新时期长江流域生态补偿机制与关键科学问题研究

流域生态补偿是协调长江经济带经济社会发展与生态环境保护矛盾的重要手段。当前,长江流域生态补偿实践中仍面临着整体性和系统性不足、补偿标准依据缺乏、市场体系不健全、责权利不清晰等问题。根据新时代长江保护与发展的战略需求,新时期长江流域生态补偿需要具备更为丰富的内涵,亟需针对长江流域经济社会发展与生态资产保护的多维互馈关系及良性协同机制、流域生态资产的定量核算方法与生态服务空间流转特征、多元化流域生态补偿格局与长效运行机制、区域试点示范引领与全流域统筹协调推进之间的关系等关键科学问题开展系统研究,并从创新体制机制、完善技术体系、强化立法保障、培育市场主体等方面为探索制定长江流域生态补偿总体框架提供科技支撑和政策建议。

长江科学院流域水环境专业研究进展及展望

分析了流域水环境专业的社会需求,阐述了长江科学院流域水环境专业的定位和主要研究方向,分6个方面介绍了流域水环境研究所创建5 a来取得的主要科研成果:1湖库富营养化水体和藻类治理技术;2农村水电生态环境影响评价方法及保护对策;3河湖纳污能力计算方法和评价技术;4水库对河流水沙与营养物质连续传输影响及生态响应机制;5重金属及环境激素污染水土体治理及生态修复技术;6地下水污染治理技术。最后对流域水环境专业在治江科研工作的几个重点研究领域进行了讨论和展望。

长江流域水资源开发保护中的关键科学和技术问题

为了应对长江流域水资源开发保护面临的新要求和新挑战,对所涉及的关键科学和技术问题进行了探讨。研究表明,新时期下的长江流域水资源开发保护需要具有整体性和系统性的水问题治理目标和模式,其中涉及到的关键科学与技术问题包括:气候变化和人类活动等多因素影响下四水问题耦合驱动机制、水环境与水资源开发保护及经济社会发展的相互作用关系、四水问题多维系统治理与保护技术及集成方法和协调多利益主体的水资源多目标协同保护与开发管理体制机制。对上述关键科学和技术问题进行了解析和阐释,总体而言需要从理论、技术和管理等多个层面进行解决。研究成果可为长江大保护与长江经济带绿色发展战略的实施提供理论支撑。

三峡水库蓄水后库区水沙变化及其生态环境响应特征

三峡水库举世瞩目,是长江保护与治理的关键性枢纽工程,水库自2003年蓄水运行后库区水沙条件均发生了显著改变,对库区水生态环境产生了深远影响。本文系统综述了三峡水库蓄水运行后库区的水流动力特性和泥沙淤积特性,总结了蓄水后水库的新水沙运动情况;从水库蓄水运行后水质参数特征,营养物质、重金属和典型有毒有机污染物的赋存特征等方面,分析了三峡水库库区新水沙变化条件下的水环境响应特征;基于水库蓄水前后浮游植物、底栖动物等重点生物群落的现存量和群落特征变化规律,探索了三峡水库新水沙变化条件下库区的水生态响应特征;最后对未来三峡水库运行下的水生态环境效应研究提出展望,本文可为三峡水库水生态环境保护科学研究和管理提供新的认识和决策参考。

新时期长江流域水资源保护利用管理体制机制研究

针对当前长江流域水资源保护利用管理存在的问题和诸多难题,对新时期长江流域水资源管理体制机制重构和完善路径进行了探讨。为破解制约流域水资源保护利用可持续发展的体制机制障碍,长江流域水资源管理应遵循流域整体性和复杂性规律,在流域协调机制框架上,健全统分结合、整体联动的管理体制,打造多元参与的流域治理共同体,健全完善多元化生态补偿机制、跨省河湖长制监督机制、控制性水工程统一调度管理机制、流域水资源保护利用空间管控及市场运行机制,从而推动长江流域治理体系现代化。

