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。     

水生态环境质量评价体系研究

流域水生态环境质量评价体系是为流域环境管理提供基础数据,协助管理者开展流域保护措施的重要技术支持。该文深入剖析了发达国家典型水生态环境质量评价体系,归纳分析了其体系框架、构成特点、方法适用性和借鉴意义。结合前期研究基础,对评价体系的技术内容进行了完善和补充,明确了参照点位的选择原则,补充了评价方法选择的技术路线,提出了增设和实施不同监测计划的方案,最终提出生态环境质量评价技术体系框架。     

海河流域农村生活非点源污染负荷量估算及环境风险分析

分别建立了农村生活污水、生活垃圾和人体粪尿输出系数模型,从省级行政区和水资源三级区2个层面分别估算了海河流域农村生活各类污染物负荷量及比例。2007年,海河流域农村生活非点源污染负荷总量TN322×10^4t·a^-1,TP62×10^4t·a^-1,COD210×10^4t·a^-1。其中,生活污水污染物负荷量TN3×10^4t·a^-1,TP0．36×10^4t·a^-1,COD30×10^4t·a^-1;人体粪尿污染物负荷量TN278×10^4t·a^-1,TP48×10^4t·a^-1,COD180×10^4t·a^-1;生活垃圾污染物负荷量TN41×10^4t·a^-1,TP14×10^4t·a^-1。从各省来看,在农村生活非点源污染负荷总量中,河北省所占比例最大,为57．69％,这是由河北省农村人口数量最多决定的。从水资源三级区来看,在农村生活非点源污染负荷总量中,徒骇马颊河平原所占比例最大,为15．54％;其次是黑龙港及运东平原,占11．57％。在非汛期,农村生活非点源污染的影响微乎其微;在汛期,特别是发生强降雨时,农村生活非点源污染对水体污染构成一定的威胁,尤其以生活垃圾的环境风险最大,这是由目前生活垃圾的处理和堆放方式决定的。     

海河流域种植业非点源污染特征分析

海河流域农用化肥施用量比较大,高于全国平均水平。但是由于水资源严重缺乏,且降雨量有逐年减少的趋势,加之人类活动的影响,产生农田径流的几率极低,通常情况下,土壤中未被作物吸收利用的氮磷不会随地表径流进入水体。在发生暴雨的情况下,土壤中的氮磷则有可能随地表径流和土壤侵蚀进入附近河道,污染地表水。另一方面,海河流域的降雨80％集中在6—9月的汛期,大雨促使土壤硝态氮向土壤剖面深层迁移,存在污染地下水的威胁,但污染程度如何,需要进一步研究确定。总之,海河流域种植业非点源污染有可能集中爆发在有暴雨的汛期,具有显著的突发性特征。     

环境维权:百姓缘何信“访”不信“法”

是什么挡住了群众环境司法维权的脚步?群众法律知识缺乏是首要因素,据调查,87%的群众遇到环境纠纷,就知道举报投诉,寄希望于环保部门,却根本不知道如何通过司法途径更加有效地维权。     

基于空间信息技术的呼伦湖流域研究

通过对干涉雷达技术任务(SRTM)数据处理,运用土壤与水评价工具(SWAT)模型对呼伦湖整个流域的数字高程模型(DEM)进行水文特征提取,分析流域地形分布情况。呼伦湖全流域面积约为25.6万km2,蒙古国部分约为16.3万km2,约占总面积的63.7%。坡度为0～2.0°的地形主要分布在中国境内的呼伦湖南岸和东岸以及贝尔湖周边的平坦草原上,降雨主要被植被截留和土壤吸收,产汇流条件差;而呼伦湖的主要水源、产汇流条件较好的克鲁伦河和乌尔逊河,其产流区大部分位于蒙古国。2国应加强流域综合管理,合理配置水资源,以保证下游入湖的水量来防止呼伦湖的持续萎缩。     

