北京山区植被恢复建设对流域径流量影响研究

植被恢复是山区保持水土资源、恢复生态环境的关键措施.为探究植被恢复对流域产水量的影响,以密云水库集水区红门川森林流域为研究对象,采用Mann-Kendall非参数趋势检验、基于分离评判原理的水文分析法、Zhang(2001)模型等方法,定量分析了1989－2009年间北京山区气候及森林变化对流域径流量的影响.研究结果表明:红门川流域年降水及产流性降水量在研究时段内均呈波动下降趋势(P>0.05);流域年径流呈显著性减少趋势,且年径流量在1998 年前后发生减少突变(P<0.01);气候变化对红门川流域径流减少贡献率为43%,植被恢复建设导致的森林数量及质量变化对流域径流减少贡献率为18.6%,其他人类活动影响贡献率为38.4%.综合比较得知,与植被恢复建设相比,降水减少对山区产水量减少影响更大.研究结果可为北京山区森林流域水土资源规划及管理提供参考.     

Assessing groundwater vulnerability to pollution to promote sustainable urban and rural development

Groundwater resource management should be integrated with regional land-use planning. The objectives of such planning should respond to regional and long-term design needs, which can maximize human-life quality, achieve a balance between ecological and engineering approaches to land-use alteration, and lead to sustainable groundwater resources. Regional plans should be designed in harmony with natural amenities, restrictions of the environment, and water needs so as to provide adequate rural amenities to urban areas and adequate urban amenities to rural areas.Maximum efficiency of these remediation measures can be attained in urban areas only if hydrological barriers which aim to preserve fresh water resources from pollution are simultaneously emplaced with greenbelts which not only aim to promote ground vegetation and soil stability, but also reduce the input of potential pollutants. Similarly, in rural areas abstraction of fresh groundwater should also be paired with aquifer recharge. From this study it can be stated that only integrated hydrological, environmental, and land-use measures could offset the present malaise of inharmonious land-use, water resources, and socio-economic planning with balanced design needs, in order to achieve integrated urban/rural land-use for sustainable groundwater resources planning.     

澜沧江-湄公河水资源公平合理分配模式分析

依据国际河流水资源公平合理利用的基本原则 ,水资源竞争利用之矛盾解决的基本方法以及水资源的三种基本分配模式 ,通过对澜沧江-湄公河流域水资源利用的趋势与流域国间的用水矛盾以及现有的流域国间的合作程度、流域的管理机制条件的分析 ,认为现澜沧江-湄公河流域内 ,进行全流域水资源全局分配是较为合理和切合实际的分配模式。     

Attribution assessment and projection of natural runoff change in the Yellow River Basin of China

Climate variability and human activities are two driving factors in the hydrological cycle. The analysis of river basin hydrological response to this change in the past and future is scientifically essential for the improvement of water resource and land management. Using a water balance model based on Fu’ equation, the attribution of climate variability and land-use/land-cover change (LUCC) for natural runoff decrease was quantitatively assessed in the Yellow River Basin (YRB). With five general circulation model (GCM) s’ output provided by The Inter-Sectoral Impact Model Intercomparison Project (ISI-MIP), future runoff in the context of climate change was projected. The results show that (1) compared with other distributed hydrological models, the water balance model in this study has fewer parameters and simpler calculation methods, thus having advantages in hydrological simulation and projection in large scale; (2) during the last 50 years, the annual precipitation and runoff have decreased, while the mean temperature has increased in the YRB. The decrease of natural runoff between natural period (1961 to 1985) and impacted period (1986 to 2011) could be attributed to 27.1–49.8 and 50.2–72.9% from climate variability and LUCC, respectively. As the LUCC is the major driving factor of the decrease in the upper and middle reaches of the YRB, policymakers could focus on water resources management. While climate variability makes more contribution in the middle and lower reaches of the YRB, it is essential to study the impact of future climate change on water resources under different climate change scenarios, for planning and management agencies; (3) temperature and precipitation in the YRB were predicted to increase under RCP4.5. It means that the YRB will become warmer and wetter in the future. If we assume the land-use/land-cover condition during 2011 to 2050 is the same as that during 1986 to 2011, future annual average natural runoff in the YRB will increase by 14.4 to 16.8%. However, future runoff will still be lower than the average value during 1961 to 1985. In other words, although future climate change will cause the increase of natural runoff in the YRB, the negative effect of underlying surface condition variation is stronger. It is necessary to promote the sustainable development and utilization of water resources and to enhance adaptation capacity so as to reduce the vulnerability of the water resources system to climate change and human activities.     

