Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô phỏng động về phân bổ tối ưu tài nguyên nước thông qua việc giới thiệu các chính sách môi trường nước tích hợp tại Baoding, Trung Quốc
Tóm tắt
Với sự công nghiệp hóa và đô thị hóa nhanh chóng, tình trạng thiếu nước và suy giảm chất lượng nước ở khu vực đã đặt ra những thách thức lớn cho sự phát triển bền vững của các thành phố ở Bắc Trung Quốc, đặc biệt là những thành phố có nhu cầu lớn về nước tưới tiêu nông nghiệp. Dựa trên phân tích đầu vào-đầu ra, bài báo này phát triển một mô hình tối ưu động bao gồm ba mô hình phụ và nhiều điều kiện ràng buộc nhằm giải quyết cuộc khủng hoảng nước ở Baoding, một thành phố điển hình đang trải qua tình trạng thiếu nước và ô nhiễm nước nghiêm trọng ở Bắc Trung Quốc. Chỉ số khả năng mang tải tài nguyên nước (WRCC) được giới thiệu trong phân tích kết quả để đánh giá toàn diện tác động của các chính sách môi trường nước tích hợp (IWEPs) từ năm 2013 đến 2025. Trong kịch bản tối ưu, lượng nước thải hóa học hàng năm (COD) và nhu cầu nước hàng năm ở Baoding có thể giảm lần lượt 2,6% và 0,6%, trong khi tỷ lệ tăng trưởng sản phẩm nội địa tổng (GRP) hàng năm đạt 7,52%. WRCC có thể được cải thiện từ bị quá tải mức độ vừa sang chưa bão hòa yếu, cho thấy rằng tài nguyên nước có thể đáp ứng các yêu cầu phát triển kinh tế-xã hội. Kết quả cho thấy hiệu quả của mô hình tối ưu tuyến tính với phân tích đầu vào-đầu ra trong việc điều phối các mối quan hệ giữa nhu cầu nước, bảo vệ môi trường nước và phát triển kinh tế, và các IWEPs cung cấp một tài liệu tham khảo có thể áp dụng cho các nhà ra quyết định ở Baoding và các thành phố tương tự khác ở Bắc Trung Quốc để giải quyết tình trạng suy thoái hệ thống nước.
Từ khóa
#quản lý tài nguyên nước #mô hình tối ưu động #Baoding #chính sách môi trường nước tích hợp #phát triển bền vữngTài liệu tham khảo
Ait-Aoudia MN, Berezowska-Azzag E (2016) Water resources carrying capacity assessment: the case of Algeria’s capital city. Habitat Int 58:51–58
Baoding Bureau of Land Resources (2017) General Land Utilization Plans of Baoding 2006–2020 http://bd.hebgt.gov.cn/baoding/zwgk/ghjh/101510306830682.html. Accessed 11 Dec 2017
Baoding Government (2013) Urban master plan of Baoding City 2011–2020. http://www.bd.gov.cn/content-173-9449.html. Accessed 11 Dec 2017
Baoding Government (2016) The 13th Five-Year Plan of Baoding. http://www.bd.gov.cn/xxgkcontent-888888017-139242.html. Accessed 11 Dec 2017
Baoding Government (2017) Baoding City environmental quality report in 2016. http://www.bd.gov.cn/content-381-122530.html. Accessed 11 Dec 2017
Baoding Statistics Bureau (2013) Baoding statistical yearbook. China statistics press, Beijing
Baoding Statistics Bureau (2018) Baoding statistical yearbook. China statistics press, Beijing
Baoding Water Resources Bureau (2016) The 13th five-year plan for the development of water conservancy of Baoding. http://slj.bd.gov.cn/ejzwgk-97-91-list.html. Accessed 11 De 2017
Cai YP, Yue WC, Xu LY, Yang Z, Rong Q (2016) Sustainable urban water resources management considering life-cycle environmental impacts of water utilization under uncertainty. Resour Conserv Recycl 108:21–40
Chang FJ, Wang KW (2013) A systematical water allocation scheme for drought mitigation. J Hydrol 507:124–133
China's Ministry of Environmental Protection (2011) Manual of pollutant emission coefficient of pollution source census. China environmental science press, Beijing
Dai D, Sun MD, Xu XQ, Lei K (2019) Assessment of water resource carrying capacity based on the ecological footprint: a case study in Zhangjiakou City, North China. Environ Sci Pollut Res 26:11000–11011
Department of Water Resources of Hebei Province (2016) Hebei Province Local Standard of Water-use Quota. http://www.hebwater.gov.cn/a/2016/03/02/1456912236691.html. Accessed 11 December 2017
Dias AC, Lemos D, Gabarrell X, Arroja L (2014) Environmentally extended input-output analysis on a city scale-applicaion to Aveiro (Portual). J Clean Prod 75:118–129
Fu ZH, Zhao HJ, Wang H, Lu WT, Wang J, Guo HC (2017) Integrated planning for regional development planning and water resources management under uncertainty: a case study of Xining. J Hydrol 554:623–634
Han Y, Huang YF, Wang GQ, Maqsood I (2011) A multi-objective linear programming model with interval parameters for water resources allocation in Dalian City. Water Resour Manag 25(2):449–463
He GY, Yan JJ, Sha JH, Song C, Zhong S (2016) Exploration of an optimal policy for water resources management including the introduction of advanced sewage treatment technologies in Zaozhuang City, China. Water 8(12):608
He L, Chen YZ, Kang Y, Tian P, Zhao H (2018) Optimal water resource management for sustainable development of the chemical industrial park under multi-uncertainty and multi-pollutant control. Environ Sci Pollut Res 25(27):27245–27259
