基于生态-经济重要性的滨湖城市土地开发适宜性分区研究——以无锡市为例

契爷石水库是广东省东莞市的一座中型供水水库,为富营养化水体.为改善该水库水质,2002年10月开始从东江调水,以满足供水的水量和水质要求.在调水后的两年期间,对水文、水质和浮游植物种类和数量进行了调查.本文将调查结果与以往(2000年)调查数据进行了对比,分析了调水后该水库水质和浮游植物的特点和调水对水质的影响.调水直接导致TP浓度显著下降,丰水期的TN浓度有一定下降,但调水并没显著降低枯水期TN的浓度.调水后,丰水期水体的叶绿素a浓度有明显的增加,枯水期叶绿素a浓度大大低于调水前.与调水前相比,调水后浮游植物种类数有明显增加,特别是绿藻种类,蓝藻中的假鱼腥藻和针状蓝纤维藻仍为浮游植物优势种,但硅藻中的短小曲壳藻和针杆藻等成为新的优势种,裸藻的数量大为减少.     

流域土地利用分区空间管制研究与初步实践——以太湖流域为例

流域空间开发和土地利用在推动经济社会发展的同时,对流域生态系统的健康和安全造成了剧烈影响,迫切需要在流域综合管理中充实完善土地利用分区与管制等研究内容,因而成为推动湖泊-流域相互作用研究的重要科学问题之一.本文在回顾相关土地利用分区与管制研究基础上,从流域自然地理单元特殊性和管理目标复杂性出发,探讨了流域水陆系统相互作用机制,分析了流域土地利用分区与空间管制的研究重点与基本思路,提出了流域土地利用分区的技术路线及关键方法,并以太湖流域为例进行了初步的实践探索,提出严格保护区、适度发展区、开发利用区和保留发展区四种类型区及其空间管制要求,符合流域资源环境与经济社会发展实际,为流域可持续开发和保护提供指导.最后,讨论了未来流域土地利用分区空间管制需要进一步研究的重点方向与关键问题.     

基于公平性评估的滨湖城市水环境容量配置研究——以无锡市区COD配置为例

随着发达地区经济社会的快速发展,水污染物排放量急剧增加,甚至超出区域水环境容量,致使水环境不断恶化,并成为制约区域经济社会发展的重要因素.本文综合考虑水环境容量供给能力和需求状况两方面要素,以流域为基本评价单元,采用综合分区技术和矩阵向量模型,构建水环境容量总量指标分配方法,并以无锡市区为例提出水环境容量的多情景配置方案.在此基础上,引入基尼系数方法测度不同方案的公平性,据此进行情景方案的优选.总体上,中心城区及东北部地区配置较大的环境容量,位于太湖上游的西部和西北部地区以及望虞河沿线地区环境容量供给能力较低,配置较少的环境容量.研究结果可为协调区域产业发展与水环境关系、制定差别化的产业准入政策提供科学依据.     

工业化过程的差异对太湖流域水环境质量的影响--以无锡市和湖州市为例

通过对太湖流域处于工业化不同发展阶段的两个城市进行对比,揭示了工业化与工业废水排放之间的关系.分析表明:工业化发展阶段不同,所对应的经济规模和产业结构不同,导致其工业废水排放量与水环境质量不同.目前,无锡市处于工业化的中后期阶段,虽然其工业废水排放水平随人均收入增加在逐渐减少,但是无锡市的水环境污染状况依然严重;湖州市处于工业化加速上升阶段,虽然其工业废水排放水平随人均收入的增加而逐步增加,但是湖州市水环境污染相对较轻.这是因为水环境质量不仅受工业污染源的影响,还受生活污染和农业面源污染的影响,同时还受当地水环境容量的制约.     

太湖流域空间开发适宜性分区与失衡性评估

随着发达地区经济社会的快速发展,建设用地急剧扩张,改变地表下垫面水文条件,成为导致区域水环境不断恶化的重要因素,并引发一系列的资源环境问题.为了促进资源环境与经济社会均衡发展,近年来地理学界开展了大量空间开发功能分区和适宜性分区的研究,为区域空间管理和建设用地调控提供科学依据,但是这些研究大多以单一行政区为对象,缺少流域等跨行政区的自然地理单元的分区研究,忽视了流域经济社会发展与资源环境保护的整体性.为此,本文在借鉴相关分区研究的基础上,以太湖流域为例,探讨了流域单元空间开发适宜性分区指标选择与综合评价等技术方法,将太湖流域划分为高适宜区、中等适宜区、低适宜区和不适宜区等四种类型,并采用数据包络分析方法,探讨了建设用地配置规模与空间开发适宜性的对应关系和均衡程度,据此判断流域空间开发的失衡状态.     

