流域城市水交易机制研究

为了解决流域城市水资源短缺以及水环境污染的一系列问题.提出了"流域城市"的基本概念,并结合水权和排污权交易模式相关的研究内容,构建了包涵水权交易和排污权交易的市场平台;建立了一个在水务部门与环保部门共同监督管理之下的水交易市场体系,综合进行水交易.最后以黄河流域兰州段为实例,对由初始权分配比例、环境容量、交易保护价格等构建的水市场所需要的参数进行了分析计算.研究结果表明,当节水技术和排污浓度不变,且购入方没有剩余的水权或排污权时,排污权交易与水权交易是按一定的比例进行的.     

广州市二氧化硫初始排污权分配模型研究

排污权初始分配是进行排污权市场交易的前提和基础,为排污权交易的有效进行提供保障。文章以广州市为区域研究单位,在现有排污权初始分配的理论和实践基础上,展开排污权初始分配研究。基于企业的发展规模、企业对社会的贡献性、企业对环境的污染现状以及企业运用技术治理环境的投入这4方面的因素,构建了二氧化硫初始排污权分配的评价指标体系,从而建立二氧化硫初始排污权分配的AHP层次分配模型。并以广州市火电行业为例,引入排污数据,具体研究了广州市火电行业的初始排污权分配方案,根据各指标的权重赋值,在最终得到的分配结果中,发电量多少、脱硫设施效率和二氧化硫去除率获得的权重最大,在分配中是主要考虑的指标。从分配结果看,各企业获得的排污权分配量较合理。此方法具有一定的实用性,为政府构建排污权交易市场,进行排污权初始分配提供有效方法。     

沙颍河流域行政单元的排污权初始分配研究

初始排污权的有效分配是排污权交易制度实施的基础,结合中国现行行政特征,以行政单元作为排污权初始分配主体开展排污权初始分配研究。具体是：以沙颍河流域为例,根据淮河水利委员会制定的沙颍河流域水功能区划及COD、氨氮限排总量要求,以COD、氨氮作为排污权初始分配的客体,通过等比例削减方法对沙颍河流域内的行政单元进行了排污权初始分配,得到了流域内各市县级行政单元的COD、氨氮初始排放权,并在此基础上从政策可行性、区域合作性及上下游城市的协调性等方面提出了开展排污权初始分配的若干建议。     

基于判别准则基尼系数法的流域初始排污权配置模型

在对流域内区域间初始排污权配置的影响因素与基本原则进行分析基础上,构建流域内区域间初始排污权配置的判别准则,将基尼系数法与判别准则相结合,构建基于判别准则的基尼系数法.应用模型对各区域之间初始排污权配置进行协商调整,保障基尼系数最小化,并且通过建立不同区间水质不达标对排污量配置的惩罚函数,把水质不达标的外部性内化到区域排污量配置上,实现流域内区域间初始排污权的公平合理分配.案例分析表明,模型综合考虑了人口、现状、水域面积、和排污绩效等影响因素,分配结果优于人口、现状分配模式,使得流域内区域间初始排污权分配更具可行性与可操作性.     

基于标度转换的模糊层次分析法在宁夏灌区水权分配中的应用

随着宁夏引扬黄灌区经济的发展,建立一种新的水权分配模式势在必行。论文首先根据水权初始分配有效性、公平性与可持续性的原则,建立了水权初始分配指标体系,并构造了层次结构模型。然后,利用标度转化法,将互反性的"1～9标度"转化为互补性的"0.1～0.9九标度,"再利用后者与指标体系建立模糊互补判断矩阵,并对该矩阵进行模糊层次分析,从而将模糊层次分析法(FAHP)引入到了初始水权分配领域。最后,应用FAHP法对宁夏灌区的初始水权进行分配,获得了较为满意的结果。     

