《环境规划学》第十章 流域环境规划

• （1）综合性：包பைடு நூலகம்工业、农业、旅游服务业、水资 源和人口等多个系统。
• （2）多目标与目标矛盾性：环境、社会经济和资源 目标并存。
• （3）动态性：规划多为中远期。 • （4）不确定性。社会经济的动态性、模型参数的不
确定性。
– 因此，需建立一套系统分析的方法，将经济与 生态环境系统的众多组分（目标、约束和行为） 综合构建在一个模型框架内，从而能够有效地 反映相互作用性、多目标性、动态性和不确定 性的系统特征。
二、流域环境规划的发展
– 流域环境规划的发展有如下几个特点： – 从单项规划向流域综合性和系统性的规划转变； – 从偏重水资源规划向水资源、水环境与水生态综合规划
的转变； – 从重视工程方案向综合政策、管理的流域综合管理模式
转变； – 社会经济系统被逐步纳入流域环境规划的分析框架之中； – 生态管理与流域分析思想在研究中逐步得到深入。
– 生态修复和生态恢复是其中两个重要概念。 – 对受损生态系统进行修复是流域环境规划的一项重要内容。
第三节 流域环境规划方法
一 、规划步骤
– （一）流域资源、水环境与社会经济现状调查 – （二）流域水环境问题诊断与规划目标确定 – （三）流域社会经济系统分析 – （四）流域环境规划基础研究 – （五）流域环境规划方案 – （六）规划实施与管理
• 根据流域内生态环境现状及其空间分布、产业结构布局和社会发 展状况，以及相关法规要求，通过对流域生态环境问题的分析和 景观安全格局的构建，并结合流域内未来的发展方向进行。
• 流域环境功能区划的依据：
• （1）从宏观上以地形地貌、水系分布、气象、植被为依据实施划 分一级区，表现出自然特征差异。
• （2）根据社会经济发展、资源特点和生态环境问题进行二级功能 亚区划分。
– 将研究的流域看作一个完整的系统加以分析，并 综合利用传统环境规划的环境承载力、可持续发 展、循环经济等理论基础；将环境规划优化的思 想、环境规划决策以及冲突分析和多目标决策分 析等方法纳入规划的制定过程中。
– 流域分析与流域保护
– 流域分析主要侧重于操作过程，由6个步骤组成： 特征描述、问题识别、现状评价、参考状态选定、 综合分析和方案推荐。
– 流域发展战略 – 社会经济系统动态仿真模型 – 流域社会经济发展预测与分析
• 设定4种发展情景并加以模拟
四、流域环境规划基础研究
– 子流域划分与污染负荷分析 – 流域环境功能区划
五、流域环境规划方案
– 规划方案总体思路 – 备选方案及其优选 – 点源与农业面源治理 – 邛海湖区生态修复 – 陆地生态修复与水土流失防治
– 模型的一般形式表示为：
max fk (x) k
st gi (x) bi i，xj 0，xj x j – fk(x)——相应的目标函数； – gi (x) bi ——约束条件； – k, i，j ——目标数、约束条件个数和决策变量数。
– (二) 规划方案优化
– 污染物削减是流域环境规划的重要内容。
第十章 流域环境规划
流域是人类的主要生境之一，流域内的水、土地、生 物以及矿产等资源维系着人类的生存与发展，河流、 湖泊、水库和湿地等作为栖息地为物种多样性的维持 提供了保障。
但随着社会经济的发展，流域内的资源和生态系统受 到了来自外界的巨大胁迫。流域水系污染和生态退化 已成为我国目前面临的重要生态和环境问题，并进而 影响了人类对流域内的资源开发和保护。
作为水环境规划的重要内容之一，流域环境规划 以水环境子系统为核心，将与其密切相关的其他 子系统纳入规划的范畴，以保障水质达标和水生 态系统健康。
随着我国水污染和生态退化的加剧，以及公众和 各级政府对流域水环境改善的关注，流域环境规 划的作用日益重要。
本章主要内容：
第一节 流域环境规划概述 第二节 流域环境规划的理论
– 而对于目前我国流域内的各级政府而言，资金短缺成 为制约规划方案实施的最大障碍。
– 在满足污染物削减效果的情况下，如何优化规划方案 的时空分布，就成为规划制定中的关键问题。
– 可通过建立优化模型并求解，得到规划方案的最优时 空分布。
– 流域环境规划方案优选模型的步骤：
• （1）划分子流域，并预测各子流域内的污染负荷变化。
• 流域环境功能区划多采用定性分区和定量分区相结合的方法进行， 边界的确定应考虑利用山脉、河流等自然特征与行政边界。
• 一级区划界时，应注意区内自然特征的相似性与地貌单元的完整 性；二级亚区划界时，应注意区内社会经济发展、资源特点和生 态环境问题等的一致性。
– (二) 流域社会经济发展预测 – 1、流域社会经济系统特征分析
具体内容参见教材P327－347。
一、规划区域概况
– 研究范围 – 流域陆地生态系统特征 – 流域社会经济系统特征
二、流域水环境问题诊断与规划目标确定
– 流域环境问题诊断
• 湖体水质和富营养化评价、陆地生态系统现状评价、水土流 失和泥石流评价
– 规划目标确定
• 近中期目标、远期目标
三、流域社会经济发展战略分析
• （5）模型求解与解译。
由于流域系统的复杂性和规划方案的不确定性 ，如：污染物排放系数的不确定性、工程方案 投资和维护费用的不确定性，以及地方决策者 在不同阶段对湖泊水质恢复目标的不同要求等 ；可在模型中引入模糊数学、随机过程以及区 间数等方法来加以解决。
