水污染的工程風(fēng)險分析

天然水環(huán)境系統(tǒng)中與水質(zhì)相關(guān)的量化分析問題，從工程觀點出發(fā)對風(fēng)險與可靠性進行了分析，介紹了對河流、地下水和污水排放海域的環(huán)境風(fēng)險評價方法。

在一個存在有許多風(fēng)險和不可預(yù)知事件的生物環(huán)境中，想要對不確定的和復(fù)雜的環(huán)境問題進行嚴(yán)格的分析是極其困難的。事實上，水資源的環(huán)境問題十分復(fù)雜，例如，當(dāng)河流入海排污量成倍增加時，可能會對海域中的水華和富營養(yǎng)化產(chǎn)生什么樣的影響？當(dāng)氣候變化和大氣中二氧化碳成倍增加時，怎樣預(yù)測近岸海域的水質(zhì)變化？

在大多數(shù)情況下，由于缺乏完整的資料，不可能對水污染問題進行精確描述。水環(huán)境不同類型的過程（如水動力學(xué)的、物理化學(xué)的和生物的）及其相互影響，使對過程的數(shù)值模擬非常困難。而且，要描述生態(tài)系統(tǒng)的運動過程及時空變化，需要大量的參數(shù)，由此提出了許多具有挑戰(zhàn)性的錯綜復(fù)雜的問題。要研究水質(zhì)的變化和水利工程對環(huán)境的影響，需要有合適的工具。工程風(fēng)險和可靠性分析提供了一種識別不確定性和量化風(fēng)險分析的一般性技術(shù)框架。本書描述了兩種主要的對自然風(fēng)

險進行分析的方法： （1）隨機方法；

（2）模糊集合論。隨機變量和概率分析的概念基于事件出現(xiàn)的頻率，需要大量的資料。任意變量和隨機函數(shù)的可靠性之間互不相關(guān)，在大多數(shù)情況下難以求解，用眾所周知的統(tǒng)計歸納法分析也很困難。模糊集合論和模糊計算可以作為所謂“不精確理論”的基礎(chǔ)。本書講述了在沒有資料或只有極少資料的情況下，如何應(yīng)用模糊數(shù)和模糊變量來進行風(fēng)險模擬。當(dāng)用統(tǒng)計歸納法分析有困難時，模糊歸納法是一種較好的替代方法。

