江河突发性水污染事故动态模拟与预警——以长江武汉段为例

近年来,频繁发生的突发性水污染给各地水源地安全造成巨大威胁,能够对事故进行模拟预警和快速响应显得日益重要。针对突发性水污染的特点,采用贴体正交网格对河道进行空间离散化,采用平面二维瞬时排放水质数学模型与GIS集成,基于GIS的可视化功能实现了长江武汉段突发性水污染事故的动态模拟和水源地污染物浓度超标预警。模拟结果表明,该方法有效预测了长江上突发性事故排放形成的污染带的在江内的时空迁移状况,为武汉长江段水环境保护和突发性污染事故的处理提供有力的决策支持。     

数字长江河道实验中遥感技术应用研究——以长江江苏段为例

在数字长江河道试验中充发分挥遥感技术的作用，应用多平台，多时相遥感技术，对长江河床演变、江岸变迁、河道边界条件、护岸工程等进行数据采集，建立长江河道数据库。开展南通河段水深遥感探测试验，在水深遥感机理分析的基础上，通过准同步的遥感光谱亮度值与相关水深实测数据的计算，建立该河段水深遥感模型，对河床水下地形进行反演。试验研究表明，应用陆地卫星TM数据对含沙量较高的长江河口段水深进行探测有一定的效果，其探测深度可达5m。对近岸水深条件及岸线资源利用现状进行数据采集，在GIS支持下，应用地理信息图谱方法对江岸稳定性进行综合评价，将岸线根据其稳定性划分为稳定岸、强侵蚀岸、弱侵蚀岸、强淤积岸的弱淤积岸5个类型，根据其近岸水深条件划分为深水岸、中深水岸和浅水岸三大类型，建立长江岸线资源专题数据库。在此基础上，对长江江苏段河道演变特征、江岸稳定性及不同性质岸线的利用情况进行分析研究，提出河道整治、防洪和岸线资源合理开发利用的对策建议。     

水体悬移质对重金属吸附规律研究——以长江宜昌段为例

随着长江三峡工程的建设 ,上游来水的流速在此减缓 ,随江水而下的大量泥沙在此沉淀 ,将使坝下 (长江中下游 )水中的悬移质浓度降低、粒径改变 ,从而改变水环境容量。利用长江宜昌江段的周年悬移质样及水样 ,研究了悬移质对重金属 (铜、锌、铅、镉及铬 )的吸附特征。结果表明 ,悬移质对上述金属的吸附可用Freundlich型及Langmuir型等温式较好进行拟合 ;当较高浓度的金属污染物排入江水后 ,在吸附及沉淀的共同作用下 ,浓度明显降低 ;单位悬移质的吸附量随悬移质浓度降低而上升 ,但总吸附量降低 ,从而导致水中的金属污染物的平衡浓度升高。所得结果为预测水环境容量提供了依据     

水体悬移质对重金属吸附规律研究 ——以长江宜昌段为例

随着长江三峡工程的建设,上游来水的流速在坝区附近减缓,随江水而下的大量泥沙在此沉淀,将使坝下（长江中下游）水中的悬移质浓度降低、粒径改变 ,从而改变水环境容量。利用长江宜昌江段的周年悬移质样及水样,研究了悬移质对重金属（铜、锌、铅、镉及铬）的吸附特征。结果表明,悬移质对上述金属的吸附可用Freundlich型及Langmuir型等温式较好进行拟合;当较高浓度的金属污染物排入江水后,在吸附及沉淀的共同作用下,浓度明显降低;单位悬移质的吸附量随悬移质浓度降低而上升,但总吸附量降低,从而导致水中的金属污染物的平衡浓度升高。所得结果为预测水环境容量提供了依据。     

长江岸线与岛屿演化的空间分形研究--以江苏段为例

根据分形理论,采用网格和面积周长两种分形维数计算方法,以遥感卫星影像为主要数据源,在GIS支持下,计算了长江江苏段5个时相的岸线和岛屿空间分布的分形维数,探讨了其中所隐含的地理含义,认为长江江苏段岸线和江中岛屿都具有分形性质,分维数的变化可以反映它们的稳定程度;比较了不同量测方法、不同标度、不同比例尺下长江江苏段岸线的长度,认为岸线长度的值是不确定的。     

