基于SD的流域环境经济协调发展模拟分析

针对河南省淮河流域"十一五"期间呈现出的环境保护与经济发展的失调状态,为解决环境容量资源稀缺与流域经济发展需求间的矛盾,构建环境经济复合系统协调发展系统动力学模型(SD),模型由社会、经济、资源、环境4个子系统构成。调控模型中具有代表性的决策因子,如再用水回用率、重点排污行业产值增长率等,通过模型的正负反馈进行因果关系分析,并依据流域现状发展趋势和优化发展方向分别设计不同的情景,对比分析得出流域最优发展方案。并通过对不同发展情景的分析和比较,提出河南省淮河流域优化产业结构、优化人口城乡布局、优化城镇污水处理厂能力、优化工业污染结构的政策建议,为河南省淮河流域的规划、治理提供科学的分析工具和有意义的参考。     

基于“评价-模拟-优化”的流域环境经济决策模型研究

流域管理是一个具有经济、社会与水环境等多维发展目标的复杂系统,不同目标之间存在复杂的非线性响应关系,如何模拟、协调、优化各种目标,是长期制约流域环境经济优化决策的关键技术瓶颈之一.当前在构建流域模型时往往缺乏全局性和系统性的考虑,采用线性单向建模思路,忽略了流域环境经济问题的复杂性、综合性和整体性,难以实现最优决策.针对这一不足,结合现有流域模型的建模经验与流域量化管理的需求,从系统优化发展的角度出发,基于环境经济协调度模型、系统动力学模拟模型和Powell优化模型提出了流域环境经济优化决策模型(简称ASO模型).该模型弥补了现有流域模型仅能在概念上描述因果反馈关系的不足,在数值模型上实现流域经济-社会-水环境各子系统中反馈回路的闭合,提供了一种对流域系统复杂反馈关系的模拟方法.最后,基于该模型对抚仙湖流域进行了案例研究.     

台州市流域水环境承载力研究

采用指标体系评价法研究台州市椒江水系和金清河网水环境承载力,选取了水资源开发利用水平、经济社会发展水平、环境纳污水平、环境保护与治理水平四大类17个评价指标,通过层次分析法对椒江水系、金清河网两大流域水环境承载力现状进行评价,研究结果表明两大流域现状水环境承载力综合指数分别为0.7644和0.5808,属于山溪型流域的椒江水系水环境承载力能力远大于平原河网型的金清河网.并进一步设置了四种中远期情景方案,预测不同发展模式下水环境承载力变化情况,结果表明四种方案对提高流域水环境承载力贡献大小关系为:方案2>方案3>方案4>方案1,提高环保投入、加强环境治理水平的方案对流域水环境承载力提升最有利.     

铁岭市清河流域水环境质量现状及治理对策

文章为治理改善清河水环境,对清河流域的水环境污染状况和水环境质量进行了全面系统的调查了解,并提出相应对策。文中以2010年清河及其各主要支流全年各时期水质监测数据为主要依据,结合水域污染现状对污染物超标原因进行系统性分析。根据分析结果有针对性地提出了对该水域预防进一步污染和对现状整改的生态治理多项措施,从而遏制清河流域污染继续发展,使该水域水生态环境得到显著改善,以期为其它流域水环境综合治理提供可靠借鉴和科学依据。     

清河流域水生态维持功能评估

利用野外样点调查数据、遥感解译数据和多年降水监测数据,从生物多样性维持功能、生境维持功能和水资源支持功能3个方面对2011年清河流域水生态维持功能进行评估,为"十二五"期间水专项在清河流域开展水环境管理技术实施示范效果评估奠定基础。结果表明:2011年清河流域生物多样性维持功能和生境维持功能较好,而水资源支持功能较差。建议通过开展生态保护工程增加植被覆盖度,增强水资源支持功能和水土保持能力。     