基于PSR与DCE综合模型的水资源短缺程度及变化趋势分析——以北京市为例

开展水资源的短缺程度及变化趋势研究是实施最严格水资源管理的基础支撑。以PSR和DCE综合模型为研究工具,构建了水资源短缺程度及变化趋势动态评价模型,并对北京市各行政区2003—2010年水资源短缺程度及变化趋势开展应用分析。研究结果表明,北京市的水资源短缺程度呈先加重再减缓又加重的波动变化,除市辖区、昌平区、密云县、延庆县的变化幅度较为明显,大多数行政区水资源短缺程度变化并不剧烈;房山区、顺义区、昌平区、怀柔区、平谷区、延庆县在2003—2010年水资源短缺程度变化速度综合情况为正值,即短缺程度呈现加重趋势;市辖区、通州区、大兴区、密云县在2003—2010年水资源短缺程度变化速度综合情况为负值,即水资源短缺程度呈现减轻趋势。     

基于水生态功能分区的流域水环境监测与评价研究

中国现行的监测与管理模式多将流域管理机构按照地方部门条块分割,特别是从行政上将一个完整的流域人为分开,从而造成责权交叉多,难以统一规划和协调管理.为了提高每一个生态区域及系统特点得到相应保护,合理开发和利用水生态资源,进而可持续地发展经济和规划生态资源.基于水生态功能分区要求、国省控水质手动、自动监测系统和评价指标体系的特点和经验,开展了基于水生态功能分区的流域水监测与评价研究,编制了《基于水生态功能分区的流域水环境监测与评价》指南.构建重点流域内水环境质量评价指标和评价方法,形成以水污染防治和水质改善为目标、基于水生态功能分区的水环境质量评价模型,为中国其它流域水环境评价提供借鉴及参考.     

柴达木盆地水资源决策支持系统的设计与开发研究

柴达木盆地水资源规划管理决策属典型的半结构化、多层次、多决策者和多目标的决策问题，为此设计开发了柴达木盆地水资源决策支持系统。文章系统地介绍了柴达木盆地水资源决策支持系统结构框架、设计原则、开发思路、决策模式和基本功能。系统由数据库、模型库及其管理系统三部分组成，模型库包括人口动态模型、宏观经挤模型、水资源模拟模型、绿洲生态需水模型和水资源多目标优化分析模型等5个基本模型。在求解水资源多目标优化分析模型时，使用了逐步法(STEM)，把多目标化为单目标进行求解，决策者在迭代权衡过程中输入经验与偏好信息来获取满意的决策信息。     

土地利用规划对建设用地扩张的管控效果分析——基于一致性与有效性的复合视角

为了研究土地利用规划对建设用地扩张的管控效果,论文从规划目标一致性与实施有效性两个视角出发构建概念模型,选择GIS空间分析方法与Logistic计量模型作为技术支撑,对江苏通州进行案例研究。结果表明:1基于一致性视角,从空间规模与空间结构控制效果来看,通州土地利用总体规划在2002—2010年间对建设用地扩张的管控效果较差,对具体地类而言,新增城镇工矿用地的管控效果要优于农村居民点用地;2基于有效性视角,规划对建设用地扩张具有显著影响,规划确定的建设预留区对建设用地扩张起到了明显的空间引导作用,但与预期相反,规划基本农田保护区却未发挥出应有的约束作用;3综合来看,规划实施的一致性较差,且规划管控仅在一定程度上有效,处于不完全理想的状态;4对比可知,发展到一定阶段之后,空间区位变量对建设用地扩张的驱动作用会相对更强,意味着集聚发展可能成为必然,有必要强化规划实施的空间管控效果。该模型能够较好地评价土地利用规划对建设用地扩张的管控效果,可为完善规划实施评价的理论与技术方法提供参考。     

潮白河密云水库流域水资源问题分析

密云水库作为北京市的地表水源地,其地位越来越重要。随着人口增加,经济发展,水资源利用冲突日益突现。文章对当前潮白河密云水库流域水资源利用存在的问题进行了系统的分析,并对存在的问题提出针对性的对策,为中尺度跨地区流域水资源合理利用和管理提供借鉴。     

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。     

Impacts of climate change on water resources in the Yellow River basin and identification of global adaptation strategies

Climate change is a global environmental issue, which is challenging water resources management and practices. This study investigates the impact of climate change on water resources of the Yellow River basin, a major grain-producing area in China, and provides recommendations on strategies to increase adaptive capacity and resilience in the basin region. Results show that the recorded stream flows of the Yellow River declined from 1951 to 2010 and have decreased significantly in the middle and lower reaches. The variable infiltration capacity (VIC) model performs well as a tool to simulate monthly discharge of both the tributary catchments and the whole Yellow River basin. Temperature across the Yellow River basin over 2021–2050 is expected to continue to rise with an average rates of approximately 0.039–0.056 °C/annum. The average annual precipitation in the basin is projected to increase by 1.28–3.29 % compared with the 1991–2010 baseline. Runoff during 2021–2050 is projected to decrease by 0.53–9.67 % relative to 1991–2010 with high decadal and spatial variability. This is likely due to the model’s projections of a significant rise in temperature and changes in precipitation patterns. Climate change will likely aggravate the severity and frequency of both water shortages and flooding in the basin region. It is therefore essential to devote sufficient attention on structural and non-structural measures for the Yellow River basin to cope with climate change. At the global level, strategies to increase adaptive capacity and build resilience to climate change focus on public education to improve awareness of climate risks, implementing the integrated water resources management and planning based on impact assessments.     

