（环境工程专业论文）三峡重庆库区水环境适度人口容量研究.pdf

重庆大学硕士学位论文 中文摘要 摘要 举世瞩目的三峡水利工程到2 0 1 0 年建成蓄水、运行发电，届时，长达6 0 0 多 公里、水域面积1 0 8 4 平方公里、总库容3 9 3 亿立方米的三峡水库，将成为中国最 重要的水资源之一。而三峡大坝建成蓄水后，重庆段水域从自净能力较强的天然 河流突变为环境容量相对较低、生态功能相对脆弱的巨大的人工湖泊，水污染治 理和水环境保护形势十分严峻。库区的水环境将是库区需要重点保护的环境目标， 目前在三峡库区周围生活有大量的人口，是世界已建水库中前所未有的，如此庞 大的库周人口无疑将会对库区内的环境生态以至水库的安全运行都将产生影响， 尤其是对库区的水环境产生重要的影响。本论文就是从保护三峡工程建成蓄水后 的库区水环境目标出发，并结合总量控制的要求以及入口容量等的相关理论和方 法，对三峡库区重庆段内的7 个沿江区县的水环境人口容量进行了研究。论文以 详尽的社会、环境调查为基础，对国内外的研究现状，特别是三峡库区人口容量 的研究现状进行分析，并在此基础上提出了几个影响三峡库区适度人口容量的几 个主要因素，并且对这些主要影响因素进行了全面的阐述和深入的理论研究，论 文首先根据总量控制分配的原则和方法，结合库区沿江7 个区县的水环境容量和 允许排放量的等比例分配方法等，对到达库区水环境保护目标年( 2 0 1 0 年) 时， 三峡重庆库区内沿江区县的允许污染负荷( c o d 和n h 3 - n ) 排放总量进行了分配： 其次，根据对目标年2 0 1 0 年的污染主要污染负荷，包括工业污染负荷和城市污水 中人均污染负荷排放量进行了预测，并在总量控制的基础上建立的水环境人口容 量的计算方程，对2 0 1 0 年三峡库区重庆段内的7 个沿江区县的水环境人口容量进 行了分析和预测，最后运用层次分析法对各个因素的重要性( 影响权重) 进行比 较和计算，最后得出影响库区人口容量的主要因素为耕地( 土地) 资源和水环境， 其中水环境已经超过耕地( 土地) 资源上升到了最重要的地位。本论文针对库区 的实际情况，提出了对如何提高三峡库区水环境人口容量的途径的建议和措施。 关键词：三峡库区总量控制水环境人口容量 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 a b s t r a c t a f t e rt h et h r e eg o r g e sr e s e r v o i ri st o t a l l yc o m p l e t e da n dt h ew a t e rl e v e lr e a c h e st h en o r m a l i m p o u n d e dl e v e lb yt h ey e a r2 0 1 0 ，t h ee n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o nf o rt h et h r e eg o r g e sa r e aw i l l b e c o m eam o s ti m p o r t a n tg o a lt oa t t a i n n o wt h e r ei sal a r g ep o p u l a t i o nl i v i n ga r o u n dt h i sa r e at h a t i ss e l d o ms e e na r o u n do t h e rr e s e r v o i re l s ei nt h ew o r l d ，a n di tw i l ls u r l yi m p a c to nt h ee c o l o g i c a t e n v i r o n m e n ta n de v e nt h es a f e t yo p e r a t i o no f t h er e s e r v o i ri t s e l le s p e c i a l l yt h ea q u a t i ce n v i r o n m e n t i nt h i sd i s s e r t a t i o n ，t h er e s e a r c hi sm a i n l yo nt h ew a t e re n v i r o n m e n th u m a np o p u l a t i o nc a r r y i n g c a p a c i t yo f7c o u n t i e st h a tl i e si nt h er e s e r v o i rf l r e aa n db e l o n g st oc h o n g q i n gm u n i c i p a l i t y , b a s e d o nt h ep r i n c i p a lw a t e re n v i r o n m e n tp r o t e c t i o ng o a la n dt h ec o n c e p t sa n dm e t h o d so fh u