流域可持续发展系统的建模

流域可持续发展是以流域作为特殊区域的一种可持续发展模式。文章将流域可持续发展视为一个整体，称为“流域可持续发展”。它是一类开放的复杂巨系统，对于因素众多、规模庞大、结构复杂、功能综合、关系较为模糊、开放复杂的这一类巨系统的建模，近年来引起许多学者的关注，文章对流域可持续发展系统分析的有关建模问题进行了讨论。在对流域可持续发展系统进行分析研究的基础上，给出了流域可持续发展系统建模的原则、方法和步骤。     

共生视角下中国区域“水-能源-粮食”复合系统适配性评估

水资源、能源和粮食是人类生存发展的基础资源,三者之间的交互关系被称为“水-能源-粮食”纽带。中国水资源、能源和粮食(耕地)资源时空分布不匹配,影响资源流动效率。随着资源供需矛盾加剧,资源管理方式亟需从“单资源”规划向“多资源”协同转变,因此,开展“水-能源-粮食”复合系统适配性评估对推动多资源协同管理具有重要意义。本文引入共生理论,构建“水-能源-粮食”系统共生架构,提出区域“水-能源-粮食”系统适配概念,将“水-能源-粮食”系统适配性分解为稳定性、协调性和可持续性,基于压力-状态-影响-响应(PSIR)模型构建适配性评估指标体系,对2000—2016年我国区域“水-能源-粮食”系统适配性进行综合评估。研究表明:①可持续性对“水-能源-粮食”复合系统适配性影响最大,协调性是适配性提升的短板,稳定性是适配性的重要基础。②我国“水-能源-粮食”复合系统的整体适配性、协调性、可持续性水平呈上升趋势,增长速度先快后慢,稳定性指数小幅波动,趋于平稳。③我国“水-能源-粮食”复合系统适配性时空分异特征明显,东北、东部地区的适配性水平相对较高,主要呈上升趋势;中部、西部地区的适配性水平相对较低,主要呈下降趋势。根据评估结果,提出以下建议:①加强水资源、能源、农业、土地等多部门协同,增加科技、水利、能源等方面投资力度,协调水-能源、水-粮食和能源-粮食关系,提高水资源、能源和粮食系统之间转化效率。②引导自然资源从富集区域向匮乏区域流动,引导高端产业、先进技术和投资等社会资源从发达地区向自然资源富集区域转移,缓解资源匮乏区供需矛盾,提高资源附加值,促进区域协同发展。     

基于PSR框架的城市洪涝弹性评估——以苏锡常地区为例

城市应对洪涝灾害的弹性能力评估是提高城市防洪抗灾能力的基础。基于"压力—状态—响应"(PSR)框架,分析了城市洪涝系统的压力、状态、响应过程,从刺激性、敏感性、适应性三方面构建城市洪涝弹性评价体系,并对苏州、无锡、常州2009年、2012年和2015年三个时期的城市洪涝弹性进行评价。结果表明:不同城市洪涝弹性有较大差别,苏州城市洪涝弹性最强,常州最弱;同一城市的洪涝弹性在不同时期不断变化。总体上,苏州和无锡城市洪涝弹性呈上升趋势,而常州呈下降趋势。根据分析结果,对三个城市提出了有针对性的地区防洪规划与弹性城市建设建议。     

社会选择理论在流域跨界水资源配置冲突决策问题中的应用

本文将社会选择理论引入到流域跨界水资源配置冲突的解决研究中,从群决策的角度寻找到流域内各区域一致同意的、满足水量分配公平的流域水资源配置方案。流域水资源配置冲突问题从表面上看是资源问题,实质上却是一个典型的决策问题。作为一种具有混合特性和稀缺性的自然资源,流域稀缺水资源的分配实质上是多主体参与的涉水利益分配,而分配的核心问题是如何通过合理的群决策机制协调水资源配置冲突中不同行政区域之间的利益关系进而实现公平。本文提出基于社会选择理论的流域跨界水资源配置冲突解决框架,首先从公平性角度将流域水资源配置冲突看成一个短缺资源的配置问题,利用P、AP、CEA和CEL四种破产准则获取可行的水量分配方案集合;其次运用社会选择理论中的PV、BC、HQ、PCM和FB五种偏好聚合方法进行流域内各行政区域个体偏好聚合的群决策分析;通过破产准则与偏好聚合的结合能够实现流域水资源配置冲突群决策结果的公平,所得流域水量分配方案易于被冲突主体所接受。最后,以华北缺水地区的漳河流域跨界水资源配置冲突问题为例进行研究,并比较不同破产准则及偏好聚合方法在解决流域跨界水资源配置冲突中的应用。研究结果表明,社会选择理论与破产准则的结合在解决流域跨界水资源配置冲突问题中具有较高的实用价值。     

