三峡水库蓄水期不同调度方案对洞庭湖出口水位的影响

洞庭湖水情受到长江和四水的综合影响,因此三峡水库蓄水运行必将对洞庭湖出口水位产生影响。通过构建模型对洞庭湖出口的水位过程进行模拟,以三峡出库日均流量、洞庭湖四水合成日均流量为输入,城陵矶站日水位过程为输出,以量化和分析城陵矶水位变化受三峡水库调度的影响。通过三峡入库流量代替出库流量,还原自然状态下的水位过程,并根据各调度方案计算的出库流量模拟各调度方案下城陵矶的水位变化过程。对比各调度方案下三峡水库蓄泄水对洞庭湖出口水位的影响可以发现：各蓄水方案对洞庭湖出口水位都造成了一定的影响,起蓄时间较早的方案影响时间较长,整体上平均水位变化也较大,但起蓄后水位变化较为平缓;起蓄时间较晚的方案影响时间较短,整体上平均水位变化相对较小,但起蓄后水位变化较为剧烈。考虑到不同年份和不同来水类型情况对洞庭湖出口水位的影响存在差异,各蓄水方案的优劣需要具体分析和讨论     

近53 a来长江流域极端降水指数特征

利用1963~2015年长江流域115个气象站点逐日降水数据,分析了不同极端降水指标的空间变化特点和时间变化趋势。结果表明,近53 a来,长江流域多年平均年极端降水量与年降水量从下游到上游逐渐递减,两者变化趋势大致呈现“增-减-增”的空间分布格局。年极端降水量对年降水量贡献（PEP）存在明显的空间分布差异,但贡献比例在流域内普遍呈现增加的趋势。持续1 d的极端降水事件的降水量分布及其变化趋势与年极端降水量的分布特征类似,其对年极端降水量的贡献比例高达65%以上,说明长江流域极端降水以持续1 d的极端降水事件为主。持续2 d及以上的极端降水事件主要集在中皖苏赣局部地区和四川中部地区,但其降水量对年极端降水量的贡献比例较小。从上游到下游,年最大日降水量（MDP）逐渐增大。其中,上游源头地区的沱沱河、曲麻莱和玉树3个站点MDP主要集中在0~25 mm之间,其他站点均以25~50 mm量级为主;长江流域中部地区的MDP大部分以50~100 mm的量级为主,处于100~150 mm之间的次之;长江流域东部地区主要以100~150 mm量级的MDP为主。 关键词： 极端降水;降水贡献;不同历时;长江流域     

长江三角洲城市群工业用水效率评价及时空差异研究

在水资源约束趋紧的背景下,选取长江三角洲城市群中26个城市2005~2014年的面板数据,运用SBM模型对工业用水效率进行测算,并基于可分解的泰尔指数分析长江三角洲城市群内部工业用水效率的空间差异。结果显示：（1）长江三角洲城市群工业用水效率水平整体偏低,在不考虑与考虑非期望产出的情况下,工业用水效率10a平均值分别为 0.591 8.和 0.519 7;（2）工业用水效率的地区内部差异是造成总差异的主要部分,并且有随时间递增的趋势,其中安徽省对于地区内部差异的贡献率最大,其次为浙江省,江苏省贡献率最低;（3）江苏省各城市工业用水效率虽然差异不大但整体水平较低,而上海市工业用水效率较高并处于稳步上升状态。因此,缩小地区内部差异是实现长江三角洲城市群工业用水效率整体上升的重要途径。     