m a n p o p u l a t i o nc a r r y i n gc a p a c i t ya n dt h et o t a la m o u n tc o n t r 0 1 t h ep a p e rf i r s tr e v i e w st h en o t i o n sa n d r e s e a r c h i n gm e t h o d so fh u m a np o p u l a t i o n ，w a t e re n v i r o n m e n ta n dt o t a la m o u n tc o n t r o la n dt h e i r p r e s e n tr e s e a r c h i n gs i t u a t i o nh o m ea n da b r o a d ，a n dp r e s e n t st h ea c h i e v e dr e s e a r c hr g ：s u l t so fh u m a n p o p u l a t i o nc a r r y i n gc a p a c i t yi nt h r e eg o r g e sr e s e r v o i r s e c o n d l y ，t h ep a p e rp u t sf o r w a r ds o m e k e ya f f e c t i n gf a c t o r so nt h eh u m a np o p u l a t i o nc a r r y i n gc a p a c i t yi nt h i sa r e a , a n dc o n c l u d e st h em o s t i m p o r t a n tf a c t o r si sw a t e re n v i r o n m e n ta f t e ra n a l y z i n gt h e ma n dc a l c u l a t i n gt h ew e i g h t so ft h e s e f a c t o r sb yt h em e t h o do fa h p t h e ni nt h ep a p e r , a c c o r d i n gt ot h et o t a la m o u n tc o n t r o lp r i n c i p l e s ， t h et o t a lw a s t e w a t e r - d i s c h a r g i n ga m o u n t ( c o da n dn h 3 - n ) i n2 0 1 0o f t h i sa r e ai sa l l o c a t e dt oe a c h c o u n t yb a s e do nt h ep r e s e n tw a s t ed i s c h a r g i n ga m o u n t ( c o da n dn h 3 - n ) ，c a l c u l a t e dw a t e r e n v i r o n m e n tc a r r y i n gc a p a c i t y ( c o da n dn i - 1 3 - n ) a n dt h ep r e d i c t e dp o l l u t i o nz o n e s ，t h r o u g ht w o m e t h o d s a f t e rt h a t ，t h ep a p e rp r e d i c t st h ec o da n dn h 3 一nl o a d so fi n d u s t r ya n dp e rc a p i t ai n m u n i c i p a lw a s t e w a t e ri n2 0 1 0a n df o r m u l a t et h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ep e r m i r e dt o t a ld i s c h a r g i n g a m o u n ta n dw a t e re n v i r o n m e n tc a r r y i n gc a p a c i t y a n dt h eh u m a np o p u l a t i o nc a r r y i n gc a p a c i t yo f w a t e re n v i r o n m e n to fe a c hc o u n t yi s p r e d i c t e da n da n a l y z e do nt h eb a s eo ft h ep r e d i c t e dd a t a c a l c u l a t e df r o mt h ef o r m u l a t i o n si n l a s ts e c t i o no ft h i s p a p e r , m e a s u r e sa