淮河流域人地系统的自组织分析

本文从系统论的角度出发 ,从组织序变、耗散结构、协同互补、系统演化的动力机制等方面分析了淮河流域人地系统的优化、平衡及有效调控机理 ,为实现淮河流域的可持续发展提供理论依据 ,并提出了提高系统的自组织能力、激活系统的动力机制的战略举措     

《淮河流域可持续发展战略研究》撷要

《淮河流域可持续发展战略研究》采取系统科学的方法，提出了较为完整的淮河流可持续发展战略体系，既是中国水利事业步入“大水利”举措的尝试，也弥补了从整体上研究中国大河流域可持续发展战略的不足，对于其他大河流域的可持续发展战略研究具有借鉴意义。     

淮河流域综合治理与南水北调（东线）工程

淮河水系畸形导致流域生态系统脆弱,环境承载力低下,淮河流域可称为生态控制型落后地区,因此今后淮河流域综合治理应以水系统合治理为核心。淮河水系统综合治理的基本原则是“上蓄、中疏、下导”关键是通过河口治理,使下游直流入海,河湖分家。在当今严峻的资源与环境形态下,应当把从５０代国。当作实现中不部地区可持续发展的重要组成部,将与其淮河水系综合治理有机地结合起来。     

淮河流域暴雨灾害时空分布及趋势规律研究

选用1958~2007年淮河流域16个地面测站50 a逐日降水观测资料，利用降水距平百分率和线性趋势法以及Morlet小波分析法，对淮河流域暴雨分布的时空规律和波动演化规律进行了研究。结果显示：（1）淮河流域暴雨日数呈现3个阶段，1958~1964年和1994~2007年为暴雨日数增长期，1965~1993年为暴雨日数减少期，且大多数年份正负距平约1~2 a交替出现，淮河流域暴雨日数在进入21世纪以来明显增加；（2）淮河流域6~8月份暴雨量偏多的年份有13次，从20世纪80年代开始洪涝也较为频繁，尤其2000年以后雨量明显增加；（3）Morlet小波的时频变化规律研究显示，淮河流域显示出一定的周期性时间序列，2、5、15、27 a是重要的周期性时序，淮河南北两部分表现出不同的暴雨发展趋势，淮河南部地区是暴雨中心地带，南强北弱的趋势日趋明显     

淮河流域降水量年内分配变化规律分析

年降水的时间分配对水资源利用有很大影响，降水的分配不均匀更是季风气候区旱涝灾害的主要原因。利用河南省气候中心和国家气象信息中心提供的1961～2005年淮河流域84个气象站资料，对淮河流域降水的年内分配不均匀性、降水集中度和集中期及其变化幅度进行分析，揭示了该地区的降水变化规律，从而为研究这一区域的旱涝灾害规律和水资源利用提供帮助。研究结果表明：①淮河流域降水的年内分配具有明显的不均匀性，北部地区的降水不均匀性和集中度更明显，北部地区的降水相对较少，因而进一步加重了北部的干旱。②降水分配的不均匀性存在明显的年际变化，上游大于下游，南北表现的变化趋势不一致，变化幅度不同；③淮河流域年内降水集中期，从南向北逐步推后，从豫南到黄河以南需要20 d左右，降水集中期与主汛期时间一致；④降水集中期年际变化南部比北部大，表明淮北的汛雨期比较稳定，而淮河流域南部汛雨期出现时间变化比较大；⑤淮河流域大部地区的气候旱涝与降水集中度有明显相关.     

流域与区域水利发展协调性评价——以淮河流域为例

水利是区域发展的基础支撑,也是优化区域发展质量的调控手段。水利对区域发展的作用主要体现在安全阀、推进器、调节钮、稳定器等四个方面。我国《水法》规定,国家对水资源实行流域管理与行政区域管理相结合的管理体制。水利发展的目标是兼顾流域水系活动规律与区域发展之间的平衡,促进流域与区域水利协调发展。本文以淮河流域为例,分别从安全保障、推进发展、经济调节、稳定生态等四个方面,对淮河流域整体、流域内综合规划区和重点功能区的水利发展协调性进行评价。研究认为,淮河流域与区域水利发展基本协调。当前存在的问题主要是防洪抗旱减灾能力不足、水环境污染严重,水资源调控力度不足等。认为应进一步加大治淮工作力度,加快淮河流域水利改革,重点解决淮河流域在安全保障、推进发展、经济调节和稳定生态方面存在的薄弱环节,着力完善防洪抗旱减灾体系、水资源合理配置和高效开发利用体系、水资源保护和河湖健康保障体系以及有利于水利科学发展的制度体系,使淮河成为安全之河、富民之河、清洁之河,支撑区域经济社会快速发展。     

