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《华东师范大学》 2012年
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海平面上升背景下上海市水源地供水安全风险评估

塔娜  
【摘要】:城市发展,原水先行。上海市是位于长江口的世界级特大型河口城市,充足、安全的淡水资源供应是城市社会、经济健康发展的前提。由于上海市未来70%的淡水将由长江河口区边滩和心滩水库提供,因此盐水入侵引起的水资源短缺是上海市城市供水安全的最主要风险因素。随着长江河口地区相对海平面上升,由此引起的盐水入侵增强,将加剧水资源供需矛盾,使上海市供水安全面临挑战。 本研究在分析上海市水资源利用现状基础上,对海平面上升背景下的供水系统和需水系统的风险因子进行甄别,建立海平面上升背景下的上海市水源地供水安全模型。该模型包括上海市主要水源地供水量和城市需水量的中长期预测,快速与相对缓慢的两种流动人口增长模式和10cm与25cm的两种海平面上升值组合情景下的上海市供水安全风险及其出现时间。 城市需水量的中长期预测主要利用系统动力学建立的上海市需水预测系统动力学(SD)模型,通过Vensim软件计算获得。SD模型是建立在大量上海市人口、工业增加值、第三产业增加值等社会经济历史数据,和上海市水务局提供的生活、工业、农业、公共生活用水量、万元工业增加值用水量、农业亩均灌溉用水量、人均生活用水量等水资源统计数据基础上。模型的计算结果经检验,误差较小,因而该模型在城市需水量预测上有一定的可行性。模型计算结果表明,2020年和2030年上海市年总需水量范围在149.5-150.75亿m3和185-190亿m3。其中,居民生活需水量和城市公共生活需水量加速增长,而工业需水量缓慢增长,农业需水将会小幅度减少。城市供水量的中长期预测则通过长江河口盐水入侵数值模型计算获得,即当海平面上升10cm和25cm时,枯季每月供水量陈行水库将减少19.2万m,、32万m3、青草沙水库减少为754.95万m,、776.52万m3,东风西沙水库减少为14万m3和13.6万m3。特枯水情时,陈行水库供水量减少88万m3、110.4万m3,东风西沙减少21.6万m3、26.4万m3。 海平面上升背景下上海市供水风险评估则在上述上海市需水预测SD模型输出结果和海平面上升背景下上海市供水能力预测结果基础上,采用改进的供水保证率公式,评估上海市供水风险及其出现时间。研究结果表明:当不考虑海平面上升且上海市水源地在维持2012年供水能力时,2021年上海市供水保证率低于安全余量,上海市供水系统面临风险,2023年安全余量为零,上海市面临缺水问题;在新增没冒沙水源300万m3/天供水能力时,供水风险可推迟到2026-2027年发生。 当海平面上升10cm时,上海市枯季每日供水量为1444.4万m3/天;若海平面上升10cm并遇特枯水情时,上海市每日供水量为1425万m3/天;若海平面上升25cm时,上海市枯季每日供水量为1443.9万m3/天;若海平面上升25cm特枯水情时为1420.6万m3/天。在设定海平面上升速率为10mm/a和5mm/a时,上海市海平面上升值分别在2020年和2030年达10cm,通过对2020年和2030年上海市供需水量对比分析得出,2020年上海市枯季每日缺水量为39-74万m3/天,2030年为866-994万m3/天;若新增没冒沙水源300万m3/天供水能力时,2030年缺水量为566-694万m3/天。所以,上海市淡水资源的供给需要未雨绸缪,提高供水能力和合理规划用水并重,尽早开发新的长江口水源地,加大对长江河口优质原水的利用程度,制定以供定需的合理用水策略,尤其做好人口控制,以免上海市需水量增长过快。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TU991

【引证文献】
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