海河流域水循环多维临界整体调控阈值与模式研究

总序

序

前言

第1 章 绪论 1

1.1 水循环多维调控的基本概念 1

1.1.1 水循环的多维属性 1

1.1.2 水循环多维系统的临界特征 2

1.1.3 多维调控决策 3

1.2 国内外研究进展 8

1.2.1 水资源多目标决策与多维调控研究 8

1.2.2 流域水资源配置研究 11

1.2.3 阈值及其应用 16

1.2.4 临界调控的应用 18

1.3 海河流域现状 19

1.3.1 经济社会现状 19

1.3.2 供用水现状 20

1.3.3 水生态环境现状 21

1.4 海河流域水循环多维临界调控的主要科学技术问题 25

1.4.1 主要水问题 25

1.4.2 水资源合理调控的主要科学技术问题 27

1.5 研究目标与内容 29

1.5.1 研究目标与任务 29

1.5.2 主要研究内容 29

1.5.3 研究技术框架 31

1.6 主要研究成果与创新 32

1.6.1 主要研究成果 32

1.6.2 主要创新点 33

第2 章 流域水循环多维调控理论体系 35

2.1 水循环的系统特征 35__ 2.1.1 系统科学及其主要技术理论 35

2.1.2 水资源利用的复合系统 36

2.1.3 水循环的二元特征 37

2.1.4 水循环的多维系统特征 38

2.2 水循环多维调控的内容与框架 39

2.2.1 各维调控目标与内容 39

2.2.2 多维临界整体调控框架 40

2.3 多维临界调控的准则与表征指标 42

2.3.1 多维临界调控的基本性质与宏观准则 42

2.3.2 多维整体调控的综合指标体系 43

2.3.3 多维临界调控的主要表征指标 45

2.4 多维临界调控的决策机制 46

2.4.1 多维临界调控的宏观准则 46

2.4.2 基于水量平衡的水资源决策机制 47

2.4.3 基于效益最优的经济决策机制 49

2.4.4 基于公平的社会决策机制 49

2.4.5 维系生态功能良好的生态决策机制 50

2.4.6 维系水体功能的环境决策机制 51

第3 章 流域水循环多维调控方法 52

3.1 多维目标之间的关联性与整体性 52

3.2 目标函数的建立 53

3.2.1 五维归一化目标函数 53

3.2.2 WEDP 最大目标函数 54

3.2.3 多维调控指标权衡分析 56

3.3 水循环多维临界调控模型 58

3.3.1 水循环多维临界调控技术体系 58

3.3.2 DAMOS 模型 58

3.3.3 ROWAS 模型 65

3.3.4 EMW 模型 68

3.4 水循环多维调控方案评价与比选 72

3.4.1 多维调控方案评价基础理论 72

3.4.2 多维调控方案评价模型 77

第4 章 海河流域水循环多维临界调控模式与阈值标准集 82

4.1 海河流域多维临界调控面临的国家需求 82

4.1.1 海河流域未来经济社会发展的基本定位 82 4.1.2 经济社会发展对水利保障和科技发展的需求 83

4.1.3 海河流域水利保障的目标和任务 85

4.1.4 水资源配置格局中的关键问题 86

4.2 多维临界调控目标(理想点) 及其阈值 87

4.2.1 资源维 88

4.2.2 经济维 90

4.2.3 社会维 92

4.2.4 生态维 93

4.2.5 环境维 94

4.3 多维临界调控方案设置 95

4.3.1 三层次递进方案设置思路 95

4.3.2 层次一: 水循环系统可再生性维持 96

4.3.3 层次二: 经济社会发展与生态环境保护协同发展模式 100

4.3.4 层次三: 提高水资源保障能力 103

4.4 多维临界调控模式 106

4.4.1 组合方案的合理性分析 106

4.4.2 多维临界调控方式 107

4.4.3 重要方案选取与特征 107

4.5 临界调控阈值分析 111

4.5.1 超采量?入海水量与国民经济用水量 111

4.5.2 国民经济用水量?粮食产量与GDP 112

4.5.3 GDP 与COD 入河量 114

4.6 水资源环境经济效益最大的经济用水总量阈值 115

4.6.1 用水量与水资源影子价格的关系 115

4.6.2 用水量与GDP 的关系 117

4.6.3 用水量与水资源耗减成本的关系 118

4.6.4 用水量与水生态环境退化成本的关系 119

4.6.5 用水量与水环境保护成本的关系 123

4.6.6 经济用水总量与GDP 临界阈值 124

第5 章 海河流域水循环多维整体调控措施与方案 127

5.1 经济社会发展?生态环境保护及其水资源需求预测 127

5.1.1 宏观经济及社会发展趋势预测 127

5.1.2 需水预测基本方案 128

5.1.3 供水预测基本方案 129

5.2 基本方案调控效果 132

5.2.1 供需分析与配置 132 5.2.2 水资源保护规划 134

5.2.3 生态水量配置 135

5.2.4 基本方案评价 136

5.3 多维临界调控方案的比选与评价 138

5.3.1 序参量?有序度和系统熵 138

5.3.2 (系列) 组合方案的协调度及其综合距离 143

5.3.3 方案比较与分析 146

5.3.4 调控结论 157

5.4 调控方案风险分析 161

第6 章 总量控制策略及生态环境效应分析 162

6.1 总量控制指标分析 162

6.1.1 总量控制策略 162

6.1.2 总量控制指标选取 162

6.1.3 地表水取水总量 164

6.1.4 地下水开采总量 165

6.1.5 ET 总量与国民经济用水总量 165

6.1.6 排污总量 169

6.1.7 入海水总量 171

6.1.8 生态用水总量指标 172

6.2 南水北调工程通水后海河流域生态环境效应预测 175

6.2.1 南水北调工程主要生态环境效应影响因子 175

6.2.2 推荐方案南水北调生态环境效应综合评估 175

6.2.3 不同方案生态环境影响差异性分析 185

6.3 生态环境评估技术 186

6.3.1 卫星遥感技术用于流域生态多样性评价 186

6.3.2 咖啡因示踪技术在潘家口-大黑汀水库的应用 192

6.3.3 潘家口-大黑汀水库及白洋淀湿地的藻类调查 195

6.3.4 潘家口-大黑汀水库微囊藻毒素的测定 199

6.3.5 水资源环境经济核算应用 203

第7 章 海河流域水资源可持续利用对策 209

7.1 节水与非常规水源利用 209

7.1.1 节水潜力分析与节水目标 209

7.1.2 节水规划措施 211

7.1.3 灌溉节水的重点———大型灌区节水改造 215

7.1.4 非常规水源利用 217__ 7.2 水资源配置工程 219

7.2.1 总体布局 219

7.2.2 跨流域调水工程 220

7.2.3 当地水配置工程 222

7.3 水资源保护 226

7.3.1 污染源防治 226

7.3.2 重要水库水源地保护 227

7.3.3 地下水压采 229

7.3.4 地下水污染防治 231

7.4 河流湿地水生态修复 232

7.4.1 主要河流生态水量配置 232

7.4.2 主要湿地生态水量配置 233

7.4.3 水生态修复重点项目 234

7.5 实行最严格的水资源管理制度 237

7.5.1 流域水资源管理现状和实行最严格的水资源管理制度意义 237

7.5.2 严格取水总量控制 239

7.5.3 加快推进节水型社会建设 243

7.5.4 加强水功能区监督管理和水生态修复 244

7.5.5 加强水利信息化建设? 完善流域水资源监测网 246

7.5.6 提高水利的社会管理和公共服务能力 247

参考文献 251