发展趋势 78

4.3 工业节水技术的发展规律 79

4.3.1 工业技术发展水平判断 79

4.3.2 技术进步对节水潜力的影响识别 81

4.4 常规处理工艺下城市饮用水水质风险特征 82

4.4.1 城市饮用水水质风险评价标准 82

4.4.2 饮用水源水质参数 83

4.4.3 给水处理工艺参数 84

4.4.4 不同水源水质条件下的饮用水安全风险 84

4.4.5 海河流域的饮用水安全风险 84

4.5 城市饮用水水质安全的社会和技术影响因素 87

4.5.1 案例研究区域 87

4.5.2 模拟情景设计 88

4.5.3 模拟结果分析 90

4.6 典型下垫面污染物初期冲刷效应 91

4.6.1 颗粒物初期冲刷效应 92

4.6.2 有机物和营养物质初期冲刷效应 92

4.6.3 其他物质初期冲刷效应 92

4.7 BMP在城市径流污染控制中的去除规律 94

4.7.1 控制措施的选择 94

4.7.2 控制措施方案制订与模拟分析 94

4.8 居民支付意愿对再生水需求的影响 98

4.8.1 居民支付意愿的影响因素 98

4.8.2 北京市再生水需求曲线 99

4.9 投资再生水项目的最优规模和最佳时机 101

4.9.1 污水再生利用工程的经济可行性 101

4.9.2 再生利用工程经济可行性的敏感影响因素分析 102

4.9.3 投资再生水项目最优规模和最佳时机的影响因素 103

4.10 城市污水系统结构与布局对城市可持续性的影响 105

4.10.1 城市污水系统结构对城市可持续性的影响 105

4.10.2 城市污水系统布局对城市可持续性的影响 112

4.11 污水再生利用条件下污水系统的理想服务规模 114

4.11.1 污水系统单位成本曲线规律识别 115

4.11.2 传统模式与污水回用模式污水系统理想规模的差异 116

第5章 城市二元水循环系统调控机制研究 118

5.1 城市节水潜力预测与实现途径 118

5.1.1 海河流域城市生活用水节水潜力分析与管理对策 118

5.1.2 海河流域工业用水节水潜力分析与管理对策 123

5.2 海河流域城市给水系统水质风险控制 126

5.2.1 海河流域未来饮用水水质风险 126

5.2.2 影响饮用水水质风险的关键因素识别 128

5.2.3 饮用水水质风险控制策略的效果 129

5.3 海河流域城市水资源利用效率评价 130

5.3.1 各项评价指标和权重确定 130

5.3.2 城市综合用水效率评价 136

5.4 海河流域城市污染负荷总量控制对策 137

5.4.1 城市污染负荷排放的估算方法 138

5.4.2 海河流域城市污染负荷排放量的计算及调控路径识别 140

5.4.3 城市区域污染负荷排放调控路径的选择 153

5.5 海河流域城市排水体制的选择策略 157

5.5.1 不同排水体制性能差异的识别 157

5.5.2 海河流域城市排水体制分区 160

5.5.3 城市特征与排水体制选择的关系 162

第6章 成果总结与展望 164

6.1 基于二元循环的可持续城市水系统理论 164

6.2 多尺度城市二元水循环系统数值模拟体系 165

6.3 城市二元水循环系统演化机制与规律 165

6.4 城市二元水循环系统调控机制 167

6.5 对未来研究工作的建议 167

参考文献 169

索引 172