基于改进原型法的太湖流域区域环境信息系统的进化式开发——以无锡市为例

针对传统应用型地理信息系统开发方式的缺点，结合了结构化生命周期法的有效管理模式和原型法快速开发的优点，提出了一种基于改进原型法的进化式开发方法，并在位于太湖流域的无锡市进行了开发实践．     

太湖地区工业绿色化进程研究——以无锡市为例

太湖区域工业化进程的加速,对区域生态环境造成了极大的干扰,积极推进工业绿色化,对保护太湖,推进区域可持续发展具有重要意义．本文以濒临太湖的无锡市为例,通过企业环境统计和问卷调查资料分析,考察该市工业绿色化进程及其与环境压力、企业性质的相关作用,得出以下结论:①无锡市工业绿色化不断发展,工业结构中高污染行业逐步缩减,企业的环境意识不断增强,企业的环境行为有明显改善的趋势;②无锡市目前企业实施绿色化的生产行为主要压力来自政府管制,只有少部分面向国际市场的企业具有较强的市场压力意识;③企业的环境行为与企业的规模、所有制、区位等密切相关,规模大的企业环境行为较好,国有企业和集体企业的环境行为优于外商投资企业和私营企业;④无锡工业绿色化的水平还处于初级阶段．发达地区要推进工业绿色化的进程,仍然要强化政府管制能力,并引导市场和公众发挥更多的作用．     

太湖流域制造业结构变化对水环境演变的影响分析——以苏锡常地区为例

改革开放以来,太湖流域社会经济发展非常迅速,经济结构变动剧烈,相应水环境质量也发生了明显的改变。本文首先分析了太湖流域制造业的变化过程,并讨论了制造业总量及结构变化与废水排放之间的相互关系。着重讨论了重点污染行业结构变化与废水排放变化的对应关系,并提出了太湖流域水环境保护对策,以及今后的研究方向。     

基于湖库水质目标的流域氮、磷减排与分区管理——以天目湖沙河水库为例

湖库水环境保护在保障生产与生活用水、维系生态平衡、发展旅游等方面发挥着重要的作用.水质目标管理是保护湖库水质的最佳管理办法.本文以天目湖地区沙河水库及其流域为研究区域,建立模型模拟沙河水库流域的水文与水质,评估入库污染通量和主要来源;依据水质目标测算氮、磷污染的容量和减排量,结合土地的生态保护与开发适宜性评估,提出氮、磷污染分区减排和土地管控的对策和措施.研究结果表明,沙河水库氮、磷污染物入库通量分别为206.01和3.29 t/a,面源总氮和总磷分别占总入库量的85.7%和67.5%.不同土地利用类型氮、磷输出强度有显著差异,总氮输出强度依次为茶园 >耕地 >建筑用地 >裸地 >草地 >退耕地 >林地 >河湖漫滩,总磷输出强度与地表覆盖度有关,依次为裸地 >建筑用地 >茶园 >耕地 >草地 >退耕地 >林地和河湖漫滩.从氮、磷输移过程来看,沙河水库流域总氮排放量为321.64 t/a,进入河流的为255.53 t/a,在河道输送过程中损失19.4%,最终有206.01 t/a进入水库;沙河水库流域总磷排放量为13.42 t/a,进入河流的为7.90 t/a,在河道输送过程中损失58.3%,最终有3.29 t/a进入水库.不同分区河流氮、磷滞留降解率有很大的差异,中田河总氮、总磷滞留降解能力最强,分别为34.71%和84.31%.2009年的通量计算结果显示,沙河水库总氮达到Ⅳ类水质目标需要的入湖减少量为32.01 t/a,入湖削减比例为15.50%,总氮达到Ⅲ类水质目标需要的入湖减少量为59.66 t/a,入湖削减比例为29.00%;总磷达到Ⅲ类水需要的入湖减少量为0.682 t/a,入湖削减比例为20.70%,总磷达到Ⅱ类水需要的入湖减少量为1.479 t/a,入湖削减比例为44.90%.为了实现基于土地利用的面源污染减排管控,选定植被覆盖度、水源涵养能力、地形坡度、土地利用、氮磷分区贡献量、与道路和村落距离等指标综合评估生态保护价值和开发适宜性,并划定禁止开发区、限制开发区和保护性开发区3个管理分区,最终确定各分区的开发强度限制和管控方式.     

太湖流域水环境变化的货币化成本及环境治理政策实施效果分析——以江苏省为例

首先测算1987-2001年间太湖流域水环境变化货币化成本,结果表明,1987-2001年间全太湖流域水环境呈现阶段性恶化的特征,15年间水环境变化的货币化成本增长了约1251亿元,年均增长速度达6.67 %,其中,太湖流域苏南地区2001年的水环境货币化成本已经占到该地区GDP的19%. 其次,通过构建太湖流域水环境变化政策驱动力模型,检验了太湖流域环境治理政策的运行效果,结果表明,1996年以来实施的环境政策,使得太湖流域的水环境污染货币化成本下降了61.79%,因此,太湖流域的环境治理政策是有效的. 据此,文章最后从流域产业结构调整、发展循环经济以及建立多元的环境治理投融资体系等几个方面,提出了进一步推进太湖流域环境治理的政策建议.     

