水环境承载能力计算模型

用水环境承载力指标体系及量化方法构建的，表征水环境承载能力与人类活动协调程度的模型。对保障区域水环境与人类经济活动的协调发展和科学制定水环境保护管理决策具有重要意义。模型的构建需要考虑两个方面：
❶水污染排放和净化作用。主要以COD和废污水为研究对象，旨在反映污染物 （包括废污水） 排放量和水体自净能力对水环境质量的影响，以及水环境质量对排污模式 (排污结构、排污水平) 和水环境建设的调节控制。
❷水资源供给和需求作用。一定数量的水资源是水环境系统功能的物质基础，水资源供给和需求作用成为水环境承载力的核心和基础。该作用旨在反映水资源供需状况及其对用水模式 (用水结构、用水水平) 和水利建设的调节控制。
水环境承载能力计算模型将水环境承载力复合系统分为人口、经济、水环境、水环境管理和生态环境五个子系统，细分为人口、灌溉农业、林牧渔业、工业、水污染治理和水利建设等模块。
❶人口子系统。人是生活排污 (污水、COD) 和生活耗水的主体，可以为经济发展提供劳动力。该子系统以人口总量为状态变量，以出生率、死亡率和净迁入率为速率变量，受经济水平、环境状况和人口政策等因素的影响。人口子系统的生态负荷以生活排污和生活耗水为主，水环境系统通过负反馈回路实现对居民生活的生态负荷的调控。
❷经济子系统。源于环境统计和用水统计的限制，经济子系统主要考虑农业和工业两个部门，农业以种植业和畜牧业为主。该子系统以耕地面积、牲畜存栏量和工业固定资产额为状态变量，受城市发展、产业政策和生产性投资等的影响； 通过生产性投资实现自身的增长。经济子系统的生态负荷以生产排污 (废污水、COD) 和生产耗水为主，水环境子系统通过负反馈回路影响经济子系统的发展及其生态负荷。
❸水环境子系统。以水环境容量和水资源总量为基础，通过水污染排放净化状况和水资源供给需求状况表征水环境承载状况，其作用机制以负反馈回路为主。随着水污染排放和净化状况的恶化，减排压力和治污压力不断加大，促使研究区通过结构优化和技术升级降低排污系数，或通过治污投资增强治污能力，减少排污总量，改善水污染排放净化状况，维持水环境系统持续承载。
❹水环境管理子系统。由水环境耗用和水环境建设构成。前者包括排污模式和用水模式，由排污系数、排污结构、用水系数和用水结构等表示，衡量社会经济对水环境资源的耗用情况； 后者以水污染治理固定资产和水利固定资产为状态变量，受治污压力、节水压力和经济水平等因素的影响，旨在描述研究区的治污能力和供水能力。该子系统与其他子系统的相互作用以负反馈回路为主。
❺生态环境子系统。用于估算最小生态与环境需水量，包括河道最小环境用水量、城市河湖用水量、地下水补给量和水土保持用水量等，受生态环境状况、城市发展和气候条件等因素的影响。应用人工神经网络对水环境承载能力计算模型进行模拟的算法比较成熟，工作状态稳定，应用较多。