黄河流域九省(区)人口-水资源-经济-生态环境系统耦合协调发展及障碍因素分析

黄河流域九省(区)人口扩张和经济发展带来一系列资源和环境问题,亟待探究其人口-水资源-经济-生态环境(PWEE)系统耦合协调关系,促进黄河流域高质量发展。针对黄河流域九省(区)构建了PWEE系统耦合协调发展评价指标体系,采用熵权法、耦合协调度模型和障碍度模型,对2008—2020年黄河流域九省(区)PWEE系统综合发展水平、耦合协调状态和障碍因素进行分析。结果表明:黄河流域九省(区)PWEE系统及其各子系统综合发展水平呈上升趋势,耦合协调度从2008年的0.56上升至2020年的0.69,由勉强协调进入初级协调阶段,水资源子系统一直是影响九省(区)PWEE系统协调发展的限制因素,其平均障碍度从2008年的49.05%增加至2020年的55.48%,人均水资源量为主要障碍因子。

河流—洪泛区环境系统特征的初步研究

河流和洪泛区具有水文和生态上的密切联系而构成一个统一的环境整体,由此提出了河流—洪泛区环境系统的概念,并从整体性、异质性、开放性、复杂性、脆弱性等方面对其特征进行了分析研究。洪泛作用对于河流—洪泛区环境系统整体性的维系起着重要作用,环境系统的异质性体现在空间尺度上的异质性和时间尺度上的异质性2个方面,环境系统具有开放性,在自然因素和人类活动的双重影响下,环境系统呈现出复杂性和脆弱性。

黄河流域资源-环境-经济耦合协调发展研究

黄河流域高质量发展应是资源-环境-经济的协调发展。为了给黄河流域高质量发展决策提供参考,构建了黄河流域资源-环境-经济复合系统综合评价指标体系,基于2004—2017年《中国统计年鉴》《黄河水资源公报》、黄河流域各省区统计年鉴的有关数据,采用极差变化法、熵权法和耦合协调度模型,对黄河流域资源、环境、经济3个子系统及其复合系统耦合协调状况进行综合评价,并设定不同发展情景进行预测。结果表明:①黄河流域资源-环境-经济复合系统综合评价值逐年增大,其中资源子系统综合评价值最大、经济子系统综合评价值次之、环境子系统综合评价值最小。②黄河流域资源-环境-经济耦合协调状态不断改善,于2011年实现了由轻度失调到濒临失调的良好过渡,但目前耦合协调水平仍然很低,各子系统间发展不协调尤其环境对经济发展的制约问题突出。③从设定情景的预测结果来看,以2017年资源、环境、经济3个子系统综合评价值0.311、0.109、0.259为基准,若环境子系统综合评价值提升0.2同时经济子系统综合评价值提升0.1,则可使资源-环境-经济复合系统达到勉强协调状态;若资源、环境、经济3个子系统综合评价值均达到0.650,则可达到良好协调的较高质量发展状态。④为实现黄河流域高质量发展,首先要解决环境、经济这2个子系统综合评价值较小的问题,弥补耦合协调发展的短板,环境子系统应重点增加工业污染治理投资、提升工业固体废弃物综合利用量、减少工业固体废弃物产量,经济子系统应着重提升第一产业比重、固定资产投资额及社会消费品零售总额。

山区河谷-水系演化及环境效应研究——以金沙江为例

随着河流地貌学研究的深入,河谷-水系演化及环境效应成为了国內外重要研究领域。首先对河谷-水系演化及环境效应研究的国内外进展进行回顾与前瞻。金沙江可谓是山区河谷-水系演化的典型代表,以金沙江河谷-水系演化及环境效应研究为例,认为:河谷-水系变迁及环境效应实质上是区域性陆地地表环境演变的过程,也是深切河谷区中最基本最重要的演变形式,是中外地学研究急需解决的重要科学问题;立足于基于区域自然地理背景的河流地貌学研究,以河流地貌学为主进行自然和人文的多学科理论与方法的拓展性研究,系统全面地从地质历史和发生学角度分析研究山区河谷-水系及环境效应得到机理性和科学性的认识;将构造与构造运动、气候变化、层状地貌、河谷沉积等综合系统研究,将长时间尺度河谷-水系演化与现代地理过程、格局、特征、效应相结合,既揭示山区河谷-水系发育史,又构建现代河谷地域系统高梯度效应框架体系,突显流域系统演化和系统论的理论与应用,可促进河流地貌学的进一步创新,以及大江流域水系与河谷地貌的应用研究。

黄河数学模拟系统建设规划

为推动"数字黄河"工程深度发展,开展"数字黄河"工程黄河数学模拟系统建设规划,明确"十二五"期间黄河数学模拟系统建设目标与原则,设计模拟系统总体结构,提出面向防汛减灾、水资源管理与调度、水资源保护、水土保持、流域规划等业务亟待建设的模型及集成实现工作,明确支撑系统的模型不确定性及评价、复杂数据高效存取及其仿真可视化、协调大尺度和跨学科模型集成及云服务、卡尔曼滤波法和三维/四维变分同化,以及水循环及其多物质输移过程模拟等关键技术。

水库运行对下游河道横向连通性的影响

水库建设及运行对坝下河流-洪泛区系统的生态格局产生显著影响.以海南省万泉河流域牛路岭水库下游加积至河口段为对象,基于河道平面二维水动力模型,开展水库调节对下游河流-洪泛区系统横向连通性的影响研究,重点关注淹没面积量级和频率、长程相关等特性的变化.结果表明:水库调节使得下游大范围的天然水力过渡区转变为淹没区或干燥区,其尖峰厚尾分布特性削弱,极大地降低了洪泛区与主河槽的横向水力联系;淹没范围的长程相关性增加,淹没区与干燥区的交替周期延迟;不同水库调节情景对淹没情势的影响程度差异较大.

黄河流域3E系统耦合协调发展评价与分析

能源、经济和生态环境相辅相成,它们之间的耦合协调发展评价可为地区实现可持续发展提供政策参考。基于2005—2017年黄河流域流经9个省(区)的数据,构建能源-经济-环境(3E)系统耦合协调发展评价体系,利用综合赋权法和耦合协调评价模型对其进行测算。结果表明:黄河流域能源、经济与环境之间的协调发展仍然存在矛盾;2005—2017年,黄河流域3E系统耦合协调发展呈现出从勉强协调到高度协调趋势,不同子系统之间存在显著差异;9省(区)3E系统耦合协调发展也呈现出勉强协调到高度协调的时间演化趋势;从空间差异视角分析,黄河流域3E系统耦合协调发展仅处于勉强协调水平,且呈现显著的省(区)差异,其中,青海省、四川省3E系统耦合协调发展处于中度协调水平,远高于其他省(区)。