环境规制对无锡市区污染密集型制造业区位选择的影响

随着生态环境的恶化,发达地区制造业区位选择表现出强烈的环境容量制约性和政府规制主导性.本文在对1998-2008年无锡市区污染密集型制造业格局演变分析的基础上,构筑了引入环境规制影响因子的企业区位演变理论分析框架,并运用GIS空间自回归模型,对以上理论框架进行验证.结果表明,1998-2003年影响企业区位选择的主要要素为交通可达性、土地价格、开发区规划等,而环境规制相关要素对其影响不显著;而2003-2008年,表征环境规制影响强度的水质目标、清水通道等因子对制造业区位选择的影响显著,这表明环境规制开始成为影响污染密集型制造业区位的重要因子.本研究对于正确制定城市产业结构调整政策和合理引导经济环境协调发展具有重要的理论借鉴意义.     

Management and environmental risk study of the physicochemical parameters of ballast water

Shipping is a vital industry for the global economy. Stability of ships, provided by ballast water, is a crucial factor for cargo loading and unloading processes. Ballast water treatment has practical significance in terms of environmental issues, ecosystem, and human health, because ships discharge this water into the environment before loading their cargos. This study reviews the common methods for ballast water management – exchange, heating, filtration, ultrasonic treatment, ultraviolet irradiation, chemicals, and gas supersaturation – to select the best one. This study compares water temperature, salinity, dissolved oxygen, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), and heavy metals (Co, Cr, Ni, Pb) for ballast tanks of selected ships with the recipient port environment in the Persian Gulf as a case study. The exchange of ballast water in the ocean and/or its treatment on board to prevent inadvertent effects on the environment's physicochemical conditions is related to vessel characteristics, legislation, and the environmental condition. Ecological risk study showed that the salt content in ballast water is close to that of seawater, but the values of Cr (2.1 mg/l) and Ni (0.029 mg/l) in ballast water are higher than those in seawater (1 and 0.004 mg/l, respectively).     

Assessing strategic water availability using remote sensing,GIS and a spatial water budget model: case study of the Upper Ing Basin,Thailand

Abstract

This paper assesses strategic water availability and use under different development pathways on a basin scale using remote sensing (RS), geographical information systems (GIS) and a spatial water budget model (SWBM). The SWBM was applied to the Upper Ing Basin in northern Thailand to investigate the spatial and temporal variations in the location of streams and water yields from different parts of the basin. The base simulation was carried out for the years 1998–2007 using a DEM and actual land-use data at 100-m resolution. The simulated stream network was compared with topographic maps under different flow conditions, which were successfully represented. The 10-year average simulated river flow rate was 1300 L/s, but it more than doubled during periods of heavy rainfall and decreased below 600 L/s in dry seasons. The total length of the streams (based on flow threshold of 25 L/s) on a typical day in the dry season differed by a factor of approx. 1.5. Agricultural water needs and possible extraction were assessed and presented by dividing the basin into 10 different zones based on the stream network. The results show that there is the potential for harvesting significant quantities of water at different spatial gradients with no initial water supply for irrigation. Monthly water yields for each zone were computed; the results varied from less than 50% to over 137% of the per hectare water yield for the entire basin. This variation was due to differences in topography and land cover. The impact of land use and climate change on streamwater availability was also studied. The basin shows very different hydrological responses. The changes in average river flow relative to the base simulation were +27.6%,??32.1%, +94% and +52.9% under deforestation, changing land use from paddy field to orchard, bare soil and increased rainfall scenarios, respectively.

Citation Bahadur KC, K. (2011) Assessing strategic water availability using remote sensing, GIS and a spatial water budget model: case study of the Upper Ing Basin, Thailand. Hydrol. Sci. J. 56(6), 994–1014.     