1.1.4水質(zhì)與水量管理10

1.1.5水資源管理中的不確定性12

1.2環(huán)境風(fēng)險評價及管理12

1.3編寫目的及章節(jié)安排14

第2章風(fēng)險識別17

2.1風(fēng)險的定義18

2.2水污染問題中的不確定性21

2.2.1偶然性或隨機的不確定性21

2.2.2認(rèn)識上或人為的不確定性21

2.3概率方法24

2.3.1基本概率24

2.3.2概率風(fēng)險及可靠性37

2.4模糊集合論的應(yīng)用39

2.4.1基本定義39

2.4.2模糊風(fēng)險及模糊可靠性55

2.5水質(zhì)規(guī)范56

2.5.1水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)57

2.5.2排放標(biāo)準(zhǔn)59

第3章風(fēng)險量化分析60

3.1隨機方法60

3.1.直接估算60

3.1.2二階矩公式68

3.1.3數(shù)據(jù)頻率分析69

3.1.4隨機模型79

3.1.5Monte"para" label-module="para">

3.2模糊集合論87

3.2.1模糊回歸87

3.2.2模糊模型94

3.3時間相關(guān)與系統(tǒng)風(fēng)險95

3.3.1事故函數(shù)與可靠度函數(shù)95

3.3.2事故率與危險函數(shù)97

3.3.3預(yù)期使用期限98

3.3.4系統(tǒng)風(fēng)險與可靠度100

第4章水質(zhì)問題的風(fēng)險評價103

4.1海岸水污染的風(fēng)險104

4.1.1近海水質(zhì)的不確定性104

4.1.2數(shù)學(xué)模型107

4.1.3隨機游動模擬118

4.1.4風(fēng)生流產(chǎn)生的擴散122

4.2河流水質(zhì)風(fēng)險125

4.2.1引言125

4.2.2數(shù)學(xué)模型及模擬126

4.2.3水質(zhì)資料的時間系列130

4.2.4風(fēng)險評價130

4.3地下水污染風(fēng)險分析131

4.3.1地下水資源的重要性132

4.3.2地下水系統(tǒng)的特性和現(xiàn)場調(diào)查135

4.3.3含水層水力特性139

4.3.4概念模型和數(shù)學(xué)模型143

4.3.5空間變化及隨機模型147

4.3.6地下水污染的風(fēng)險評估15

第5章風(fēng)險管理15

5.1性能指標(biāo)及價值指數(shù)155

5.2目標(biāo)函數(shù)及其優(yōu)化156

5.2.1連續(xù)決策問題156

5.2.2最優(yōu)化方法159

5.2.3不連續(xù)決策問題164

5.3基本決策理論167

5.3.決策基本要素167

5.3.2決策標(biāo)準(zhǔn)170

5.3.3Bayes分析及信息價值173

5.4效用理論的要素175

5.5多目標(biāo)決策問題177

第6章工程實例179

6.1近海岸水域污染： Thermaikos海灣（希臘Makedonia）180

6.1.1Thermaikos海灣概況180

6.1.2環(huán)流特性184

6.1.3水質(zhì)評價185

6.1.4氣候變化條件下的污染風(fēng)險191

6.2河流水質(zhì)： Axios河（希臘Makedonia）196

6.2.1當(dāng)前狀況197

6.2.2數(shù)學(xué)模擬200

6.3地下水污染： Campaspe河地下含水層（澳大利亞Victoria）201

6.3.1研究區(qū)域202

6.3.2鹽化風(fēng)險204

本書由國際水利工程與研究協(xié)會中國分會引進版權(quán)，由中國水利水電科學(xué)研究院專家群翻譯，是該領(lǐng)域內(nèi)有國際聲譽的版本，可供水利、環(huán)境及相關(guān)專業(yè)科研人員及高等院校師生閱讀參考。

水污染對人體健康的影響，主要有以下幾方面:

①引起急性和慢性中毒。水體受化學(xué)有毒物質(zhì)污染后，通過飲水或食物鏈便可能造成中毒，如甲基汞中毒（水俁?。?、鎘中毒（痛痛病）、砷中毒、鉻中毒、氰化物中毒、農(nóng)藥中毒、多氯聯(lián)苯中毒等。鉛、鋇、氟等也可對人體造成危害。這些急性和慢性中毒是水污染對人體健康危害的主要方面。

②致癌作用。某些有致癌作用的化學(xué)物質(zhì)，如砷、鉻、鎳、鈹、苯胺、苯并(a)芘和其他的多環(huán)芳烴、鹵代烴污染水體后，可以在懸浮物、底泥和水生生物體內(nèi)蓄積。長期飲用含有這類物質(zhì)的水，或食用體內(nèi)蓄積有這類物質(zhì)的生物就可能誘發(fā)癌癥。美國俄亥俄州飲用以地面水為水源的自來水的居民患癌癥的死亡率較飲用地下水為水源的自來水的為高。這是因為地面水受污染較地下水為重。但癌癥發(fā)生與水因素間的關(guān)系，尚未完全闡明。

③發(fā)生以水為媒介的傳染病。人畜糞便等生物性污染物污染水體，可能引起細(xì)菌性腸道傳染病如傷寒、副傷寒、痢疾、腸炎、霍亂、副霍亂等。腸道內(nèi)常見病毒如脊髓灰質(zhì)炎病毒、柯薩奇病毒、人腸細(xì)胞病變孤病毒、腺病毒、呼腸孤病毒、傳染性肝炎病毒等，皆可通過水污染引起相應(yīng)的傳染病。某些寄生蟲病如阿米巴痢疾、血吸蟲病、賈第蟲病等，以及由鉤端螺旋體引起的鉤端螺旋體病等，也可通過水傳播。

④間接影響。水體污染后，常可引起水的感官性狀惡化。如某些污染物在一般濃度下，對人的健康雖無直接危害，但可使水發(fā)生異臭、異味、異色、呈現(xiàn)泡沫和油膜等，妨礙水體的正常利用。銅、鋅、鎳等物質(zhì)在一定濃度下能抑制微生物的生長和繁殖，從而影響水中有機物的分解和生物氧化，使水體的天然自凈能力受到抑制，影響水體的衛(wèi)生狀況。 2100433B

