基于结构方程的流域水环境承载力评价——以湟水流域小峡桥断面上游为例

针对流域水环境承载力评价中指标体系构建及权重确定缺乏客观依据的问题,以湟水流域小峡桥断面上游为例,通过兼顾压力与水环境承载力的控制断面水质影响路径分析,建立了面向水环境承载力评价的结构方程模型(Structural Equation Modeling, SEM);在此基础上,构建了湟水流域的水环境承载力综合评价体系,并获得各指标权重,进而利用向量模法对流域水环境承载状态进行了综合评价.结果表明:SEM模型能够定量反映土地利用/景观格局及污染物排放因素与水环境承载状态的相关关系;SEM模型的路径分析可为水环境承载力综合评价指标体系的建立提供科学依据;由SEM模型得到的路径影响相关系数,可为权重的确定提供新的科学方法;研究区16个控制子单元呈上、中、下游水环境承载状态逐渐变差的梯度特征;最后,针对湟水流域不同区域的社会、经济、环境和资源差异,从流域水环境承载力双向调控的角度,提出改善水环境承载状态的相关建议,进而为流域水系统持续协调发展提供精细化管理支撑.     

流域水环境承载力聚类分区方法研究——以湟水流域小峡桥断面上游为例

流域内社会经济发展水平与水资源环境条件存在空间差异,导致水环境承载力具有空间差异特征.因此,有必要在流域水环境承载力分区基础上,实施差异化监管.以湟水河流域小峡桥监测断面上游为例,基于国家控制单元划分16个子单元,从水环境承载力大小、水环境承载状态、水系统脆弱程度及水环境承载力开发利用潜力4个角度,构建水环境承载力聚类分区指标体系,并对其进行量化.在此基础上,利用k-均值聚类法对控制子单元进行合并分区.通过轮廓系数验证,将研究区划分为4类最合理,即重点保护水环境敏感区、限制开发水资源约束区、控制开发水环境超载区和优化开发高开发潜力区.针对不同分区特点,提出具有针对性的水环境承载力双向调控措施,为流域水系统精细化管理及可持续发展提供科学依据.     

吉林省松花江流域水环境问题及防治措施研究

松花江是吉林省人民的母亲河。针对流域水质及环境状况进行流域水环境问题研究,针对流域存在的水环境问题提出饮用水源地保护、工业污染防治、城镇污水处理、农业面源防治、水环境风险防范等防治措施,推进水环境、水资源的有效保护,确保松花江流域长治久安。     

滇池流域水环境承载力及其动态变化特征研究

为了定量分析人口增长、经济发展、资源短缺和环境污染等因素对流域水环境的综合影响,建立了湖泊水环境承载力多目标优化模型.同时,选取人口、灌溉面积、国民生产总值(GDP)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)作为水资源和水质量承载力指标,运用层次分析法(AHP)确定各指标对湖区水环境承载力的权重,并运用指标体系评价法分别计算了2003—2010年滇池流域水环境承载力.结果表明,流域内人口承载度超标,经济承载压力显著增长,富营养化指标——TP、TN呈高负荷波动状态.滇池流域水环境承载力为负承载,水质量承载力影响程度更大.研究结果可为滇池流域的社会经济发展规划、生态环境保护和水资源可持续利用提供科学依据.     

安徽省淮河流域水环境承载力动态评价研究

该文以安徽省淮河流域为研究对象,从社会、经济、资源、环境等方面,构建了该流域的水环境承载力指标体系及其评价模型。考虑到各评价指标之间的非线性关系,该文引入BP神经网络模型,建立了安徽省淮河流域的水环境承载力评价模型,计算环境承载能力指数。在此基础上对流域各年份的水环境承载力指标进行主成分分析,定性地描述各年份承载力的差异度,并与神经网络得到的结果相互比较验证。结果表明:影响安徽省淮河流域水环境承载力的主要指标因子优先顺序是城镇居民恩格尔系数、水资源利用率、污水厂污水集中处理率、城镇化率、人均GDP;在2001-2007年期间,水环境承载力处于一级水平;在2008-2010年期间,水环境承载力处于二级水平;在2011-2013年期间,水环境承载力处于三级水平。水环境承载力指数可用于验证过去所制定的发展和战略规划是否合理,还可对流域的未来发展方向以及发展规模提供科学的建议。     

层次分析法与向量模法在水环境承载力评价中的应用——以胶州市为例

从社会经济、资源利用、与环境管理等角度分析了胶州市水环境承载力的主要影响因素,综合构建了胶州市水环境承载力评价指标体系。采用层次分析法和向量模法对胶州市2007~2011年水环境承载力进行了评价。结果表明,胶州市水环境承载力评价值范围为0.061~0.080,胶州市水环境承载力水平较低,总体上呈先下降后上升的趋势,其中,水资源短缺为制约胶州市水环境承载力的主要因素。     

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.     

