基于现代水网建设的区域水资源多维调配研究

基于现代水网建设的区域水资源多维调配,旨在有效缓解区域水资源短缺、地下水超采以及生态恶化等问题。以青州市为研究区域,2013年为基准年,2020年和2025年为规划年,在50%、75%及95%保证率下,进行水资源供需平衡分析。在此基础上,基于现代水网建设,在社会、经济和生态多个维度下,构建了水资源多维调配模型。计算得到不同规划年不同保证率下的水资源多维调配方案。多维调配方案使青州市缺水地区的缺水率降低了10~30个百分点,生活用水、第一产业用水、二三产业用水以及生态用水得到合理分配。基于现代水网建设的区域水资源多维调配能够使区域缺水率显著降低,水资源综合效益最大化,可为区域水资源的高效利用与管理提供参考和依据。     

河道内生态用水保证率的概念、内涵与计算分析

河道内生态用水保证率是指在一定时间范围内,河道内生态用水量在时间或数量上大于河流生态系统的生态需水量所发生的概率.本文提出两类生态用水保证率计算方法,分别为基于频率分析与基于满足率的计算方法,分别应用于中长期与短期调度的生态用水保证率估算,并以淮河流域鲁台子站进行实例分析.第一类方法用来估算历史情况中的生态用水保证率,结果表明,汛期的适宜生态用水保证率偏低,平均约70%;第二类方法分析了2010年实测流量对长吻鮠生态需求的满足率,在产卵高峰期(5~8月)生态用水保证率仅53.7%.生态用水保证率指标可以应用到流域水资源管理中,为河流生态系统的健康提供保障,并可作为流域水资源配置的评价标准.     

宝鸡峡灌区经济用水模式研究

目的 建立基于因子权重法的宝鸡峡灌区经济用水多目标规划数学模型.方法 在实地调查和总结国内外研究成果基础上,应用定性与定量相结合的方法,对宝鸡峡灌区经济用水数学模型进行计算和分析.结果 建立了基于因子权重法的宝鸡峡灌区经济用水多目标规划数学模型,得出了灌区不同典型年的水量调配方案.结论 提高了在总量控制约束下宝鸡峡灌区水资源经济、社会、生态综合效益.     

生态城市水资源承载力的系统动力学仿真

水资源承载力是约束生态城市建设和发展的重要因素.根据水资源与社会、经济、生态之间的耦合关系,建立水资源承载力的系统动力学模型,通过仿真结果与历史数据的对比,验证模型可行性.以中新生态城的选址区域:滨海新区为研究对象,针对不同发展模式下的水资源供需情况进行动态的预测和分析,结果表明经济发展用水对水资源供需差额的影响远远大于生态用水和生活用水;综合型发展模式是滨海新区在水资源承载力约束下社会经济发展的最优途径.提出控制经济发展用水、保护水源地、开发非传统水源等可持续发展的对策,可为缺水地区生态城市的建设提供参考.     

基于水资源通用配置与模拟模型的邯郸市水资源优化配置

为实现区域水资源的动态调控,立足河北邯郸市水资源本底条件差且管理需求高的现状,利用水资源通用配置与模拟(general water allocation and simulation, GWAS)模型构建了基于自然-社会二元水循环的动态邯郸市水资源配置模型,在选用1980—2016年和2020年相关数据分别对模型水循环模块和配置模块开展参数率定和验证的基础上,对区域2025年和2035年平水年(保证率P=50%)、枯水年(P=75%)的水资源分别进行配置。结果表明：邯郸市2025年平水年和枯水年的配置水量分别为22.43×10⁸ m³和21.53×10⁸ m³,缺水率分别为11.70%和22.13%,缺水口主要在农业;2035年平水年和枯水年的配置水量分别为25.02×10⁸ m³和23.31×10⁸ m³,缺水率分别为4.53%和21.81%,其缺水情况较2025年明显改善;受邯郸市天然水资源匮乏和西高东...     