風(fēng)險分析是項目風(fēng)險管理系統(tǒng)的主要組成部分，是一門針對特定客觀情況、特定期間內(nèi)某一事件的實際發(fā)生結(jié)果與預(yù)期產(chǎn)生差異甚至相反結(jié)果的可能性進行研究的學(xué)科。對大型工程進行風(fēng)險分析在國內(nèi)尚屬起步階段?！豆こ田L(fēng)險分析理論與實踐：上海崇明越江通道工程風(fēng)險分析》在介紹有關(guān)工程分析相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了上海崇明越江通道工程前期工程風(fēng)險分析的研究方法?！　豆こ田L(fēng)險分析理論與實踐：上海崇明越江通道工程風(fēng)險分析》可作為高等學(xué)校土木工程專業(yè)本科生、研究生的專業(yè)課教材，也可供相關(guān)專業(yè)的科研和技術(shù)人員參考使用。

前言

1　風(fēng)險分析的基本原理與方法

1.1　工程風(fēng)險的基本概念

1.2　風(fēng)險的分類

1.3　危險的辨識

1.4　風(fēng)險的評估

1.5　風(fēng)險決策

1.6　風(fēng)險管理

1.7　風(fēng)險分析與評估的方法

2　上海崇明越江通道工程風(fēng)險分析概述

2.1　上海崇明越江通道工作組對風(fēng)險分析的要求

2.2　風(fēng)險分析專題

2.3　風(fēng)險分析研究的目標(biāo)

3　建設(shè)期風(fēng)險分析

3.1　工程地質(zhì)勘察的準(zhǔn)確度和可靠度風(fēng)險分析

3.2　橋梁方案建設(shè)期風(fēng)險分析

3.3　隧道方案建設(shè)期風(fēng)險分析

4　營運期風(fēng)險分析

4.1　橋梁方案

4.2　隧道方案

5　河勢演變風(fēng)險分析

5.1　長江口河段的河床演變

5.2　南、北港河道穩(wěn)定性概率分析

5.3　越江通道軸線河道橫斷面尺度變化概率分析

5.4　河床演變對越江工程的風(fēng)險評估

5.5　越江工程對河床演變的影響

5.6　風(fēng)險防范措施

6　越江工程對長江口生態(tài)環(huán)境影響風(fēng)險分析

6.1　分析目的

6.2　風(fēng)險源分析

6.3　風(fēng)險發(fā)生后對環(huán)境造成的危害

6.4　水質(zhì)預(yù)測計算模型和水質(zhì)敏感區(qū)域

6.5　風(fēng)險分析計算

6.6　預(yù)防及應(yīng)急措施大綱

7　恐怖襲擊風(fēng)險評估

7.1　恐怖襲擊定義及其趨勢

7.2　對于隧道與橋梁的恐怖襲擊

7.3　越江通道遭襲的危害分析

7.4　風(fēng)險評估

7.5　研究結(jié)論和措施

8　越江通道工程交通量預(yù)測風(fēng)險分析

8.1　交通量預(yù)測的風(fēng)險因素識別

8.2　交通量預(yù)測風(fēng)險因素的安全指標(biāo)確定

8.3　交通量預(yù)測風(fēng)險因素衡量

8.4　交通量預(yù)測風(fēng)險綜合評定

8.5　交通量預(yù)測風(fēng)險對策

9　財務(wù)風(fēng)險評估

9.1　財務(wù)風(fēng)險分析的目標(biāo)和方法

9.2　財務(wù)風(fēng)險分析的內(nèi)容框圖

9.3　工程建設(shè)費用風(fēng)險分析

9.4　項目財務(wù)營運費用風(fēng)險分析

9.5　項目財務(wù)效益的風(fēng)險分析

9.6　財務(wù)風(fēng)險評價及風(fēng)險防范措施

10　崇明越江通道各方案風(fēng)險分析綜合評價

10.1　評價內(nèi)容

10.2　討論及意見

10.3　結(jié)論意見2100433B