n ds u g g e s t i o n sf o r e n h a n c i n gt h ec a r r y i n gc a p a c i t ya r eo f f e r e d k e yw o r d s ：t h r e eg o r g e sa r e a t o t a la m o m l tc o n t r o l w a t e re n v i r o n m e n th u m a n p o p u l a t i o nc a r r y i n gc a p a c i t y h 重庆大学硕士学位论文 前言 前言 三峡工程建成蓄水后，届时三峡江段的长江水流速度将减缓，长江从三峡大 坝到回水区末端近6 6 0 公里长的长江江段将形成一个巨大的人工湖泊，其总库容 约为3 9 3 亿立方米，届时将淹没陆地面积6 3 2 平方公里，水库淹没线以下共有耕 地2 , 4 5 万公顷。三峡工程属于重庆库区行政区域的范围包括长寿县、巴南区、渝 北区、渝中区、江北区、南岸区、沙坪坝区、九龙坡区、大渡i ；3 区、北碚区、江 津市。整个重庆市受淹各类土地5 4 4 7 8 亩；直接受淹人口1 3 4 6 7 人。三峡工程二 期( 坝前蓄水位1 3 5 米) 将在2 0 0 3 年建成蓄水，在2 0 1 0 年前实现全部机组发电 和枢纽工程全部完建，并达到坝前蓄水位1 7 5 米。 三峡水库蓄水后，按规定其水质到2 0 0 5 年需要达到国家地表水环境质量i i i 类标准，到2 0 1 0 年要达到地表水i i 类水质标准l l j 。库区良好的水环境不仅关系到 三峡水利工程的安全，和满足实现库区可持续发展的需要，同时也是南水北调工 程的需要。国家为此投入了大量资金保护库区水环境，在“十五”期间，国家投 入了几十亿元用于库区生态环境保护，特别是库区水环境保护。 三峡工程涉及到水库移民，而三峡库区适度人口容量的估算是制定库区可持续 发展战略和库区移民安置规划的基础。8 0 年代末到9 0 年代初的三峡工程论证期间， 限于当时的经济状况，人们追求的目标是生存，土地特别是耕地资源被列为库区 入口容量的首要制约因素。因此采用土地单因子法对库区人口容量的估算一直延 续到9 0 年代中期。关于三峡移民的分县移民规划自1 9 9 2 年开始，三峡百万移民 就是在土地承载力的基础上推算出来的。由于近十几年库区社会、经济和环境状 况发生了较大的改变，特别人们是对可持续发展战略思想的普遍认可，库区已将 实现可持续发展作为发展的最终目标。 从已建成的水库来看，水库水环境质量与库周人口数有着密切的关系。三峡 水库库周人口目前高达1 9 6 4 万人，在全世界已建水库中都是前所未有的。在确保 库区水环境质量的前提下，库区人口容量有多大，是否还需要进行水库移民，一 直是困扰管理部门的问题。 由于三峡库区大部分在重庆，主要淹没的城镇也在重庆，尤其是重庆库区熏 庆段的沿江区县的实际情况，本论文的主要研究对象是三峡重庆库区沿江区县， 在以确保库区水环境质量为首要条件下，估算该区域的水环境适度人口容量。 重塞盔兰堡主兰垒垒茎 一l 堂茎 一 1 绪论 1 1 适度人口容量的理论与方法 1 1 1 人口容量的定义 容量有时候可以表述为承载力，所谓承载力是指一个地区所能持续供养的某 一物种的个体的数量。对于一个地区的承载力的主要影响因素有：该地区内所能 提供的生活资料和能量，废弃物的累积量及其处理方式，以及生物间的相互作用l z l 。 对于人类而言，人口承载力就是人口容量。目前国际组织和学术界对人口容量所 下的定义比较多，其中的大多数定义在一些基本点上相同，例如都是指在一定时 期、一定区域内及一定的生活方式和生活质量，包括一定的环境质量下所能养活 的人口数量；大多认为需要考虑到技术进步和科技发展对人口容量起到的作用。 在这些众多的定义中，国际人1 ：3 生态学界对人口容量的定义为；世界对于人类的 容纳量是指在不损害生物圈或不耗尽可合理利用的不可更新资源的条件下，世界 资源在长期稳定状态基础上能供养的人口大小。联合国教科文组织关于人口容量 的定义为：一国或一地区在可预见的时期内，利用该地的能源和其它自然资源及 智力、技术等条件，在保证符合社会文化准则的物质生活水平条件下，所能持续 供养的人口数量【3 - 4 。 人口容量可以简单地看作一个地区的资源、环境所能承载的最大人口数量， 即最大的入口承载力。在实际研究中，许多学者对人口容量的内涵有着不同的理 解和定义1 5 i 。如果将适度思想和可持续发展的思想加入到人口容量，便是适度人口 容量的概念。适度人口容量必须满足一定的目标，由于目标的多样性，所以适度 人口容量也可以从多角度考虑，具有多样性，从丽具有不同意思上的适度人口容 量，例如经济适度人口容量，生态适度人口容量等。在确定人口容量时，如果把 消费水平定在个期望的数值上，则此时的人口容量也就等同于适度人口。所以， 人口容量与适度人口在概念上是有区别的，但在一定条件下，两者也可以相互转 换，适度入口也可以说是菜一定意义上的人口容量 6 】。 从人口容量的定义中可以看出，影响人口容量的主要因素有以下几个方面【列： ( 1 ) 地域的开放程度。