中国“水量”和“水质”生态足迹及可持续能力量化方法与实证研究

科学测度水资源和水环境可持续能力,对区域水资源管理具有重要意义。从“水量”和“水质”两个角度,对我国31个省域地区的“水量”及“水质“生态足迹、生态承载力和生态压力指数进行研究。结果表明:(1)2000—2020年,我国水资源生态压力指数均小于1,最高值为2011年的0.86,总体水量供给充足,可持续能力强;万元GDP水量生态足迹呈波动下降趋势,用水效率大幅度提升。(2)2000—2020年,我国水质可持续能力均较强,处于安全和较安全状态,水质生态盈余量约2亿hm2;人均水质承载力约为人均水质生态足迹的2倍,且万元GDP产生的污水量呈下降趋势。(3)人均水量生态足迹和万元GDP水量生态足迹的空间重心均位于甘肃省。水量及水质生态足迹高值区,均主要位于“胡焕庸线”西北部,而承载力高值区,主要位于青藏高原和我国南方地区。(4)我国水量可持续能力处于安全、临界状态和不安全的地区数,分别占55%、6%和39%;水质可持续能力处于安全、临界状态和不安全的地区数,分别占61%、3%和35%;水量及水质可持续能力较强和较弱的地区数之比,约为6∶4。研究揭示了我国水量及水质风险等级的区域差异,有助于为我国水资源管理及水污染防治提供科学依据。

吉林省西部潜字泡的水质演化机制及渔业生态环境分析

通过对潜字泡多年逐月水质-水量监测及水体初级生产力的调查与分析研究,初步提出了潜字泡的水位-水量关系曲线,湖水水量以受入湖中水及降水影响为主,入湖-出湖水量满足维持生态产出(水产养殖)的要求;水质呈重度富营养化状态,其中总氮、总磷的浓度偏高。浮游生物的生物量及水体鱼产力较高,以优良饵料居多,适宜鲢、鳙鱼等滤食性鱼类生长,渔业生态环境基本满足养殖要求。

吉林西部植被生态环境需水量供需平衡研究

吉林西部地处半湿润、半干旱气候区,水资源的紧缺已成为制约生态环境修复和地区经济发展的重要因素。在对已往生态环境需水量研究成果进行总结,分析该区自然环境的基础上,提出了植被生态环境需水量的概念,即保证植物正常、健康生长,同时能够抑制土地沙化、碱化,乃至荒漠化发展所需的最小水资源量。采用统计年鉴资料,并利用TM卫星影像解译数据进行修正,计算出了农田、草地和林地面积。分别采用面积定额法、水量平衡法、潜在蒸散量法求得农田、草地和林地的生态环境需水量,分别为60 698亿,42 942亿和32 852亿m3。通过供需水平衡分析,得出该区植被生态环境需水量为136 492亿m3,尚缺水19 25亿m3。

基于生态补水的水环境改善效果评价体系

在分析生态补水对水环境影响的基础上,从水文、水力、水质角度提出改善效果评价体系,具体的评价指标包括生态补水量系数、重要节点补水效率、换水周期变化率、区域水质改善度;以常熟市生态补水试验为例,分析评估了生态补水对水环境的改善效果。结果表明,该指标体系能够为优化生态补水方案提供定量化基础,同时指导不同连通调水模拟方案间的优选分析。

河流景观生态环境需水量计算方法研究

在总结了国内外生态环境需水量研究的现状的基础上,针对水资源丰富地区景观河流的景观与生态的保持,提出了景观生态环境需水量计算方法。景观生态环境需水量是维持河流与其水文周边景观生态系统的结构和功能的完整性不受破坏所需的水量。在计算景观生态环境需水量时,首先通过研究一定时期内的河流生物相与河道湿周的关系,确定河流水域空间大小与河流生态系统的关系,再通过选取确定关键断面,查阅历史资料,确定该断面水位与下游周边景观的关系,统计计算该断面的水位与流量关系,最终确定下游景观与关键断面流量的关系。最后,采用权重———属性决策分析的方法确定适当的景观生态环境需水量。为了说明以上观点,以漓江为例,计算了漓江的景观生态环境需水量。

