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湖泊是人类重要的淡水资源和生境地之一。随着我国经济社会的快速发展,人类活动对湖泊造成恶劣影响,同时湖泊流域水环境质量的恶化也逐渐成为制约流域可持续发展的瓶颈。湖泊流域管理成为近年来政府和学者共同关注的热点。
本研究首先对已有流域系统概念进行了梳理和识别,选择侧重于流域内的经济社会活动与其污染作用关系研究的水环境经济系统作为研究对象,构建了流域水环境经济系统模拟方法体系。该方法体系遵循流域管理的一般思路,包含系统分析、系统模拟和情景分析3块主体内容。在流域收据收集和整理的基础上,分析流域的社会经济及水环境特征,诊断流域的主要环境问题;将流域污染负荷模型、湖体水质模型嵌入流域社会经济系统动力学模型,形成表达“流域经济社会发展-污染负荷-水质响应”的流域水环境经济系统模型;采用情景分析方法,确定流域系统模拟的关键因子和核心驱动力,设计不同的发展情景,结合上述模型进行模拟,并采用DEA综合评价方法对结果进行分析。
滇池流域作为昆明市经济社会发展的核心地带,是我国最重要的湖泊流域之一,也是受到人类活动影响最严重的流域。本文对其进行了案例研究,验证了流域水环境经济系统综合模拟方法的有效性的同时,对滇池流域管理提出了建议。
(1)滇池流域经济、人口保持强劲增长,产业和人口主要分布在北部主城区;生活污染排放是流域最主要的污染源;流域污染处理能力的快速提升对遏制水质恶化有一定作用,但规模仍然不够。滇池湖体水质为劣V类水平,外海处于中营养状态,草海为重度富营养状态;入湖河流水质近年来多呈恶化趋势,目前多数处于Ⅳ类或以下水平;生活污水排放目前是影响滇池河流及湖体水质的重要因素。
(2)选择COD、TN、TP作为控制指标,采用完全混合箱式模型,构建滇池流域水环境经济系统模拟模型。结合模拟模型的灵敏度分析结果和流域相关的规划与政策,设定包括BAU(历史情景)、DA(积极开发情景)、DB(限制开发情景)、DC(优化开发情景)在内的4种发展模式作为基础情景,并组合污染处理(W)、技术进步(T)、面源控制(L)等措施设计了24种流域情景。选择环保投资、污染物排放、资源消耗作为投入指标,经济规模和结构等为产出,对情景结果进行DEA综合评价。结果表明,限制开发模式(DB)和优化开发模式(DC)优于BAU和积极开发模式(DA),污染处理策略(W)对流域水环境改善效果最好;组合污染控制策略的情景有效率要高于单一污染控制策略情景。
(3)提出了滇池流域“源头-途径-末端”的综合管理思想,包括北部主城区的优化调控、农业结构调整及施肥控制、土地集约利用、污水处理能力建设、中水回用及外调、陆域生态修复、湖滨带保护、湖体生态修复等措施,并引入适应性管理作为动态管理方法。