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[醉染正版]“RT正版” 湖泊水环境多维演化过程模拟与优化调控研究(精)/水电科技前沿研究丛书 华中科技大学出版社
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书名: | 湖泊水环境多维演化过程模拟与优化调控研究(精)/水电科技前沿研究丛书 |
作者: | 周建中著 |
出版社: | 华中科技大学出版社 |
出版日期: | 2022-01-01 |
版次: | 1版1次 |
ISBN: | 9787568076777 |
市场价: | 168.0 |
第1章绪论
湖泊是人类可以直接利用的重要淡水资源,也是人类赖以生存的栖息之地。对于城市来讲,湖泊水系代表鲜活的城市生态和文化灵魂,好的湖泊环境是一张好的城市名片,的环境效益可为城市带来巨大的社会效益和经济效益。随着我国人口的快速增长和经济的飞速发展,城市对湖泊各种资源的需求和开发利用日趋加强,但是在开发利用的同时,却普遍忽视了湖泊环境的保护问题,片面强调和追求短期的经济效益,不顾的环境和生态效益,不可避免地引发了一系列环境问题,例如城市湖泊的污染加剧,水质积缩小,水体交换速率变慢,淤积加快,造成水体自净能力变差,水能退化,水环境问题日趋严重,在很大程度上制约了城市的可持续发展。如果这些问题得不到及时的处理和解决,不仅影响湖泊资源的进一步开发利用,而且会影响到湖区经济发展、人民的安居乐业甚整个社会的可持续发展。因此,城市湖泊的治理迫在眉睫。
然而来,以资源过度消耗为支撑的社会经济高速发展,给湖泊水环境带来了的压力,使湖泊自身的环境状况发生了巨大的变化。传统的“先污染再治理、边治理边污染”的策略,无法从根本上扭转其污染日益恶化的趋势,水质好转的目标也未能实现。当前,我国正处在推进资源节约型、环境友好型社会建设的新时期,社会对水环境治理的需求发生了较大变化,必须抛弃不适应社会发展的治理思路[1。
在这一新的时代背景下,武汉市在大东湖地区开展了大东湖生态水网构建工程[2],以期通过污染控制、水网连通和生态环境修复等措施,实现大东湖地区水生态环境的综合治理,促进区域内的经济结构调整,探索符合时代发展趋势的城市内湖污染控制、治理及恢复的新思路与新途径,为我国长江中下游平原湖区的水环境治理、水生态恢复提供借鉴与示范。
1.1湖泊水环境现状
湖泊作为陆地水资源的重要载体,是地球水圈的关键组成单元,是人类赖以生存和可持续发展的自然依托,但目前我国湖泊却遭受着各种各样的水环境问题,其中湖泊水资源萎缩、水污染和富营养化对我国经济发展的瓶颈作用日益突显,而富营养化导致的蓝藻水华暴发,更是危及到了我国部分地区的饮用水,几乎引发社会危机。《2011年中国水资源公报》显示,全国103个主要湖泊中有71个处于富营养化状态。湖泊富营养化和藻类水华已经成为资源、环境、生态领域亟须解决的关键科学技术问题,对于促进生态文明建设,打造天蓝、地绿、水美的“美丽中国”和实现“”具有积极意义。
湖泊水环境模拟、调控及治理是一个综合自然环境和社会经济系统的复杂系统工程,涉及的因素多体和综合强,国内外在湖泊治理与生态修复、湖泊水动力过程与水环境模拟、水质水量联合优化调控等有关方面开展了较多研究工作[3-5]。
1.1.1湖泊治理与生态修复
发达国家在湖泊治理方面强调立法和水资源保护。美国制定和修正了《联邦水污染控制法》,对水能进行了划分,制定水质标准、国家排放限制准则与标准,以及执行标准,重视对污染控制和环境科研的投入,强调从整体上解决环境问题,编制与经济环境相适应的环境规划[6]。芬兰湖泊众多,采取多方面措施予以保护,在立法方面,各级水资源管理和环保部门依法对严重污染水源和空气的企业进行监督,对污染环境的企业甚可采取强制措施。在城市水源保护方面,芬兰利用先进的废水处理技术和设备,建设的污水处理厂,定期检查和维修供水系统和下水管道[7]。日本在各级环境管理机构中建立审议和咨询制度,由专家和不同利益团体代表组成审议和咨询机构,以保证环境决策科学与民主;制定了扶持建设“零排放工业区”政策,鼓励和资助企业及地方努力实现资源能源循环利用[8]。荷兰湖库水网排水体系比较完善,围堤、河渠、湖网、泵站等综合管理先进,利用风能作为水网调度和排水的主要能源,其湖网系统的设计不仅考虑调水和排水,还考虑风能不足时的蓄水特征,系统地在优化设计方面进行了研究,例如泵站和蓄水的优化配置。
国内有关湖泊水网的研究中,较为重视对模型和生态修复的研究,区域上以对太湖的研究较多括三维风生流数值模型[9]、物质输移扩散三维数值模型[10]、营养组分传输迁移的物理机制和生态过程的发展机理[1]等。在过去几年里括清华大学、北京大学、华中科技大学、武汉大学、河海大学、中国水利水电科学研究院、南京水利科学研究院、长江科学研究院等国内高校和研究单位在内的水资源生态保护研究机构主要围绕湖泊生态恢复和管理开展了大量的理论研究和技术实践,涉及水力学数值计算模型和方法[12]、湖泊水环境容量计算[13]、生态友好环境下的水质水量调度理论与运用140、水环境综合评价分析及预测[5]等方向的研究工作,并取得了若干研究结论与成果。
随着城市经济快速发展和水资源过度开发利用,生态环境遭受了重大破坏,而通过水力生态调度等相关措施,修复湖泊原有的水动力对于湖泊水生态环境的改善和恢复有着显著的意义,是湖泊水环境治理的重要发展趋势。从当前国内外湖泊环境的研究来看,研究工作主要集中在湖泊水环境的治理方法、建立湖泊水动力学模型……
水电科技前沿研究丛书,湖北省学术著作出版专项资金资助项目
1.本书为湖北省学术著作专项资金资助项目《水电科技前沿研究丛书》中的一本,丛书主编为我国水电能源领域的专家周建中教授和张勇传院士。
2.本书也是基于水利部公益行业科研专项的研究成果,对读者研究湖泊水环境的演化过程模拟及优化调控具有很好的参考价值和现实意义。
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