太湖流域水资源阈值探析

针对经济社会高速发展背景下水资源可持续利用问题，从水资源自然属性和社会属性出发，探讨了水资源阈值概念与内涵，提出水资源阈值可以表述为基于自然属性的水资源规模阈值和基于社会属性的水资源配比阈值，区域水资源阈值应为二者的有机耦合。以太湖流域为例，分析计算了太湖流域的水资源阈值：太湖流域的水资源规模阈值为1788亿m3；根据流域经济发展现状及未来规划目标，在流域生态和环境系统用水控制目标以及水体纳污能力约束下，社会经济系统用水阈值为156.4亿m3，占流域水资源规模阈值的531%；生态用水配比占流域水资源规模阈值的469%，充分体现了以生态为主、人水和谐的可持续发展理念。与2030年社会经济发展目标相对应的社会经济系统内部配比阈值分别为：生活用水98%；一产用水266%；二产用水582%；三产用水54%，为流域水资源持续利用提供了可资借鉴的依据     

基于水量分配方案的抚河流域最小控制需水量研究

鄱阳湖流域水资源丰富，在非汛期尤其是用水高峰期，存在供需水矛盾和河道外用水挤占河道内用水现象。基于水量分配方案，以控制断面为节点，考虑河道外需水，兼顾河道内生态环境需水，系统提出计算流域控制断面最小控制需水量方法。在此基础上，以抚河流域为例，把流域划分为12个控制断面，分别为沙子岭、黎川、南城、洪门、廖坊、石门、廖家湾、娄家村、马圩、焦石、柴埠口和李家渡，各断面的最小控制需水量分别为740、380、2873、1200、4981、261、5085、7168、050、10894、1556 和1030 m3/s。通过水文监测控制流域断面流量，为落实水量分配方案、保护流域水环境和维持河流生态系统健康提供保障。同时，以最小需水量并与实测流量比较，确定各用水区余缺水量，为实施流域非汛期水量调度提供依据     

环鄱阳湖区水足迹的动态变化评价

水足迹模型是计量水资源承载力的一个较新颖且日趋成熟的方法。水资源状况对鄱阳湖区生态系统的平衡、稳定以及生态系统良性循环有着重要意义。将水足迹模型运用于环鄱阳湖区进行实证研究，通过计量模型计算出环鄱阳湖区1989~2008年水足迹的时间序列值，并评价其承载状况。结果显示，近20 a来，环鄱阳湖区的水足迹需求由1989年的735亿m3增加至2008年的110亿m3，呈现出波动上升趋势。至今为止水足迹未超载，但盈余空间呈减少趋势。最后从优化水资源利用、倡导绿色消费和促进区域间贸易交流等降低水足迹的需求和增大水足迹供给的角度提出了提高水足迹承载力的对策。进而从水足迹的角度为环鄱阳湖区提高生态系统承载力提供理论依据，促进江西省鄱阳湖生态经济区的建设     

武汉城市圈水资源及水环境承载力分析

水资源及水环境承载力是衡量区域可持续发展的一项重要指标,对区域经济的发展规划具有重要的指导意义。以可承载的人口数量和GDP作为承载力的表征指标,分别运用单位GDP综合用水量评判法和河流一维水质模型及湖库均匀混合模型计算武汉城市圈不同水平年的水资源及水环境承载力,并用承载度来评价水资源及水环境的承载状态。结果表明:2012、2020和2030年武汉城市圈水资源承载力都处于合理承载状态,但是其水环境承载力处于轻度超载状态。可见,水环境承载力对武汉城市圈的用水限制更为严格。随着社会经济的发展及污水处理技术的进步,水环境状况虽然会有所好转,但与水资源数量这一因素相比,水环境仍是制约武汉城市圈经济社会发展的关键因素。     

山东省水资源利用研究

山东省水资源可利用形势严峻,2002-2008年水资源总量已不能满足全省总的供水需求量。预测2020年山东省的水用水需求量为256亿m3,已经超过了全省水资源总量的数值,处于弱不可持续状态。     