松花江流域水资源-水污染联合调控方案动态模拟研究

为解决松花江流域水资源消耗与水污染物排放联合调控过程中系统复杂特征难以刻画和系统状态变化难以量化的问题,本文从流域污染物排放的源头即农业、工业、畜禽养殖业及生活(城镇和农村)4个方面展开研究,研究其水资源消耗量和水污染物排放量联合控制的特征和机理过程.通过构建二者的耦合关系,建立了松花江流域水资源-水污染联合控制动态模拟模型.通过对该模型进行验证及设计的4种情景方案的模拟对比,充分说明实施开源、节流、治污、减排的综合措施,才是松花江流域经济社会与水环境系统协调发展的最佳策略.同时结果也证明了本文所提出的联合调控动态模拟模型的合理性和可行性.本研究对于解决松花江流域的水资源优化管理、水污染减排和总量控制具有重要的意义,同时可为制定松花江流域经济发展策略提供参考.     

2008年滇池流域水环境承载力评估

自20世纪70年代以来,随着经济迅猛发展以及人口的快速增长,滇池流域的水环境问题日益突出. 为深入了解造成当前水环境问题的根本原因,以水资源承载力和水环境承载力作为广义水环境承载力的基础进行综合分析,并且利用水资源供需平衡和水资源承载压力度反映水资源承载力,利用水环境承载率反映水环境承载力. 结果表明:滇池流域TN和TP的水环境承载率分别为0677和0355,处于超载状态,是导致滇池流域严重富营养化的主要原因;水资源承载压力度为145,远大于供需平衡,同样也处于超载状态,实际水资源盈亏为-59 037×104 m3,缺失严重. 因此,滇池流域水质型和资源型缺水问题共同存在.      

流域经济环境综合形势研究:以松花江流域为例

构建流域经济环境综合形势指标体系及控制区经济环境综合诊断形势指标体系,采用指标权重法及和环境基尼系数法,以松花江流域为例进行经济环境综合形势研究,发现2007-2012年松花江流域经济环境形势有一定程度的好转,其中经济与污染排放形势和经济与环境质量形势都有所改善。进一步对比各子指标发现,流域污染排放行业差异形势有恶化趋势,而且水环境质量形势改善程度不大,是造成流域经济环境综合形势一般而且改善速度慢的主要原因。3个控制区的经济环境综合诊断形势差异较大,吉林控制区形势好转速度最快,黑龙江控制区形势好转速度较慢;内蒙古控制区诊断指数变化不大。建议松花江流域调整产业结构,降低单位GDP污染排放强度,改善流域水环境形势。     

基于系统仿真的提升赣江流域水生态承载力的方案设计

保护和改善流域水生态环境已成为环保工作的重要内容和科学研究的重要课题.基于承载力理论和复合生态系统理论,构建了赣江流域水生态承载力系统的概念模型、主导结构模型和系统动力学模型.以2000—2030年为系统仿真区间,仿真结果表明,到2016年赣江流域水生态承载力达到上限,此时可承载人口规模为2566万人,可承载经济规模为11034亿元.赣江流域水生态承载力现状不容乐观,需采取一定的措施.以"节流"、"控污"、"治污"为问题导向,基于"供给管理需求管理"、"末端治理根源治理"、"观念调节行为调节"等公共政策设计的不同视角,初步提出了提升水生态承载力的27个政策干预点,通过政策干预点对系统作用的灵敏性检验,基于识别出的16个灵敏政策干预点,设计了提升赣江流域水生态承载力的综合发展方案.仿真结果表明,到2029年(推后13年)赣江流域水生态承载力达到上限,此时可承载人口规模为2702万人(提升了5.3001%),可承载经济规模为28547亿元(提升了158.7185%).降低人口增长和经济发展速度,提高技术进步和优化产业结构是提升赣江流域水生态承载力的重要途径.     

北运河北京段水生态承载力研究及关键控制要素识别

北运河水系一直存在水资源缺乏、水环境污染、水生态功能不足等问题,未来北京市副中心高标准建设的加速还会增加流域的生态环境负担.因此需明确北运河北京段水生态承载力的时空变化特征,识别其关键控制要素,提升水生态承载力以满足区域发展需求.本文从水资源、水环境、水生态3个方面构建区域水生态承载力评价指标体系,收集1995-2018年北运河北京段的评价指标数据,运用熵权法确定指标权重,分析北运河北京段的水生态承载力状况及关键控制要素.结果表明:1995-2015年,北运河北京段整体处于超载或临界超载状态,2018年水生态承载力有所提升,达到安全承载状态;各子流域间水生态承载力差异显著,其中,位于北运河上游的沙河子流域在1995-2000年处于安全承载状态,在2005-2018年处于临界超载状态,水生态承载状态相对较好,但仍有改善的空间;1995-2018年,清河、温榆河和凉水河等子流域水生态承载状态处于超载状态,水生态承载状态相对较差,需加大水生态承载力提升力度;影响区域水生态承载力的关键要素为河岸带林草覆盖率,其次水环境质量也对水生态承载力具有重要影响.研究显示,北运河北京段水生态承载力的提升需在改善区域生态环境状况的同时加强对水资源的综合利用.      

