水代谢、水再生与水环境承载力 第2版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.2 国内外相关研究综述 2

1.2.1 水代谢的研究进展 2

1.2.2 水再生的研究进展 5

1.2.3 水环境承载力研究进展 7

1.3 本书的内容框架 9

第2章 水代谢、水再生与水环境承载力概述 12

2.1 水代谢、水再生及水环境承载力之间的关系 12

2.2 水代谢系统的内涵、组成与研究对象 13

2.2.1 水代谢系统的内涵 14

2.2.2 水代谢系统组成及其边界分析 15

2.2.3 城市水代谢系统的研究对象 16

2.3 水再生系统组成、特征与功能 18

2.3.1 水再生系统的组成 19

2.3.2 水再生系统基本特征 20

2.3.3 水再生系统功能 21

2.4 水环境承载力的概念辨析及其特征 21

2.4.1 环境、资源与生态概念及其间关系的界定 21

2.4.2 水环境承载力 22

2.4.3 水环境承载力的主要特征 24

2.5 水代谢、水再生和水环境承载力的理论基石 25

2.5.1 城市水体的可持续发展观 25

2.5.2 城市水代谢系统健康运行与水体可持续利用的关系 27

2.5.3 基于循环经济理论的城市水代谢系统健康运行的理论依据 28

2.6 水代谢的驱动因素研究 29

2.6.1 对水代谢影响的自然驱动因素 29

2.6.2 对水代谢影响的人类活动驱动因素 33

第3章 基于PLS结构模型的城市水代谢系统的驱动因素分析——以昆明市为例 35

3.1 基于PLS结构模型的驱动因素作用效果评价方法 35

3.2 城市水代谢系统驱动因素的PLS结构模型 38

3.2.1 假设模型的构建 38

3.2.2 样本选择与处理方法 39

3.3 研究区域昆明市概况 40

3.3.1 总体概况 40

3.3.2 社会经济发展概况 41

3.3.3 水资源概况 41

3.3.4 水环境状况 46

3.4 基于PLS结构模型的案例数据分析 53

3.4.1 数据来源 53

3.4.2 模型检验与结果 54

第4章 基于水足迹的城市水代谢系统整体代谢效果评价——以昆明市为例 58

4.1 基于虚拟水与水足迹的代谢效果评价方法 58

4.2 综合水质和水量的城市水代谢系统代谢效果评价 60

4.2.1 简介 60

4.2.2 基于水足迹的评价方法中的相关概念 61

4.2.3 评价城市水代谢系统整体代谢效果的评价方法 61

4.3 城市水代谢系统中各种水质变化过程的量化 62

4.3.1 城市水代谢系统中存在的各种水质变化过程 62

4.3.2 基于GWF的城市水代谢系统中水质变化过程的量化 64

4.4 昆明市水代谢系统的整体代谢效果评价 66

4.4.1 基于GWF量化各水质变化过程量化结果 66

4.4.2 昆明市水代谢系统整体代谢效果评价 70

第5章 基于虚拟水的城市水代谢系统边界与代谢功能研究——以昆明市为例 73

5.1 城市水代谢系统边界与代谢功能的逻辑关系分析 73

5.1.1 城市水代谢系统边界与代谢功能的分析思路 73

5.1.2 城市水代谢系统边界与代谢功能的逻辑关系分析 73

5.2 城市水代谢系统边界水代谢通量核算原理及评估指标的建立 75

5.2.1 系统边界的水代谢通量核算原理 75

5.2.2 构建系统边界代谢影响评价指标 76

5.2.3 城市水代谢系统边界、水代谢通量核算的数据准备——虚拟水的计算 77

5.3 昆明市水代谢系统边界与代谢功能研究 79

5.3.1 边界代谢研究中所需指标核算 79

5.3.2 昆明市水代谢系统边界的代谢影响分析结果 81

第6章 基于ENA的城市水代谢系统内部结构分析与评价——以昆明市为例 83

6.1 用以描述系统内部结构的生态网络分析方法 83

6.2 基于EWA的城市水代谢系统内部结构分析 85

6.2.1 水代谢系统中参与水量变化过程的各节点间的作用关系 85

6.2.2 水代谢系统中参与水质变化过程的各节点间的作用关系 86

6.2.3 研究城市水代谢系统内部结构的生态网络分析方法 88

6.3 昆明市水代谢系统内部结构分析 89

6.3.1 基于水量变化的昆明市水代谢系统内部结构分析 89

6.3.2 基于水质变化的昆明市水代谢系统内部结构分析 99

第7章 城市水代谢系统模拟仿真与措施优化设计——以昆明市为例 110

7.1 城市水代谢系统模拟仿真模型 110

7.1.1 城市水代谢系统模拟仿真模型研究进展 110

7.1.2 系统动力学方法 111

7.2 SD与水环境质量耦合模型概述 112

7.2.1 模型中包含的独立模块 112

7.2.2 模型耦合 115

7.3 昆明市水代谢系统模拟仿真模型的建立 116

