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我国河湖水系连通重大战略问题北京师范大学水科学研究院徐宗学提纲背景河湖水系连通的基础理论和关键技术河湖水系连通面临的问题与挑战河湖水系连通案例研究结论与建议1、背景严重旱灾高发县严重旱灾低发县中度旱灾高发县中度旱灾低发县经济发展粮食安全防洪除涝生态改善研究背景河湖水系连通的现实需求跨流域调水南水北调引江济渭省内河湖水系连通山西水网山东水网辽宁水网城市河湖水系连通武汉、杭州、桂林、济南、聊城、…河湖水系连通的基础理论和总体思路河湖水系连通的环境影响与生态效应河湖水系连通的社会影响与经济效应河湖水系连通的基本格局与实证分析河湖水系连通的总体布局和重大战略综合分析实证研究基本理论国家战略总体研究框架国内外河湖水系连通工程实例我国河湖水系现状与演变历程典型调查系统分析河湖水系连通的基础理论和总体思路生态水文模型评价指标体系河湖水系连通的环境影响和生态效应成本效益分析管理机制研究河湖水系连通的社会影响和经济效益资料汇总实证研究河湖水系连通的j基本格局与实证分析需求分析多尺度调研河湖水系连通的总体布局与重大战略国家战略实证研究综合分析基本理论项目技术路线二.河湖水系连通的基础理论和关键技术以江河、湖泊、湿地以及水库等为基础，通过适当的疏导、沟通、引排、调度等措施建立或改变江河湖库水体之间水力联系的行为，统称为河湖水系连通。概念（1）自然水系和人工水系（2）调度与水量分配方案（3）保障健康的水循环关系内涵驱动机制河湖水系连通的主要驱动力就是变化环境下的经济社会格局和生态环境格局对河湖水系服务功能调整的需求。生态环境用水“公地的悲剧”河湖本身也是参与博弈过程的主体河湖水系连通的基本原理•连通仅改变了水资源的时空分布。合理连通使水资源时空分布与生态格局、经济社会发展格局达到和谐统一。•连通打破原有水量平衡关系。需要合理评估水量变化对生态环境、河流形态等的影响，及时调整水资源配置方案。水量平衡原理•能量驱动来源也是连通顺利进行需要解决的首要问题。•河湖水系也需要足够的动能来保障足够的自净能力和挟沙能力。能量平衡原理•应根据连通各区域的生态平衡阈值的分布，注意生态脆弱区的保护。•通过水量的合理分配，以达到更合理的结构、更高效的功能和更好的生态效益。生态平衡原理河湖水系连通的理论框架研究对象生物地球化学过程社会经济涉水过程基本原理质量守恒能量守恒生态平衡河湖水系连通理论支撑理论水循环理论水旱灾害风险理论水资源配置理论河湖健康理论研究方法机理分析统计分析数值模拟优化技术研究内容河湖连通演变规律连通系统辨识与评价复杂水网监测与调控连通格局优化与调整水循环过程河湖水系连通的理论框架由河流源头、湿地、湖泊以及众多不同级别的支流和干流组成流动的河湖水系是河湖水系连通研究的核心。河湖水系连通理论需要理清连通对流域水循环的作用机理，包括连通后水资源的形成和转化过程、物质能量传递过程、生态过程的改变，从系统的角度分析其对生物地球化学过程和人类维持社会经济发展的涉水过程的影响。研究对象河湖水系连通的理论框架河湖连通演变规律连通系统辨识与评价连通格局的优化与调整复杂水网的监测与调控研究内容河湖水系连通的哲学思考人类中心主义及其危机非人类中心主义及其缺陷积极主动、顺应自然河湖水系连通的支撑理论灾害风险理论区域承载力理论河流湖泊健康理论流域生态需水理论河湖水系连通支撑理论…河湖水系连通的关键技术河湖水系功能与问题识别技术河湖水系连通需求分析技术河湖水系连通方案甄选技术河湖水系连通效果评估技术规划设计层面河湖水系连通的关键技术运行管理层面河湖水系连通风险控制技术河湖水系连通实时监测技术河湖水系连通实时监测技术河湖水系连通效果评估技术区域层面河湖水系连通基本构想•以巩固优化水系格局和连通状况以及适度恢复历史连通为重点东部省级区域层面•以恢复、维系、增强河湖水系连通性为重点。