1、城鎮(zhèn)化進(jìn)程中水資源供需系統(tǒng)仿真及優(yōu)化決策

隨著人口增長、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)、城鎮(zhèn)化的急劇發(fā)展以及氣候條件變異，正對有限的水資源及水環(huán)境產(chǎn)生巨大的沖擊，水資源供需矛盾成為世界范圍內(nèi)的戰(zhàn)略性問題之一。如何確定適宜的GDP增長速度、城鎮(zhèn)化發(fā)展模式、合理的生態(tài)需水以及與水資源配置之間的關(guān)系，以此達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)環(huán)境效益，實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置，已成為研究區(qū)域水資源供需的重要方向，以及學(xué)術(shù)界面臨的一項(xiàng)迫切需要解決的問題。水資源供需涉及資源環(huán)境、生產(chǎn)生活、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等諸多因素，各因素之間存在著相互制約、彼此消漲的關(guān)系，常用的分析方法很難從整體上對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能特性進(jìn)行充分、全面的描述。本研究基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理與方法，在充分考慮社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生態(tài)用水需求的基礎(chǔ)上，建立水資源供需仿真模型及優(yōu)化決策系統(tǒng)。研究彌補(bǔ)以往靜態(tài)分析中自然因素與社會因素相分離的缺陷，描繪不同方案下水資源供需系統(tǒng)的變化趨勢，并得到難以用數(shù)學(xué)分析得到的系統(tǒng)特性參數(shù)和政策調(diào)控的合理模式。成果在洞庭湖區(qū)、長株潭城市群等得到了應(yīng)用。已在“Journal of Geographical Sciences、地理學(xué)報(bào)、自然資源學(xué)報(bào)、應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)”等發(fā)表論文10余篇，其中SCI收錄2篇，權(quán)威期刊2篇，CSCD 6篇。培養(yǎng)碩士研究生3名。

2、洞庭湖大通湖垸區(qū)水資源優(yōu)化配置研究

現(xiàn)場調(diào)查、歷史文獻(xiàn)查閱與遙感技術(shù)相結(jié)合，查明了大通湖垸區(qū)水系與地貌特征，研究了垸區(qū)內(nèi)外河湖水系的歷史變遷，對垸內(nèi)外河湖的水位、流量、輸沙等變化情況進(jìn)行了分析；基于水系地貌特征與防洪排澇水文分析計(jì)算成果，對垸區(qū)進(jìn)行了水文水資源分區(qū)。

完成了大通湖垸區(qū)垸內(nèi)溝渠水環(huán)境、地下水環(huán)境、大通湖水質(zhì)與水生生物等的調(diào)查研究與分析計(jì)算，評估了垸內(nèi)水生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀。

構(gòu)建了大通湖垸區(qū)農(nóng)田污染負(fù)荷預(yù)測模型、污染物遷移轉(zhuǎn)化預(yù)測模型，完成了垸區(qū)農(nóng)田營養(yǎng)鹽流失量、生活與工業(yè)營養(yǎng)鹽流失量、漁業(yè)養(yǎng)殖污染負(fù)荷，大通湖水環(huán)境容量等分析計(jì)算，提出了適應(yīng)洞庭湖垸區(qū)的農(nóng)田污染負(fù)荷預(yù)測模型、污染物遷移轉(zhuǎn)化預(yù)測模型；提出了大通湖污染控制方案。

完成了大通湖垸區(qū)生態(tài)需水流量研究，提出了旨在提升大通湖垸區(qū)水資源和水生態(tài)環(huán)境安全的河湖水系連通方案，完成了水資源配置與防洪以及生態(tài)相結(jié)合的生態(tài)調(diào)度方案。

發(fā)表研究論文3篇；培養(yǎng)碩士研究生3名。項(xiàng)目成果受到同行專家、相關(guān)政府部門的高度關(guān)注和認(rèn)可，具有顯著的推廣價(jià)值。

3、洞庭湖區(qū)地下水文過程與環(huán)境演化

地下水是水文循環(huán)的重要組成部分，開展地下水文過程與環(huán)境研究對深入理解洞庭湖形成機(jī)制、地下水資源科學(xué)開發(fā)與利用、洞庭湖區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)都具有重要意義。

近年來，本團(tuán)隊(duì)成員在收集的近200個(gè)鉆孔資料的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了湖區(qū)三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，深入開展庭湖區(qū)地下水系統(tǒng)研究。本團(tuán)隊(duì)首次提出了“洞庭湖區(qū)構(gòu)造控水”理論，并基于此理論開展了洞庭湖區(qū)地下水系統(tǒng)劃分，從宏觀上揭示了洞庭湖區(qū)地下水的補(bǔ)、徑、排機(jī)制。以洞庭湖地下水系統(tǒng)研究成果為基礎(chǔ)，借助于湖區(qū)多次地下水環(huán)境調(diào)查數(shù)據(jù)，深入開展了洞庭湖區(qū)地下水環(huán)境演化研究。團(tuán)隊(duì)提出了“洞庭湖區(qū)地下水氧化還原分帶”理論，并基于此理論開展了洞庭湖區(qū)水質(zhì)因子的時(shí)空演變規(guī)律研究。最后，綜合地下水文過程和地下水環(huán)境演化的研究成果，同時(shí)充分考慮湖區(qū)水資源供需情勢，團(tuán)隊(duì)完成了洞庭湖區(qū)地下水開發(fā)利用區(qū)劃研究，得到了“洞庭湖區(qū)地下水開發(fā)利用分區(qū)”成果。目前，已完成洞庭湖區(qū)地下水專題研究報(bào)告4份，在《中國環(huán)境科學(xué)》、《吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版）》等期刊發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文3篇，同時(shí)研究成果已被廣泛運(yùn)用到洞庭湖區(qū)地下水開發(fā)利用與保護(hù)的實(shí)踐工作中。團(tuán)隊(duì)先后完成岳陽市湘陰縣城自來水廠、益陽大通湖區(qū)河壩自來水廠等多個(gè)水廠的地下水源開發(fā)設(shè)計(jì)方案，同時(shí)向省政府提出了“洞庭湖區(qū)枯季缺水問題”的“地下水方案”，取得了良好的經(jīng)濟(jì)社會效益。