封闭系统和开放系统的人口容量是有很大区别的，在开放 系统中，资源的互补可以大大提高一个地区的人口容量；而在封闭系统中，由于 某一种资源的匮乏会使得其人口容量大为降低。( 2 ) 时间规定性。一个地区短期 内的人口容量会高于保证其长期发展的人口容量。但短期内对资源环境的过度开 发和利用，会造成未来人口容量的降低。所以，人口容量应建立在可持续的概念 上，不能只考虑短期效应。( 3 ) 生产力水平的高低。不同的生产力水平下，对资 2 重庆大学硕士学位论文 l 绪论 源的利用程度和产出水平会有很大差别，人口容量会随着生活水平的提高而提高。 在确定未来人口容量时必须考虑到技术进步的作用。( 4 ) 生活水平的高低。同样 的产出水平下，不同的生活水平需求会有完全不同的人1 3 容量，人口容量会随着 生活水平的提高而降低。( 5 ) 分配方式与社会制度。不同的分配方式将导致人口 容量的差别。一个平均分配资源和财富的社会的人口容量无疑大于一个贫富差距 很大的社会。( 6 ) 不同目标下的人口容量。如果仅仅考虑维持人们的最基本生活 需要，那么得出的就是一个地区所能抚养的最大人口数量。如果要达到一个理想 的或最优的目标，则实际上得出的是适度人口。( 7 ) 承载人口的基础。人口容量 既可以从单一的因素分别考察，如土地资源、淡水资源、矿产资源等，也可以从 自然环境系统综合考虑；既可以只考虑自然系统，也可以加进社会经济系统，因 而有土地人口承载力、矿产资源承载力、环境人口容量等一系列人口容量的研究。 同时，人口容量也是时间的函数，具有不确定性。 当人口容量研究与水库建设相结合时，就派生出移民环境容量的概念。所谓 移民环境容量就是指一个区域在保证自然生态向良性循环演变并保持一定环境质 量的条件下该区域所能供养和接纳的移民人口数量。大型水库的建设不仅要淹没 大量的土地，形成较大面积的水域，影响原有的耕地资源、森林资源、生物资源、 矿产资源等，而且还会造成淹没区范围内原有居民的迁移，形成水库移民。移民 环境容量的研究是通过对库区及库周的资源、环境及社会经济等方厩的系统分析， 定量分柝库周移民安置的环境容量，为制定移民安置规划、区域经济发展规划以 及区域环境管理提供可靠的理论依据吵 1 1 2 人口容量的研究方法及研究现状 目前，国内外没有统一的人1 3 容量研究方法，用于人口容量研究的方法主要有 5 种【3 ，5 ，8 ： 单因子分析法。此种方法一般把人口容量理解为最大负载能力，从而根据 农业生产所提供的粮食或某种资源的食物生产能力进行环境人口容量的估算，尤 以依据粮食生产进行估算的方法应用最为广泛。此方法考虑的因子较少，操作简 单，在人口容量估算时应用较多。但此法没有考虑到人口对农业生产或资源利用 的反馈以及农业的投入与整个经济相关部门间的反馈作用，因而是一种非常粗略 的估计方法。 土地资源分析法。这是联合国粮农组织在1 9 7 9 年召开的未来人口的土地 资源专家咨询会议上提出的研究方法。它以土壤评价为基础，依据资源、生态 特点划分出不同的农业生态区，并给出各类农业生态区的三种农业产出水平( 低、 中、高) ，根据各种作物的不同要求再求出各种作物的产量并换算成蛋白质及热量， 然后再与每人每年需要的蛋白质与热量进行对比，即得出环境人口容量。对草地 3 重庆大学硕士学位论文 1 绪论 畜牧业也以同样方法换算。 资源综合平衡法。1 9 7 3 年由澳大利亚的研究者提出并得到广泛应用。这种 方法综合考虑土地、水、气候资源等因素，避免了单因子分析法的某些不足。通 过分析各种环境资源对人口发展的限制，利用多目标决策分析，进行综合研究， 从生态系统角度全面进行估算，从而得出比较精确的结论。 投入产出法。这种方法以投入产出技术为手段，根据农业生产的劳动力、 水、肥等实际投入状况及其发展趋势，推测土地的现状及未来生产潜力，从而计 算土地承载力。这种方法考虑了实际生产情况，因而更接近实际，对预测一定时 间尺度的土地生产能力表现出一定的可信度。 系统动力学方法。这一方法最先由罗马俱乐部创立，并在增长的极限 一书中用于研究人类的未来。它基于联合国教科文组织提出的环境人口容量的定 义，综合考虑人口、资源、环境、社会经济发展之间众多因子的相互关系，建立 系统动力学模型，通过模拟不同发展战略，得出人口增长、资源承载力与经济发 展相互间的动态变化及其发展目标。此法能把包括社会经济、资源和环境在内的 大量复杂因子作为一个整体，对一个区域的人口容量进行动态的定量计算，这是 其他方法所不及的。而且这种方法能模拟各种决策方案的长期效果，并对多种方 案进行比较分析而得到满意的方案，与优化有同等的效用1 3 】。 关于人口容量研究今后的进展，有研究【8 1 认为将主要表现在下几个方面：( 1 ) 人口容量概念将得到推广，即从封闭区推广到非封闭区域；这是因为现代经济是 开放的经济，国家之间、地区之间的商贸关系联系越来越密切，资源可以通过贸 易等手段进行转移；地区间的资源可以互补；( 2 ) 人口容量承载因子将由农业资 源推广到非农业资源；另外一些因子如能源，尽管不能直接养活人类，但却是承 载系统的基础，此# b - - = 产业的迅速发展和扩大，使经济承载能力大大扩展，从 而可以补充资源承载力的不足：( 3 ) 研究方法上将向动态化发展等。