中国东部城市水环境代谢研究 ——以上海市为例

论文摘要

水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源,不仅对人类生命和健康以及生态系统至关重要,而且是国家经济发展和城市可持续发展的基本条件之一。正常的水环境代谢不仅是城市给水、用水、排水过程满足城市需要的重要保证,更是城市环境、生态和景观的关键控制过程。目前国内外对于城市水环境代谢的研究较为缺乏;尤其是对于水环境代谢过程中给水和排水环节的研究较多,而对重复用水和循环代谢等代谢环节及其影响城市可持续发展的定量化研究更为缺乏。我国东部地区是水资源、水环境、水安全问题最为突出的地区,同时,也是经济增长十分迅猛和城市化加速的地区之一,研究该地区的城市水环境代谢,将对城市的可持续发展具有十分重要的意义。本文选取我国东部沿海典型城市上海,通过对上海市1985-2005年间的社会经济发展及环境监测数据的分析,以统计学方法筛选出表征上海城市水环境代谢的12项指标,并以灰色系统模型分析了指标之间的灰色关联度,从而分析上海水环境代谢特征及成因。在此基础上,本文从水环境代谢系统的角度出发,以农业用水总量、农业万元GDP耗水量、工业万元GDP用水量、工业废水排放量与工业用水量的比值、生活污水排放量5项指标构建水环境代谢安全模型,对上海城市化过程中水环境代谢的动态特征及水环境代谢安全状况进行了分析与评价;本文进一步依据上海、北京、天津、大连、济南、南京、合肥、杭州、广州、厦门等东部沿海城市1998-2005年间的社会经济发展及环境监测数据,对上海市与其他东部城市的水环境代谢特征进行了比较分析,探讨了我国城市水环境代谢的突出问题及其产生机理,提出了解决这些问题的途径和对策,以期为我国城市可持续发展提供科学依据,并为国内外相关城市水环境代谢及管理提供可参考的经验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 我国东部城市水资源紧缺
• 1.1.2 我国东部城市降水污染严重
• 1.1.3 我国东部城市生活污水剧增
• 1.1.4 我国东部城市工业排放达标率不高
• 1.1.5 我国东部城市地下水环境恶化
• 1.2 研究目的与意义
• 1.3 研究论文技术路线
• 第二章 城市水环境代谢背景研究
• 2.1 城市水环境代谢研究进展综述
• 2.1.1 城市水环境代谢概念与相关概念比较
• 2.1.2 城市水环境代谢的概念、内涵和功能
• 2.2 城市水环境代谢分析方法综述
• 2.3 城市水环境代谢实证研究现状
• 第三章 城市水环境代谢研究模型
• 3.1 城市水环境代谢模型
• 3.2 城市水环境代谢指标灰色关联度计算模型
• 3.2.1 灰色系统理论
• 3.2.2 灰色关联度分析
• 3.3 城市水代谢安全评价模型
• 3.3.1 城市水代谢安全与水安全的比较
• 3.3.2 城市水代谢安全与城市水代谢之间的关系
• 3.3.3 城市水代谢安全综合指标的计算
• 第四章 城市水环境代谢案例研究-以上海市为例
• 4.1 基本概况
• 4.1.1 自然地理概况
• 4.1.2 社会经济发展
• 4.1.3 水资源组成
• 4.1.4 河流水质状况
• 4.2 上海城市水环境代谢定量计算及评价
• 4.2.1 上海市水环境代谢流分析
• 4.2.2 上海市城市水环境代谢供水环节
• 4.2.3 上海市城市水环境代谢用水环节
• 4.2.4 上海市废水排放状况
• 4.2.5 上海市城市水环境代谢水处理和重复利用环节
• 4.3 成因分析
• 4.3.1 基于灰色关联度的成因分析
• 4.3.2 基于耗散结构理论的“突变点”成因推测
• 4.3.3 废水成分变化的成因
• 4.3.4 近海水质下降的成因
• 4.3.5 管理问题的成因
• 第五章 上海与其他东部城市的水环境代谢比较
• 5.1 上海与其他东部城市水环境代谢效率比较
• 5.1.1 农业用水分析
• 5.1.2 工业用水分析
• 5.1.3 生活用水分析
• 5.2 上海与其他东部省市水代谢安全比较
• 5.2.1 水代谢安全形势指数计算
• 5.2.2 水代谢安全形势数据统计与空间制图
• 5.2.3 水代谢安全时空分异规律
• 第六章 对上海城市水环境代谢的调控建议
• 6.1 生活用水调控措施
• 6.2 农业用水调控措施
• 6.3 工业用水调控措施
• 6.4 污废水调控措施
• 6.5 开发海水资源
• 6.6 加强城市雨水利用
• 第七章 结论与展望
• 7.1 上海城市水环境代谢特征
• 7.1.1 2007年现状基本特征
• 7.1.2 1985-2005年纵向比较变化特征
• 7.1.3 与东部城市横向比较特征
• 7.1.4 水代谢安全时空分异特征
• 7.2 上海城市水环境代谢特征的成因
• 7.2.1 基于灰色关联度分析的成因
• 7.2.2 基于耗散结构理论的“突变点”成因
• 7.2.3 废水成分变化的成因分析
• 7.2.4 近海水质下降的成因分析
• 7.2.5 管理问题的成因
• 7.2.6 工业重复用水率低的成因
• 7.3 城市水环境代谢理论小结
• 7.4 城市水环境代谢模型的完善
• 7.4.1 城市水环境代谢模型
• 7.4.2 城市水代谢安全评价模型
• 7.5 城市水环境代谢研究方法的探讨
• 7.6 对上海城市水环境代谢的调控建议
• 7.7 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