环鄱阳湖区生态足迹与经济产业发展关系的实证研究

生态足迹是衡量区域生态承载力状况的一个较成熟的方法。首先通过计量模型计量出环鄱阳湖区1989~2008年生态足迹的时间序列值，并评价了其承载状况。结果显示，近20 a来，环鄱阳湖区的生态足迹从1989年的1 401万hm2提升到2008年的3 145万hm2，呈波动上升趋势；生态承载力从1989年的6 255万hm2上升至2008年的7 215万hm2，基本上呈不断上升的变化趋势。环鄱阳湖区生态承载力能满足区域的生态足迹需求，表现出生态盈余，但其盈余空间从1989年的4 220万hm2降低至2008年的4 069万hm2，总体上呈减少趋势。其次，将生态足迹与区域的经济总量和三次产业进行协整分析后得出，生态足迹的GDP弹性为035，其三次产业的弹性分别为0668 3、0011、0049 4。最后，从加强土地管理、强化区域贸易、改变消费方式、完善产业体系等角度提出了协调环鄱阳湖区生态环境与经济产业发展的政策措施     

用水总量控制下行业配水权重不完全信息动态博弈

流域水量的合理分配是实现流域水资源可持续利用的基础和前提,而行业配水权重是流域水资源分配的关键问题之一。博弈论借助于严谨的数学模型研究对策行为中利益冲突各方是否存在着最合理的行动方案,是找寻最合理行动方案的有效工具。基于不完全信息动态博弈理论,以广东省东江流域为例,研究了流域行业配水权重博弈过程及其最优解确定途径,并将基于用水总量控制的激励与惩罚机制引入至构建的行业配水权重博弈模型,以提高配水方案的可操作性。结果表明:(1)行业配水权重满足子博弈精炼Nash均衡目标的一阶条件可由水资源可利用量、河道内生态需水量、各行业需水量及其用水效益指标综合决定。(2)采用逆向归纳法求解东江流域初始行业配水权重博弈模型,2020年流域生活、工业、农业及和河道外生态环境配水权重系数分别为0.72、0.71、0.69和0.46,特枯来水年各行业相应配水量分别为20.2亿m~3、28.57亿m~3、33.61亿m~3和2.05亿m~3。配水结果较为客观合理,体现了行业用水的优先顺序。(3)用水总量控制指标下,明确配水的激励与惩罚额度是行业配水博弈的关键;通过用水的激励与惩罚机制,迫使各行业用水量在流域用水总量控制指标范围内重复博弈,增强行业节水积极性,提高用水效率,最终逐步实现各行业用水的个体理性和全流域水资源开发利用的集体理性相统一。研究结果有利于保障最严格水资源管理制度的有效实施,为变化环境下流域行业水量分配提供科学的决策依据。     

缓解西北地区缺水问题的新途径

根据虚拟水与水足迹的理论与计算方法，对我国西北和中部地区虚拟水含量进行研究。首先计算2000年江西省主要农产品虚拟水含量和城乡居民生活消费虚拟水含量，得出粮食作物的虚拟水含量为28481×108 m3；城镇居民人均消费主要产品的虚拟水量为76827 m3；农村居民人均消费主要产品的虚拟水含量为67017 m3。然后在前人计算结果的基础上，将江西省与陕西省的城乡居民生活消费虚拟水含量进行比较分析，发现城镇居民人均消费粮食虚拟水含量都低于农村居民，陕西省居民人均消费虚拟水含量中粮食虚拟水含量比重大于江西省居民。通过进一步研究居民的消费结构，得出调整区域生产与消费结构，增加虚拟水贸易，是缓解我国西北地区水资源短缺与社会经济发展矛盾的新途径的结论，并指出调整农村消费结构的关键是提高农业生产的机械化。〖     

三峡水库上空甲烷浓度时空变化及与水库甲烷通量的关系

2010年，对三峡水库水-气界面上空05m处和岸边甲烷的浓度进行全年的观测，并采用静态浮箱-气相色谱法测定水库水-气界面上的甲烷通量，研究了三峡水库上空的甲烷浓度的背景值及其与甲烷排放强度之间的关系。结果表明：三峡水库上空甲烷浓度的年平均值为2216±0224 mL/m3，岸边甲烷浓度的年平均值为2211±0206 mL/m3，两者差异不显著；除夏季时云阳上空的甲烷浓度较高外（2850 mL/m3），其余地点上空的甲烷浓度都接近年平均值；三峡水库上空的甲烷浓度存在明显的空间差异，上游地区（云阳）上空的甲烷浓度（231±033 mL/m3）显著高于下游地区（秭归：214±013 mL/m3，巫山：220±018 mL/m3），坝后河流（三斗坪：221±016 mL/m3）上空的甲烷浓度高于坝前秭归处，但差异不显著。这一格局与水库中甲烷通量的空间变异基本相同，即从上游到下游（云阳、巫山、秭归）江面上甲烷通量依次为0454，0260和0115 mg/（m2·h），呈下降趋势，坝后三斗坪处的甲烷通量（0280 mg/（m2·h））显著高于坝前秭归处通量，这表明：水库的水-气界面上的甲烷排放强度是影响水库上空甲烷浓度变化的主要因素     

