城市水资源政策实施效果的定量化评估

在研究水循环和水量转换规律的基础上 ,以城市为研究范围 ,找出影响水资源系统可持续发展的主要控制因素 ,建立水资源系统动力学模型 ,进行动态仿真模拟 ,并对模拟结果进行多因素的综合评价 ,从定量的角度说明政策在系统中的长期影响。本文以沈阳为例 ,运用该方法分析不同政策的实施对水资源可持续利用能力的作用和影响 ,为城市水资源合理开发利用提供科学的决策依据     

国外低碳城市研究进展

在人类应对全球气候变化的挑战中,低碳城市逐渐成为低碳经济与低碳社会的空间聚焦点.文章从城市碳排放驱动因素、低碳城市循环与代谢、低碳城市空间规划、低碳城市环境管治等四方面系统归纳了国外低碳城市研究的内容和模型方法,并对LMDI方法、Hybrid-EIO-LCA方法、CGE模型作了具体评述.可以认为,低碳城市研究在理论上,由可持续发展、循环经济转向低碳经济和社会论,南城市生态系统、共生城市、精明增长和公交导向细化为低碳社区的构建;在方法上,由单一计算转变到综合评估,由衍生方法借用转到低碳城市模型方法的提出;数据使用由估测数据转向明确的环境账户;空间尺度南城市个体向家庭、社区、园区、城市群等不同层面扩展;研究地域则从少数发达国家推广到发展中国家.基于低碳城市研究体系的不完备性和多学科交叉性、数据的不确定性、时空尺度的多样性等特点,当前研究应从城市共生和谐论出发,以微观尺度的调查数据为基础,综合利用现代空间信息技术,建立城市碳排放账户,对城市碳能源-经济-社会-环境(CEESE)系统的功能与机理、过程与控制以及关联与效应进行探索,创建低碳城市研究的理论与方法体系.     

区域水环境污染物总量控制方法初探：以河南为例

污染物浓度控制和总量控制是防止区域水体污染的两个有效途径。总量控制从区域整体出发,注重污染物的群体效应,更具深远意义。本文以行政区(地、市)作为基本区域单位,并以河南省为例,探讨水污染控制方法。 一、区域水体污染的研究现状 关于水污染的研究,国内外已有较深入的工作,但多限于水体本身污染规律的研究,主要从浓度指标着眼。如各类反映水体自净规律的模型,总是用某些水质指数来集中反映水体的污染特征,描     

滇池流域非点源污染研究进展

非点源污染是滇池污染治理与控制的重点和难点,自20世纪80年代以来已有大量的研究。这些研究主要涉及了污染物来源及污染负荷估算、不同土地利用方式的污染物流失规律、污染控制方法及治理措施研究等内容、采用了实地考察、调查与监测、试验及模型模拟、3S及计算机技术等研究方法与研究手段。今后,还应在非农业生产所致的非点源污染、完整的监测系统及集成化非点源污染模型建立、水污染总量控制管理以及政策引导、环境保护的监管与实施等方面加强研究工作。     

绿洲型城市生态经济系统持续发展仿真研究

本文从限制绿洲型城市发展的水、土因素出发，分析了自然资源、环境条件与社会经济发展之间的相互关系，运用系统动力学方法建立了绿洲型城市生态经济系统持续发展的动态仿真模型，并以新疆自治区奎屯市为例，对该模型作了模拟调试及多方案的仿真实验，有关结果对绿洲型城市发展提供了科学依据。     

基于CA模型的内江城市景观格局动态演变研究

城市景观格局是自然与人文因素相互作用的结果,其动态演变的研究能够从景观的角度加强人类对于城市巨复杂系统的理解.随着GIS技术和空间预测模型的逐渐成熟,使得对于城市景观格局动态演变的研究成为可能.以内江中心城区为研究区域,通过GIS技术与CA模型的松散耦合,构建了景观格局的动态演变模型,并运用该模型预测了2020年研究区域景观格局的演变.研究表明,CA模型能够模拟内江城市景观格局的动态演变,该研究区域的最佳栅格大小为60m×60m,2.875个模型循环对应真实时间的1年.     

大尺度流域水污染防治能力综合评估及动力因子分析——以淮河流域为例

水污染是影响公众健康和经济可持续发展的突出问题之一。随着城镇化、工业化和农业化快速发展,流域水环境污染防治压力日趋严峻。以淮河流域为研究对象,在遵循大尺度流域水污染内在机理的基础上,采用熵值法、GIS空间分析法和回归模型等技术方法,通过流域水污染控制处理、监测预警、监督管理、防治投入等四个方面的能力,对流域35个城市水污染防治能力进行了综合评估,并对流域水污染防治的动力因子进行探讨。结果表明:①流域水污染防治力空间差异显著,东部平原地区污染防治能力较高,西部山区以及各子流域大部分地区防控能力较低,淮河干流及干流以南的中游区域防治能力中等偏低。②污染防治驱动力多元回归分析表明,流域内源动力,即公众教育、区域经济发展水平等因子是流域水污染防治的根本驱动力;舆论监督、外商投资等外源动力是区域水污染治理关键动力。     