基于鲸鱼优化算法与投影寻踪耦合的云南省初始水权分配

论文基于公平性、效率性和可持续性原则,选取水资源开发用率等17个分水指标建立云南省初始水权分配指标体系,运用投影寻踪（Projection Pursuit, PP）技术确定云南省各州市初始水权分配水量。针对PP技术最佳投影方向难以确定的不足,利用一种新型群智能算法——鲸鱼优化算法（Whale Optimization Algorithm, WOA）寻优PP模型最佳投影方向,构建WOA-PP耦合的初始水权分配模型。通过6个典型测试函数对WOA进行仿真验证,仿真结果与文化算法（Cultural Algorithm, CA）、差分进化（Differential Evolution, DE）算法、混合蛙跳算法（Shuffled Frog Leaping Algorithm, SFLA）、布谷鸟搜索（Cuckoo Search, CS）算法、粒子群优化（Particle Swarm Optimization, PSO）算法和人工蜂群（Artificial Bee Colony, ABC）算法的寻优结果进行比较。结果表明：1）无论是单峰还是多峰函数,WOA能够探索不同的搜索空间,具有良好的开发和勘探能力,对Sphere等6个函数的寻优精度高于CA、DE、SFLA、CS、PSO和ABC算法,表现出较好的寻优精度、收敛速度、全局寻优能力与收敛稳定性。2）从WOA-PP模型初始水权分配结果及目前实行的综合法水量分配结果对比来看,2015年昭通、丽江、临沧、红河、文山、怒江两种方法的分配结果相差最小,在0.11亿~0.41亿m³之间;玉溪、普洱、大理、德宏和迪庆两种方法的分配结果相差最大,在2.06亿~4.38亿m³之间;其余州市两种方法的分配结果在1.12亿~1.61亿m³之间。2020年保山、昭通、丽江、临沧、红河、文山、怒江两种方法的分配结果相差最小,在0.02亿~0.41亿m³之间;昆明、玉溪和德宏两种方法的分配结果相差最大,分别为5.89亿、5.66亿和3.54亿m³;其余州市两种方法的分配结果在1.89亿~2.85亿m³之间。3）论文提出的初始水权分配模型及方法具有一定的可操作性和有效性,可为区域初始水权分配提供新的思路和方法。     

太湖流域开展排污权有偿使用交易试点

近期财政部、国家环保总局批复江苏省在太湖流域开展以水污染物排污指标为主要内容的排污权有偿使用和交易试点。此项试点主要包括4点内容：一是要建立太湖流域主要水污染物排污权初始价格,将排污指标作为资源实行初始有偿分配;二是2008年在江苏省太湖流域开展化学需氧量（COD）排污权初始有偿出让,建立化学需氧量排污权一级市场,2009年在太湖流域适时推进氨氮、总磷排污权有偿使用试点;     

大同市二氧化硫初始排污权分配研究

大同市是国家大气污染防治重点城市之一和山西省SO2排污交易试点城市。初始排污权分配是推动该市SO2排污权交易政策实施的关键。针对大同市大气SO2污染排放特征和总量控制目标,提出了金字塔形的初始排污权逐级分配模式。进而选择兼顾环境容量和环境质量目标的初始排污权分配模型,完成了全市各总量子控制区和主要污染行业两个级别的初始排污权分配,并据此建议了相关排污权交易方式。     

太湖流域开展排污权有偿使用交易试点

近日，财政部、国家环保总局批复江苏省在太湖流域开展以水污染物排污指标为主要内容的排污权有偿使用和交易试点。试点主要包括四点内容：一是要建立太湖流域主要水污染物排污权初始价格，将排污指标作为资源实行初始有偿分配；     

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。     

黄河流域典型湿地生态环境需水量研究

运用科克兰(Cocnran)Q检验法,将黄河流域湿地分为河道湿地型、河滨湿地型、河口型3类.基于生态水文学方法,计算了黄河流域典型湿地生态环境需水量,提出了“湿地生态环境需水量计算时应主要关注湿地消耗水量”的观点,并进一步将黄河流域湿地生态环境需水量分为最小、适宜和理想3个等级.计算结果表明,黄河流域湿地最小、适宜、理想生态环境需水量分别为2 0 .3×10 8m3、3 7.6×10 8m3和5 4.9×10 8m3;黄河流域典型湿地与河道重复量为1.9×10 8m3.研究结果显示,要维持湿地基本的生态环境功能,需每年最小向湿地分配水量2 0 .3×10 8m3.为使黄河流域湿地恢复到理想状态的需水量为5 4.9×10 8m3.     