7.3.1 输入参数 116

7.3.2 参数率定 118

7.3.3 模型检验 118

7.4 昆明市水代谢系统驱动力分析及有效措施设计 119

7.4.1 昆明市水代谢系统主要驱动因素的发展趋势 120

7.4.2 昆明市水代谢系统健康运行措施的优化设计 121

7.5 未来发展情景对昆明市水代谢系统的影响预测 124

7.5.1 基准情景分析 124

7.5.2 不确定性讨论 126

7.6 各种措施对昆明市水代谢系统的作用效果及措施优选 126

7.6.1 各种措施对昆明市水代谢系统的作用效果 126

7.6.2 基于多目标分析方法的措施优选 130

第8章 基于GIS的流域水资源自然再生能力评价——以泾河流域为例 133

8.1 相关研究进展 133

8.1.1 水资源评价研究 133

8.1.2 水量转化规律和水平衡模型研究 134

8.1.3 地统计学在环境和水资源领域的应用研究 135

8.2 流域水资源自然再生能力评价方法 136

8.2.1 水资源自然可再生能力综合评价方法 136

8.2.2 水资源自然可再生能力单指标评价方法 136

8.2.3 基于GRID的流域水资源自然可再生能力评价方法 138

8.3 基于GIS的流域水量平衡模拟 139

8.3.1 模型输入 140

8.3.2 模型系统集成及模型参数率定 142

8.4 案例研究 143

8.4.1 泾河流域概况 143

8.4.2 泾河流域水资源自然再生能力影响要素分析 147

8.4.3 流域水平衡模拟 154

8.4.4 泾河流域水资源自然再生能力评价 159

第9章 城市水资源社会再生能力评价——以黄河流域主要城市为例 162

9.1 相关研究进展 162

9.1.1 城市水资源评价的研究现状与进展 162

9.1.2 常用评价方法 164

9.2 城市水资源社会再生系统分析及其功能 165

9.2.1 城市水资源社会再生系统分析 165

9.2.2 城市水资源社会再生系统的功能表征 167

9.3 城市水资源社会再生能力评价指标体系 167

9.3.1 指标体系的构建 167

9.3.2 各指标解释 169

9.3.3 综合评价指标 170

9.4 城市水资源社会再生能力评价方法概述 171

9.4.1 评价方法的选择 171

9.4.2 人工神经网络方法简介 172

9.4.3 基于人工神经元网络评价模型 174

9.4.4 评价标准的建立 175

9.4.5 基于MATLAB城市水资源社会再生能力评价模型 176

9.4.6 基于灰色关联的城市水资源社会再生能力评价方法 178

9.5 案例研究 179

9.5.1 黄河流域概况 179

9.5.2 数据预处理 180

9.5.3 2000年黄河流域主要城市水资源社会再生能力评价 186

9.5.4 水资源再生效率动态评价 194

9.5.5 基于WebGIS城市水资源社会再生能力评价信息发布 198

第10章 基于城市水代谢的水环境承载力动态调控——以北京市通州区为例 206

10.1 水环境承载力量化方法的相关研究进展及方法选择 206

10.1.1 水环境承载力量化方法的相关研究进展 206

10.1.2 确定量化方法 208

10.2 基于城市水代谢提高水环境承载力的方案设计 210

10.2.1 水环境承载力的双向调控 210

10.2.2 传统城市水代谢下提高水环境承载力的对策 211

10.2.3 新型城市水代谢下提高水环境承载力的方案设计 212

10.3 系统动力学建模 213

10.3.1 确定问题 213

10.3.2 划定系统边界 213

10.3.3 确定反馈回路 213

10.3.4 构建城市水代谢模型 213

10.3.5 模型验证 214

10.3.6 灵敏度分析 214

10.3.7 模型校正 214

10.3.8 模型证实 214

10.4 城市水代谢系统反馈回路分析 214

10.5 城市水代谢动态仿真模型 217

10.5.1 变量和参数的选择 217

10.5.2 水代谢动态仿真模型结构设计 217

10.5.3 模型中方程式的建立 218

10.5.4 模型参数选择 218

10.6 基于城市水代谢的水环境承载力动态调控模型 219

10.7 案例研究 221

10.7.1 研究区概况 221

10.7.2 模型参数来源 223

10.7.3 通州区水环境承载力情景设计 224

10.7.4 情景模拟结果 234

10.7.5 模型灵敏度分析 237

第11章 结论与建议 241

11.1 结论 241

11.2 建议 243

参考文献 245

附录1 模型变量和参数列表 256

附录2 模型结构图 259

附录3 模型公式 266

索引 271