松花江流域水污染防治规划决策支持系统构建与应用

采用SOA C/S架构,按照数据层、应用层和表现层的规范设计开发了松花江流域水污染防治规划决策支持系统。系统的数据层包括基础地形数据、水文数据、重点污染源监测数据、水质监测数据、气象数据以及经济效益数据等。应用层包括数据处理和分析、GIS查询分析服务等功能应用。表现层包括模型模拟结果展示、决策支持应用展示等。该系统为松花江流域的水环境管理提供了实用的工具。通过流域水环境形势诊断、流域水质模拟预测两个子系统,模拟了2011—2014年松花江流域水环境质量的变化情况,对比了"十二五"与"十三五"期间嫩江流域水质的改善效果,为决策者制定流域环境管理措施和方案提供有力支持。     

流域生态补偿的环境责任界定模型研究

流域生态补偿机制被认为是解决相邻区域、上下游及更高层次上经济发展与生态系统保护问题的有效途径。但是生态补偿标准的计算十分复杂且目前还未解决。关键问题是对流域各方责任的界定。而流域环境责任可理解为流域各区域所应分配的排污权,本文提出并设计流域排污权优化分配模型,以满足各行政区之间公平性为基础,同时考虑经济最优（效率）的目标,构建了初始排污权免费分配的一个非线性决策模型,通过计算得到流域各方排污权的最优分配方案。然后以沿淮河流域四省作为应用实例,以此计算出各个行政区的规划排污量。结果显示：不仅分配方案比原配额分配更加公平,而且经过模型分配后,污染物削减成本大幅降低。     

系统动力学模型在青白江区需水预测中的应用

随着城市化进程的加快,水资源供需不平衡成为影响地区经济发展的"瓶颈"。科学的需水预测是规划区域未来发展的重要条件之一。基于系统动力学模型的需水预测将复杂的社会用水系统分解成多个子系统,可以清晰地展示出各用水子系统的需水动态过程,得到较精确的需水预测结果。以成都青白江区为例,结合区域用水结构和产业结构,介绍了系统动力学模型用作需水预测时的建模流程。通过青白江区的用水现状和参数敏感性分析结果,设计出现状发展方案、农业节水方案、工业改良方案和综合发展方案4种需水方案。通过对4种方案模拟结果的对比分析,并考虑"三条红线"指标,选择综合发展方案作为青白江区未来需水预测的最佳方案。模拟结果为:青白江区2020年、2025年的总需水量分别为3.95亿m~3、3.99亿m~3。通过合理性分析验证模拟结果的可靠性,并提出了保障方案实施的建议措施,以期为青白江区未来的水资源规划提供依据。     

大清河-白洋淀流域生态功能评价及分区初探

基于生态系统服务功能对流域生态环境进行功能分区是流域生态环境保护与修复的重要基础.本研究使用InVEST模型,对大清河-白洋淀流域2010、2015及2018年的生境质量、碳储量及土壤侵蚀等生态系统服务功能进行评价.结果 表明:2010-2015年流域生态环境相对稳定;2015-2018年生境质量提升,土壤侵蚀缓解,但...     

"十二五"期间辽河流域的典型流域土地利用组成和变化分析研究

在遥感影像数据基础上,采用ERDAS和ArcGIS分析得出"十二五"期间清河、凡河和蒲河3个流域的土地利用组成及变化.结果表明:清河流域和凡河流域土地利用以林地为主,自然类型面积之和占流域总面积比例超过50%,蒲河流域则以耕地和建设用地等人工类型为主,面积之和占比超过80%;"十二五"期间各流域的土地利用类型均存在不同程度自然类型向人工类型转化的现象,清河流域变化最大,蒲河最小.     

碳中和目标下黄河流域产业结构对生态环境的影响及展望

黄河流域生态环境本底脆弱,长期以来面临着水资源短缺、土地荒漠化、水土流失等诸多严峻的生态环境问题。黄河流域以矿业、能源和重化工业粗放式开发为主的低端产业结构,对水资源消耗巨大,产生的污染较为严重,对流域生态环境影响大。在碳中和战略目标下,进行产业结构低碳转型和产业升级、加强水资源保护和合理利用、调整农业农村发展模式、平衡区域发展差距已成为黄河流域产业结构调整的重要方向,也是实现黄河流域生态保护和高质量发展战略的必由之路。     