黄河流域主要城市再生水利用状况及潜力分析

研究系统分析了黄河流域9个省(自治区)及68个主要城市的水资源状况、供水用水状况、污水处理与再生利用状况及再生水利用潜力。2020年,黄河流域68个主要城市再生水利用总量为18.1亿m3,预计未来年利用量仍有22.0亿~25.9亿m3的增长空间。黄河流域不同城市再生水利用量和利用率存在明显差异。黄河上游11个城市的再生水利用率在25%以下;中下游20个城市的再生水利用率在30%以下,低于国家规划目标。对于黄河上游兰州、包头等城市,中下游榆林、太原、济源和泰安等城市,需进一步加快推进污水资源化利用,提高再生水利用率。今后需进一步拓展再生水利用途径,特别是提高工业利用水平,加强再生水配置利用规划、再生水利用分类统计等工作。     

黄河断流的态势、成因与科学对策

从70年代以来，黄河持续断流，且断流情势日趋严重，它不仅发生在下游而且也已在源头出现。滔滔黄河缘何断流?70年代以来流域引黄水量剧增、到达下游水量锐减是主因；输沙需水量巨大和中游工程调节能力不足居次。归根结底，断流是人类活动所致，是人类对黄河水土资源过度利用的结果。流域降水量的丰枯波动对断流影响不大。为了缓解黄河断流，必须调整产业结构，切实提高水资源有效利用率；加强水土保持，增加生态用水量，改善生态环境，减少人黄泥沙；流域外调水是缓解北方省区缺水的重要措施之一，但应从长计议。     

流域主体功能优化与黄河水资源再分配

立足流域主体功能优化概念内涵,系统性解析流域各类主体功能目标,基于流域主体功能评价指标体系建立以主体功能优化为目标导向的流域主体功能水资源分配机制,通过遗传算法求解多目标优化模型得到2017年黄河流域9省、自治区的四类水资源分配方案。研究结果表明：（1）流域主体功能实现水资源分配机制,使黄河流域最大可能节水23.01亿m³。（2）流域主体功能水资源分配机制给黄河流域主体功能实现分别带来4344.48亿元的生产功能增量、991.35亿元的生态功能价值增量,可多承载8194.84万人口。（3）减少宁夏和山东的农业用水及内蒙古工业用水分配对黄河流域水资源优化分配至关重要。     

黄河河川基流量演化规律及其驱动因子探讨

河川基流量是指地下水补给河川径流的水量。论文首次对黄河河川基流量50年来的时空演化规律和驱动因子做了较为全面的分析。研究表明:黄河河川基流量约占黄河河川径流量的44%,黄河河川基流量对维持健康黄河具有重要意义。受自然变化和人类活动影响,黄河干支流河川基流量50年来总体呈下降趋势;支流基流量变化可划分为双峰型、单峰型、直线下降型3种类型,干流区间基流量主要减少在黄河中游地区。黄河河川基流量具有维持河川径流、维护河流生态、湖泊以及表生生态植被良性发展等多种功能,河川基流量衰减导致湖泊萎缩、表生植被退化、加剧黄河断流等一系列生态环境负效应。通过对驱动因子进一步分析表明,降水量是维持河川基流量的主要来源,其变化影响黄河河川基流量变化趋势。人类活动是黄河河川基流量驱动因子中最活跃的因子,基流量衰减最明显的地区也是人类活动频繁的地区。因此维持健康的黄河必须要对黄河基流量进行科学保护和合理开发利用。     