第四节 流域环境规划实例
邛海是四川省内最大的天然湖泊，是流域内的重要水源。 邛海－泸山风景区也是国家级风景名胜区，对当地的社 会和经济发展提供了重要支撑。 随着流域内开发强度的增大，使得入湖污染物总量激增， 水质出现一定程度的恶化和富营养化趋势。 为恢复邛海水质，制定并实施2005－2015年邛海流域环 境规划研究。
和方法基础 第三节 流域环境规划方法 第四节 流域环境规划实例
第一节 流域环境规划概述
一 、流域环境规划的必要性
– 我国的流域环境规划工作始于20世纪90年代中后 期。
– 我国中央政府批准的第一个流域水污染防治规 划——1996年6月国务院批准了《淮河流域水污染 防治规划及“九五”计划》。
– 流域生态学
– 景观生态学
– 流域是以河流水系为廊道，由“坡地－平原－河流－湖库” 斑块所组成的空间联合体。 不同斑块中由于自然作用和人类 活动产生的点源、非点源污染物经由支流廊道汇入干流，从 而对水环境和水生态系统产生重要影响。
– 恢复生态学
– 专门研究在自然灾变或人类活动干扰下受到破坏的自然生态 系统的恢复和重建的基本原理和技术途径，主要目的是改善 环境质量及增加生态系统的生物多样性。
六、方案评价与优选
思考题
1、流域环境规划的发展经历了哪些主要的变化？请查阅相 关参考文献简述。 2、简答流域环境规划的理论和方法基础。 3、简述流域环境规划的主要步骤。 4、结合前面的章节和相关参考文献，简述流域社会经济预 测的方法。 5、流域环境经济系统优化和规划方案优化的目的分别是什 么？ 6、简述流域环境规划方案的组成。 7、如何评估规划方案的可行性？ 8、阐述对于我国流域环境规划的看法以及对未来发展方向 的展望。
二、基础方法
– 根据流域环境规划的步骤，涉及如下技术方法： • 规划指标与目标确定方法 • 规划评估方法 • 流域环境功能区划方法 • 流域社会经济预测与发展战略分析 • 流域水环境系统与生态系统评价方法 • 水质模型 • 总量控制和分配方法 • 流域环境规划的决策支持方法
– （一）流域环境功能区划
• 系统性 • 动态性 • 目的性 • 复杂性和不确定性
– 2、城市社会经济系统预测
• 流域环境规划方案要以社会经济发展预测为基础， 常用的预测方法是采用历史数据与发展指标相结合 的趋势分析法（即水平法）。
• 趋势分析法 • 系统动力学方法
三、优化方法
– (一) 流域环境经济系统优化 – 流域环境系统的基本特征：
– 流域保护方法关注的对象是流域内所有水污染、水生态保 护相关的自然与社会、经济要素，并将其纳入综合方案的 制订中。它侧重于将流域自上而下作为一个完整的系统来 统筹考虑。
– 流域保护方法侧重于宏观尺度上的分析，主要原则包括：
• 聚焦地理单元； • 利益相关者的参与； • 制订综合方案，设定优选顺序。 • 将方案评价纳入整个分析过程之中。
第二节 流域环境规划的理论和方法 基础
一、流域尺度
– 流域的基本定义：流域就是被分水线包围的集水区 域。
– 流域作为一个相对独立的自然－社会－经济复合系 统，是各种人类活动和自然过程对环境影响的汇集 地和综合反映体。
– 以流域为尺度开展环境规划研究有其必要性。
流域的基本特征：
• 1、从地貌的角度：流域的边界是分水线，不同范围的 流域都是由若干次一级彼此相连的小流域构成，并按 其地形轮廓把它与邻近流域划分开来。
– 建立流域环境经济系统优化模型，将规划期分 为m个阶段，设置目标函数和约束条件。
– 目标函数涵盖经济、污染物排放、生态环境 质量和资源消耗等方面，反映了环境经济协 调的多元要求；
– 约束条件考虑了限制流域发展的各种因素， 如：污染物容量、资源投入和资金约束等。
– 相关决策变量包括不同发展阶段中相关产业 和环境保护行为的约束。
• （2）确定工程方案的类型。如：水土流失治理、人工湿地、 农业面源污染控制工程、退耕还林、农村污染控制工程、 河岸缓冲带、入湖河口自然湿地恢复，以及湖滨带建设等。
• （3）分析不同方案在各子流域的适宜性。
• （4）确定模型目标和约束。主要选用方案总投资最小作为 优化模型的目标函数，选择环境容量、耕地面积、生活污 水处理率、农村污染物处理率、土壤侵蚀量、坡耕地、森 林覆盖率、重点区域污染物削减量、河岸带生态恢复、湖 滨带生态恢复等为约束条件。
• 2、从水文的角度：流域是以河流（水系）为中心的集 水区域，水系主要是由水库、湖泊和河流所构成的， 从自然地理特征上讲，它们都是由不同层次的水系所 构成的流域，具有水文功能的连续体。
• 3、从系统的角度：流域是由各要素组成的复杂系统， 且系统内要素之间互相依存。
二、理论和方法基础
– 系统分析与优化
– 之后我国展开了大规模的流域环境规划和污染防 治工作，主要以淮河、辽河、海河、松花江、黄 河、滇池、巢湖和太湖为主。
– 我国流域水环境变化趋势的特点：
– 地表水污染依然严重，湖泊富营养化问题突出。 – 流域水污染治理取得初步成效，但水质很不稳定，
污染治理效果仍需进一步评估。
– 因此，实施综合性的流域环境规划是必要和必须的， 也是我国水环境保护的重要工作之一。