基于奖优罚劣的省区初始水权优化配置

针对我国最严格水资源管理制度要求,研究省区初始水权优化配置模型。首先,基于流域经济效益、省区排污权协调性等建立目标函数,根据流域排污总量构建约束条件,建立多目标省区初始排污权免费分配模型;其次,将排污权嵌入初始水量权配置中,根据奖优罚劣机制构建省区初始水权配置模型;最后,以太湖流域为研究背景进行实证研究。结果表明:太湖流域规划年2030年在75%来水频率下,基于流域可分配初始水权总量为363.3亿m~3和排污量为54.46亿m~3的限制,江苏、浙江和上海初始水权配置量分别为135.19亿m~3,129.21亿m~3和98.89亿m~3。本文的模型通过奖优罚劣函数,把超标或未超标排污的外部性内化到水量分配上,实现了水量权与排污权分配的统一,可为其它流域开展同类研究提供借鉴。     

长江流域湿地现状与变化遥感研究

湿地与湿地环境问题早已引起国际与国家层面的高度关注。基于多时相卫星遥感数据（MSS、TM/ETM、CBERS 02等），以ERDAS、ARCGIS、MAPGIS等软件为平台，在长江流域系统开展了1975、2000、2007年等不同时相湿地遥感信息提取、编图及以次级流域为单元的统计分析，全面掌握长江流域主要湿地类型、面积、结构、分布现状以及30余a的湿地变化规律，分析其自然及人类地质营力作用机制，研究其变化态势，为流域内国土资源的合理开发利用提供大区域基础资料。结果表明：长江流域湿地现状总面积为7931 9×104 km2，其中河流、湖泊、沼泽、人工湿地各占4233%、2093%、1853%、1821%；湿地类型发育齐全，空间分布广，但次级流域或局域湿地分布严重不匀且[JP2]类型结构不全；从1975~2007年的30余a，湖泊湿地总量消减889×102 km2，沼泽湿地消减591[JP]×102 km2，河流湿地增加350×102 km2，人工湿地增加了6302×103 km2，湿地总量累计增加了5172×103 km2；湿地变化方式主要是面积的增减和类型的转换，变化受制于自然与人类活动地质营力共同作用；湿地变化阶段性特征明显，2000年前为湿地不良变化期，2000年后为良性缓变期，长江流域湿地环境表现为总体趋好、局域问题较多态势     

鄱阳湖流域农村生活区面源污染特征及其影响

农村生活区水环境是流域水环境的重要组成部分。鄱阳湖流域是我国的重要农业生产区，农村人口众多，未经过处理的生活污水、生活垃圾和固体废弃物、分散畜禽养殖污染由于无序排放导致了鄱阳湖流域河湖水质下降，湖泊富营养化指数升高。通过采用污染物当量算法对鄱阳湖流域农村生活区面源污染估算，分析了1991~2011年农村生活污染现状及其趋势，并分析了鄱阳湖河湖水质变化趋势及其在农村生活区面源污染中的影响因子。研究结果表明：（1）1991～2011年，鄱阳湖流域农村人口、生活污染、生活垃圾和固体废弃物污染、分散畜禽养殖污染不断增加，其中农村生活污水污染物排放量、TN、TP和COD排放量增长了1268%，年平均增长量分别为036、002、1681和021万t；固体废弃物排放量、TN和TP排放量增加了1268%，年增长量分别为362、076和080万t；分散畜禽养殖污染TN、TP和COD的含量分别增长了9913%、6384%和7227%，年均增长量分别为022、003和009万t；（2）2000年以来，鄱阳湖流域河湖水质呈下降趋势，其中鄱阳湖湖泊的水质和富营养化指数下降趋势分别在001和005水平上具有显著性；（3）鄱阳湖流域农村生活区面源污染对流域水环境具有一定的影响，其中分散畜禽养殖污染的影响相对较大     