近期长江张家洲南水道强冲刷机理与趋势分析

2016年9月利用多波束测深仪调查了张家洲河段河床微地貌的高分辨率形态与分布特征,结合1998年和2013年水下地形资料,分析了三峡截流以来该河段河槽的冲淤变化与演变趋势。结果表明：（1）张家洲河段整体呈冲刷状态,净冲刷量17.2×10.6 m³。其中,张家洲南水道是强冲刷区,最大冲刷深度约9 m;（2）河槽表层沉积物中值粒径为149.1~226.3 μm,与历史资料相比呈粗化趋势;（3）张家洲河段约82.9％的主航道发育了沙波,约14.0％的主航道发育了冲刷坑与冲刷槽,平床地形仅占3.1％。流域来沙量减少是张家洲河段整体冲刷的主要原因,而河流控制工程稳定了河势,迫使水流归槽,加剧了张家洲南水道的冲刷。随着流域来沙量持续减少,张家洲南水道主航道有可能进一步冲刷     

流域绿水管理博弈建模及应用分析

绿水资源表示水循环通过降水渗透入土壤非饱和层并由植物蒸腾或土壤蒸发返回大气层的水汽,是农业作物生产的重要基础,但是通常被传统流域水资源管理所忽视。基于流域水量平衡和蓝水绿水综合思维,将绿水资源纳入流域水资源管理体系。在绿水信贷理念和博弈建模分析框架下,结合SWAT分布式水文模型、多目标优化及情景比较分析,利用绿水管理措施合理优化配置流域蓝水绿水资源,采用绿水生态补偿协调处理上下游利益冲突的博弈问题,探索性地提出了流域绿水管理博弈框架。该框架通过博弈建模可以识别分析流域绿水管理问题的博弈空间、博弈结构和纳什均衡等博弈特征;通过合作博弈约束条件改进的多目标优化,可以计算流域绿水管理情景的绿水补偿标准和帕累托最优收益。将建立的绿水管理博弈框架应用于涟水流域实例研究,NSE、R2、PBIAS、p-factor与r-factor等模拟效果评价和不确定性分析结果表明,涟水流域SWAT分布式水文模型的蓝水绿水模拟均达到可信程度。上下游收益变化、绿水补偿标准与帕累托最优解集等博弈分析结果显示,涟水流域整体社会经济与生态环境收益明显改善,其帕累托最优收益平均增长2.72亿元/a,年均绿水补偿标准折合1.94、1 253.7元/hm²。实例分析表明提出的绿水管理博弈框架在涟水流域具有较好的适用性和可行性。因此,该方法可以为流域蓝水绿水管理试点研究及其绿水补偿标准核定提供相关理论依据和技术参考,具有一定程度的的应用价值和现实意义。     

区域尺度农田最大光能利用率参数估算及时空变化分析

基于遥感数据的光能利用率模型被广泛应用于计算农田生态系统的生产力,其结果对最大光能利用率（εmax）参数非常敏感。利用农业产量统计数据、MODIS遥感数据、气象观测数据和植被光合模型（VPM）推算2001~2011年黄淮海3省（冀、鲁、豫）和长江中下游5省（苏、皖、鄂、湘、赣）各市逐年的农田平均εmax,并分析其时空变化特征及其影响因素。研究表明:黄淮海3省（冀、鲁、豫）和长江中下游5省（苏、皖、鄂、湘、赣）各市农田εmax的11a平均值为0.6~2.8 g C·MJ-1,表现出西北和南部较高、东北和中部较低的分布特征;大部分市农田εmax呈现出上升趋势,但上升的幅度存在着明显的年际波动和空间差异;各市农田εmax的年际波动总体呈现北高南低、中间高四周低的空间分布特征。大部分市农田εmax的年际变化与单位耕地面积农用化肥施用量存在显著的正相关性（P < 0.05）;C4作物面积比例变化也是导致εmax变化的原因之一。在利用光能利用率模型计算农田生产力时,需要发展考虑εmax时空变化的参数化方案。     