浅谈长江经济带水生态环境问题与保护管理对策

随着气候变化和人类活动影响的加剧,长江水生态环境安全面临巨大压力,直接影响到长江经济带乃至全国经济社会的发展。本文通过梳理长江水生态环境保护管理现状和存在的主要问题,围绕系统治理和统筹协调,提出环境保护管理对策,以期为长江经济带可持续发展提供依据。

汉江流域蓝绿水资源变化特征及其主要影响因素分析

汉江流域作为南水北调中线工程重要水源涵养地,统筹调控水资源量有助于推动汉江流域水资源保护和汉江经济带发展。基于SWAT模型,采用Mann-Kendall(M-K)检验等数理统计方法,模拟分析汉江流域1985—2019年降水量、气温、蓝绿水资源变化及其对气候变异和土地利用变化的响应。结果表明:近35 a来,汉江流域多年平均绿水资源量约为多年平均蓝水资源量的1.74倍。全流域蓝水资源和绿水资源均呈现出不显著的增加趋势;在空间上,蓝绿水资源总体分布特征均呈现出由西部、北部向东南逐渐增加的趋势。流域内蓝绿水资源量变化同时受气候及土地利用的影响,气候变化是主要因素,土地利用变化的影响则较小。

长江流域重点监控用水单位监管工作分析

重点监控用水单位是社会用水的重要单元,是水资源监督管理的主要对象。为加强长江流域重点监控用水单位监督管理工作,采取线上监控+线下监督检查的监管模式,建立并定期更新重点监控名录库、开发并完善重点监控用水单位管理系统、开展重点监控用水单位节水调查、进行重点监控用水单位用水数据量化分析以及开展重点监控用水单位现场监督检查等工作。针对存在的重点监控管理系统有待完善、监控覆盖范围有待扩大、用水效率监控相对薄弱等问题提出建议。

2022年长江流域干旱特征分析与新时期抗旱减灾应对模式探讨

受大气环流异常影响,2022年长江流域夏季高温伏旱持续时间长、影响范围广、致灾程度大。分析了近15 a来长江流域历年干旱灾害事件和本次干旱特征,以及长江流域抗旱减灾体系建设现状以及在2022年干旱应对中的成效。在此基础上,提出了新时期下抗旱减灾的总体应对思路:(1)以优化国土空间布局为切入点,从源头上规避干旱灾害风险;(2)以空间上的立体调蓄与时间上的峰蓄枯补为路径,实现干旱灾害的过程防控;(3)以优化水利工程运行调度方式为手段,实现防汛抗旱统筹调控;并针对旱情评估与预测、旱灾风险研判和旱灾风险应对共3个方面的关键环节,提出了抗旱减灾方面的科技需求。

长江干流跨省横向生态补偿机制框架探讨

长江是中华民族的母亲河,推动建立长江流域横向生态保护补偿机制,对于理顺流域生态保护地区与受益地区的利益关系,促进流域高水平生态保护和高质量发展具有重大意义。以长江干流为对象,提出了基于水质水量的长江干流跨省横向生态补偿框架,探讨了横向生态补偿的补偿要素、补偿标准、补偿资金分摊、监测考核指标和保障体系,并采用2018年数据初步开展了长江干流跨省横向生态补偿案例研究。研究结果表明长江干流横向生态补偿的主要出资省(自治区、市)为江苏、上海、安徽,获得补偿的省(自治区、市)为四川、青海、云南、西藏、江西,体现了长江干流下游受益省份对上游保护省份的补偿关系。研究认为长江干流应建立一个全流域层面多省份同时参与的横向生态补偿机制,初期可以水质水量为补偿要素,未来可逐步拓展补偿要素范围,提高补偿考核标准,完善生态补偿保障体系。

新时代长江水资源开发保护思路与对策探讨

针对长江水资源开发保护中存在的主要问题,以及新时代长江经济带发展和长江大保护背景下面临的新要求,展开了专项分析研究。研究结果表明:正确把握长江水资源开发保护与水环境治理及经济社会发展之间的关系,是协调长江经济带发展与长江大保护的关键所在。根据研究结果,提出了应当以水环境改善为突破点的长江水资源、水环境、水生态以及水灾害等四水共治的思路;同时还提出了管理与技术、经济与法律及文化等多种手段相结合的针对长江水资源开发保护的对策和建议。

