水-能源-碳排放复杂关系研究进展及展望

系统梳理水-能-碳复杂关系的概念内涵,认为其本质是水资源、能源以及碳排放在整个产品生命周期过程 中的相互关系。回顾了复杂关系的近今进展,可将评估方法归纳为基于耦合关联视角的评估、基于整体协同视角 的评估、基于风险与韧性视角的评估以及基于土地利用视角的综合评估。在此基础上,建议未来应重点关注 4 个 前沿议题,即基于水-能-碳承载力的国土空间优化研究、水-能-碳视角下资源消耗与经济增长脱钩分析、水-能-碳 复杂关系确定性与不确定性量化分析以及水-能-碳工程措施助力“负排放”,旨在通过水-能-碳系统协同管理推动 绿色高质量发展。     

晋江流域水量分配与生态环境补偿机制

基于已颁布的晋江下游分水方案,对晋江上游水量分配的研究思路与研究重点进行分析与探讨,以水资源可持续利用、权责利相统一、公平兼顾效率作为分水的基本原则,将流域地表水资源总量作为分配对象,提出了以存量体现公平、增量体现效率的水量分配思路,构建晋江全流域的水量分配方案。以流域水量分配方案作为基础和保障,引入流域上下游生态环境保护补偿机制,其中补偿额度通过修正后的流域上游各区域的水资源生态服务价值确定,资金分摊和分配主要以上游各区水资源贡献率和下游各区域分水比例为依据。通过流域水量分配方案和生态环境保护补偿机制有机结合,提出一种新的流域水资源管理模式。     

基于梯形模糊数的不确定性河道生态需水模型及其应用

将模糊数引入河道生态需水估算方法中,建立了模糊生态流速和模糊生态水力半径的概念。以抛物线型过水断面河道为例,在扩展原理的基础上,建立了流量与模糊生态流速、模糊生态水力半径的函数关系,提出了基于梯形模糊数的不确定性河道生态需水模型,设计了算法流程。以杜柯河壤塘站为例进行研究,计算并给出了其不确定性河道生态需水量的结果。最后利用Tennant法对所建模型的实用性进行了验证,并对计算结果的表达形式进行了分析。结果表明本文方法得到的结果更合理,效果更好。     

中国 2001 年- 2010 年水资源量变化及其影响分析

根据 2001 年- 2010年5中国水资源公报6的水资源量与第二次水资源调查评价的45 年系列成果, 分析了中国近 10 年水资源的变化情况, 认为: 通过论证全国一级区的 45 年的天然径流量及其延长系列, 表明 45 年系列成果仍具有一定的代表性; 从全国水资源一级区上看, 大部分区域偏枯, 仅有淮河区和西北诸河区偏丰, 地表水资源量的丰枯分布情况决定了水资源总量的丰枯分布; 近 10 年, 气候变化和人类活动使北方地区水资源情势进一步恶化, 枯水时段进一步延长, 北少南多的水资源分布格局进一步加剧。     

基于MIKE21FM的北京市南水北调配套工程大宁水库突发性水污染事故模拟

大宁水库库尾位于交通节点附近,存在交通事故引发突发性水污染事故的风险。从风险防范与管理角度,利用MIKE21FM模型,以5t硝基苯泄露为例,考虑风、水库调度因素,设定5个情景开展突发事故污染物扩散规律研究。结果表明:(1)不同情景污染物扩散速度和超标水域面积相差较大。无风、不调度情景下,库区水体接近静止,污染物扩散速度最慢;水库向大宁调压池输水20m3/s,西北风12.3m/s情景下,污染物扩散速度最快。(2)与常规调度相比,风速和风向对污染物的扩散影响更大。同样风速情况下,西北风较东北风更利于污染物的扩散。(3)正常情况下(即风速不超过2.56m/s,调水不超过20m3/s),5t硝基苯泄露应急响应时间在15h以上,最不利情况下(风速为20年最大平均风速12.3m/s且调水20m3/s),应急响应时间为4～9h。根据研究结果,一方面建议加强库尾交通疏导,加固桥梁护栏,降低交通事故发生概率;另一方面,建议在现有监测站点规划基础上,新增库尾自动监测站一处。     