工业园区循环经济绩效评价方法研究

针对当前循环经济绩效内涵不明确,评价指标体系多局限于对循环经济发展水平等循环经济绩效评价中存在的问题,在系统归纳总结该领域研究现状基础上,明确了循环经济绩效的概念;进一步构建了基于生态效率-物质流分析的循环经济绩效评估指标体系,利用模糊数学和灰色聚类方法分别建立了循环经济绩效评估模型;最后,以上海化工园区和南通农药化学工业园为案例,对2个园区循环经济绩效进行评估。结果表明:从理论和方法上,构建的工业园区循环经济绩效评价指标体系是适用的;模糊综合评价和灰色聚类评价的结果存在一定的差异,模糊评价结果更为合理,而且该模型可以直观地表示出园区循环经济绩效的优劣势所在。进而,以上海化工园区作为标杆,针对南通农药化学工业园存在的资源效率偏低等问题,提出若干循环经济绩效改进措施。     

城市工业COD总量优化分配研究

总量控制是控制污染源发展趋势、改善环境质量、实现经济社会可持续发展的重要途径,如何在适度公平的基础上寻求环境、经济、技术、资源等整体最优是环境科学领域的研究课题。本文以工业城市苏州市为例,研究其工业化学需氧量的排放特征,以基尼系数法分行业对其工业化学需氧量排放量的公平性进行评价,并将总量控制与资源、社会和经济相联系,以行业经济效益最大化和增加治理投资费用最小化为目标,利用多目标行业总量优化分配模型对苏州市的工业化学需氧量排放总量进行优化分配。研究结果表明,纺织业、化学原料及化学制品制造业、能源和水的生产与供应业、造纸及木材加工、医药制造业等行业是苏州市的化学需氧量重点排放行业,经优化分配后,COD排放总量削减了10%,新鲜用水量减少了41.81%,行业年总产值增幅达到214.69%,资源和水环境容量在满足一定的经济增长速度的条件下实现优化配置,总量控制制度在市场经济体制下发挥出尽可能大的环境效益和经济效益。     

四川地震灾后生态低碳均衡的统筹重建模式

5.12汶川大地震破坏了四川的森林、草地、农田和湿地等生态要素,灾区的气候、山体、水体、森林等环境参量受地震影响发生了变化,生态系统表现出高碳不均衡特征。为了解决生态系统高碳化,本文采用系统均衡理论,从灾区生态实际状况出发,归纳出灾后生态系统整体特征——熵值增大化、结构高碳化、生态复杂化、系统巨量化;针对震后生态系统结构表现出的高碳化,通过对生态碳循环规律的深入研究,提出生态碳循环均衡概念,构建出灾后生态低碳均衡结构;运用统筹思想,兼顾自然生态系统和人工生态系统碳循环的不同特点,以自然生态的增汇和人工生态的减源作为实践方向,建立灾后生态重建的运行模式;从生态城市、生态工业、生态农业三个维度实施灾后低碳重建工程,并提出在灾区实施低碳政策、实现低碳生产、构建碳汇基地、建立碳汇市场等相关建议,保障灾后生态恢复与人类社会重建的可持续协调发展。     

太湖湿地生态系统服务功能价值评估

随着生物资源价值估算方法的日益成熟,生态系统的服务评估成为生态系统研究的热点。运用市场价值、影子工程、碳税法等方法对太湖湿地生态系统的物质生产功能、环境调节功能和文化社会功能等直接与间接价值进行评估。结果表明：太湖湿地生态系统具有巨大和多重服务价值,总价值为112.39×10⁸元。其中,生态环境调节与维护功能价值最大,占总服务价值的48.98%;其次是物质生产与供给功能,占29.1%;文化社会功能最小,占21.91%。通过对9项子功能进行评估得出,调蓄洪水的功能价值最大,约占26.23%,供水功能其次,约占24.56%,气候调节功能,约占18.23%,科研教育价值约占13.16%,植被资源生产功能价值最小,约占0.09%。此项研究首次定量评估了太湖湿地生态系统的服务功能价值,研究成果对于认识太湖湿地的价值,有针对性地保护太湖湿地具有现实意义。