基于模糊联盟合作博弈的流域水资源优化配置研究

水资源短缺是我国面临的十分重要的资源问题,随着人口的不断增长,对水资源的需求也逐渐增加。水资源短缺已成为经济发展和社会和谐的一个主要瓶颈,如何将一个流域有限的水资源合理地分配给流域内不同的行政区域、区域内不同的产业是水资源规划与管理领域学术研究的核心内容。流域是一个自然形成的空间范围,往往涉及多个不同的行政区域,流域水资源分配牵涉到流域内不同利益主体,公平有效地进行流域水资源配置以达到水资源的可持续利用已经成为流域经济发展和社会稳定的重要因素。本文采用流域水资源分配的二次配置模型,在流域水资源初次分配当中考虑公平,建立基于用水主体需求的水资源分配优化模型,使得各主体需水量和分配水量的离差平方和最小,并得到初始水资源分配结果;在流域水资源二次分配当中考虑效率,建立流域水资源二次分配的模糊联盟合作博弈模型以最大化流域整体收益,并将由合作带来的流域整体收益的增加部分采用模糊夏普利值的方法分配给参与模糊联盟的各个用水主体,同时流域水资源得到有效再分配。最后,将上述流域水资源二次分配模型运用到一个算例当中,验证了模型本身的有效性和适应性。模糊联盟合作博弈模型对于促进流域水资源规划与管理具有借鉴意义。     

协同考虑电力耗煤与排放促进中国能源结构调整——从中美电力耗煤及二氧化硫排放看中国煤炭消费结构

美国的能源结构、电力结构与中国具有较强的可比性,本文从中、美煤炭消费、电煤消费以及二氧化硫排放着手,对其进行系统比较分析,提出优化电力行业煤炭消费及二氧化硫排放评价体系,在电力行业煤炭消费评价体系中引入新概念,通过电力实现煤炭合理消费的建议。     

流域跨行政区水污染如何走出治理困境

分析流域跨行政区水污染的危害,通过系统梳理其目前治理中面临的困境及困境的根源,提出跨行政区水污染治理困境需要从准入、投入和监管等方面进行突破。     

燃煤电厂氮氧化物产生浓度影响因素的敏感性和相关性研究

燃煤电厂氮氧化物产生浓度监测是计算排放浓度的基础,要实现氮氧化物排放浓度的控制,研究其产生浓度的影响因素很重要.因此,本文选取了187组燃煤电厂的现场实测及历史实测氮氧化物数据,装机规模覆盖12～1000MW,通过敏感性分析和偏相关分析,对不同类型燃煤机组氮氧化物产生浓度的各主要影响因素进行定量分析.敏感性分析发现,采用低氮燃烧技术的发电锅炉中,影响氮氧化物产生浓度的因素依次为机组规模、空气过剩系数、机组负荷率、煤中挥发分、煤中含氮量;未采用低氮燃烧技术的发电锅炉中,影响氮氧化物产生浓度的因素依次为煤中挥发分、空气过剩系数、机组规模、机组负荷率、煤中含氮量.通过偏相关分析发现,对于采用低氮燃烧技术的发电锅炉,在置信水平为99%的情况下,氮氧化物产生浓度与机组规模呈负相关关系,偏相关系数为-0.412;与空气过剩系数呈正相关关系,偏相关系数为0.265;与煤中挥发分呈负相关关系,偏相关系数为-0.355;与机组负荷率呈正相关关系,偏相关系数为0.245;与煤中含氮量的相关性不显著.对于未采用低氮燃烧技术的发电锅炉,在置信水平为99%的情况下,氮氧化物产生浓度与机组规模呈正相关关系,偏相关系数为0.345;与空气过剩系数呈正相关关系,偏相关系数为0.325;与煤中挥发分呈负相关关系,偏相关系数为-0.543;与机组负荷率及煤中含氮量的相关性不显著.     

山西太岳山森林群落分布及其与环境因子的关系

研究太岳山群落分布及其与环境因子之间的关系,旨在为深入研究太岳山群落资源、生境和群落学特征奠定基础,亦为太岳山资源开发利用提供理论依据和实践参考。以山西太岳山森林群落为研究对象,从海拔1 600~2 200 m,海拔每上升100 m设置1个样地,每个样地由8个10 m×10 m的样方组成,并分别在每一个样方内取2个5 m×5 m的灌木样方和4个1m×1 m草本样方,共7个样地,50个样方。根据7个样地50个样方的调查数据,采用多元回归树(MRT)对群落进行分类;采用典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)进行排序分析,旨在研究太岳山森林群落的植被分布格局。结果如下,(1)MRT分类将植被划分为6个群落类型。(2)太岳山森林群落样方与环境因子的CCA排序结果显示,12个环境因子对物种分布的解释量为40.78%,Monte Carlo置换检验结果显示,制约森林群落类型分布格局的主要环境因子是海拔、坡度、坡向和土壤p H值。(3)利用偏典范对应分析(PCCA)定量分离地形、土壤及其交互作用对植被格局总体变异的影响,分析表明,土壤因子和地形因子解释了物种格局变化的40.78%,其中地形因子占13.61%,土壤因子占19.53%,地形因子与土壤因子交互作用解释的部分为7.64%。地形因子和p H值对太岳山森林群落的分布影响最大,是决定植物群落空间分布的主导因子。     

湖域工业初始排污权合作配置体系构建——以太湖流域为例

针对湖泊流域工业初始排污权配置问题,在分析太湖流域工业初始排污权配置背景基础上,结合我国基本国情,从多利益相关者合作的角度出发,构建了一种政策型政府主体监管、经营型政府主体主导、多利益相关者参与的太湖流域工业初始排污权政府限额定价合作配置体系。并构建了合作配置体系的概念结构,以及合作配置路径结构,给出实现合作配置路径结构的工作流程结构。进而针对实际情况,提出保障太湖流域工业初始排污权合作配置体系应用的政策建议。