汶川地震重灾区雅安市资源环境承载力

资源环境承载能力评价是汶川地震灾区灾后恢复重建规划的一项重要基础工作，目的在于为重灾区恢复重建提出适宜人口规模，使灾后重建的人口空间布局与资源环境承载力相适应。对影响资源环境承载力的3个关键要素--耕地资源、水资源和环境容量进行分析评价，应用“木桶短板效应”原理，确定以耕地资源的人口承载力反映整个区域的资源环境承载力；并从耕地粮食的人口承载力和耕地经济收入的人口承载力等2个方面分别进行计算，综合确定人口的合理规模。结果表明：雅安市人口的合理规模，在2010年之前的恢复重建阶段，为1535～159万人，恢复重建阶段基本上不用考虑大规模移民；从2020年实现全面小康而言，为1585～164万人，总体上雅安市的资源环境能够满足其震后人口的小康社会建设需求，但要采取综合性政策措施，引导人口向市域内资源环境承载潜力大、产业、人口聚集能力强的雨城区、名山县转移     

中国区域粮食生产与消费中的虚拟水平衡研究

从省级和8个二级区域尺度上分析我国2007年粮食生产和消费中的虚拟水含量的空间分布规律以及粮食生产和消费中的虚拟水平衡规律，得出如下结论：首先，粮食生产虚拟水量北方比南方地区多31 9752×107 m3，人均粮食生产虚拟水量北方地区为530 m3/人，远高于全国平均水平的460 m3/人，而南方地区则只有410 m3/人。说明我国当前粮食生产存在较为典型的虚拟水资源“北水南调”现象；其次，全国粮食虚拟水消费量南方比北方地区多4 8553亿m3，恰好与粮食生产的虚拟水空间分布规律相反。南北方粮食消费水平的差异加剧了我国粮食生产虚拟水资源“北水南调”现象的发生；再次，从粮食生产和消费的虚拟水平衡空间分布规律来看，调出区主要集中分布在由黑龙江、吉林、内蒙古、新疆、宁夏5省（区）组成的我国北方边境沿线地带和由江西、湖南、重庆、湖北、河南、安徽、江苏、山东和山西组成的中东部环形地区。虚拟水调入区则主要集中在由北京、天津、河北和辽宁组成的环渤海地区和由分布在西北、西南和华南共13个省市区组成的环状连片地带；最后简要分析了我国粮食生产和消费的虚拟水平衡在粮食生产和水资源开发利用领域的启示意义。
     

贵州红枫湖大冲小流域农业面源污染负荷特征研究

为揭示红枫湖汇水区农业面源污染物氮、磷、有机物输出的一般规律，以典型农业小流域为研究对象，自2010年1~12月，对流域降雨、流域出口的径流、TN、TP、CODcr浓度进行同步监测，并对流域内各个不同土地利用类型的产污负荷进行监测分析。结果表明，流域除TP外，其他指标严重超标；监测期间小流域径流量为414×105 m3，TN、TP、CODcr入湖总量分别为2 5467、856、10 8832 kg，其日均单位排放负荷分别为577、019 、1451 kg/(km2·d)；在降雨丰富、农业生产活动频繁的6~10月，TN、TP、CODcr的含量都明显高于其他月份，分别占各自总量的94.8%、73.3%、94.3%；坡耕地、天然林、疏林地产生的TN、TP、CODcr污染负荷量分别为流域入湖污染总负荷的13.38%、13.29%、13.54%，稻田、蔬菜地径流中TN、TP、CODcr含量分别为0.84~10.32、0.07~0.18、20.50~68.00；2.16~7.54、0.01~0.04、4.50~22.40 mg/L。居民生活污水中TN、TP、CODcr含量分别为13.84~50.11、3.20~5.10、35.7~207.0 mg/L，蔬菜、水稻种植、居民生活污水及禽畜养殖对流域面源污染贡献大；大冲小流域面源污染负荷与径流间存在极强的相关性     

