随着社会经济的发展和人们对环境要求的提高,水环境的压力不断增大,水污染物的总量控制已经成为维持环境平衡、社会可持续性发展的一个重要研究领域。本文提出了基于环境承载力分析的水污染物总量控制方法,综合应用环境科学、统计学等多学科知识,对水污染物总量控制进行系统的研究,并将其应用于研究区域。这一方法作为总量控制方案的一种有益尝试,丰富和完善了总量控制的理论和方法,为环境决策管理人员提供了科学依据和决策支持。取得以下研究结果:(1)本文对造成苏州市水环境污染的工业企业污染源和城镇生活污染源进行了调查,并采用综合污染指数法对研究区域内水环境质量状况进行现状评价。从评价结果可以看出:2006年苏州市集中饮用水源地基本上都能达到Ⅲ类标准,总体属于安全饮用水源;主要湖泊水质基本达到《江苏省地表水(环境)功能区划》中对水域功能类别水质的要求;主要河流中水质最差的前五位为张家港河、京杭运河、十一圩港、急水港、盐铁塘,水质较好的河流为太浦河、胥江。(2)本文对化学需氧量(COD)总量控制方案中COD排放预测的各种方法进行了比较分析,选取了预测技术比较成熟的产值系数法和人均系数法对苏州市COD排放进行预测。其中产值排污系数的预测采用揭示宏观发展规律的灰色模型与探寻微观波动规律的马尔可夫模型相结合的一种全新的方法进行预测。首先应用灰色模型对产值排污系数进行预测;然后应用马尔可夫模型方法计算出灰色模型预测结果在已知年份里的偏差的状态转移矩阵,并对灰色模型预测结果的偏差进行预测,最后根据偏差预测结果来对产值排污系数预测结果进行修正,增加预测的可靠性。(3)本文对环境容量测算方法进行了比较分析,结合苏州市水环境现状,选取了环境容量定义法对苏州市COD容量进行了测算,结合测算结果对苏州市“十一五”COD总量控制目标进行了合理性分析,并应用库兹涅茨曲线分析苏州市“十一五”期间对COD总量控制目标的可达性。(4)苏州市依据国家相关政策,从工程削减、结构削减和管理削减三个方面分析制定COD总量削减对策,以求顺利完成削减目标,进而达到区域水环境保护目标。(5)采用经济学理论的基尼系数法对苏州市COD的区域总量负荷分配及行业总量负荷分配进行研究。通过计算结果可以看出,苏州市区域总量负荷分配是比较合理的,行业总量负荷分配超过了合理范围,对处于曲线顶点的行业则是重点污染对象,是削减排放的主要对象。(6)建立基于COD容量总量控制的多目标行业总量优化分配模型,以满足环境、资源、行业规划等约束前提下的经济效益最大化,实现区域行业结构优化调整和资源优化配置的协同化。考虑到优化行业结构的约束,在模型设计过程中提出了行业水环境经济综合指数的概念,并应用人工神经网络法来计算。通过对苏州市的实际应用表明了目前苏州市水环境容量和水资源分配不科学,不符合可持续发展要求,年总产值尚有较大增长空间;经模型优化后,水环境容量和水资源被重新优化配置给各行业,在满足环境与资源约束条件下,年总产值呈增长趋势,社会经济、环境与资源得到较好地协调。可见将总量控制与优化调整行业结构相结合是一种较为科学的水环境管理思想。