由于人口不 是一个静态的变量，会随着时问及影响条件的变化而变化，今后的人口容量研究 技术路线将与人口过程结合，建立人口容量的动态模型。( 4 ) 研究对象将由农村 转向城市。目前对土地生产能力及人口承载力研究比较成熟，但是对城市人e l 容 量研究甚少，随着城市的发展和城市经济支柱作用的日益突现，高速的经济增长 潜伏着发展容量的问题，都市连绵区的发展容量及饱和度的研究，有效地维护和 扩展、台理开发利用这种容量关系到城市地区的可持续发展协调的问题，这都将 成为中国人口容量研究的重点。 国外研究人口容量的历史较长，人类对人口容量的关注与研究已有近4 0 0 年 的历史【。资源承载力、土地承载力或适度人口都是人口容量研究的例子。6 0 年 代末7 0 年代初，国外对人口和经济增长的下地球的承载能力进行了广泛的讨论， 4 重庆大学硕士学位论文 1 绪论 承载3 | ( c a r r y i n gc a p a c i t y ) i 拘概念被用于估算因人类活动产生的对环境容量的限制， 这个概念主要被用于两个领域，一是应用生态学，即研究特定生境、生态系统， 旅游管理，如国家公园和旅游区【9 】：另一个则是用于人类生态学中，即研究增长的 人口和周围环境、社会等方面的关系 1 0 - 1 1 1 。最早提出土地人口承载力的但是美国 学者威廉福格特，他认为每块土地的承载能力都是一个上限，是有该土地的生 物潜力和环境阻力决定的。但是科学技术的发展，削弱了环境阻力，使承载能力 提高。7 0 年代，澳大利亚学者提出列计算人口容量的资源综合平衡法，通过多目 标决策分析，研究区域内多种资源对人口发展的限制，并从生态系统的角度进行 估算。系统动力学方法自提出后在各个领域也有着广泛的应用1 i “。 在国内，人口容量的研究虽然起步比较晚，但研究的结果比较多，早期有代 表性的有孙本文根据我国耕地面积，粮食产量，就业状况，宋健等人根据食品资 源，宋子成根据淡水资源，以及乇浣尘等采用多目标决策分析的方法，综合评价， 估算了我国人口容量i7 l 。目前国内关于人口容量的研究主要集中在自然资源领域的 承载力的领域，如土地资源、水资源、森林资源、矿产资源等，其中又以土地资 源的人口容量方向的研究最多，此外也有研究在资源承载力的基础上结合国民经 济发展水平的角度来研究人口容量”5 稍j 。国内关于水库水环境与人口容量的研究 也有不少【2 1 3 0 。唐国平，杨志峰【2 1 1 运用多目标决策技术研究了北京密云水库的水 环境人口容量问题。其论文运用多目标决策技术中的逐步宽容约束法，并选用人 口容量、粮食产量、乡镇企业产值、水土流失作为优化目标，提出了一个在各目 标之间调优化、综合决策的人口容量估算模型，并采用分析者求解和决策者抉择 相结合的人机对话方式进行求解，计算出了密云水库库区的人口容量。重庆大学 西南开发综合研究所顾恒岳教授等以草地载畜、水产养殖、森林积材和耕地产粮 等方面计算龙滩水库库区人口环境容量【2 ”。 研究人口容量的目的是要实现人口与环境协调发展以整个社会的可持续发 展。由于人口容量是一个地区在一定的生活水平条件下的，因此，其不仅与一个 地区的环境资源有关还与经济资源有关。所有的环境、经济及社会资源均可根据 一定的条件和标准转化成能量值并根据这些能量值进行评价f 3 1 l ，因此要提高或 者维持一个地区的人口容量，需要提高影响人口容量的各个因素中最关键的一个。 1 1 3 三峡库区人口容量研究现状 目前国内关于三峡库区人口容量的方法主要是在土地资源承载力分析的基础 上进行的嵋”l 。土地人口容量的计算方法是以土壤评价为基础，依据资源、生态 特点划分出不同的农业生态区，并给出各类农业生态区的三种农业产出水平( 低、 中、高) ，根据各种作物的不同要求，再求出各种作物的产量并换算成蛋白质及热 量，然后再与每人每年需要的蛋白质与热量进行对比，即得出环境人口容量。例 5 重壅奎兰堡主堂垡丝奎! 鱼堡一 如王冰，朱农，郭华( 1 9 9 5 ) 1 2 3 j ；朱农、王冰( 1 9 9 6 ) 【，他们在对三峡库区人 口环境容量的分析中，是在对可耕地的承载力分析的基础上进行的。这种方法是 将库区的土地划分为不同的类型，如蔬菜区、果园区等，然后按照计算得到的人 均土地面积与总的耕地面积之比，以分别计算各种类型土地的承载人数，最后将 其叠加得到总的人1 3 承载力。也即人v i 容量；或者根据土地的作物的产量，然后 再与每人每年需要的粮食需求量进行对比，得出环境人口容量。 因此土地人口容量的具体的计算步骤可以简述为以下三步： 测算耕地生产潜力。土地潜力是指土地在一定利用方式和管理水平下的潜 在生产能力。其影响因素主要包括阳光、水、气候等因素。由于后两个步骤计算 相对简单，因此，土地人口容量计算的核心就是土地生产潜力的计算。 根据一定的标准分析用地结构并划分评价单元。目前，对于三峡库区的耕 地划分主要是划分为水田、旱地和柑桔三种用地单元。 根据不同的土地结构和单元及其耕地生产潜力估算粮食产量；然后将各种 粮食产量换算成原粮，并根据不同生活水平( 高中低) 下的人均原粮拥有量测算 人口容量。一般认为在温饱水平下人均原粮拥有量为3 0 0 3 2 5 k g ；小康水平下为 3 7 5 4 0 0 k g ；富裕水平下为4 5 0 5 0 0 k g 。 