综合电磁法在矿区深部成矿机制中的应用研究——以皖南乌溪多金属矿区为例

乌溪矿区介于长江中下游多金属成矿带与华南成矿带之间,是江南造山带上的一个找矿新区.本文在这一找矿新区开展了有效的电磁方法综合勘探,试图对该区深部成矿机制进行研究.我们收集了该区的地质地球化学资料,从地质地球化学资料中分析了区域成矿背景;我们还采集了区域出露的主要岩石类型,在实验室开展物性测定,在此基础上选择了三种电磁方法开展研究区的野外测量.通过地面高精度磁测、激发极化法和可控源音频大地电磁法（CSAMT）三种地球物理方法,开展了研究区的磁化率、极化率和电阻率的分布特征研究.深入分析了地质、地球化学和地球物理三种资料与成矿的关系,相互约束,探讨成矿模型、成矿机制和成矿的可能性,推测可能的矿体赋存位置和深度范围.在地球物理研究结果基础上,结合地质和地球化学背景资料,构建了研究区的成矿动力学模型,推测了研究区成矿机制,揭示了矿区的成矿潜力.综合所得结果布设了钻孔,钻探结果揭示了研究区深部存在强烈矿化蚀变和强蚀变斑岩,初步确认为斑岩型矿床,与CSAMT剖面的解释结果基本一致,也与推测的测区内深部成矿机制相吻合.钻孔结果和地球物理结果的一致性以及对已构建的成矿动力学模型的支持,充分证明了综合电磁方法在斑岩型多金属矿床的发现和预测中的重要作用,同时斑岩型矿床的确认进一步印证了华南成矿带与俯冲作用形成的成矿带的相似性,从而推动整个华南地区的成矿地质研究.     

山地城市河流土地利用结构对水质的影响--以重庆市为例

以重庆主城区6条次级河流为研究区域,运用遥感和地理信息系统计算研究区土地利用构成,借助相关性分析和冗余分析等数理统计手段,分析监测断面汇水区内不同尺度土地利用结构与水质指标间的相关关系.结果表明:研究区土地利用结构以建设用地和林地为主,未利用地和农业用地所占面积比例较少;研究区土地利用结构对各水质指标有重要影响,其中建设用地和农业用地对河流水质恶化具有明显的作用,河流沿岸林地布局能显著改善水质,但随着雨季的到来林地将成为硝态氮的来源.冗余分析进一步证实土地利用类型对水环境有一定影响.研究成果对重庆市河流水环境管理具有重要的实际指导意义,并可为山地城市河流水环境研究提供借鉴.     

Integrating water management,habitat modelling and water quality at the basin scale and environmental flow assessment: case study of the Tormes River,Spain

Abstract

Multidisciplinary models are useful for integrating different disciplines when addressing water planning and management problems. We combine water resources management, water quality and habitat analysis tools that were developed with the decision support system AQUATOOL at the basin scale. The water management model solves the allocation problem through network flow optimization and considers the environmental flows in some river stretches. Once volumes and flows are estimated, the water quality model is applied. Furthermore, the flows are evaluated from an ecological perspective using time series of aquatic species habitat indicators. This approach was applied in the Tormes River Water System, where agricultural demands jeopardize the environmental needs of the river ecosystem. Additionally, water quality problems in the lower part of the river result from wastewater loading and agricultural pollution. Our methodological framework can be used to define water management rules that maintain water supply, aquatic ecosystem and legal standards of water quality. The integration of ecological and water management criteria in a software platform with objective criteria and heuristic optimization procedures allows realistic assessment and application of environmental flows to be made. Here, we improve the general methodological framework by assessing the hydrological alteration of selected environmental flow regime scenarios.

Editor D. Koutsoyiannis; Guest editor M. Acreman

Citation Paredes-Arquiola, J., Solera, A., Martinez-Capel, F., Momblanch, A., and Andreu, J., 2014. Integrating water management, habitat modelling and water quality at the basin scale and environmental flow assessment: case study of the Tormes River, Spain. Hydrological Sciences Journal, 59 (3–4), 878–889.     

高原富营养化湖泊杞麓湖微囊藻毒素分布特征、相关因子及其健康风险分析

杞麓湖作为典型的富营养化高原湖泊,其藻华暴发引发的微囊藻毒素(microcystins, MCs)污染问题会危害水生态安全并造成人体健康风险。为了评估杞麓湖流域MCs的秋冬季节污染现状以及健康风险情况,对湖内和7条主要入湖河流入湖口的表层水进行采样检测,分析MCs主要异构体的时空分布特征,研究MCs与水质和浮游植物等环境因子的关系,并通过人体非致癌健康风险评价MCs的风险等级。结果发现,MCs浓度自秋季到冬季呈下降趋势,秋季湖内胞内MCs(IMCs)占比超过99%,冬季IMCs与胞外MCs(EMCs)浓度接近。MC-RR和MC-LR是主要的MCs异构体类型,其中MC-RR在秋季浓度占比高于MC-LR和MC-YR,而冬季MC-LR最高。MCs与微囊藻密度等生物因子呈极显著正相关关系,与TN、TP和NH₃-N营养盐呈显著负相关关系。杞麓湖EMCs污染的风险指数范围为0.004~0.110,处于极低或低风险,冬季风险略高于秋季,因南岸入湖EMCs污染以及湖内IMCs释放带来的风险需要进一步关注。