辽河铁岭段3条支流底栖动物调查及水质评价

对辽河铁岭段3条支流清河、柴河和混河入水库前的河段,利用底栖动物需氧特性,以需氧有机体百分率指标,对3条支流的水环境质量状况进行了监测调查和评价。     

黄河流域城市群与产业转型发展

黄河流域生态保护与高质量发展是国家重大战略之一。城市群和产业转型发展是实现黄河流域生态保护与高质量发展的内在要求和根本保障,揭示流域尺度城市群发展与产业转型升级的路径对指导黄河流域高质量发展意义重大。为此,本文聚焦“城市群和产业转型发展”,联合来自中国科学院地理科学与资源研究所、中国社会科学院生态文明研究所、黄河水利科学研究院、首都经济贸易大学、北京大学、河南大学等单位的专家学者,从生态保护、资源配置、动态演化、空间结构、整合调控等视角,探讨黄河流域城市群与产业转型发展的重要议题,以求服务于黄河流域生态保护与高质量发展的国家重大战略实施。核心观点如下：识别水资源、城市群和产业发展的关系是促进产业转型和城市转型协同、经济转型和社会转型并进的关键;分析流域生态保护和高质量发展复杂耦合与动力演化机制对于实现流域高质量发展意义重大;揭示黄河流域典型城市群和产业空间演变机理,构建城市群与产业转型发展空间一体化目标与模式,是促进黄河流域的高质量发展的有效途径;在全球化和能源革命导致贸易不确定性增加、社会经济与生态环境关系复杂、“双循环”的新发展格局构建背景下,黄河流域“城市群和产业转型发展”亟需更全面的整合调控机制。     

黄河流域固废治理现状、问题与对策建议

黄河流域是我国重要的生态屏障和经济地带,高质量发展对黄河流域生态环境保护和资源再生利用提出了更高的要求.固体废物兼具“资源”和“环境”双重属性以及污染“源”和“汇”双重属性,其妥善治理对黄河流域生态环境保护和高质量可持续发展意义重大.本文系统阐述了黄河流域不同类型固体废物产生量和利用处置能力的空间分布和时间演化特征,在此基础上进一步分析发现,黄河流域固废污染防治存在的问题主要包括产业结构偏重、固废增量存量压力大,无害化处置存在短板弱项,底数不清、环境风险较大,流域上下游、固废水气以及污染物和温室气体等协同治理不足.根据流域资源禀赋、自然条件和行业产业特征,以减污降碳协同增效为目标,建议以“无废流域”建设为抓手,推动绿色低碳循环发展,补齐利用处置能力短板,着力防范重点领域风险,推进固体废物协同治理等.     

基于地理信息系统的清河流域污染源排放特征及水环境监控能力分析

针对清河流域水环境管理的需求,通过野外调查和环境统计获取相关数据,应用GIS和GPS技术,建立流域污染源地理信息系统数据库,在此基础上,对清河流域污染源排放特征及流域水环境监控能力现状进行了研究。结果表明：在清河流域,废水污染源主要集中在支流小清河和寇河流域,典型行业包括牲畜屠宰、食品加工、缫丝加工等;污染源在线监控和河流水质断面监测能力均无法满足流域水环境管理的需要,在清河流域的水环境管理中,应将小清河流域和寇河流域作为重点水质控制单元进行管理,在小清河和寇河入清河干流处增设水质监测断面。     

长江经济带典型流域重化产业环境风险及对策

长江经济带工业企业密集,环境风险点多,产业结构和布局不合理造成累积性、叠加性和潜在性的生态环境问题突出,制约了其持续健康发展.根据自然资源、社会经济和产业发展特征,选择3个典型流域（区域）（即重化产业最密集、人口最密集,重化产业布局性矛盾最突出的长江湖口以下干流区域;重大调水工程下游减水河段与涉水产业重点发展的汉江流域;生态系统脆弱的喀斯特地貌区与磷矿资源开发强度高的乌江流域）进行分析,并识别流域重化产业发展可能带来的环境风险问题及其演变趋势.基于保障“清洁长江”与“安全长江”建设的总体目标,按照“守底线、优格局、提质量、保安全”的调控思路,提出长江经济带典型流域重化产业绿色发展的优化调控对策和差别化生态环境保护与环境风险防控建议,为推动长江经济带的实施精准治理提供支撑,主要包括:①长江湖口以下干流区域以保障人居环境安全为目标,以各类工业园区为抓手优化布局,提升区域环境风险防控能力建设,研究制定长江沿岸地区持久性有机污染物控制对策;②汉江流域以流域环境承载力为硬约束,从国家产业政策战略高度调整汉江中下游的产业发展战略,严格控制高耗水和水污染产业的持续发展;③乌江流域以保障下游库区水质为目标,严控喀斯特地貌区域新增磷化工产能,研究喀斯特地貌区实施磷化工产业废水特别排放限值.      