近百年来长江中游牛轭湖沉积物铅元素富集记录及其环境意义——以长江荆江段牛轭湖群为例

通过对长江荆江段天鹅洲、中洲子和尺八3个牛轭湖钻孔沉积物进行短寿命放射性核素、粒度、磁学、铅元素测试与史志资料分析,在利用²¹⁰Pb比活度计算平均沉积速率,并结合史志资料与沉积物特征指示的事件进行沉积物年代校核基础上,运用地表物质非自然富集系数(EF值)方法,分析了牛轭湖沉积物铅元素富集状况。结果表明:三钻孔铅元素非自然因素富集特征基本一致,均起始于20世纪80年代初,并于2000年后呈下降状态,与我国铅污染历史及禁用含铅汽油的时间基本吻合;利用沉积物中铅元素非自然因素富集事件对沉积物进行断代分析,具有一定的可行性;牛轭湖河/湖沉积相转变未对沉积物铅元素的非自然因素富集产生影响,说明铅污染具有较广的“暴露面”。     

城市滨江地区生态用地演变及驱动因素分析——以长江南京段为例

从中小尺度对城市滨江生态用地演变进行研究,可为制定生态用地开发与保护政策提供重要参考。基于2005、2009、2014和2018年土地利用数据,利用转移矩阵等方法分析了南京滨江1 km范围内生态用地演变特征,并从城乡用地冲突和政策有效性角度对这些变化进行探讨。结果表明:(1)耕地大面积减少导致滨江地区生态用地比重下降,由2005年的71.86%下降到2018年的65.54%,但是林草地等半自然生态用地的比重略有上升;(2)林地、内陆滩涂保留率较高,耕地、园地、水域等地类变化以数量净变化为主,而林草地以空间交换变化为主;(3)生态用地流失热点区主要位于中心城区与近郊区间的城乡过渡带,并临近产业园区,建成区扩张是其主要成因;(4)政策规划对滨江生态用地演变作用明显,沿江开发政策加剧了生态用地流失程度,而生态红线等规划对某些重要生态用地保护效果显著,土地利用规划在用地管理方面效果显著,但仍存在耕地、裸地、内陆滩涂被违规侵占现象,长江防洪堤对生态用地保护作用不显著。要使生态空间得以长期存在,不仅需要明晰的政策边界,还需要加快形成公众对生态景观的整体认知和基于生态用地功能目标的保护政策。     

长江禁捕补偿政策对渔户生计的影响——以长江中下游为例

长江流域禁捕补偿政策的实施使数十万捕捞渔民失去原有生计手段,有效识别渔户受到禁捕政策的外部冲击时生计能力的变化是帮助退捕渔户改善生计的前提。以安徽、江苏、湖北三省份退捕渔户为研究对象,构建适用于退捕渔户生计资本评价指标体系,从生计资本的总量、结构和流动性3个方面分析长江禁捕补偿政策对渔户生计的影响。结果表明：(1)退捕渔户生计资本总指数显著提升,人力资本、物质资本、金融资本和社会资本指数均得到显著增长。(2)退捕渔户生计资本耦合协调度指数得到显著增长,生计资本结构总体由失调向协调转变。(3)退捕渔户生计资本表现出较高流动性,渔户群体贫富差距缩小。(4)不同地区间政策对生计资本产生的影响存在异质性。安徽省渔户各项生计资本指数及生计资本耦合协调度指数均得到显著提升,生计资本的流动性最高;江苏、湖北省渔户心理资本指数显著下降,退捕前后金融资本指数、生计资本总指数及生计资本耦合协调度指数无显著性差异。根据研究结果,禁捕补偿政策的实施对退捕渔户生计的可持续产生了积极影响,但渔户生计发展停滞,退捕地区的社会和谐稳定及渔户生计资本阶层的重新固化仍是十年禁渔需要持续关注的问题。     

