基于低碳发展模式的水资源合理配置

总序

序

前言

第1章绪论

1.1气候变化背景

1.2人类社会发展模式与低碳发展模式的提出

1.3全球碳源／汇演变与水资源系统之间的关系

1.4研究的必要性与意义

1.5关键科学问题

上篇理论与技术

第2章基于低碳发展模式的水资源合理配置理论基础

2.1水利水电开发与碳平衡之间的关系

2.2区域碳水耦合机制研究现状及发展趋势

2.2.1研究现状

2.2.2发展趋势

2.3水资源合理配置研究现状及发展趋势

2.3.1研究现状

2.3.2发展趋势

2.4区域碳水耦合机制的基本认知

2.4.1区域碳水耦合的内涵

2.4.2水循环

2.4.3碳循环

2.4.4水循环对碳循环的影响

2.4.5碳循环对水循环的影响

2.5基于低碳发展模式的水资源合理配置理论基础

2.5.1内涵

2.5.2总体任务

2.5.3基本特征

2.5.4配置目标

2.5.5配置原则

2.6本章小结

第3章基于低碳发展模式的水资源合理配置技术框架及关键技术

3.1基于低碳发展模式的水资源合理配置技术框架

3.2区域碳水耦合机制识别的关键技术

3.2.1区域碳水耦合系统概化

3.2.2原型观测与遥感解译

3.2.3碳水耦合模型构建

3.3基于低碳发展模式的水资源合理配置关键技术

3.3.1技术框架

3.3.2关键技术

3.4本章小结

第4章区域碳水耦合模拟模型

4.1模型功能需求分析及建模总体思路

4.1.1模型功能需求分析

4.1.2建模总体思路

4.2区域碳水耦合模型物理概化

4.2.1空间结构

4.2.2时空尺度嵌套

4.3要素过程模拟

4.3.1能量流动

4.3.2水循环

4.3.3碳循环

4.4模型校验

4.4.1校验策略

4.4.2校验准则

4.5本章小结

第5章基于低碳发展模式的水资源合理配置模型

5.1模型功能需求分析与建模策略

5.1.1模型功能需求分析

5.1.2建模策略

5.2模型结构

5.3目标函数与约束条件

5.3.1目标函数

5.3.2约束条件

5.4模型求解

5.5本章小结

第6章不同社会经济发展模式下的碳排放与需水预测

6.1社会经济发展模式构建

6.2碳排放预测方法与基础模型

6.2.1Cobb-Douglas动力学关系模型

6.2.2能源强度模型

6.2.3马尔科夫链模型

6.3需水预测方法

6.3.1人口发展与城镇化进程预测

6.3.2区域社会经济发展指标预测

6.3.3生产需水预测计算

6.3.4生活需水预测计算

6.3.5生态环境需水预测计算

6.4本章小结

下篇实践应用

第7章白洋淀流域概况及主要生态环境问题

7.1自然地理概况

7.1.1地理位置

7.1.2地质地貌

7.1.3河流水系

7.1.4气候与水文

7.1.5土壤与植被

7.2社会经济概况

7.2.1行政分区与人口

7.2.2经济发展与能源利用

7.2.3水土资源开发利用

7.3主要生态环境问题

7.3.1水资源短缺，地下水超采严重

7.3.2生态用水与用地被挤占，加剧湿地萎缩

7.3.3面源污染加剧，水质不断恶化

7.4本章小结

第8章白洋淀流域碳水耦合机制识别及演变规律

8.1流域碳水耦合系统概化

8.2模型数据来源与处理

8.2.1气象参数

8.2.2数字高程数据

8.2.3水文地质参数

8.2.4土地利用参数

8.2.5土壤特征参数

8.2.6植被特征参数

8.3模型校验

8.3.1水循环要素校验

8.3.2碳循环要素校验

8.4流域碳水耦合作用机制识别

8.4.1碳循环要素演变规律

8.4.2水循环要素演变规律

8.4.3碳水耦合定量化关系

8.5本章小结

第9章不同经济发展模式下的白洋淀流域碳排放与需水预测

9.1白洋淀流域碳排放预测与分析

9.1.1数据来源

9.1.2参数估计与模型修正

9.1.3预测结果与分析

9.2白洋淀流域需水预测与分析

9.2.1社会经济发展指标

9.2.2生产需水

9.2.3生活需水

9.2.4生态需水

9.2.5流域总需水

9.3本章小结

第10章基于低碳发展模式的白洋淀流域水资源合理配置

10.1配置方案集设置

10.1.1方案集设置依据

10.1.2不同水平年的配置方案

10.2配置结果与分析

10.2.1基准年

10.2.22015水平年

10.2.32020水平年

10.2.42030水平年

10.3方案比选

10.3.1基准年

10.3.22015水平年

10.3.32020水平年

10.3.42030水平年

10.4推荐方案下的保障措施

10.5本章小结

第11章结论与展望

11.1结论

11.2展望

参考文献

气候变化和人类活动对生态环境与社会经济系统的干扰日益加剧。在经济快速发展的背景下，我国仍未完全脱离高投入、高消耗、高排放的传统经济社会发展模式。在这种背景下，区域城镇化、工业化快速推进和居民消费结构变化对区域水资源和能源的需求量也不断增加……《基于低碳发展模式的水资源合理配置(精)》(作者严登华、秦天玲、王浩、翁白莎、宋新山)系统梳理了碳水耦合模拟和水资源配置的国内外研究进展，以碳循环和“自然-人工”二元水循环的耦合机制为基础，初步提出了基于低碳发展模式的水资源合理配置的基本理论与方法。随着社会经济的发展，以化石燃料消耗为主因的碳排放量呈增加态势，而水/土资源的过度开发利用和生态用水不断被挤占又降低了生态系统的碳捕获能力，二者共同导致区域碳的净排放量增加。与传统模式相比，基于低碳发展模式的水资源合理配置将碳的净排放过程与水资源系统联系起来，以碳排放与社会经济用水、碳捕获与生态需水之间的关系为主要对象，合理压缩社会经济系统用水即实施节水措施来降低社会经济需水，通过水资源和碳的净排放联合配置抑制碳排放、提高生态系统供水的保障程度，进而增强碳的捕获能力。本书基于"自然-人工"水循环与碳循环辨识了区域碳水耦合作用机制，提出基于低碳模式的水资源合理配置内涵、总体任务、基本特征、目标与原则。以该理论为基础，构建碳水耦合概念系统，绘制碳水耦合系统网络图，结合碳水耦合模型和野外原型观测技术定量化化识别碳水耦合机制，并预测未来需水量和碳排放量。