民勤盆地生态环境需水优先次序和需水量

北方干旱地区由于水资源短缺,全面满足所有生态类型需水要求几乎是不可能的。因此提出应基于各生态类型的生态服务价值进行不同类型生态环境需水优先次序的划分,结合区域水资源及生态环境特点,优先满足生态服务价值高的生态类型需水要求,这将具有重要的现实意义。按照上述理论,将民勤盆地生态功能区和生态环境需水类型需水优先次序进行了划分,并根据盆地实际情况,制定了各生态环境需水类型需水量的需水原则。通过分析,认为目前民勤盆地首要满足的是绿洲边缘的防风固沙林带和盆地地下水位恢复两项生态环境需水类型所需水量。根据计算结果这两项合计为1.4682×108m3,其中防风固沙林带生态环境需水量为1.077×108m3,用于地下水位恢复的人工补给回灌量为0.3912×108m3。并通过与相关研究结果比较,认为本次计算结果趋于合理。

太子河河道生态环境需水量研究

概述了生态环境需水量的研究进展以及研究方法.针对太子河的实际情况,采用十年最枯月平均流量法和M on tana法等计算了太子河各河段的生态需水量.计算结果表明太子河的生态环境需水量为11.36×108m3,占流域地表水资源总量36.8×108m3的30.87%.分析表明太子河出现的断流及水污染问题与水的开发利用大量挤占生态环境用水有重要关系.

石羊河流域河流系统生态环境需水量概算

通过探讨流域生态环境需水量概念及分析方法，概算了石羊河流域河流基础生态环境需水量、河流输沙需水量、流域湖泊湿地生态环境需水量和下游地下水合理补给需水量。结果表明：石羊河流域河流系统基础生态环境需水量为2．4586×10^8m^3，约占流域地表水资源来水量的16．93％；输沙需水量为5．30×10^8m^3；流域湖泊湿地需水量为1．53×10^8m^3，下游地下水补给需水量为1．7586×10^8m^3。生态环境需水量整合后，适宜的生态需水量约占水资源总量的36．49％～48．60％。

黄河河口地区生态供水效益分析

流域生态需水是指流域生态系统为维持一定程度的生态系统健康所需要一定质量的水量,以保证流域生态系统结构和生态功能等为目标,实现流域生态系统健康。流域生态需水量的研究对于社会经济的可持续发展具有重要的战略意义。论文针对南水北调西线一期工程的供水规划,在提出配水效益计算方法的基础上,针对不同的配水量,计算了黄河河口地区的生态需水量、生态效益以及供水对减少断流所带来的生态效益,并进行了方案比较分析。主要结论是:当来水量分别为55×108、122.8×108或240×108m3时,产生的湿地综合生态效益则为34.85×108、47.18×108或54.72×108元。

基于断面水质达标的河网生态需水量计算研究

建立了九洲江文官至石角段的河网区水量、水质计算模型,并根据实测资料对模型进行了率定;在率定的水质水量模型的基础上,引入水质及水量考察断面,以试算法计算了现状排污状况下,基于水质考察断面水质达标的河网水量考察断面的需水量,并结合Tannent法得出可维持九洲江河道可持续利用的生态需水量;此外,计算分析了河网流量与排污量的关系,结果表明:流量与排污量有明显的正相关系。

甘肃西北部黑河流域水资源对下游生态环境变化的影响阈

从流域尺度水资源承载能力及其有限性、可变性和上下游关联性的角度,探讨了黑河流域下游区生态环境变化的影响阈,阐明了不同水文年中游区的安全引水量和不同目标下下游区的生态环境修复对水资源的需求阈。基于多年平均地表径流量37.8×108m3/a的安全引水量为13.97×108m3/a和枯水年份(95%保证率)的安全引水量为10.14×108m3/a,下游区初步改善生态环境的生态需水量为8.01×108m3/a。提出了中游区经济社会可持续发展的水资源保障阈,即未来20年生产生活安全需水量介于22×108～23×108m3/a之间。在此基础上,阐明了在中游区经济社会稳定持续发展目标约束下确保黑河流域下游区生态环境不断改善的流域水资源优化配置模式及对策。

基于RVA的渭河中下游生态环境需水及其满足度研究

维持河流生态环境系统健康的关键在于满足河流生态环境需水。变动范围法(RVA)被广泛应用于河流水文情势的变化研究。提出了基于RVA阈值的生态环境需水计算方法。将该方法应用到渭河中下游林家村、咸阳和华县三个断面,得出三个断面的生态环境需水分别为5.295亿m3、11.274亿m3和23.908亿m3。与三个断面以往的研究结果相比,该方法具有一定的适用性。通过分析三个断面不同时期的生态需水满足度,得出三个断面的生态需水满足度最小值出现时间集中于汛期的5月、6月、8月和9月。因而在进行水资源配置时,应注意汛期的生态环境需水调度。