我国跨行政区河流域水污染治理管理机制的研究——以江浙边界水污染治理为例

中国正处于经济转型的交叉路口,水环境日趋恶化已成为中国经济发展的最大障碍。跨行政区水污染问题为资源环境有效配置、地区经济可持续发展、上下游地方政府及人民之间矛盾解决及社会稳定等问题提出了严峻挑战。以江苏浙江边界水污染治理为例,结合国外跨行政区水资源管理经验,研究适合中国国情的跨行政区水污染治理管理机制。研究发现,当前中国跨行政区水污染治理面临的最主要问题,是流域管理与行政区域管理间的矛盾。解决跨行政区水污染治理较为可行的方案是：保持以条块结合的政府层级结构基础上的管理体制,通过机构、机制、法规等综合性改革来协调当前管理体制中流域及区域中不同部门、不同层级间的矛盾。     

电力短缺与动态定价模型——以广西为例

随着经济发展和人口增长,广西作为一个水利资源丰富的地区却正面临着日益严重的电力短缺问题。针对这种情形,政策制定者和当地政府采取了一系列措施来缓解电力短缺．例如取消对用电大户的价格折扣、分时分地区限制用电、限制空调取暖等设备的使用等,但这些措施并非长久之计。我们认为广西现行的政府单一定价并不能反映电力市场的真实供求状况,也是造成电力短缺的重要原因。因此。根据电力市场实际的供求状况对电价进行重构仍然是一种非常必要的手段。本文扩展了Forsund（2005）的动态定价模型．分析结果显示重构的电力价格将随水价值的变化而波动。此外,我们比较了社会最优和自然垄断情况下的定价机制．发现社会最优价格与垄断价格的差异有可能加剧电力短缺。     

重金属面源污染模拟及其不确定性分析——以湘江株洲段镉污染为例

基于我国现有的环境数据条件,将复杂的分布式水文、泥沙模拟（采用SWAT模型）与简化的输出系数方法进行有效整合,建立了可实际应用的流域重金属面源污染负荷模型。应用所建模型对湘江株洲段所属汇水区域的镉面源污染进行动态模拟,并进行不确定性分析。模拟结果显示,研究区镉面源污染负荷总量约为2 435kg/a,受污染土壤对于镉面源负荷量贡献率达657%。土壤侵蚀过程对研究区的面源污染过程起控制作用,因此,土壤污染防治和水土保持是该区域镉面源污染管理的关键。土壤污染程度高且易侵蚀的地区（如清水塘工业区及其邻近地区）是防治的重点区域,而每年的4月和5月是防治的重点时期。不确定性分析结果显示,超过50%的概率下,研究区镉面源负荷总量处于2 000～3 000 kg/a这一范围,但仍有可能低于1 500 kg/a或高于4 000 kg/a     

基于适应性管理的水污染控制体系构建——以太湖流域为例

从规划内容与目标、规划方法及方案实施和评估3方面对太湖近20年水污染物控制历程进行综合分析,认为太湖水污染物控制正处面源污染、生活污染及新型污染问题凸显且更难处理,更为广泛的利益相关者和科研队伍积极参与的转型期.这种变化将导致污染治理面临更难应付的动态性和复杂性,使得当前以环境容量为总量为指导通过自上而下分配排污量和削减量的控制方案面临极大挑战.结合太湖水污染现状,通过与现行治理方法在管理假设、适合对象、协调管理手段、管理目标、规划方法、公众参与程度以及规划的优劣势等方面的比较发现,适应性管理可以积极有效应对由于环境趋势和管理协调对象变化所带来的系统不确定性和复杂性,将是一个积极有效的补充方法.同时,本文基于适应性管理提出了太湖水环境污染物排放控制体系的构建框架,突出适应性管理平台、科学研究及公众与基层单位参与在污染物控制中的重要作用.     