黄河流域城市绿地生态需水时空特征分析

界定了城市绿地生态需水和生态灌溉需水的内涵与特征,构建了城市绿地生态需水和生态灌溉需水的计算模型,对黄河流域45个地级以上城市的绿地生态需水与生态灌溉需水进行计算与分析.研究结果表明:①黄河流域城市绿地年生态需水量为44 749.7×104m3,年生态灌溉需水量为22 783.5×104m3.约占2000年黄河流域城市市区供水总量的4.85%.其中90.2%的生态灌溉需水集中在绿地植物的生长期(4～10月份);②植物需水和生态灌溉需水表现出不同的月变化趋势和空间分异规律.月生态灌溉需水的计算结果为黄河流域城市绿地生态用水的合理配置提供了科学依据.     

黄河泥沙吸附砷污染物室内静态试验

黄河是典型的多沙河流,其水体中砷的来源有自然本底砷和外来砷2种.随着砷污染的日益加剧,给黄河流域生态环境和饮用水安全构成巨大威胁.黄河泥沙对砷污染物具有吸附能力,其吸附量取决于砷污染物在水、沙两相间的分配比例.为了研究自然状态下黄河泥沙对砷的吸附规律,以黄河原型沙为对象,采用静态吸附微污染含砷废水试验,考察了接触时间、含沙量、泥沙粒径对泥沙吸附砷能力的影响.结果表明:①当含沙量在200 kg/m3以下时,泥沙对砷的吸附在5 min以内基本达到吸附平衡;②相同含沙量情况下,细沙对砷的吸咐量最大,中沙次之,粗沙最小;③同一颗粒级配下,泥沙对砷的吸咐量随含沙量的增加呈对数增长.      

黄河中游河龙区间径流量变化趋势及其归因

黄河水沙变化关乎黄河流域生态安全和全流域的高质量发展。近年来黄河水量出现大幅锐减,制约了当地社会经济和下游可持续发展。量化气候变化和人类活动对径流量减少的贡献对于解析黄河水沙变化动因具有重要意义。由于研究尺度和研究方法的不同,径流量变化的因素和影响程度存在较大差异。本文采用MK趋势检验和双累积曲线法系统分析黄河中游河龙区间四个典型流域（皇甫川、窟野河、无定河、延河）1960—2015年间水文要素的变化趋势,利用Budyko水热平衡方程阐明气候变化和人类活动对流域径流变化的作用。结果表明：1960—2015年皇甫川、窟野河、无定河、延河流域径流量均显著下降（P<0.01）,且径流量均在1979年和1999年前后发生突变,而降水量变化不显著。同基准期（1960—1979年）相比,P2时期（1980—1999年）气候变化对径流减少的贡献率达64%~76%;随着退耕还林还草工程的大规模实施,P3时期（2000—2015年）人类活动成为径流减少的主要影响因素,其贡献率达71%~88%。     

黄河流域河水氮污染分析

通过对黄河水系干、支流1980－1990－1997－1999年河水氮污染水质监测数据进行分析，发现：（1）自流域上游至下游，各主要支流河水氮污染有增加的趋势，造成干流河水氮污染沿程亦呈增加的趋势；（2）点污染对黄河干、支流河水氮污染的贡献较大，但在1990－1997年间，流域河水氮污染的点源／面源之比有降低的趋势，干流潼关站河水中总氮的点源与面源之比由1990年的2．7降至1997年的1．8；（3）黄河干、支流河水氨氮、总氮的含量在1980－1990－1997－1999年间存在明显的加速上升趋势，主要是由流域废污水排放量和氮肥施用量的增加所致。     

Methodology to determine regional water demand for instream flow and its application in the Yellow River Basin

Introduction Instream flow is a generic and widely used term that refers to the water required to protect the structure and function of aquatic ecosystems at some agreed level. Other terms that are sometimes used include “environmental flow” (Arthington…