苏鲁边界区域水资源保护与利用的协同机制探讨——以南四湖为例

通过对苏鲁界湖南四湖水源保护与利用状况的详细考察,全面系统分析了湖域水资源现状、存在的关键问题、影响因素等。针对湖域水资源现状,探讨了南四湖流域水资源保护与利用的协同机制,即建立湖域水资源协同规划与管理机制、湖区经济协同发展机制、生态修复与补偿协同机制、群众协同参与与监督机制、水危机协同处置机制和湖域界面冲突协同控制机制等,以促进跨界区域水资源的保护与利用,统筹区域协同发展,增强南四湖湖域的可持续发展能力。     

针对水功能区划水质目标的可用水资源量联合评估方法

受人类活动和气候变化的影响,我国水资源的外部环境与内部条件发生了很大变化。从水资源可持续利用的评价、规划与管理的角度,急需搞清楚一条河流在一定的“生产、生活用水”条件下,为满足水功能区划水质目标和一定河道生态需水要求,究竟有多少可用和能够调配的水资源量,以及满足水功能区划目标所需削减的污染负荷。为此,论文综合考虑水量与水质的联合评价问题,提出“可用水资源量”的概念,并结合水功能区划目标,提出单元系统水量水质模型和多河段系统的可用水资源量评估方法。将该方法应用到滦河流域,经模型计算分析,1998年滦河未超标河段中在满足水功能区划目标下可新增取水5.1×10⁸m³,水资源最大利用率为43%(现状为30%)。如果改变用水方式,重新配置水资源后水资源最大利用率可达到54%。     

基于水质模拟的不确定条件下两阶段随机水资源规划模型

针对流域内不同企业的水资源分配及企业生产污染排放导致的水环境问题,运用区间两阶段随机规划的方法,耦合区间两阶段模型（ITSP）和区间水质模型（IS-P）,建立不确定两阶段随机水质-水量耦合规划模型（ITSP-SP）.该模型以流域内系统利益最大为目标函数,模拟了流域内各个企业的水量分配及排污过程中河道水质变化,并在保证河流水质达标前提下优化预计分配水量,调整企业生产规模.通过模型运算得到区间解,为管理者提供了多样的决策方案.并且,该模型充分考虑不确定因素对系统利益的影响,能够有效的规避系统决策失误及方案缺失现象.     

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.     

密云水库库区水环境人口容量优化分析

把水环境保护作为第一约束前提，探讨了水环境保护下的人口容量估算问题。其中运用多目标决策技术中的逐步宽容约束法，并选用人口容量、粮食产量、乡镇企业产值、水土流失作业优化目标，提出了一个在各目标之间协调优化，综合决策的人口容量估算模型。     

基于空间适宜性评价和人口承载力的贵溪市中心城区城市开发边界的划定

城市开发边界的划定能够合理引导城市空间的有序发展,控制其无序蔓延。论文以典型的资源型城市贵溪市为研究区,从空间适宜性评价、人口承载力、城市规模以及城市总体规划和土地利用总体规划（简称“两规”）衔接等方面探索有效的城市开发边界划定方法。空间适宜性评价综合考虑自然、空间可达性和生态条件,运用聚类分析法确定区域内不宜作为开发建设的生态底线区域和适宜建设开发区域的高低等级,以此确定城市开发边界的发展方向。通过灰色预测GM(1,1)模型预测研究区2020年人口总量,并基于土地资源和水资源承载力验证当地所能容纳的最大人口总量,同时确定城市规模和划定城市开发边界。以空间适宜性评价、人口承载力、城市规模预测、两规衔接和空间形态控制等方法倒逼缩减建设用地,从而划定城市发展的刚性和弹性增长边界。     

基于PPI的土地利用优化研究

土地利用类型和管理方式是非点源污染的主要影响因素,受人类活动影响较大.基于对非点源污染防治措施的汇总分析,在三道防线的理念指导下,对密云水库流域3个典型小流域的土地利用现状进行了合理性分析,并设计了9个土地利用优化情景.以曹家路流域为例,利用PPI模型和R-PPI指数对比分析不同土地利用优化情景对环境的影响,得到最佳的土地利用组合.运用PPI模型和R-PPI指数进行土地利用优化情景的设计和比较,可以得到土地利用和管理方式的最优组合,从而优化流域内土地利用的空间分布和管理方式,削减水土流失,为土地利用规划和污染防治方案的制定和选择提供支撑.     

BP神经网络在再生水补给密云水库水质评价中的应用

基于环境质量基本模型,将补给的再生水视为点源污染,建立了再生水补给后的湖库污染物浓度变化模型.在得到补给后主要污染物稳定浓度的基础上,建立BP神经网络模型,使用随机数发生器生成随机数据作为模型的学习样本和检验样本以满足BP模型对样本数量的需求.使用BP模型对再生水补给后的水质进行评价,评价结果证明了再生水补给的可行性与相对安全性.     

流域水资源集成管理

 对目前国内外流域水资源管理发展历程与存在的问题的分析入手,立足于水资源管理的实际问题,以流域水资源复杂大系统分析与冲突分析理论为基础,系统地提出了适合我国国情的流域水资源集成管理模式、组织结构与技术路线.