长江流域水生态文明城市试点建设浅析

水生态文明是生态文明的重要组成和基础保障,基于长江流域第1批水生态文明城市建设试点技术评估,对长江流域水生态文明城市建设成效进行分析;通过资料复核、现场查勘等方法对任务与指标完成情况、建设成效及保障措施落实情况、宣传推广情况进行分析,总结了不同发展水平、不同水资源条件、不同水生态状况下的5条建设模式与7条建设经验。研究成果为进一步完善推行河湖长制、生态红线划定和生态空间管控、水生态补偿等方面的制度体系提供支撑;为进一步提升长江流域水生态文明建设的指导水平和管理能力提供参考。

适应长江经济带绿色发展的长江水资源开发保护总体战略

经过了近5年的生态环境整治和经济社会发展绿色转型,长江水资源开发保护取得了显著的成效。但过去40多年粗放型的经济发展所带来的负面影响难以在短期内得到根除,长江生态环境面临的形势依然严峻复杂,也制约了长江经济带的可持续发展。如何推进绿色发展,实现经济发展和生态环境改善“双赢”是长江经济带绿色发展的新要求和新挑战。通过辨识绿色发展视域下长江水资源开发保护中存在的不足,以生态优先、绿色发展的理念为指导思想,围绕“高效、适度、平衡、和谐”的目标,提出适应于绿色发展需求的长江水资源系统性保护的主要任务与重点工作,以期为探索长江经济带生态优先、绿色发展新路径提供参考和借鉴。

上游梯级水库建成运行对长江总磷输移影响分析及管控对策建议

长江上游梯级水库的建成运行改变了河流水沙条件,河流的天然水文节律被打乱,水沙磷由同步输送转变成非平衡性和不连续性输送,总磷的通量和赋存形态也发生改变。受水量水位调控、泥沙拦截淤积和水库滞热等影响,河流的径流、泥沙、温度等均发生改变,并产生系列生态环境效应。针对新情势下长江总磷问题,尤其是水利工程建设运行导致径流、泥沙、水温和磷的输送变异,从水沙空间格局及磷迁移转化特征等方面梳理长江流域的新情势,并分析了径流泥沙温度变化对磷输送的影响。结合总磷管控现状及存在的不足,建议加强河湖库中总磷标准的衔接,完善总磷环境标准体系,推动水质基准的研究,强化地方和流域标准的制定,并坚持将总磷排放浓度与总量双重控制相结合,最终为总磷问题的有效解决提供支撑。

水电工程生态效益评价指标体系研究

针对水电工程生态效益内涵模糊、生态效益价值难以量化等问题,以三峡工程为例,梳理现有生态效益研究,界定了水电工程生态效益内涵。基于河流生态系统服务功能,从供给服务功能、支持服务功能、调节服务功能、文化服务功能4个方面提出水电工程生态效益评价框架,构建水电工程生态效益评价指标体系。收集相关数据,针对不同效益指标进行定量分析,采取影子价格法等方法将其转换成可量化的经济价值数据。结果表明,三峡工程供给服务功能效益价值为1 047.83亿元,支持服务功能效益价值为200.74亿元,调节服务功能效益价值为833.8亿元,文化服务功能效益价值为195.56亿元,共计2 277.93亿元。研究结果可为长江流域建立生态产品价值实现机制,完善市场化、多元化生态补偿,提供技术支持。

