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第1章 绪论1

1.1 水循环多维调控的基本概念1

1.1.1 水循环的多维属性1

1.1.2 水循环多维系统的临界特征2

1.1.3 多维调控决策3

1.2 国内外研究进展8

1.2.1 水资源多目标决策与多维调控研究8

1.2.2 流域水资源配置研究11

1.2.3 阈值及其应用16

1.2.4 临界调控的应用18

1.3 海河流域现状19

1.3.1 经济社会现状19

1.3.2 供用水现状20

1.3.3 水生态环境现状21

1.4 海河流域水循环多维临界调控的主要科学技术问题25

1.4.1 主要水问题25

1.4.2 水资源合理调控的主要科学技术问题27

1.5 研究目标与内容29

1.5.1 研究目标与任务29

1.5.2 主要研究内容29

1.5.3 研究技术框架31

1.6 主要研究成果与创新32

1.6.1 主要研究成果32

1.6.2 主要创新点33

第2章 流域水循环多维调控理论体系35

2.1 水循环的系统特征35

2.1.1 系统科学及其主要技术理论35

2.1.2 水资源利用的复合系统36

2.1.3 水循环的二元特征37

2.1.4 水循环的多维系统特征38

2.2 水循环多维调控的内容与框架39

2.2.1 各维调控目标与内容39

2.2.2 多维临界整体调控框架40

2.3 多维临界调控的准则与表征指标42

2.3.1 多维临界调控的基本性质与宏观准则42

2.3.2 多维整体调控的综合指标体系43

2.3.3 多维临界调控的主要表征指标45

2.4 多维临界调控的决策机制46

2.4.1 多维临界调控的宏观准则46

2.4.2 基于水量平衡的水资源决策机制47

2.4.3 基于效益最优的经济决策机制49

2.4.4 基于公平的社会决策机制49

2.4.5 维系生态功能良好的生态决策机制50

2.4.6 维系水体功能的环境决策机制51

第3章 流域水循环多维调控方法52

3.1 多维目标之间的关联性与整体性52

3.2 目标函数的建立53

3.2.1 五维归一化目标函数53

3.2.2 WEDP最大目标函数54

3.2.3 多维调控指标权衡分析56

3.3 水循环多维临界调控模型58

3.3.1 水循环多维临界调控技术体系58

3.3.2 DAMOS模型58

3.3.3 ROWAS模型65

3.3.4 WEDP模型68

3.4 水循环多维调控方案评价与比选73

3.4.1 多维调控方案评价基础理论73

3.4.2 多维调控方案评价模型77

第4章 海河流域水循环多维临界调控模式与阈值标准集83

4.1 海河流域多维临界调控面临的国家需求83

4.1.1 海河流域未来经济社会发展的基本定位83

4.1.2 经济社会发展对水利保障和科技发展的需求84

4.1.3 海河流域水利保障的目标和任务86

4.1.4 水资源配置格局中的关键问题87

4.2 多维临界调控目标（理想点）及其阈值88

4.2.1 资源维89

4.2.2 经济维91

4.2.3 社会维93

4.2.4 生态维94

4.2.5 环境维95

4.3 多维临界调控方案设置96

4.3.1 三层次递进方案设置思路96

4.3.2 层次一：水循环系统可再生性维持97

4.3.3 层次二：经济社会发展与生态环境保护协同发展模式101

4.3.4 层次三：提高水资源保障能力104

4.4 多维临界调控模式107

4.4.1 组合方案的合理性分析107

4.4.2 多维临界调控方式108

4.4.3 重要方案选取与特征108

4.5 临界调控阈值分析112

4.5.1 超采量、入海水量与国民经济用水量112

4.5.2 国民经济用水量、粮食产量与GDP113

4.5.3 GDP与COD入河量115

4.6 水资源环境经济效益最大的经济用水总量阈值116

4.6.1 用水量与水资源影子价格的关系116

4.6.2 用水量与GDP的关系118

4.6.3 用水量与水资源耗减成本的关系119

4.6.4 用水量与水生态环境退化成本的关系120

4.6.5 用水量与水环境保护成本的关系124

4.6.6 经济用水总量与GDP临界阈值125

第5章 海河流域水循环多维整体调控措施与方案128

5.1 经济社会发展、生态环境保护及其水资源需求预测128

5.1.1 宏观经济及社会发展趋势预测128

5.1.2 需水预测基本方案129

5.1.3 供水预测基本方案130

5.2 基本方案调控效果133

5.2.1 供需分析与配置133

5.2.2 水资源保护规划135

5.2.3 生态水量配置136

5.2.4 基本方案评价137

5.3 多维临界调控方案的比选与评价139

5.3.1 序参量、有序度和系统熵139

5.3.2 （系列）组合方案的协调度及其综合距离144

5.3.3 方案比较与分析147

5.3.4 调控结论158

5.4 调控方案风险分析162

第6章 总量控制策略及生态环境效应分析163

6.1 总量控制指标分析163

6.1.1 总量控制策略163

6.1.2 总量控制指标选取163

6.1.3 地表水取水总量165

6.1.4 地下水开采总量166

6.1.5 ET总量及国民经济用水总量166

6.1.6 排污总量170

6.1.7 入海水量172

6.1.8 生态用水总量指标173

6.2 南水北调工程通水后海河流域生态环境效应预测176

6.2.1 南水北调工程主要生态环境效应影响因子176

6.2.2 推荐方案南水北调生态环境效应综合评估176

6.2.3 不同方案生态环境影响差异性分析186

6.3 生态环境评估技术187

6.3.1 卫星遥感技术用于流域生态多样性评价187

6.3.2 咖啡因示踪技术在潘家口-大黑汀水库的应用193

6.3.3 潘家口-大黑汀水库及白洋淀湿地的藻类调查196

6.3.4 潘家口-大黑汀水库微囊藻毒素的测定200

第7章 海河流域水资源可持续利用对策204

7.1 节水与非常规水源利用204

7.1.1 节水潜力分析与节水目标204

7.1.2 节水规划措施206

7.1.3 灌溉节水的重点——大型灌区节水改造210

7.1.4 非常规水源利用212

7.2 水资源配置工程214

7.2.1 总体布局214

7.2.2 跨流域调水工程215

7.2.3 当地水配置工程217

7.3 水资源保护221

7.3.1 污染源防治221

7.3.2 重要水库水源地保护222

7.3.3 地下水压采224

7.3.4 地下水污染防治226

7.4 河流湿地水生态修复227

7.4.1 主要河流生态水量配置227

7.4.2 主要湿地生态水量配置228

7.4.3 水生态修复重点项目229

7.5 实行最严格的水资源管理制度232

7.5.1 流域水资源管理现状和实行最严格的水资源管理制度意义232

7.5.2 严格取水总量控制234

7.5.3 加快推进节水型社会建设238

7.5.4 加强水功能区监督管理和水生态修复239

7.5.5 加强水利信息化建设，完善流域水资源监测网241

7.5.6 提高水利的社会管理和公共服务能力242

参考文献246