绿色技术创新、产业集聚与生态效率——以长江经济带城市群为例

运用包含非期望产出的非径向、非角度的DEA模型对2005~2015年长江经济带城市群的生态效率进行测算,通过Tobit模型实证分析了绿色技术创新对生态效率的影响、产业集聚与绿色技术创新的关联效应对生态效率的影响。结果显示：长江经济带生态效率水平具有明显的梯级差异;绿色技术创新对生态效率的显著正向作用发生在整体层面和下游地区;在产业集聚引导下,整体及下游地区的绿色技术创新对生态效率的正向作用有所增强,上游地区的绿色技术创新未因产业集聚而改变对生态效率的影响。在此基础上,提出解释这一现象的可能途径是处于产业集聚初级阶段的政府主导型集聚使企业倾向于低成本战略,而处于产业集聚高级阶段的市场诱致型集聚会激发企业的创新意愿采用差异化战略。依据结论提出缩小长江经济带生态效率不平衡状况的政策建议。     

基于BP-ANN的生态安全预警研究——以苏州市为例

对区域生态安全进行预警研究,有助于提升区域可持续发展能力。结合预警理论,通过构建生态安全预警指标体系,运用超载度模型及Matlab支持下的BP人工神经网络（BP ANN）对经济快速发展的苏州市1996～2015年生态安全进行预警分析。研究表明：①BP ANN模拟效果较好,将其用于生态安全预警研究是可行的;②1996~2007年苏州市生态系统整体处于临界安全的中警状态,其超载水平经历了“加重 稳定 缓解”的变化过程,虽然今后几年内人类支持能力将持续提高,系统超载水平将波动性下降,但资源和环境问题仍不容乐观。在今后的发展中需要发挥政府主导性作用,从环境保护与治理、科技创新、产业转型、资源管理及人口调控机制等方面制定对策措施。〖     

城市群发展的3D框架——以武汉城市群为例

城市群发展是当今世界竞争的主题。基于2009年世界银行发展报告构建的城市群发展3D（Density,Distance and Division）框架,以武汉城市群为例进行实证研究。结果表明：（1）对于武汉城市群,在城市群经济空间分布格局影响中,经济密度最重要;（2）距离对经济空间格局的影响还较小;（3）整合在省内城市群影响不大,因此,现阶段增加城市群内经济密度和缩短城市群内各城市间距离比整合内部资源更为重要。3D框架为我们审视我国城市群发展提供了一个新的视角,对我国城市群发展评估提供了重要依据     

生态足迹动态预测模型构建与分析——以武汉市为例

生态足迹的动态预测能够为区域可持续发展政策的制定提供科学的理论依据,但其研究仍处于探索阶段.以武汉市为例,选取表征社会经济发展的重要指标建立了社会经济系统指标体系,在对武汉市1978～2004年生态足迹时间序列计量的基础上,应用偏最小二乘算法构建了生态足迹动态预测模型,并根据VIP值的大小分析了各指标对生态足迹的影响机制.结果表明,武汉市"十一五"规划期间生态足迹呈上升趋势,其中规划期末2010年的人均生态足迹为2.810 5 hm2,高于全球生态阈值(人均生态足迹为2.200 0 hm2);根据VIP值得出人口、能源消费量和第三产业所占比重为最重要的影响因子,并就如何实现武汉市"十一五"规划目标提出了政策性建议.将科技进步贡献率、能源消费量等重要因子纳入社会经济系统指标体系,弥补了在生态足迹定量测度中忽略社会、经济、科技因素对其影响的不足;另一方面,引入偏最小二乘算法中的VIP值更准确地评价了各指标对生态足迹变化的影响,为生态足迹动态预测研究作了进一步地完善与改进.     

城市规模、公共服务满意度与居民主观幸福感——以武汉城市圈为例

基于实地调查问卷,通过描述性统计分析、比较不同地区调查结果如居民主观幸福感差异、运用有序Probit模型分析公共服务满意度对居民主观幸福感的影响,研究不同规模城市居民主观幸福感差异及公共服务满意度对居民主观幸福感的影响。结果表明,小城市居民总体主观幸福感及社会信心、收入满意度、家庭气氛得分最高;公共服务满意度会显著影响居民主观幸福感。因此,小规模城市是城镇化路径选择,加强基本公共服务建设可增强居民主观幸福感。