黄河流域城市资源环境效率时空特征及影响因素

提高城市资源环境效率对流域高质量发展具有重要意义。采用基于非期望产出的SBM超效率模型和Malmquist-Luenberger指数,对2000年、2005年、2010年、2015年和2017年黄河流域地级以上城市的资源环境效率进行测算,并结合核密度函数分析其时空特征,应用Tobit模型测度城市资源环境效率的主要影响因素,以期为黄河流域资源环境提质增效提供有效参考。结果表明：近年来,黄河流域城市资源环境效率大致呈“U”型变化趋势,总体水平不高,非DEA有效城市的数量远多于DEA有效城市;城市全要素生产率呈下降态势,效率变化和纯技术效率变化呈改善趋势;产业结构和政府干预力度与资源环境效率呈正相关,经济发展水平、城镇化水平、能源消耗水平和环境治理水平对资源环境效率具有负向作用。     

黄河流域人居环境的地方性与适应性：挑战和机遇

黄河流域由于自然环境、地理区位的特殊性,其人居环境处于不断变化的复杂过程中,并且始终面临着严峻挑战。而人居环境空间与自然、社会各要素的耦合过程,源于人地关系变化进程中呈现出的动态、综合、系统性的适应机制。因而揭示系统适应性机制是解决黄河流域人居环境困境的关键。为此,本文以“地方性与适应性”为视角,邀请来自黄河流域青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东等省区的专家学者,从自然地理、社会经济、城乡发展、遗产保护等视角解读黄河流域的人居环境特征,并为适应中国新型城镇化路径寻找可持续策略。核心观点如下：总体而言,黄河流域的人居环境适应性具有多尺度空间关联性和历史地理依赖性;黄河流域承担着重要的生态功能,但不同区段的自然环境面临着土地盐碱化、水土流失、环境污染等问题,需要推动人地耦合关系的绿色化;黄河流域特别是上游沿线聚落具有鲜明的开放性、民族文化多样性和交融性特色,多民族协同共荣发展是必由之路;黄河中上游因复杂的自然环境形成了窑洞等特殊的聚落空间,在快速城镇化进程中面临着转变和消失,留住传统聚落的文化基因,亟需分级分类推进其演化进程;黄河流域城市群的内外辐射带动是流域全境高质量发展的基础,城市结构的优化提升是推动高质量发展的重要途径,实现可持续发展还需要科技创新和产业结构转型升级。     

近50 a塔里木河流域“四源”农业用水与干流生态系统结构变化关系研究

塔里木河源流区农业用水量直接影响下放至干流的水量,从而间接影响干流区生态系统结构的稳定性。为此,研究基于农业水足迹反映农业用水变化情况,进而分析塔里木河流域“四源”农业用水与干流生态系统结构变化的关系,为后续维护干流生态系统结构稳定性决策提供科学参考依据。结果表明：1960年代—1990年塔里木河“四源”农用地总量变化不大,阿克苏河流域新开垦量与叶尔羌河流域减少量相当,农业水足迹同时呈缓慢小幅增长,干流生态系统结构变化以自然绿洲生态系统缩小和荒漠生态系统扩张为主;以2000年为分界点,2000年之前“四源”农用地和农业水足迹显著增加,导致干流生态系统中自然水域生态系统、自然绿洲生态系统和荒漠生态系统皆有不同程度的萎缩,“四源”农业用水消耗是干流生态系统恶化的直接原因;2000年之后在生态治理工程的影响下,虽然“四源”农用地和总农业水足迹在持续增加,但是节水工程年均节约近27.22×10⁸ m³,保证了下游生态系统的需水量,使其得到一定恢复。