海岛水系统弹性研究 ——以舟山群岛为例

论文摘要

海岛水系统的自然环境要素和社会经济要素相互关联,是一个复合的社会生态系统。海岛地区自然、社会及经济的脆弱性使得外部风险可能迅速演变为危机事件。全球气候变化及海岛快速城市化,导致水系统在危机事件中的暴露度不断增加,直接或间接引发了一系列水系统危机事件。为了应对气候变化及人类活动等外部扰动,保持海岛水系统的稳定性及灵活度,提升海岛水系统适应性与安全度,有必要进行水系统重组与革新,主动通过小尺度的试点探索,重新评估系统外部风险及自适应能力。弹性理论（Resilience）提出的多尺度嵌套适应循环模型（Panarchy model）,揭示了系统演化的四个阶段:生长,平衡,崩溃和重组,为海岛水系统适应性管理提供了新的思路。本研究按水体功能属性将海岛水系统功能指标划分为4类,包括资源角度的供水功能、水文角度的排涝功能、水环境角度的纳污功能,水资源管理角度的节水型社会建设功能。选取了2010-2017年间反映舟山群岛水系统特征的关键指标,对水系统存在的四个主要外部压力（水资源短缺压力、水系统质量下降压力、内涝压力及节水压力）及系统的自适应能力进行测算。参照胡克定理的基本形式并融入社会生态弹性的基本内涵,定义了弹性定量计算的公式,依此获得了舟山群岛水系统弹性趋势。在水系统弹性测算的基础上,引入多尺度嵌套适应循环,进行系统演替过程分析。结果表明:（1）2010-2017年间,舟山群岛水系统经历了两次系统阶段转移及重组过程;（2）根据水系统层级间转移状态的不同,舟山群岛水系统阶段转移存在两种情景:即突变点式转移和突变域式转移。突变点（域）处于系统低弹性状态,可作为系统风险的预警指示;（3）舟山群岛水系统重组中规模及状态可发生变异,存在多重平衡状态;（4）内涝压力是影响舟山群岛水系统弹性的关键慢变量,需要关注与管控水系统中慢变量的作用。最后,根据当前舟山群岛水系统存在的四个主要外部压力,为提升水系统弹性从保供水、抓节水、治污水、排涝水等方面提出了相应的工程及管理措施,旨在为海岛水系统管理部门提供科学的理论依据。

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摘要

ABSTRACT

第一章引言

1.1 研究背景

1.1.1 海岛水系统特征

1.1.2 全球气候变化

1.1.3 社会经济扰动

1.2 研究目的

1.3 研究意义

1.4 弹性理论及其研究进展

1.4.1 弹性理论概述

1.4.2 国外研究进展

1.4.3 国内研究进展

1.5 研究内容及技术路线

第二章海岛水系统弹性测算方法

2.1 海岛水系统弹性评价模型

2.2 海岛水系统弹性评价指标

2.2.1 指标数据来源

2.2.2 外部扰动压力评价指标

2.2.3 自适应能力评价指标

2.3 指标计算方法

2.3.1 自适应性指标计算

2.3.2 外部扰动压力计算

2.3.3 海岛水系统弹性综合值测算

第三章舟山群岛水系统弹性分析

3.1 舟山群岛水系统概况

3.1.1 研究区地理位置

3.1.2 自然环境概况

3.1.3 社会经济概况

3.2 舟山群岛水系统弹性变化结果与讨论

3.2.1 舟山群岛水系统弹性计算结果

3.2.2 舟山群岛水系统弹性趋势变化分析

3.2.3 舟山群岛水系统弹性转移的风险预警指示

第四章舟山群岛水系统弹性提升建议措施

4.1 海岛水资源开源与节流

4.1.1 海岛水资源多源开发利用

4.1.2 海岛水系互联互通工程

4.1.3 海岛节水型社会建设

4.2 海岛水系统污染防治措施

4.2.1 水源地污染防治

4.2.2 生活污水治理

4.2.3 养殖业污水治理

4.3 舟山群岛水系统内涝敏感区域识别与管控

4.3.1 舟山群岛内涝敏感区域识别

4.3.2 内涝敏感区域规划与管理

第五章总结与展望

5.1 论文研究总结

5.2 论文创新点

5.3 论文研究的不足与展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文和研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 樊超

导师: 桂峰

关键词: 舟山群岛,弹性,水系统,适应性循环

来源: 浙江海洋大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 海洋学,水利水电工程

单位: 浙江海洋大学

分类号: TV213.4;P746

DOI: 10.27747/d.cnki.gzjhy.2019.000167

总页数: 66

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