Higano Y, Yoneta A (1999) Economical policies to relieve contamination of Lake Kasumigaura. Stud Reg Sci 29(3):205–218. in Japanese
Ke WL, Sha JH, Yan JJ, Zhang G, Wu R (2016) A multi-objective input-output linear model for water supply, economic growth and environmental planning in resource-based cities. Sustainability 8(2):160
Kotir JH, Smith C, Brown G, Marshall N, Johnstone R (2016) A system dynamics simulation model for sustainable water resources management and agricultural development in the Volta River Basin, Ghana. Sci Total Environ 573:444–457
Leontief W (1970) Environmental repercussions and the economic structure: an input-output approach. Rev Econ Stat 52(3):262–271
Li YY, Cui Q, Li CH, Wang X, Cai Y, Cui G, Yang Z (2017) An improved multi-objective optimization model for supporting reservoir operation of China’s South-to-North water. Sci Total Environ 575:970–981
Li Z, Li CH, Wang X, Peng C, Cai Y, Huang W (2018) A hybrid system dynamics and optimization approach for supporting sustainable water resources planning in Zhengzhou City. J Hydrol 556:50–60
Li M, Fu Q, Singh VP, Ji Y, Liu D, Zhang C, Li T (2019) An optimal modelling approach for managing agricultural water-energy-food nexus under uncertainty. Sci Total Environ 651:1416–1434
Lu C, Li W (2019) A comprehensive city-level GHGs inventor accounting quantitative estimation with an empirical case of Baoding. Sci Total Environ 651:601–613
Maier HR, Jain A, Dandy GC (2010) Methods used for the development of neural networks for the prediction of water resource variables in river systems: current status and future directions. Environ Model Softw 25(8):891–909
Mcclanahan T, Sakurai K, Kobayashi S et al (2007) A simulation analysis of synthetic environment policy: effective utilization of biomass resources and reduction of environmental burdens in Kasumigaura basin. Stud Reg Sci 36(2):355–374. in Japanese
Ministry of Ecology and Environment of the People’s Republic of China (2009) National Environmental Protection Standard. http://www.mee.gov.cn/gkml/hbb/bwj/201704/t20170414_411566.htm. Accessed 20 Dec 2017
Mohseni S, Shahraki J (2013) Water resources optimal allocation with the use of the gray fuzzy programming (case study Yazd City). Int J Plant Prod 54(2):191–201
National Bureau of Statistics of China (2013) China Environmental Statistics Yearbook 2013. China Statistics Press, Beijing, China
Nguyen-ky T, Mushtaq S, Loch A, Reardon-Smith K, An-Vo DA, Ngo-Cong D, Tran-Cong T (2018) Predicting water allocation trade prices using a hybrid artificial neural network-Bayesian modelling approach. J Hydrol 567:781–791
Shi J (2002) Rational development of water resources and protection of ecological environment in Guanzhong Area. The Yellow River. Water Conservancy Press, Beijing in Chinese
Song JN, Yang W, Higano Y, Wang X’ (2015) Introducing renewable energy and industrial restructuring to reduce GHG emission: application of a dynamic simulation model. Energy Convers Manag 96:625–636
Tsuzuki Y (2014) Evaluation of the soft measures’ effects on ambient water quality improvement and household and industry economies. J Clean Prod 66:577–587
Wagner BJ (1995) Recent advances in simulation-optimization groundwater management modelling. Rev Geophys 33(S2):1021–1028
Wang L, Maclean HL, Adams BJ (2005) Water resources management in Beijing using economic input-output modeling. Can J Civ Eng 32(4):753–764
Xiang N, Sha JH, Yan JJ et al (2014) Dynamic modeling and simulation of water environment management with a focus on water recycling. Water 6(1):17–31
Xu JP, Ma N, Lv CW (2016) Dynamic equilibrium strategy for drought emergency temporary water transfer and allocation management. J Hydrol 539:700–722
Yan JJ, Sha JH, Chu X, Xu F, Higano Y (2014) Endogenous derivation of optimal environmental policies for proper treatment of stockbreeding wastes in the upstream region of the Miyun Reservoir, Beijing. Pap Reg Sci 93(2):477–500
Yang ZS (1994) Study on the population-supporting capacity of land resources in Dali City. J Yunnan Univ 16(1):40–47 in Chinese
Yang W, Song JN, Higano Y, Tang J (2015) Exploration and assessment of optimal policy combination for total water pollution control with a dynamic simulation model. J Clean Prod 102:342–352
Zarghami M, Akbariyeh S (2012) System dynamics modeling for complex urban water systems: application to the city of Tabriz, Iran. Resour Conserv Recycl 60:99–106
Zhang GF, Sha JH, Wang TY et al (2013) Comprehensive evaluation of socio-economic and environmental impacts using membrane bioreactors for sewage treatment in Beijing. J Appl Microbiol 7:553–564