天津市水资源供需现状与预测研究

以天津市为例研究我国北方高强度开发的水资源供需问题。分析天津市近几十年的水资源供用现状,结合区域发展规划预测其2020年水资源需求量和供应量,并对其水资源供需平衡进行分析。结果表明,天津市近年年均水资源量为16.90亿m3,水资源供需一直存在较大矛盾;2020年水资源需求量为52.53~54.90亿m3,供应量为48.04~50.54亿m3。在平水年(50%,保证率),水资源供需平衡为-1.99亿m3,少量缺水;在偏枯水年(75%,保证率),水资源供需平衡为-6.86亿m3,会出现水资源短缺情况,若遇特枯水年缺水则非常严峻。针对水资源短缺的情况,天津市需要采取各项措施开源节流,保证水资源供应。研究具有一定的学术价值和现实意义。     

松原市水资源优化分配的多目标规划模型

为了合理确定区域水资源开发利用方案,促进区域经济持续发展,根据松原市水资源开发利用现状及远景规划目标,以系统工程的观点为指导,运用多目标规划理论,建立了松原市水资源优化分配的多目标规划模型.通过调整和优化产业结构,减少水资源单耗量大的用水部门,优先发展一些用水量少、水资源利用率高、综合效益好的行业部门,从而使水资源得到合理有效利用.从经济、生态和社会效益相结合角度为区域水量分配提供了依据,为指导区域水资源利用和经济发展提出了优化的宏观远景规划方案,对构建区域经济持续发展和水资源协调利用的框架模式具有重要的指导意义.     

湖南省洞庭湖区北部地区水资源保障策略研究

本文主要针对三峡水库运行后,清水下泄,江湖关系发生严重调整,长江通过荆南三口进入洞庭湖水量减少、断流时间延长,由此带来了湖区缺水严重、水质恶化、生态功能退化等问题,开展了洞庭湖北部地区水资源配置方案研究,在立足本省水资源实际情况及需求基础上,提出了通过河湖水网大连通建设,建成拥有"四线"、"两厢"、"多点"的点线面相结合的生态水网体系,构建五个水资源分区及24个水资源配置单元,为洞庭湖水资源配置规划、供需水预测、水资源合理配置研究提供参考依据,且作为今后一定时期内水资源开发利用的重要依据,为实现区域水资源可持续利用、治理保护盒支撑经济社会可持续发展提供科学依据。     

面向生态友好的水库群调度模型

为了使径流接近自然状态,使生态流量的改变量在可以接受的范围内,通过设定适宜生态流量上限和下限,以生态溢缺水率和综合缺水率作为目标建立了浊漳河流域水库群生态调度模型,依据大系统分解协调技术和DP进行求解,并比较分析以生态溢缺水率最小为目标和以生态缺水率最小为目标的结果差异,结果验证了系统协调的有效性,在水库的调蓄能力范围内,模型在时间上解决了年际间缺水不平衡的情况,在空间上完成了下游共同承担的生态供水任务。以生态溢缺水率最小作为生态目标,较传统的以生态缺水率最小作为目标可得到更低的月平均缺水率和更高的生态满足度,漳泽、后湾、关河水库的月平均综合缺水率分别降低了0.25%、0.62%、0.03%,多年平均生态满足度提高了2.5%。     

河北平原生态环境用水量估算

生态环境用水是指为维护生态环境不再恶化并逐渐改善所需要消耗的水资源总量。河北平原属重度缺水地区,水资源短缺已成为影响和制约河北省社会经济、环境可持续发展的主要因素。在21世纪应在保证生态用水的前提下,合理规划和保障社会、经济的用水。本文估算了河北平原近期及远期目标所需生态环境用水量,估算结果:2010年、2020年的生态环境用水量分别是59.61亿m~3,60.15亿m~3,这将为河北省水资源可持续利用与社会、经济可持续发展提供科学依据。     