修正后的城市系统异速生长方程实证研究——以大连市为例

在城市化研究中,表征城市垂直空间增长的标度因子一直未给予足够的重视。通过引入城市垂直空间生长的标度因子新变量,修正了城市地理学中应用极广的城市人口—城区面积异速生长方程和城市要素—产出关系的Cobb-Douglas函数。并以大连市为例,进行大连城市系统人地结构发展的异速生长分析,建立了城市化投入产出模型,拟合城市化进程中人口—土地—产值结构的发展。     

城市模型研究的发展趋势及展望

从内容、空间尺度、时间维、综合程度、建模方式、复杂程度和数学方法等方面对目前的城市模型进行了系统的分类。论述了城市模型研究的发展趋势：模型研究内容日益丰富和多元化;从静态模拟到动态模拟发展;从子系统模拟向综合系统模拟发展;遥感和GIS的应用以及与城市模型的集成。对城市模型研究的未来发展进行了展望,认为未来的城市模型开发应基于综合方法的思想,注重加强城市基本理论和多学科交叉研究,强调城市模拟的动态性和综合性。充分借助遥感与GIS等技术手段进行研究。     

干旱区水污染控制工程费用函数研究--以新疆为例

水资源的合理有效利用是西部大开发中极为关键的环节，水污染控制系统规划是其重要组成部分。经济模型是污染控制系统规划的基础。针对干旱区的实际，根据调查资料，进行了干旱区水污染控制工程费用函数的分析计算。由于地区社会经济发展、自然条件、地理位置以及废水处理设施的规模、效率等对经济模型的建立都有较大影响，有必要建立干旱区水污染控制工程费用函数，以适应干旱区可持续发展的需要。     

基于虚拟城市模型的城市形态对污水系统影响研究

城市形态与污水设施的运行之间关系密切,探讨城市形态对城市内污水设施的影响对解决现有设施存在的水力失效及未来情景应对能力欠佳等问题具有重要价值。因此,论文测算了现阶段中国地级城市的城市形态,设置了城市形态情景和排水情景,使用Kruscal算法进行管网定线、SWMM软件模拟系统性能,构建自上而下的虚拟城市空间与污水系统耦合模型,探索了不同形态城市的污水系统生命周期成本、结构和性能的一般性规律,构建了系统经济性、有效性和适应性指标体系以综合评估城市污水系统。研究发现,在城市人口36.24万、面积35 km²的规模下,污水系统的生命周期成本约为6亿~7亿元。方形、长条形和星形的流速失效比分别为0.55、0.67、0.55,充满度失效比分别为0.35、0.42、0.36。在排水情景改变下,污水量变小时,系统流速失效情况均更为严重,而充满度失效情况均有所改善;当污水量变大时,流速失效情况均有所改善,而充满度失效情况更为严重。分析系统结构特性,发现越分散的污水系统连通性越好,长条形城市的污水系统相较于方形和星形城市更为集中。对指标作相关性分析,发现越分散的污水系统经济性和有效性更好,但适应性更差。从系统经济性和有效性角度出发,方形和星形城市更有利。从污水系统适应性角度出发,长条形城市优于方形和星形城市,结合2010—2015年的城市形态分析,长条→长条(变化前后城市形态均为长条形,以此类推)、星形→长条、方形→长条的86个城市的城市发展方向不够合理,各城市在未来扩建或新建规划中应在因地制宜基础上考虑内部污水设施,选择合理的城市形态。     

城市水系功能治理方法及应用

城市水系治理经历了末端治理、综合治理、系统治理等发展阶段。从系统角度恢复城市水体生态环境是进行水污染治理与水环境修复的主要方法,末端治理与综合治理对生态的考虑比较少,而系统治理在强调工程设计生态化的同时又忽略了水系的景观要素。为实现水质、生态、景观的协同发展,本文在系统治理的基础上提出功能治理的方法框架,包括水系问题诊断、问题评价、功能治理、措施优化与管理等步骤,其优势在于借助一系列生态修复措施及景观设计原理,将生态工程景观化。汉阳水系治理的案例表明:对城市水系而言,水环境修复措施与工程景观的同步设计较生态修复与景观的分步设计有更明显的效果。     

Spatial correlations between urbanization and river water pollution in the heavily polluted area of Taihu Lake Basin, China

Water pollution in the Taihu Lake Basin has been the focus of attention in China and abroad for a long time, due to its position in the forefront of urban development in China. Based on data gathering and processing from 84 monitoring sections in this heavily polluted area, this study first analyzes spatial patterns of urbanization and the distribution of river water pollution, and then uses the GeoDa bivariate spatial autocorrelation model to investigate the spatial correlation between urbanization and river water pollution at the scale of township units. The results show that urbanization has adverse impacts on water pollution, and the influence varies in different levels of development areas. The urban township units have the highest level of urbanization and highest pollution, but the best water quality; the suburban units have lower level of urbanization, but higher pollution and worse water quality; however the rural units have the lowest level of urbanization and lowest pollution, mainly affected by upstream pollution, but worst water quality. Lastly, urban and rural planning committees, while actively promoting the process of development in the region, should gradually resolve the issue of pollution control lagging behind urban life and urban develop- ment, giving priority to construction of centralized sewage treatment facilities and associated pipeline network coverage in the rural areas and suburban areas.     