基于分形理论的水体富营养状况评价及其验证

在简要介绍分形维数算法的基础上,以乌梁素海2006年5月实测资料为例,初步分析分形理论在水体营养状况评价中的适用性;将基于分形理论的评价结果与国家环境保护部推荐使用的综合营养状态指数法评价结果进行比较分析。结果表明:在对22个采样点的评价中,二者评价的一致性达到91%。两种方法的评价结果仅有两个采样点不同。从全湖的评价结果看,乌梁素海已经达到富营养重富营养水平,与已有的研究成果相一致。评价结果充分说明分形维数法可以应用于乌梁素海的富营养化评价研究,但其在其他水体的普适性尚待进一步验证。另外,分析了分形理论在水体营养状况评价研究中存在的问题和不足,并对未来的发展趋势进行展望。     

雪冰中黑碳的研究进展

黑碳气溶胶是大气气溶胶的一种重要成分,沉降在雪冰中可减小雪冰表面的反照率,影响雪冰的融化过程,导致全球和区域气候变化。黑碳气溶胶沉降在雪冰中产生的辐射强迫效应值得关注。中国是黑碳气溶胶排放大国,雪冰黑碳的问题值得关注。现简要介绍雪冰中黑碳研究的意义,着重综述雪冰中黑碳的来源,历史环境记录,现有的计算雪冰中黑碳对反照率影响的方法以及其辐射强迫效应的研究。对未来雪冰中黑碳的研究进行了展望,提出3点今后需加强研究的内容。     

我国内陆核电发展过程中水资源安全相关问题

核电作为一种清洁能源,在我国的能源结构调整和节能减排中起着举足轻重的作用,但其潜在的放射性污染会对水资源安全构成一定的威胁。由于自然环境和社会因素的巨大差异,内陆核电的水资源安全问题更加凸显。在简要介绍了核电站运行原理及安全设计后,阐述了国外内陆核电的状况。从放射性液态流出物污染、冷却水污染和硼污染三方面分析了内陆核电站运行对水资源安全的影响以及我国的控制措施。从水资源管理思路、水资源论证深度、水资源应急响应机制三个方面论述了我国内陆核电水资源管理中亟待加强的方面。     

高校生活节水技术与措施改进研究——以北京师范大学为例

高校是用水大户,研究与改进生活节水技术与措施意义重大。以北京师范大学为例,通过分析该高校的生活用水情况、节水措施,指出节水工作中存在中水处理能力不足、学生使用自来水浪费、洗澡用水量过大、冲厕用水浪费、用水器具常损坏导致漏水损失的问题。针对上述问题,提出了增加中水处理规模、基于定额管理的学生宿舍自来水用水控制、基于阶梯式水价的学生洗澡用水控制、冲厕水量控制、供水系统故障举报奖励机制这五项节水技术与措施。上述技术措施是在现有节水技术措施上的改进和完善,具有良好的可行性。在采取上述措施后,学校每年可节水约22.8万m3,节水效益明显。     

北京市实施最严格水资源管理制度的探讨

水资源短缺是北京市经济社会可持续发展的瓶颈,最严格水资源管理制度是缓解水资源短缺严峻形势的必由之路。在缺水形势深化的现实情况下,亟需对北京市现有水资源管理制度进行分析和讨论。通过梳理北京市水资源管理体制、总量管理、节约用水管理、水环境管理等制度现状,总结出当前在管理机制、政策法规及管理能力方面存在的不足,进一步提出了加强水资源统一管理、完善水资源管理法规体系、健全规划水资源论证及加强水资源信息化建设等改进建议。