基于山西大水网的水资源承载能力研究

在一定的可供水量、生活水平、用水效率的约束下,建立了水资源承载力量化计算模型。并以山西为例,以11个市为单元,在需水、供水预测的基础上,研究通过大水网建设山西省水资源可以承载的人口数量、经济规模。通过设置4种方案,分析了大水网建设对山西省水资源承载能力的影响,为山西社会经济与生态环境的和谐发展提供科学依据。     

基于突变理论的天津市水资源安全阈值分析模型

为寻求区域水资源可持续发展的安全阈值.依据天津市的水资源现状,采用尖点突变法对典型缺水的天津市水资源进行供需平衡分析,并结合其行业供需保证率,建立水资源安全阈值分析的尖点突变模型,通过具体分析该模型的状态变量(水资源安全度)、主控制变量(人均水资源量)和次控制变量(水价与需水量耦合),并进而利用突变判别式得出天津市水资源满足行业供需保证率的水资源安全阈值下限(25.08亿m3),为城市供水、发展规划及水资源的可持续发展提供参考.     

银川市水资源承载力多目标情景分析

研究了银川市水资源承载力问题,对保障银川市城市可持续发展,构建西北地区区域中心城市具有重要的战略意义和现实意义.在计算、分析和预测银川市水资源可利用量的基础上,应用多目标情景分析方法,对银川市水资源在50%、75%和95%三种不同保证率条件下,分别达到富裕标准和小康标准时的水资源承载力进行了计算分析.结果表明,在枯水年、特枯水年,银川市水资源承载力不足.通过研究得出,银川市仅靠黄河供水、地下水合理利用还不足以切实保障银川市水资源承栽力需求,因此,必须发展水资源循环经济,大幅度提升工业企业循环用水率和城市中水利用率,切保银川市用水安全.     

基于PESBR模型的岩溶地区城市水资源安全评价——以贵阳市为例

岩溶地区水资源短缺主要是由岩溶地貌发育,水资源可获取性差,利用难度大造成的。为合理评价喀斯特地区城市水资源安全水平,结合岩溶地区城市水资源利用特点,构建基于需水压力-工程性缺水-承载状态-生态基础-人为响应(PESBR)概念模型的岩溶地区城市水资源安全评价指标体系,采用模糊SPA模型对贵阳市2002~2014年水资源安全状况进行评价。研究表明:2002~2014年贵阳市水资源安全等级基本为临界安全(2008、2012、2014年除外),等级关联度(H2)波动式上升明显,整体趋于较安全等级。城市生活用水比重、降水季节性差异、水库蓄水率是影响贵阳市水资源安全的重要驱动因子。因此,加强水利设施建设,优化用水结构,提高产业用水效率,降低人均生活用水量,缩小城市供需水缺口是保障贵阳市水资源安全的重要举措。SPA评价模型和PESBR指标体系适用性较强,评价结果客观,有助于丰富岩溶地区水资源安全评价模型。     

考虑“三条红线”的渭河流域(陕西段)水量水质联合调控研究

针对渭河流域(陕西段)面临的水量、水质问题,本文依据最严格水资源管理制度,以用水总量、用水效率和限制纳污"三条红线"为控制目标,统筹考虑跨流域调水与河道内外不同用水需求等,绘制了渭河流域水量水质联合调控节点图,引入改进型一维河流稳态水质模型,建立了基于"三条红线"的水量水质耦合调控模型,构建了水资源配置方案集,并对模型求解.计算结果表明,2020水平年,不同方案下渭河流域各断面生态需水保证率均符合设计要求;在考虑用水效率红线指标以及引汉济渭调水方案下,流域缺水量达到最小;考虑限制纳污指标时,需大力削减污染物入河量才可满足水功能区限制纳污要求.研究成果可为渭河流域实施最严格水资源管理提供理论支撑与科学依据.     