在这些研究中，朱农、王冰【2 4 j 在以奉节县为库区典型代表分析了其人口容量， 得出的计算结果表明，奉节县整个受淹区人口承载力为1 2 2 2 6 8 人，农业人口按1 9 9 1 年年报数为1 2 8 7 7 5 人，差值容量为6 5 0 7 人。9 2 个村中，宽裕型村为4 2 个，占4 5 7 ；紧缺型村为5 0 个，占5 4 3 。粮食区的大部分村为宽裕型，林果、蔬菜等 区则多数村为紧缺型。杨云辉【2 6 】在对水库移民安置环境容量分析后还提出：水库 移民安置区环境容量是在一定的环境条件下，以经济效益为君标函数的人口容量， 应采用系统的分析方法，在宏观定性分析后，着重微观定量分析。关键环节为建 立微观定量分析指标体系，各个指标采用统一公式计算。尹忠武2 7 1 提出：土地利 用方式不同、地块位置不同和土地质量不同，其单位面积收益差别将更明显，计 算方法不仅应考虑数量还要考虑到土地单位面积收益差异，即土地质量及经济等 因素，以便全反映土地利用的实际效果，避免生产安置人口计算误差。宁大同、 李道峰、晏晓林【2 8 在对三峡库区农村移民安置的研究中，以重庆市开县为例，运 用线性加权多目标规划的方法对重庆市开县的人r 容量进行了研究。其结论中认 为开县的现有入口已经超过了可以承载的容量；其7 个乡镇可安置的移民总数只 有3 6 万人，有3 4 7 万人需要外迁。 在这些对库区人口容量研究的文章中，定量化的指标多在耕地数量、耕地质 量、粮食产量等方面，因而不太可能全面的反映区域的环境容量，具有一定的局 限性。而且基本上都是以耕地作为主要的制约因素进行考虑。根据土地资源承载 6 重庆大学硕士学位论文 1 绪论 力分析的结果表明，三峡库区，尤其是重庆区段，环境人口容量非常有限。到2 0 1 0 年三峡工程正常运行后，温饱水平下( 3 0 0 , 3 2 5 k g 原粮，人) ，库区大多区县尚有一 定环境人口容量，仅有云阳和万州超载；在小康水平下( 3 7 5 4 0 0 k g 原粮人) ，则 大多数区县过载，尤其是万州至巫山沿江各区县，人口过载近1 1 0 万人；而在富 裕水平下( 4 5 0 5 0 0 k g 原粮人) ，人口过载更是高达近2 3 0 万人。 另外，重庆市移民局提供的研究资料结合了库区移民的特点及库区土地资源开 发的实际情况与可能途径，可提供移民环境容量的土地资源主要是耕地和柑桔等 经济林地，其中耕地面积应是水田面积、退耕或的旱地面积及5 0 0 1 0 0 0 米的宜农 地面积之和，共计15 0 5 1 万亩：柑桔地等经济地面积是1 9 8 5 年的柑桔园的面积加 上海拔5 0 0 6 0 0 米以下的可规划面积，总计1 1 5 0 6 万亩。以1 9 8 5 年的经济统计数 据，计算了1 9 8 5 年库区各区县的环境人口容量。并根据1 2 0 o o 的人口自然增长率、 l 的人均耕地面积递减率和1 2 的粮食总产增长率，估算了2 0 1 0 年的环境人口 容量。见三峡库区环境人口容量分析表。 表1 1 三峡库区土地资源人口容量 1 型e 1 1h u m a nc a r r y i n gc a p a c i t yo f l a n dr e s o u r c ei nt h r e eg o r g e sa r e a 地区 1 9 8 5 年人口容量( 万人) 2 0 1 0 年人口容量( 万人) 温饱水平小康水平富裕水平 温饱水平小康水平富裕水平 农业人口下的差值下的过载下的过载农、监人口 下的差值下韵过载下的过载 容量容量容量 容量容量容量 巫山4 85 2 1 8 1 26 4 923 5 6 53 81 7 4 71 7 91 0 1 i 巫溪 4 38 3 8 7 7- 1 4 19 1 45 90 6 1 】6 32 0 81 25 0 辜节8 05 29 4 47 5 7 - 2 0 4 91 0 8 581 01 48 2 3 22 3 云阳1 0 4 0 83 2 9 1 6 2 43 10 81 1 0 2 4 3 6 22 99 54 99 4 开县1 2 28 94 46 4 1 7 2 13 6 21 6 55 9 4 3 0 46 0 72 19 9 万州 1 2 8 。9 3 - 6 5 22 7 8 6- 4 4 0 5 1 7 37 21 7 7 7- 4 6 6 1- 6 8 3 3 忠县8 75 091 8 8 8 02 24 51 1 7 9 0 7 7 61 6 4 7 3 48 7 石柱3 9 ，5 0 6 3 2- 2 4 8 91 65 3 2 27 6 7 4 1 91 33 9 丰都6 60 91 1 6 62 9 2 1 39 98 90 51 26 3 7 0 12 19 3 涪陵8 0 7 34 42 4 2 0 8 831 5 1 0 8 7 85 5 6 92 42 3 0 3 3 塑- 翌三3 - ：! ! ：竺：望竺! ：!：竺 ：! 型 从上表可以看出三峡库区，尤其是重庆区段，环境人口容量非常有限。1 9 8 5 年的测算数据说明，即使是温饱水平，库区人口已严重超载。