基于Kriging插值的1961~2005年淮河流域降水时空演变特征分析

利用淮河流域4省170个气象站点1961~2005年的降水观测数据，采用Kriging法对淮河流域各季及年降水量进行了插值，得到了1 km×1 km降水栅格序列。在此基础上，对淮河流域降水的时空格局及其变化特征进行了分析。结果表明：淮河流域降水量的空间分布基本呈南高北低、山区多于平原、近海多于内陆的格局。近45 a来淮河流域降水量的年际波动较为强烈，而变化趋势不显著。流域内汛期和年降水量的年代际变化则具有明显的阶段性，主要表现在20世纪90年代前基本为下降趋势，2000年后明显上升。当前，淮河流域正处于降水的高气候变率时期。45 a来，降水的空间格局发生了一定的变化，表现在淮河中上游和干流沿岸地区的降水量升高，而流域东北部的降水则呈下降趋势     

1959～ 2018年淮河流域水热格局差异研究

基于淮河流域27个气象站点1959～2018年气象观测数据,通过FAO-PM56计算出蒸散量的基础上,构建以气温、降水、蒸散等9种要素在内的水热指标体系,运用气候倾向斜率、Mann-Kendall(M-K)检验和地理空间插值等方法,揭示淮河流域近60年水热格局特征.结果 表明:60年来,淮河流域总体呈湿热趋势,表现为气温、最低气温、年降水量呈波动上升,最高气温、日照时数、相对湿度和蒸散量下降趋势;年内分布表现为水热变化同期,高值集中分布在6～7月,呈单峰型分布;年代际分析表明近60年来研究区暖湿趋势显著,呈现出年均气温,最高温、最低温均先下降后上升,而日照时数变化趋势与之相反,降水要素均是先上升后下降,之后再次上升的趋势;从突变特征来看,热量要素突变稳定性高于水分要素;淮河流域热量因子空间分布呈现较为明显的对角(西南-东北)变化趋势,是南北交错带带来的经纬度地带性以及地形作用的综合结果,水分要素空间分布格局体现出较强的纬度地带性与垂直地带性.     

非平稳性条件下淮河流域极端气温时空演变特征及遥相关、环流特征分析

在全球升温的背景下,为掌握淮河流域极端气温的时空变化特征及其变化规律,以提高淮河流域对极端气温灾害的应对能力。以淮河流域1961～2016年149个气象站点、太平洋气候因子和NCEP/NCAR再分析数据为基础,利用优化的非平稳性(Transformed-Stationary)极值分析方法、空间Ward-like层次聚类分析方法、M-K趋势分析和经验正交函数分析方法(Empirical orthogonal function)对淮河流域极端气温进行分析。结果发现:(1)年最高气温在1960和2000s为增加趋势,2000s后增加趋势不显著;从1970～1980s,年最高气温呈减小趋势;年最低气温在1960s呈下降趋势,1970s以后年最低气温呈增加趋势;(2)年最高气温重现期对应的温度多数站点表现出非平稳态并显著上升,增幅达1.5℃。年最低气温均呈现上升趋势,在1978年前后出现上升的拐点,在2000年前后暖化现象有所减缓。年最高气温距离海洋越近,上升趋势越显著;年最低气温则相反。(3)不同重现期年最高气温显著增加趋势,主要分布在淮河的东北部和东南部地区,中西部地区呈显著减小趋势,年最低气温的空间分布恰好与其相反。(4)北太平洋海温异常显著的影响着淮河流域的7、8月极端气温的变化,淮河流域的极端气温的非平稳变化有着与西太平洋和北太平洋显著正相关关系,与东太平洋呈显著负相关关系。淮河流域12～1月气温异常与渤海海温异常同步、与厄尔尼诺或拉尼娜同步变化;7～8月温度异常与12～1月的温度异常结果相反。环流特征分析表明,淮河流域冬季暖化现象受到东北地区暖化的影响;7～8月温度的变化主要由青藏高原低压和蒙古低压在逐年减弱而改变环流特征造成,东南区域极端高温增加,西部区域降水增多、极端高温的降低。     