园林水景生态环境需水量的研究

基于生态环境需水量的研究方法,探讨了园林水景生态环境需水量的计算方法,将生态环境需水量引入到园林水景设计中,采取定性与定量相结合的方法,对园林水景的生态环境需水量进行研究。指出了水景中生态环境需水量的影响要素,并展开了对水景需水量的计算方法研究,以实现最小生态环境需水量,为园林水景设计者提供了科学的参考依据和方法。以朝阳公园水景为例,在不考虑公共用地取水量时,朝阳公园最大生态环境需水量为193.71万m3,中等需水量为189.81万m3,最小生态环境需水量为178.11万m3。如果朝阳公园公共用地取水来源于公园中的水体,最大需水量为404.99万m3,中等需水量为401.09万m3,最小需水量为389.39万m3。

基于灰关联和主成分分析的阿拉善湾最小生态环境需水量研究

生态环境需水研究是国际上关注的焦点,也是研究热点,目前还处于计算方法探讨阶段。以阿拉善湾海子为例,基于灰关联、主成分分析、典型相关和逐步回归分析,探讨最小生态环境需水量计算方法。结果表明:基于灰关联和基于SAS软件主成分分析,虽然依据的理论基础和侧重点不同,但分析结论是一致的,都表明底栖动物种类数、遗鸥繁殖巢数与水位高度相关,可以作为生态环境的指示生物。计算得该地区最小生态环境需水量为1.9×106m3。

生态环境建设与水资源的保护和利用

科学系统地阐述了生态环境建设的概念与内涵 ,辩证地分析了植被建设、水土保持、综合治理、荒漠化防治等与水资源保护和利用的关系 ,同时对生态环境用水的水量需求进行了估算。在此基础上提出了几个需要进一步探讨的问题。

水环境质量的综合评价方法研究

讨论了水环境质量的定义,评价了目前水环境质量的评价方法,提出了水环境质量评价应该遵循的原则,建立了水环境质量的评价模型。指出,水环境质量的评价在不能忽略评价水资源量的同时,方法应有所突破;确定了水环境质量的评价应该遵循的全面性原则、独立相关原则、可操作原则、科学性原则、准确性原则等;在选取单项指标的基础上,组合成8个分系统,进而合成对水环境质量相关系数较大的水资源量综合评价指数、水质污染综合评价指数和生态环境综合评价指数,以此作为评价因子建立了水环境质量的综合评价模型。

河流生态环境需水量及关键技术研究

综述了河流生态环境需水量的国内外研究进展,从基础理论和计算方法两方面探讨了热点问题,围绕生态水文模型、驱动机制与演变规律、河流生态资产与生态环境需水量的概念关系模型、生态调度模型和生态流量预警等关键技术,提出了河流生态环境需水量的研究模式;对未来的相关研究做了展望。

渭河流域地表水可利用量分析计算

地表水可利用量是流域和区域水资源规划的重要指标。本文应用断面过流量减去河道内生态需用水量与河道外难控制利用弃水量，并扣除二者间重复计算量的算法，利用华县、状头两个水文站断面实测和统计数据，分析计算渭河多年平均地表水可利用量为54．91亿-66.33亿m^3／a。

小区生态水环境系统之雨水利用设计

在介绍城市生态居住区水环境规划体系的基础上,系统介绍了天津港服务区的雨水利用规划及设计,包括雨水利用原则、设计参数的确定、雨水的收集,此外还探讨了中水系统、绿地喷灌系统以及水景水质处理等设计要点。

银川市城市生态环境需水量现状分析

以银川市作为典型人工生态环境系统来研究,根据银川市基本资料,分别从城市生活用水、城市工业用水和自然环境用水3个方面计算了银川市城市生态环境需水量.并由此得出,银川市绿地与湖泊需水量分别占生态环境需水量的9.4%和42.7%.生活需水量占生态环境需水量的16.3%,工业用水占生态环境需水量的34.6%,生活和工业需水量与自然环境需水量基本相等,湖泊需水量接近绿地需水量的5倍等计算成果.