中部省级区域层面•以保护与修复水生态环境和保障能源基地、重要城市用水为重点西部省级区域层面•以保障老工业基地、城市群和粮食生产用水为重点东北省级区域层面城市层面河湖水系连通基本构想•以提高水资源承载能力和供水安全保障程度为重点，适度实施跨区域、跨流域调水，加强城市现有水源、水系沟通，实现城市多水源、多渠道供水，提高城市水源的应急保障能力。强化水资源节约和保护，以再生水利用为主补给城市河湖生态水量，保障河湖基本生态用水，积极修复现有水面和湿地，恢复河流水系的生态功能，形成城市生态廊道。北方城市•以保护城市现有河湖水面和适度恢复历史连通及河湖湿地为重点，通过疏浚、沟通河道，恢复被侵占和填埋的沟渠、水塘等，提高河湖水系的整体连通性，形成以主干河道为主、分支河道为辅，连接湖泊、水库、湿地，脉络清晰、水流畅通的水系连通格局，修复城市河湖水生态，改善水环境，营造水景观，增强水系整体功能。。南方城市三.河湖水系连通面临的问题与挑战河湖水系连通中的水利问题水资源问题水源配置结构更为复杂。配置涉及区域范围更广，利益关系变化增多。配置目标更加合理，强调均衡发展。河湖水系连通中的水利问题水资源配置关键技术水循环演变机理研究水循环系统综合模拟方法连通效应的模拟与评估技术河湖水系连通水网调度技术水旱灾害问题河湖水系连通中的水利问题河道淤积与水面萎缩导致的蓄泄能力降低。气候变化导致的极端干旱事件。河湖水系连通中的水利问题水旱灾害管理关键技术水旱灾害演变规律研究水旱灾害模拟、预测与评估平台研究大尺度、多区域的水网应急调度研究连通性与水文变化连通性与水质问题连通性与河流形态演化河湖水系连通的环境与生态问题环境影响识别河湖水系连通的环境与生态问题生态效应分析连通性与河湖水系生境连通性与河湖生物群落连通性与景观格局准则层指标层确定方法或依据环境属性水质达标率一、二、三级评价河长/河段总长*100%水土流失比例水土流失面积/土地面积*100%径流系数变化率10年前与10年后径流系数变化值/前10年径流系数*100%河流断流机率平均每年发生断流天数/全年天数*100%流动畅通率1/(1+0.8*水坝个数+0.2*桥梁个数)*100%河长变化率现状年河长与基准年河长之差/基准年河长*100%生态属性鱼类种类变化率10年来河道内鱼类变化数/河道内10年前鱼类种数珍稀水生动物存活率以珍稀水生动物数量增减作为定性判断的依据天然植被覆盖率流域天然植被面积/流域土地面积河道生态需水保证率河道生态用水量/河道内生态需要水量*100%社会属性城镇供水保证率城镇供水总量/城镇需水总量*100%饮水安全保证率年饮用水达标天数/365*100%过洪能力变化率10年前后流量变化值/10年前相同条件的流量*100%经济属性灌溉保证率灌溉水量/灌溉需水量*100%水资源利用率流域实际用水量/流域水资源总量*100%单方水GDP流域年GDP总量/流域年总用水量*100%河湖水系连通的经济问题河湖水系连通的经济性质界定河湖水系作为淡水资源的主要组成部分，是一种具有显著的公共物品、外部性特征的公共利益问题。河湖水系连通经济分析的难点河湖水系连通经济分析的内容河湖水系连通的性质、价格与供给河湖水系连通的宏观分析和制度分析河湖水系连通的经济问题•水资源管理立法•水域管理立法•水权制度的问题水利保护方面•环评立法层面•跨界水污染立法•生态保护立法环境与生态保护方面河湖水系连通的法律问题严格环境影响评价制度重构生态用水管理制度构建科学合理的水权交易制度突出公众参与完善中国水权交易的行政处理机制完善水生态保护立法河湖水系连通的法律问题四.河湖水系连通案例研究环境影响和生态效应实证研究----以关中地区为例先秦时期秦汉时期《水经注》时期隋唐宋金元明时期清代关中地区河湖水系演变历史环境影响和生态效应实证研究----以关中地区为例•早期关中地区的灌渠连通活动对环境和生态改善起到了积极作用早期灌渠连通活动•社会经济的飞速发展带来的连通改变，对于关中地区脆弱的环境系统和生态体系冲击很大。社会经济发展带来的连通改变•通过重建连通性而来的湿地修复工作，对于本地区的生态状况具有积极作用。