基于BP神经网络的淮河流域水生态足迹分析与预测

运用水生态足迹理论和计算方法,测算出淮河流域水资源生态足迹和生态承载力,并在此基础上引入5个相关指标对淮河流域及其所属5省份的水资源时空变化进行系统分析,同时,采用具有自学习能力的BP神经网络预测出淮河流域2017～ 2025年的水资源生态足迹、承载力.研究表明:(1)淮河流域水资源生态足迹及承载力呈现总体上升的趋势,水资源生态赤字和生态压力均过大,水资源安全受到巨大威胁.(2)5个省份水资源均处于赤字状态,生态压力指数均大于1,水资源开发利用处于不可持续状态,其中,江苏省负载指数大,水资源开发潜力小,其他4省相对而言易于开发.(3)预测结果表明水资源生态压力较大,水资源大部分时间处于过度开发利用状态,水资源供给量小于流域内部经济发展的需求量,个别年份需要外部水量补充,万元GDP水资源利用率较低,水资源安全处于临界状态.     

Occurrence and distribution of organochlorine pesticides - lindane, p,p'-DDT, and heptachlor epoxide - in surface water of China

Persistent organochlorine pesticides pollutants (OCPs) have been reported to occur at relatively high concentrations in some Chinese waters. In order to map the distribution of organochlorine pesticides in the surface water throughout China, samples were collected from over 600 sites in seven major river basins and three main internal rivers drainage areas during 2003 and 2004. The surface water samples were analyzed for the representative organochlorine pesticides contaminants including lindane (gamma-HCH), p,p'-DDT and heptachlor epoxide. In general, the most frequently detected compound was lindane, being detected in 83.9% of samples (mean=31.3 ng/l; range <0.17-860 ng/l), and the highest concentration was present in the Yellow River basin. p,p'-DDT was detected in 63.1% of the samples collected (mean=14.6 ng/l; range <0.14-368 ng/l) with the highest concentration present in the Huaihe River basin. Heptachlor epoxide was detected in only 9.3% of water samples (range <0.11-10 ng/l). Measured concentrations for the three compounds were low and rarely exceed the environment quality standard for surface water of China. Lindane was more frequently detected at much higher concentrations in the rivers of northern China compared with those of southern China. The sites with higher concentration of lindane and p,p'-DDT mainly occurred in the Yellow River and Huaihe River basins, so the results of this investigation indicate that the organochlorine pesticide contamination of Yellow River and Huaihe River basins should be of particular concern relative to the other basins. When compared with other regions of the world, it appears that the Chinese surface water is moderately polluted by lindane and p,p'-DDT.     

中国大河流域开发与国家文明发育

水是生命之源。大河流域既是地球淡水资源的关键载体,也是人类文明发育的主要摇篮。作为世界文明古国和现代发展中大国,中国的情况更是如此。长期的实践表明,大河流域的开发具有明显的生态效应极化特征:即在人文生态系统获取快速发育的同时,严重干扰和破坏了流域自然生态的系统发育及其多样化的发展。流域开发的程度越高,这种极化效应的特征也就越明显。论文的实证分析表明,由于缺乏流域开发生态效应的正确认识和过分追求人文发展利益发育最大化,黄河和长江两大流域的资源环境承载能力正在面临着日趋严峻的挑战。例如,河水断流、水质污染、湿地萎缩和水生物种消亡。为国家现代文明的永续发展计,亟需改变目前传统的"重开发、轻保护"大河流域资源环境开发观。     

中国七大流域水资源综合管理绩效动态评价

通过国内外相关文献研究与实地调研，结合流域水资源管理的社会经济发展目标，提出了流域水资源综合管理绩效评价的内涵，构建了我国七大流域水资源综合管理绩效评价指标体系与动态评价模型。并应用该模型实证分析了1999~2010年我国七大流域水资源综合管理绩效指数动态变化趋势，对水资源综合管理绩效水平优劣进行对比分析，揭示水资源综合管理绩效指数动态变化的动因。评价显示，1999~2010年，七大流域水资源综合管理绩效指数均有不同程度的提升，按提升速度排序依次为海河、黄河、松辽、太湖、珠江、长江、淮河，按相对管理绩效水平排序依次为海河、珠江、黄河、松辽、太湖、长江、淮河；研究表明，水资源综合管理绩效指数受人均用水量、综合耗水率、农业用水比例、万元工业增加值用水量、万元GDP废水排放量、水资源开发利用率的影响较大     