2030—2050年将是我国人口老龄化最严峻时期

《中国人口老龄化发展趋势预测研究报告》指出，2030年到2050年将是中国人口老龄化最严峻的时期，需要抚养的老年人口将占人口总数的40％-50％。到21世纪下半叶，老年人口总量将有所下降，但仍然保持在3亿以上，老龄化程度为31％左右。80岁及以上高龄老年人口规模将保持在8000万-9000万，高龄化水平为25％-30％。重度老龄化和高龄化问题将显得越来越突出。     

基于水足迹理论的安徽省水资源评价

以安徽省2011年统计年鉴数据为依据,基于水足迹理论,计算了该省2010年水足迹,并对水资源可持续性进行了评价。研究结果表明:(1)2010年安徽省总的水足迹为728.98亿m3,人均水足迹为1 067.79m3/人,人均水资源可利用量为631.44m3/人,水资源的消耗已明显超出其水资源可利用量,处于不可持续利用状态;(2)安徽省水足迹主要来自于农业生产,占全省水足迹总量的99.49%;(3)此外,安徽省万元GDP水足迹值相对较高,反映了水资源利用效率不高的现实状况。因此,可以通过优化农业生产模式,调整产业结构,以及开发利用过境水来实现安徽省水资源的可持续利用。研究结果可为全省水资源科学利用和管理提供有利的参考。     

变化环境下洞庭湖换水特征演变分析

洞庭湖是长江中下游重要的吞吐型湖泊。换水频率和换水量等换水特征是其水文条件的重要表征。下垫面条件变化、水利工程的建设运行等，很大程度上影响了湖泊地形和来水条件等，使洞庭湖换水特征发生很大变化。研究1960s以来洞庭湖换水特征的历史演变，特别对三峡工程后换水量差值进行研究，有助于得到湖泊换水特性的历史演变特征，并对今后湖泊水量控制提供参考。分析了1961～2008年洞庭湖换水频率变化，1990s前换水频率的降低趋势一定程度上表征湖泊的自然衰退趋势，1990s后衰退趋势趋缓；而三峡蓄水运行后与90年代以来的换水量差值为14647亿m3，枯、丰水期分别为4834亿m3和9814亿m3     

安宁河上游冷渍沟泥石流特征及其发展趋势

冷渍沟是安宁河上游左岸的一级支沟，沟内发育了一大型滑坡 碎屑流，为后续泥石流活动提供充足的松散物质来源。为了研究冷渍沟泥石流的危害特征，在野外调查和实地勘测的基础上，分析了泥石流的形成背景条件及其特征，探讨了泥石流的发展趋势，提出了相应的泥石流防治对策。研究表明，冷渍沟泥石流属于过渡性（亚粘性）高频大规模泥石流，泥石流成灾速度快，危害严重；百年一遇的泥石流容重为21 t/m3，五十年一遇的泥石流容重为20 t/m3，二十年一遇害泥石流容重为19 t/m3，相应的峰值流量分别为12768、8171和3818 m3/s。在常态下，冷渍沟泥石流的发生频率和规模会逐渐减小；但如果近期遭遇强震或者暴雨，一旦滑坡失稳堵塞沟道，将会暴发大规模泥石流，很容易堵断安宁河，对上下游造成严重危害。因此，建议在该流域布设必要的泥石流防治工程；同时加强对沟道两岸和滑坡稳定性监测，做好泥石流发生的监测预警工作     

大渡河上游沙耳沟泥石流震后特征及其发展趋势

沙耳沟是一条老泥石流沟，处于“5.12”地震的严重波及区。为了研究地震对严重波及区泥石流沟的影响，通过详细的野外调查和勘查，对沙耳沟泥石流震后基本特征和发展趋势进行了探讨。沙耳沟泥石流的性质可判定为“中频率 中~大规模 较高粘度泥石质泥石流”，具有暴雨激发、成灾速度快、危害严重等特点，其危害作用主要为冲毁和淤埋。泥石流物源主要以沟床质起动、沟源侵蚀和沟岸崩滑补给为主，沟内固体物源方量约1300×104 m3，其中可能参与泥石流活动的固体物源动储量约300×104 m3，已经具备暴发中 大规模泥石流的可能性。根据计算，在50 a一遇的暴雨作用下，一次泥石流总量超过9×104 m3；在100 a一遇及更低频率的暴雨作用下，一次泥石流总量超过13×104 m3。通过研究发现，“5.12”地震对地震严重波及区的泥石流沟有一定的影响，但影响不十分明显，其发展趋势仍按自身规律进行演化。