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ｌ 一 ６
流 域 水 生 态 承 载 力 与 总量 控 制 技 术 集成 系统 研 究
刘 晓波
彭 文启 董 飞
吴 文 强
Ｇ Ｓ 术 与专业 环境 数 学模 型 的耦合 更 是其 研究 与应 用 的一 个 主要方 面 ，其 主要 研究 成果 包 括 Ｇ Ｓ Ｉ技 Ｉ 系
境 管 理 实践 。 关键 词 ：水 生态 承载 力 ；总 量 控 制 ；３ — Ｉ；集 成 系统 Ｄ ＧＳ
中图分类号 ：Ｘ ２ ５
文献标识码 ：Ａ
１ 研 究 背 景
目前 ，流域 经 济 社会 快 速 发展 过 程 中 的污 染负 荷 排 放强 度 和水 资 源开 发 利 用强 度 双高 特征 ，导 致 主要 污 染物 负 荷远 超 过 流域 生 态 承载 力 的不 利 局 面 ，制 约流 域 经济 社 会 可持 续发 展 ；而 同时 流域 水 污染 总 量控 制 技术 体 系及 其 配 套措 施 不 完善 和 流域 污 染 物排 放 标准 与 水 环境 质量 脱 节 等 问题 ，也
架 构 ，建 立 流 域 水 环 境 系 统 综 合 数 据 库 ，研 发 适 宜 流 域 水 环 境 综 合 管 理 的 流域 数字 水 环 境 系 统 多 种 可 视 化 技 术 将 流域 水 生 态 承 载 力 和 总 量 控 制 的模 型 、数 据 、方 案 等 成 果 与 三维 数 字 流域 技 术 相 结 合 ，构 建 基 于 三维 数 字 流 域
文章编号 ：６ ２ ３ ３ （０ Ｏ — ０ ６ １ １７ — ０ １２ １ ） １０ １ — ３ １
流域水 生态承载力与总量控 制技术集成 系统研究
刘晓波，彭文启，董 飞，吴文强
（ 中国水利水 电科学研究院 水环境研究所 ，北 京 １０ ３ ） ０ ０ ８
摘要 ：本文根据流域水生态承载力研究 中的需求 ，提出基 于水生态功能分 区、流域总量控制管理的集成 系统总体
率 。这 也 就对 流 域水 环 境 管理 技 术 的系 统 平 台提 出 了需 求 ，需 要 构建 一套 服 务 于流 域 水生 态 承 载力
和 总量控 制分 析 的数字 化系 统平 台 。
近年 来 ，ＧＳ 地 理信 息 系统 ） 术 在流 域水 环境 管理 方 面 的应用 研究 有 了非 常迅 速 的发展 ，其 中 Ｉ（ 技
所 需 的海 量数 据 能 不 能有 效 的得 到 解 释 ，从 中提 炼 和挖 掘 潜在 的规 律 ，并 采用 合理 的方 式进 行 直观 表 达成 为 研究 人 员 面 临 的问题 。 因此 ，通 过构 建 流域 仿 真 系统 ，将这 些 数 据 的空 间变 化通 过科 学计
算 可视 化 技术 展 现 于虚 拟 环境 中 ，能够 直 观 的表 达各 种 规 则数 据 的 时空 分 布 ，提 高海 量数 据 挖 掘效
力 基础 上 发 展而 来 的 流域 综合 管 理 概念 ，是 一个 新 兴 的概 念 ；其 与 以往 的 水环 境 承载 力 或水 资 源承
载 力 既有 差别 亦 有 融合 ，是将 生 态 因子 纳 入评 价 范 围 的一 个概 念 ，其 内涵 涉及 到 流域 的社 会 经 济发 展 、水 资源 开发利 用 、水环 境 和水污 染状 况 、水生 态健 康水平 等 多种 因素 。 分 析 计 算 流 域 的水 生 态 承 载 力 ，需 要 大 量 的数 据 和 专 业 的 数 学 模 型 ，从 而 识 别 流域 水 环 境 过
第９ 第１ 卷 期
２ １ 年３ ０ １ 月
中 国水 利 水 电科 学 研 究 院学 报
Ｖ１ Ｎ ． 。９ ｏ ． １
Ｊｕ ａ ｆＣ ｉａ Ｉｓ ｔｔ ｆＷ ａｅ ｅｏ ｒｅ ｎ ｄ ｏｒｒＲ ｓａｃ Ｍａｃ ，０ ｌ ｏ ｒ ｌｏ ｈｎ ｎ ｔｕｅ ｏ ｔｒ Ｒ ｓｕ ￥ａ ｄ Ｈｙ ｍｐ ￣ｅ ｅ ｅｒｈ ｎ ｉ ｃ ｒｈ ２ １
程 ，研 究 水 环境 系 统 各要 素 的相 互 关联 ；系 统模 拟 流 域水 循 环 、社 会经 济 发展 和 水环 境 质量 变 化 过
程 ，分 析 研 究社 会 经 济 、城镇 化 过 程 、水 资 源利 用 以及 污 染 物排 放 与水 环 境质 量 的定 量耦 合 与 响应 关 系 ；并 且也 需 要 对 生态 承 载力 的分析 计 算 成果 进行 可视 化 的表 达 。而 流 域水 生 态承 载 力分 析 计算
技术 的流域水生态承载力与总量控制技术集成系统。该系统以流域水环境 系统为核心 ，着眼 全局用数字化 的手段
刻 画 整 个 流域 ，覆 盖 全 流 域 的整 体 模 型 作 为 基 础 模 拟 流 域 的 环 境 现 象 和 过程 ，处 理大 量 的流 域 信 息 ，这 些信 息包
括流域 水文水环境信息 、流域水工程信息 、流域经济社会发展信息 ，以模拟流域水文循环过程 、水化学过程 、经 济社会发展及污染排放过程等关键 过程 ，揭示流域污染源迁移转化和水体水质响应变化的规律 ，服务于流域水环
制 约 了流 域水 污 染控 制 管 理 和流 域 水环 境 管 理 。在 这样 的背景 下 ，为定 量 化流 域所 能 承 受 的经 济社 会发 展 水平 ，研究 人 员提 出了流 域 承载 力 的概 念 ，开 展 的相 关研 究 主要 集 中在生 态 承载 力 、水环
境 承载 力 、水 资Байду номын сангаас 承 载力 等 方面 。流域 水生 态 承载力 是 在流 域水 环境 承 载力 、流 域水 资源 承载
收 稿 日期 ：２ １ － １ １ ０１０—０
基金项 目：国家水体污染控制与治理科技重 大专项 （ｏ ８ Ｘ ７ ２— ０ ２ ｏ Ｚ ０ ５ ６ ０４；２０ Ｚ ０ ２ ８ ０ ０ ０８Ｘ ７０— １） 作者简介 ：刘晓波（ ９ ８ ） １ ７ 一 ，男 ，山西人 ，工程师 ，博士 ，主要从事 流域水环境数值模拟及水资源保 护研究 。