深圳市观澜河流域雨水资源可利用潜力评估

雨水资源化利用是解决城镇化进程中城市水问题的重要途径,对其可利用量进行评估是其中重要的步骤。为给深圳市观澜河流域雨水资源利用提供依据,基于深圳市1984—2018年的日降雨资料,采用基于下垫面分类的雨水资源利用潜力计算方法,计算了深圳市观澜河流域在不同典型年的雨水资源量、雨水资源利用理论潜力、现实潜力。结果表明:观澜河流域具有较大的雨水资源利用潜力,其平水年雨水资源利用理论潜力可达3.74亿m^(3),在70%年径流总量控制率情况下的雨水资源利用现实潜力可达2.42亿m^(3);在同样的降雨条件下,下垫面类型和城市建设条件均会对雨水资源可利用量产生较大影响,增大园林绿地、水体等下垫面面积和增大年径流总量控制率均有助于提升雨水资源的利用。

浮游植物群落结构对生态补水的响应机制

为强化华北地下水超采及地面沉降综合治理,水利部2018年以滹沱河、滏阳河、南拒马河的部分河段作为河湖地下水生态补水试点,启动生态补水工作。为评估生态补水对河流生态环境的改善效果,探索浮游植物群落结构对生态补水的响应机制,选取连续5 a(2018—2022年)进行生态补水的滹沱河和南拒马河开展连续监测(2019—2022年),对浮游植物的群落结构及水环境因子变化展开分析。研究结果表明,生态补水使得受水水体的水质由劣Ⅴ类逐渐向Ⅱ类转变,至补水第3 a基本达到最佳水质状态;受水环境因子的影响浮游植物群落结构发生较大变化,浮游植物密度、生物量、蓝藻门种类数、密度百分比及优势种优势度均总体呈现降低趋势;硅藻门种类数和密度百分比、Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数则总体呈升高趋势;浮游植物优势种逐渐由蓝藻门种类向硅藻门、绿藻门种类转变。冗余分析结果表明,总氮和pH值是影响补水河流浮游植物群落结构的主要环境因子。

流域水环境数值模拟技术应用及研究展望

在气候变化与人类活动影响新形势下,流域水环境发生了很大变化。水环境数值模拟可以定量描述流域水环境演变过程,是水环境规划、管理与保护工作的重要研究手段。从地表水环境模型、地下水环境模型、流域非点源污染模型3方面,分类归纳了当前主要的水环境数值模拟技术;从流域水环境演变与调控、水利工程对流域水环境的影响研究、水污染防治工程设计、水资源保护规划与管理等方面,总结了流域水环境数值模拟技术的应用情况;最后分析了当前水环境模拟技术的不足,并对流域水环境数值模拟技术的发展趋势进行了探讨。

2020年长江流域防汛抗洪的启示与科技支撑建议

受气候系统异常的影响,2020年长江流域汛期降雨过程频繁、强度大、持续时间长,发生区域性大洪水。系统分析了2020年汛期长江流域暴雨洪水特点以及科技支撑在防汛抢险中的作用,甄别了长江防洪体系中蓄滞洪区建设、支流及湖泊防洪能力、防洪非工程措施等方面的薄弱环节及科技支撑需求。在此基础上,以适应长江经济带高质量发展和长江大保护要求为目标,提出了长江防汛抗洪基础研究和技术研发的对策及科技支撑建议,以期为提升长江流域防汛抗洪能力提供路径和导向。

基于高质量供需平衡的区域水资源优化调控方案——以京津冀地区为例

针对水资源刚性约束要求下区域水资源的配置和调控,根据水资源需求侧的分类需求特性和供给侧的水源结构特征,基于水资源高质量供需平衡理念,分别提出了供需两侧优化配置和调控方案。以京津冀地区为研究对象,通过设置不同水平年的多种供需双向调控情景,开展区域水资源供需分析;基于分析结果,制定了可持续发展的水资源高质量供需平衡方案,并提出了京津冀地区实现高质量供需平衡的调控措施。研究结果表明:①现状情景下,京津冀地区的水资源供需不平衡形势较为严峻,缺水率较高;②建议在规划水平年通过强化节水、调整产业结构、增加调水等措施,逐步对水资源供需进行优化调控,可使京津冀地区的缺水率逐渐减少,由供需矛盾较大逐渐实现基本平衡,直至达到高质量平衡。研究成果具有一定的现实意义。