重建连通性而来的湿地修复环境影响和生态效应实证研究----以关中地区为例•水系连通性越好，相应地河湖水系生境状况越好。关中地区水系连通性与水系生境•关中地区水系连通性与生物群落有很大的关系，水系连通性越好，生物群落多样性越丰富。关中地区水系连通性与生物群落•水系连通性越好，景观格局分布越合理。关中地区水系连通性与景观格局生态效应环境影响和生态效应实证研究----以关中地区为例关中地区河湖水系连通健康综合评价指数序号现状值健康度权重评价指数131.80.0530.0240.001272276.90.050.0260.00133100.60.440.26440.210.140.1450.0320.050.0860.004360.210.0240.0247100.050.0190.000958恶劣0.050.0330.001659260.510.0330.0168310400.160.0820.0131211940.950.0210.019951210.050.0210.00105130.540.980.0640.0627214710.410.1270.05207关中地区河湖水系连通健康评价综合指数为0.1878。由此可见，关中地区河湖水系连通健康水平处于不健康状态。这种不健康主要是由于水质达标率低、生物种群结构差、植被覆盖率低等因素所造成的，这与该地区人口过度集中，城市密集，工农业生产极大破坏了河流连通性有关。环境影响和生态效应实证研究----以关中地区为例经济与法律问题实证研究-以山东潍坊为例环境影响评价水质恶化河湖生态系统退化缺乏水生态环境预警预报水管理的体制和机制存在问题经济与法律问题实证研究-以山东潍坊为例对策与建议坚持环评先行理念，减少负面效应优化产业结构，减少环境污染加强水资源保护，实现可持续利用加强生态保护和修复强化水资源配置和调度河湖水系连通基本格局与实证分析—以南水北调工程为例南水北调东、中线一期工程的效益分析•东线工程生态环境治理举措•中线工程生态环境治理举措对生态环境影响问题的考虑•受益人口约1亿人；增加供水量22.34亿m3；涉及灌溉面积3025万亩；增加排涝面积266万亩；多年平均供水效益达109.5亿元东线一期工程的综合效益分析•为京、津及河南、河北沿线城市生活、工业增加供水64亿m3，增供农业30亿m3中线一期工程的综合效益分析南水北调实施过程中的重要问题与对策工程属性管理体制管理条例地下水压采水价制定配套工程建设水量调度南水北调与相关区域河湖水系连通工程的相互作用及影响提纲五.结论与建议主要结论一、初步讨论了河湖水系连通的概念及内涵；从河湖水系服务功能角度，探讨了河湖水系连通的驱动机制；从研究目的、研究对象、研究方法等方面，初步构建河湖水系连通的理论框架。在此基础上分别从连通的必要性、可行性和合理性方面对规划设计层面的关键技术进行了探讨；从风险控制、监测、调度、后评估等方面对运行管理层面的关键技术进行了探讨；在此基础上讨论了河湖水系连通的总体布局和国家战略。通过基础理论和国家战略的研究，为河湖水系连通战略的进一步开展奠定了基础。主要结论二、河湖水系已经发展成为由水系、社会经济、生态等众多子系统组成的复杂的“水系－社会经济－生态”复合系统。研究运用水利工程、环境科学、法学和经济学等多学科的研究方法，全面、动态地分析河湖水系连通战略实施对水资源、环境、社会、经济的影响，在此基础上从全局的角度，针对河湖水系连通中的新问题、新情况进行全面剖析和方法研究，为解决我国水问题、实现可持续发展提供技术支持、政策储备和法律保障。主要结论三、广泛收集国内外河湖水系连通典型案例，重点分析其区域自然地理特点、水资源开发利用历程、经济社会状况及生态环境情况等，归纳总结在河湖连通、水网建设方面的主要做法和经验，评价河湖水系连通工程带来的正负效益；依托典型案例，综合生态科学、环境科学、经济学、法学、哲学等多学科力量，分别研究河湖水系连通的环境影响、生态效应、法规建