城市水环境分析模型系统的国际化与本土化研究

人类生态环境的退化是新世纪全球可持续发展所面临的重大问题，而城市水环境污染治理的中心业已从发达国家转移到发展中国家。我们在参与上海市水环境污染治理研究中认识到；在借鉴国际上先进的水环境分析模型系统的同时，必须运用先进的地理信息系统技术，开发本土化的空间模拟系统，才能使模型分析更有效的应用于我国城市水环境治理的决策中。本文结合作者近期研发成果，重点介绍国际上著名的水环境分析模型从数值处理，图表显示，空间可视化到动态模拟系统的发展态势及其我们的模型本土化开发中创建的方法与技术特点。     

基于系统动力学的城市可持续性评估模拟——以京津冀为例

构建了基于系统动力学的城市可持续性动态评估模型,以京津冀地区13个城市为例,评价与模拟2005—2035年各城市可持续发展水平的时空变化趋势。研究结果表明：① 由于资源禀赋和发展路径依赖,不同城市在子系统中的可持续性表现各异,各城市子系统间的可持续性也存在复杂、多样的交互关系;② 近年来京津冀地区各城市综合可持续性呈现出波动上升的趋势,以历史轨迹和当前的区域发展目标来看,未来地区整体可持续发展水平将大幅提高,但北京与其他城市的综合可持续性之间的断层客观存在,且将长期维持。     

新疆水磨河流域污染源排放口的优化处理

根据污染河流的排放口最优规划的原理，对新疆乌鲁木齐东郊的水磨河的污染物排放的控制进行了实际研究并提出相应的治理措施。     

大连市近岸海域水环境质量、影响因素及调控研究

近些年来,由于经济的发展,废水排放总量的增加,近岸海域水环境恶化已成为大连市主要的生态环境问题。本文运用模糊模式识别模型研究了大连市近岸海域水环境质量的动态变化,并对水环境的影响因素进行分析,从而建立了水环境与其影响因素之间的数学模型。在此研究基础上,运用系统动力学(SD)模型进行水环境调控,提出了大连市水环境经济协调型发展方案,这对于大连市的可持续发展具有重大意义。     

基于SD的水质型缺水区水系统的模拟分析——以上海杨浦区为例

针对雨量丰富的南方地区出现水质型缺水问题,采用系统动力学方法,对其水系统做模拟分析。以上海杨浦区为分析实例,根据其特征设立模型,包括5个子系统、6个调控参数。通过调整调控参数,运行模型得到所需的3种不同方案。在此基础上,找出影响需水系统的主要因素为:水价 、污水治理系数、节水意识、工艺改革。基于三种方案的作用参数和模拟结果,为解决水资源这一"瓶颈"问题,实现杨浦区水系统的供需平衡和区域的协调发展,提出具体的调整政策。其中,该政策的调控参考值 (对应年:1990/1995/2000/2005/2010/2015/2020)为:水价TPW=1.3/2.7/2.9/3.5/4.7/5.2/6.8;污水治理率TRWW=0.73/0.79/0.84/0.85/0.93/0.96/0.97;节水意识为INDEX1=2.5 (2005年后),INDEX2=1.021 (2005年前);工艺改革系数为TRT=1/1.1/1.28/1.35/1.5/1.65/1.66。在实施相应措施的基础上,采用协调发展方案,预测到2020年上海杨浦区总需水量约14.0×10⁹t,而预计工程供水能力可达到约13.9×10⁹t,基本达到水系统的供需平衡,实现区域水资源的协调发展。     

武汉城市圈经济资源环境耦合的系统动力学模拟

都市圈经济资源环境系统通过相互作用形成了一个具多重反馈的耦合巨系统,三者间存在互相制约、相互作用的高阶、非线性复杂关系,传统的线性研究范式面临挑战。引入系统动力学理论,通过因果关系和流图分析方法,以武汉城市圈为例,建立经济-资源-环境耦合作用的系统动力学模型,结果显示:①模型具有很好的普适性,能真实反映系统要素之间相互耦合的动态演化过程,可以为调控经济资源环境系统协调发展提供决策参考;②借助模型可以对内部错综复杂、相互联系和相互耦合的巨系统进行动态多情景模拟,并揭示出协调发展模式下的经济快速增长为资源有效利用和环境保护治理提供更好的支持,三者相互促进,是武汉城市圈实现可持续发展的相对最佳方案。