到2 0 1 0 年三峡工程 7 重壅查堂堡主兰篁笙奎l 塑笙 正常运行后，温饱水平下( 3 0 0 3 2 5 k g 原粮人) ，库区大多区县尚有一定环境人1 7 1 容量，仅有云阳和万州超载：在小康水平下( 3 7 5 , - 4 0 0 k g 原粮人) ，则大多数区县 过载，尤其是万州至巫山沿江各区县，人口过载近1 1 0 万人：而在富裕水平下 ( 4 5 0 - - - 5 0 0 k g 原粮人) ，人口过载更是高达近2 3 0 万人。 上述研究均是根据土地资源的承载能力或者是粮食最大产量对库区人口容量 进行估算，在对人口估算的工程中，很少或根本没有考虑到库区水环境保护目标， 因而得出的人口容量仅是土地能够承受的人口数。 1 2 水环境容量与总量控制 根据环境科学大辞典的定义：环境容量是一个复杂的反映环境净化能力 的量，其数值应能够表现出污染物在环境中的物理、化学变换及空间机械运动性 质。环境容量可以理解为某环境单元里允许承纳污染物的最大量。它是一个变量， 包括两个组成都分：基本环境容量( 或称差值容量) 和变动环境容量( 或称同化 容量) 。环境容量可分成整体环境单元的容量和单一环境要素的容量。若按照环境 要素划分，环境容量又可以分为大气环境容量、水环境容量( 其中包括河流、湖 泊和海洋环境容量) 、土壤环境容量和生物环境容量等。如果按照污染物划分，则 可分为有机污染物( 包括易降解的和难降解的污染物) 环境容量和重金属与非金 属污染物的环境容量【3 2 】。所谓水环境容量，就是指在水环境使用功能不受破坏的 条件下，受纳污染物的最大数量，即水环境客观存在的最大纳污量：或者在绘定 水域范围，给定水质标准，给定设计条件下，水域的最大容许纳污量，即管理上 的水环境容量。水环境容量包括稀释容量和自净容量两部分，分别反应污染物在 环境中迁移转化的物理稀释能力和自然净化过程【3 3 】。简单的说，水环境容量就是 特定水体能够继续维持永体的特定功能和自净能力所能容纳的污染物的最大量。 通常水环境容量的大小和水体特征、水质目标及污染物特征有关。由于水体的自 然属性和污染物的特征是随着时间和空间的不同而变化，因此，水环境容量是一 个随时间和空间变化的动态变量【3 钔。 个地区的水环境状况和可用的水资源之间有着密切的联系。由于一个区域 的水资源量在一定时期是相对稳定的、可测的，但限于一定的技术水平和水资源 可持续利用的要求，人类可取用的水资源不能也不可能等于总水量。国际上通常 认为保证一条河水资源的循环利用，调水不要超过2 0 ，用水不要超过4 0 1 3 5 1 ，因 此水环境的好坏将影响到一个地区的水资源的可用量，水环境容量的研究可直接 为环境管理，水资源的管理和利用服务。 在具体应用中，水环境容量的概念可以根据不同的机制进行分类：按照水环 境目标可以分为自然水环境容量和管理水环境容量；按照污染物种类可以分为好 8 重庆大学硕士学位论文 1 绪论 氧有机物水环境容量、有毒有机物水环境容量和重金属水环境容量；按照降解机 制可以分为稀释容量和自净容量；按照可再生性可以分为可更新容量和不可更新 容量；以及水环境的可分配性分为可分配和不可分配容量等几种。 在水环境容量的实际计算中，通常采用的有零维模型、一维模型和二维模型。 零维模型是个简化模型，主要用于空间完全混合的水体，只考虑污染物体的稀释， 而不考虑污染物的降解：一维模型主要用于河流河口类水体，研究纵向上污染物 浓度的变化，在只考虑沿程的污染物衰减和沿程稀释倍数变化时，便可简化使用 一维模型；二维模型主要指横向和纵向上的污染物浓度变化，在需要考虑排污r 】 的混合区域时就可以使用二维模型。对一维和二维模型而亩，其又可以分稳态和 非稳态两种情况。 相对应于水环境容量和水环境保护目标就产生了总量控制的概念。总量控制 是指在污染严重、污染源集中的区域或重点保护区域范围内，通过有效的措施， 把排入这一区域的污染物总量控制在一定的数量之内，使其达到预定环境目标的 一种控制手段1 3 。区域的排放总量可以是区域内工业、交通、生活等污染源产生 的污染物体排放量的综合。对某一控制区域实行水污染总量控制，需要根据该区 域的技术经济情况和水环境容量制定出污染排放的控制目标。这个控制目标值应 该小于控制区域内的水环境容量，它的制定可以是根据水环境容量乘以一定的安 全系数，也可根据水的功能标准、污染控制目标、技术经济水平和污染物削减率 来制定。 具体地说，目前国内实施的总量控制主要有三种方式即容量总量控制、目 标总量控制和行业总量控制。容量总量控制是指允许排放的污染物的总量控制在 受纳环境具体功能所对应的环境标准范围内，其控制的总量就是在一定环境目标 或标准条件下结合环境的容量推算得到的受纳环境允许排放量。目标总量控制是 指允许排放的污染物总量在环境管理目标所规定的范围内，这个目标是从污染源 的可控制性入手制定总量控制的目标。行业总量控制则是具体到各个污染产生的 行业，从生产工艺着手，通过控制生产过程中的资源、能源的投入种类和数量来 预防污染的产生，把排放的污染物总量限制在环境管理的目标内。 1 3 课题的目的及意义 三峡水库是举世注目、影响深远的大型水利工程，水库修建引起的环境问题 与移民问题能否得到妥善解决将关系到西部地区的发展、乃至整个国家的稳定。 随着三峡工程的竣工蓄水，三峡地区的水环境保护将变得十分重要和迫切。