渭北黄土台塬区水资源约束下的种植业结构多目标优化研究

渭北黄土台塬区是关中灌溉农业区的重要组成部分,近年来随着当地经济社会快速发展,生活用水、工业用水及生态用水不断增加,种植业灌溉用水受到显著影响,农业发展与水资源供需矛盾日趋突出.本文建立了以充分利用水资源、保障粮食安全、增加种植业产值和提高投资收益等为目标的模糊优化模型,测算了不同投入水平和粮食保障率下的优化方案,利用DEA进行方案优选,结果表明高资金投入(规划目标年种植业总资金投入水平为基期年的1.38倍)粮食供给型(粮食供给率为1.05)方案是该区种植结构优化调整的最佳方案.建议至2015年,研究区播种面积应提高18.8%(增加至52.16×104 hm2),适当提高经济与饲料作物播种比例,将粮经饲作物的三元种植结构比例调整为64:31:5.     

松辽流域水资源承载力与安全对策研究

松辽流域水资源虽然较西北、华北地区相对丰富,但时空分布不均衡、水资源供需矛盾突出,水利用效益低、浪费严重,水污染问题较严重,水土流失面积日益扩大,水资源承载力较低.为了保证松辽流域水资源安全应明确缺水类型,对资源性缺水地区努力做到以供定需,实现需水量零增长,并满足生态用水需求;对管理型、设施型、水质型缺水要提高水的利用效率,加强水利工程建设,控制水资源的污染;要特别重视流域水资源的统一管理,建设完善的水市场;加强全流域的信息化管理;加强全球变化下的水安全研究.     

考虑供水均衡性的南水北调东线工程江苏段优化调度

针对南水北调东线工程江苏段向省内受水区输水时遭遇的供水时空不均衡问题,同时为了增加工程运行的综合效益,提高工程的供水均衡性,建立了以受水区综合缺水率最小、泵站总抽水量最小、缺水率时间标准差最小、缺水率空间标准差最小为目标的多目标优化调度模型,并采用NSGA-Ⅲ算法求解优化调度模型,运用基于层次分析法与TOPSIS法的组合赋权法进行方案优选。结果表明:相较于常规调度方案,优化调度方案的南水北调东线工程江苏段受水区的供水率得到明显改善,在95%、75%和50%来水频率下,综合缺水率分别下降了9.2%、8.2%和10.5%；泵站总抽水量在95%、75%来水频率下增加了21.6%、15.4%,在50%来水频率下下降了39.4%；受水区供水时空均衡性明显提高,在95%、75%和50%来水频率下缺水率时间标准差、缺水率空间标准差均显著降低,不同受水区不同时段缺水率分布范围更均匀集中。     

基于CNSGA-III算法的乌苏市水资源优化配置

本文以新疆塔城区乌苏市水资源优化问题为例，构建以经济、社会和生态效益为目标的水资源优化配置模型，选用带有Deb约束准则的CNSGA-III算法对模型求解，结合熵权-TOPSIS评价模型，对求解方案进行对比筛选，选出区域水资源最佳配置方案。结果表明:在用水红线约束下，2025年、2035年优化后的水量较原始水量相比分别节约了5%、3.1%；在用水结构上，与现状年相比农业用水占比分别下降7%、11%；在水源结构上，地下水供水占比下降28%，效果明显，充分利用了地表水，地下水超采得到有效遏制，表明所建立的水资源优化模型对乌苏市水资源研究具有一定适用性，对未来水资源配置研究具有一定的参考价值。     

浅谈上海的水资源保护

上海地区水网密布,水资源总量较为充沛,然而上海却是典型的水质性缺水城市,上游水源污染严重,自我洁净功能越来越弱,可利用的淡水资源十分有限。随着经济的发展,人口剧增,随之而来的用水问题日益突出。本文分别根据上海市中心城区和郊区的水系特点提出水资源保护方案,目的是为多渠道保护珍贵的水资源建言献策。净水是非再生资源,不是取之不竭用之不尽的,所以水资源保护是一项意义深远、造福人类的事业。