江苏淮河流域工业点源负荷空间分布特征研究

搞清流域工业点源的空间分异特征,可为水环境整治与工业规划提供参考依据。采用工业污染源普查数据建立污染源信息数据库,在GIS技术、密度分析法与ESDA方法支撑下,探析江苏淮河流域工业点源与工业污染负荷空间格局与特征。结果显示：工业点源集聚于城市、县城及专业乡镇,污染行业地域分异现象显著,其中,河流、港口及临湖地区成为高负荷工业点源集聚地区,化工、造纸、化纤与医药等行业的工业集中于临海、临河及临湖地区,饮料制造业、副食品加工业点源集中于工业化水平较低的北部流域的少数乡镇,工业氨氮多数来自化工业。在不同工业化水平下,工业污染负荷空间差异大,南部流域负荷整体水平高于北部,北部流域高负荷区分布于少数乡镇与城区     

淮河流域可持续发展状态评价

本文在距离指数法和层次分析法的基础上 ,构建了距离指数———层次综合分析法 ,用以评估淮河流域及其子系统的可持续发展状态。评估结果表明 :评估年 (1997年 )相对于参照年 (2 0 0 5年 )而言 ,环境子系统处于不可持续状态 ,资源子系统处于弱可持续状态 ,经济子系统和社会子系统相对较好 ,均处于中度可持续状态 ,整个流域处于弱可持续状态     

大河流域岸线生态保护与治理国际经验借鉴——以莱茵河为例

岸线资源作为基础性的自然资源与战略性的经济资源，是经济社会可持续发展和维系生态平衡的重要基础。研究国外大河流域岸线开发与治理的经验与做法，对于处理好长江岸线保护与开发利用的关系、积极推动我国生态文明建设和长江大保护行动具有重要现实意义。通过梳理莱茵河流域岸线生态保护与治理的问题及措施，提出借鉴莱茵河综合管理模式与治理经验，以恢复长江生态系统健康为首要目标，创新长江经济带岸线综合管理机构与体制，统筹岸线空间，在加强岸线保护与修复治理的同时提升岸线利用效率，以期为我国长江流域岸线生态保护与综合管理提供借鉴。     

大江大河流域水资源管理问题讨论

世界范围内水危机的日益严重,越来越显现出流域水资源管理的重要性。从分析国内外大江大河水资源研究的热点入手,介绍了国内江河流域水资源管理思路的转变和实践;系统分析了大流域水资源存在问题的根本原因,认为是由于对人水关系和流域生态演化规律,河流、湿地的生态功能、流域的整体性管理重视不够造成的。从河流的生态整体性出发,以生态学为理论基础,提出了考虑社会—经济—环境复合生态系统,以生态和谐行为、协调发展、因地制宜、流域整体性调控体制和生态文化建设等维持大流域水资源可持续利用和保护的生态可持续性的保障措施。     

流域生态用水分配的协调性评价研究

流域生态用水分配的合理性来源于生态需水的自身满意度和流域子系统生态用水的协调性，因而评价流域生态用水分配的协调性非常必要。本文应用整体分析法，基于最大概率乘积定理和“木桶法则”，构造了流域生态用水分配系统的协调性评价模型，分析了各子系统生态用水分配的合理度，完善了流域生态用水分配合理性的评价内容和方法。以黄淮海流域为例，得到黄淮海流域生态用水分配协调度分别为O．9307．0．9603．0．8099．均小于协调度为0．996的一般标准，故其协调度都比较低，而流域之间的差异源于子系统生态需水自身满意度的差异程度不同。考虑这种用水协调性。流域生态用水系统的合理性程度在生态需水自身满意度的基础上各有不同程度的降低。利用该模型还可以对未来生态用水分配合理性进行评价．获得最佳分配方案，以获得最大的生态经济效益。