“十二五”期间牡丹江流域污染防治对策研究

牡丹江作为松花江第二大支流,是国家水污染防治重点流域。通过研究小流域的污染防治对策,可以解决牡丹江的污染及水质安全保障问题,在支流中起到示范作用,从而防止危害松花江的水质安全。本文以“十二五”规划思路为依托,以牡丹江流域为例,探讨小流域的水污染防治对策。     

利用控制单元识别松花江流域水污染防治重点

将松花江流域划分为27个控制单元,分析各控制单元水环境与水污染现状,筛选水域敏感性强、水质超标严重、排污强度大的控制单元作为优先控制单元,形成松花江流域水污染防治重点区域;结合全流域水污染防治重点问题及领域,确定各优先控制单元重点治污方向,形成松花江流域"十二五"水污染防治重点。结果表明,松花江大庆市段、松花江哈尔滨市段、伊通河长春市段、嫩江齐齐哈尔市段、嫩江松原市—白城市段、饮马河长春市—吉林市段6个控制单元为松花江流域重点治污区域,涉及大庆市、哈尔滨市、长春市等重点城市点源治理、齐齐哈尔市农业种植结构调整、环境风险防控等重点治污方向。     

流域水资源标准体系风险分析与对策

为实施流域水资源有效保护,从技术管理层面分析流域水资源共享过程中标准体系的构成与作用。对现阶段实施的生活饮用水卫生标准、地表水环境质量标准和排水标准中涵盖的有机污染物进行对称性分析,指出标准体系中存在的技术风险以及生活污水和工业废水混排存在的管理风险。以松花江流域中某化工厂排水为实例进行有机污染物成份检测,发现了标准体系对污染物监控存在的疏漏。提出从人体健康角度完善排水和水环境质量标准,从流域水资源共享角度对排水和给水设施进行整体规划和布局,从水资源安全保障角度建立流域有机污染物优先控制名单。     

松花江流域渔业生态环境汞污染现状评价

2007～2009年对松花江干流、嫩江下游江段、第二松花江干流水质、底质和鱼类汞含量状况进行了调查研究,并参照渔业水质标准、无公害水产品产地环境要求、无公害水产品安全要求和松花江流域汞的背景值对流域生态环境汞污染进行评价.结果表明:江水中总汞含量0.000010～0.000172 mg/L,符合渔业水质标准要求;第二松...     

流域水环境累积风险评估研究

流域水环境累积风险属于多层次、多准则的复合系统问题,具有一定的模糊和突变特性,在可持续发展的要求下,对流域进行水环境风险综合评估与防控十分必要.建立基于16项底层指标的流域水环境累积风险评估综合指标体系,将突变理论应用于表达和计算累积环境风险,可以形成系统完整的流域水环境累积风险评估研究方法.以流溪河流域为例,通过分区计算分析流域水环境累积风险形势,得出流溪河流域上游水环境累积风险水平较低,流域中游和下游均有较高的水环境累积风险.     

辽河流域水污染治理历程与“十四五”控制策略

为明晰辽河流域水污染治理“十四五”需求,进一步科学合理地推进辽河流域治理与保护进程,通过调研历史监测数据、统计年鉴等资料,回顾辽河流域水环境演化和治理历程.将辽河流域的治理分为3个阶段:第1阶段（1991—1999年）,该阶段流域水环境呈重度污染并持续恶化,环境治理逐渐起步;第2阶段（2000—2006年）,该阶段辽河流域水质恶化趋势基本得到遏制,控源治污初显成效;第3阶段（2007—2019年）,该阶段辽河流域水质优良比例整体持续提升,国家水体污染控制与治理科技重大专项有力支撑流域综合调控.辽河流域水污染治理颇显成效,但仍存在以下主要问题:①辽河流域水污染治理经历了从单一的控源治污向河流综合治理转变,污染程度由重度转为轻度,但流域水污染控制依然不容乐观;②辽河流域属寒冷地区缺水型河流,生态流量不足;③水质改善及水生态恢复成果不稳定;④流域管理机制体制有待完善.“十四五”应针对性增设分水期考核方式和水生态考核指标,完善水环境标准;坚持水资源、水环境、水生态“三水”统筹科学施治,构建减排和增容相结合的水污染控制模式,推动水量、水质、水功能良性循环发展;建立流域统筹管理、垂直领导的管理体制,制定辽河流域河流空间管控的长效机制,促进环保技术产业化,发展流域循环经济,缓解经济社会发展与水环境保护矛盾,最终实现流域经济社会可持续健康发展.