这不 仅因为长江是库区各区县的生活和工农业用水的主要来源，三峡水库的水质还将 对与其下游的南水北调工程的水质产生重大的影响，还因为库区周围生活着大量 9 重庆大学硕士学位论文 1 绪论 的人口，水质的好坏和库区居民的生活息息相关。 根据有国家公布的三峡环境公报中的数据，三峡库区入1 3 达到一千九百六十 四万，如此庞大的库周人口在世界上绝无仅有。水环境的破坏与人口的数量关系 密切，当人口急剧增长时，过多的人口消耗过多的水资源后，用过的废水又排入 河流，排入的污水大于河流的自净能力，导致水环境恶化。同时，为了满足大量 人口的生产生活需求，又不得不大量开发土地，加大土地垦殖系数，过度发展畜 牧业，不断加大工业生产，以创造出人类生存发展所需要的生活生产资料，但农 业生产和工业生产都是以水资源为基本的资源或生产材料，生产后的大量废水如 不加治理地摊入江河，使水环境的负荷进一步加重。 水体污染物主要来自人为活动，包括工业废水、生活污水和农业废水。水体 污染的后果是严重的，它不仅破坏生态平衡，危及人体健康，而且直接影响工农 业用水及其产品质量，从而造成极大的经济损失。人们为治理水污染还要付出高 昂的代价，同时，水环境的破坏可导致可利用的水资源数量降低，引起水资源的 供需矛盾，严重的还将造成水质型缺水，影响到工农业的发展和人民的生活水平 与生活质量。 研究三峡库区水环境入口容量，不仅可以为规划库区外迁入口提供科学依据， 确保库区可持续发展，同时避免不必要的人口外迁移，节约移民投资。此外，还 可以为三峡库区的水环境保护提供非工程措施建议。通过调整发展战略、产业结 构、人口的空间布局和合理的水资源利用规划，既可提高库区人口容量，又可有 效控制污染物的产生，可节约大量环保工程治理资金。 本论文首先选择重庆库区适度人口容量的影响因子，并对各个影响因子进行 分析比较，以确定出影响人口容量的主要因素。本论文的内容主要是在保护库区 水环境的前提下，在对库区水环境污染物的总量控制的基础上，在保护库区的水 环境的基础上，根据库区水环境容量，确定库区的水环境人口容量。并在保护库 区水环境，实现控制目标的前提下对提高重庆库区水环境人口容量提出了建议和 措施。 1 0 重壅盔堂堡主兰垡笙奎 ! 重壅壁垦丝叠：叁里墨垄堑垄墨鲨 2 库区的经济、人口与水环境现状 2 1 库区社会经济现状 三峡库区是对三峡工程修建所形成的水库淹没影响区域的专称。整个三峡库区 包括湖北省的宜昌市、秭归县、兴山县、巴东县，重庆市的巫山县、巫溪县、奉 节县、云阳县、万州区、开县、忠县、石柱县、丰都县、武隆县、涪陵区、长寿 县渝北区、巴南区、江津市、重庆七区( 北碚、江北、渝中、南岸、沙坪坝、大 渡口、九龙坡) 等2 0 外区、县( 市) ，8 5 6 个乡( 镇) ，1 5 1 万个村( 居委会) ，1 1 - 3 8 万个组。 三峡库区地处中国内陆，其经济实力总体上比较落后，根据2 0 0 1 年的统计资 料表明，该地区全年实现国内生产总值1 2 5 8 3 1 亿元，其中重庆库区1 1 2 9 5 4 亿元。 按可比价格计算，三峡库区实现国内生产总值比上年增长9 8 。库区第一产业实 现增加值1 8 7 7 4 亿元，增长1 3 ；第二产业实现增加值5 8 8 0 5 亿元，增长1 1 2 ； 第三产业实现增加值4 8 2 5 2 亿元，增长1 1 5 。产业结构继续优化，第一、二、 三产业增加值占国内生产总值的比例由2 0 0 0 年的1 6 3 ：4 6 6 ：3 7 1 调整为2 0 0 1 年 的1 4 9 ：4 6 7 ：3 8 4 ，二、三产业所占比例分别比2 0 0 0 年上升0 1 个百分点和1 3 个百分点。库区各行业生产持续快速发展。2 0 0 1 年，工业实现增加值4 1 5 1 2 亿元， 按可比价格计算，比2 0 0 0 年增长1 0 5 ：建筑业实现增加值1 7 2 9 3 亿元，增长 1 2 3 ；完成全社会货物运输量1 7 2 0 8 万吨，比2 0 0 0 年增长8 2 ；完成旅客运输 量4 1 5 3 0 万人次，增长1 7 7 ；完成邮电业务总量4 6 4 4 8 1 万元，增长2 0 1 。库 区农业结构调整出现一些好的发展趋势良好，农业生产仍以粮食作物种植为主， 退耕还林的速度加快，以粮食种植为主的单一结构逐步向粮食和经济作物的复合 结构转变。 三峡重庆库n - - - - 期蓄水水位线下的沿江区县范围主要为：涪陵区、丰都县、忠 县、万州区、云阳县、奉节县、巫山县。这七个区县所涵盖的地方范围也是本文 的研究范围。这些区县位于重庆市的东部，属于重庆的三峡库区生态经济区。该 地区的经济发展相对缓慢，除涪陵区和万州区两地的经济相对发达以外，其余五 个区县的社会经济状况在整个重庆直辖市内属于欠发达地区，其工农业生产总值、 人均国内生产总值等经济指标在重庆市大大落后于重庆主城区，并且也落后于重 庆市的渝西经济走廊带，工业产值较低。其国民经济三个产业比例为及从业人员 比例见图2 1a 从统计数据可以看出，第一产业即农业的所占的比重较大，占到了 整个国民经济的4 0 左右，从业人员占到了7 0 9 _ 1 2 ，这说明库区主要是以农业 重庆大学硕士学位论文 2 重庆库区的经济、人口与水环境现状 经济为主，工业和第三产业相对来说较为落后。该地区的人均国内生