多瑙河流域国际合作实践与启示

多瑙河是世界上流经国家最多的国际河流,其国际合作的成功实践对世界其他国际河流的合作具有积极的示范和借鉴作用。通过分析和总结多瑙河国际合作历程和合作特点（包括多种合作机制并存互补;引入风险管理、公众参与和流域综合管理等先进理念促进全面合作;利用GIS及数据管理等现代技术手段实现信息资源共享;利用协商和司法手段和平解决国际争端等）,结合我国国际河流的特点和国际水法及国际河流合作的发展趋势,提出了对我国的启示：应加强国际河流相关方面的研究与合作（特别是航运与水电开发等）;应充分重视国际河流生态环境保护,生态环境保护和防洪越来越强调全流域的合作与协调;应坚持国际河流的开发利用与保护并举,走平衡发展之路;应根据各国际河流特点及地区条件,选择合适的管理合作模式.     

流域水环境库兹涅茨曲线的上下游演递规律及其启示

按照流域尺度从小到大,分别选择新安江流域、珠江流域和长江流域作为研究对象,通过实证分析发现上下游水环境库兹涅茨曲线遵从一定的演递规律,即上游地区往往会重复下游地区的曲线过程,但其发展阶段落后于下游地区。上下游的发展差异越大,这种规律表现得越明显。产生这一规律的主要原因是我国多数流域下游地区的经济发展水平一般高于上游地区,下游比上游更早地到达了环境库兹涅茨曲线的峰值,并具有了更强的环境保护能力。这一规律有助于深化对上游水资源保护的重要性的认识。国家和下游地区需要加强对上游欠缺的生态环境保护能力的支持和援助,降低上游水环境库兹涅茨曲线的峰值和曲率,从长远意义上减轻上游发展过程中对全流域生态环境产生的不利影响和生态保护代价。     

近48年来湘江流域极端降水事件特征分析

基于湘江流域44个气象站1960~2007年的逐日降水资料,将第95个百分位值定义为各台站极端降水事件的阈值。同时,采用线性回归、突变分析和相似系数等方法,分析了该流域极端降水事件的变化特征,研究了不同强度降水事件的时空分布特征。结果表明：湘江流域近48 a来极端降水事件的各指标（降水量、降水日、降水强度、降水指数、日最大降水量）均呈增加趋势。但在不同时期,极端降水事件表现了不同的变化趋势。1970s以前多大雨事件,1970s~1980s各类极端降水事件相对偏少,进入1990s开始明显增加,尤其是暴雨和大暴雨事件显著增多。此外,极端降水事件的分布还表现出明显的区域性特点：湘江上游多暴雨事件,中游多大雨事件,下游多大暴雨事件。
     

流域生态补偿社会资本模拟

为探寻在社会资本变化(社会信任、社会规则、社会网络)的情况下,个人决策变动对流域水环境和生态保护支付力度的影响,选择永定河上游册田水库保护区(山西省大同市)、官厅水库保护区(河北省张家口市)作为典型区,针对3种不同情景(基于国家-1、基于市场-2、基于居民区-3)对民众的支付意愿和支付量(国家税收、旅游收入、社区民众纳税)进行研究。民众积极接受生态补偿支付意愿的支付额度变化范围为55-68元/月;民众对拒绝生态保护的支付区间为35-46元/月。在具有保护体制的生态补偿支付案例中,边际影响值是0.29,表明在支付意愿的实施过程中,具有生态保护知识区域的支付意愿比例比其余地区高29%。在第1种情景中,收入水平对支付意愿的影响程度较大,性别在第1,3种情景中的作用较为显著,而年龄在3种情景中的作用较小。年龄在情景1和情景3中是积极的影响因素,教育在情景1和情景2中也是积极的影响因素。册田水库流域民众的生态保护支付意愿较高。从负面社会资本的影响层面考虑,在第1种情景下,被调查者虽具有较高的信任水平,但支付意愿水平却较低。社会规则、社会信任机制对个人的支付意愿具有积极影响。基于WTP的社会因素影响程度模拟方法的理论研究尚不成熟,并且区域空间经济社会数据分析的不精确性以及研究对象影响程度划分的局限性,研究结果的精度尚且不高,难以准确体现区域的差异性。