基于灰色预测及多目标规划模型的水资源预测及优化配置

为探讨城市水资源预测和优化配置的方法,以北京市为例,采用灰色GM(1,1)预测和多目标规划模型方法进行数学建模,以研究北京市在实现经济效益、社会效益、生态效益和环境效益最大化前提下的水资源的优化配置方案。预测结果显示,北京市2015年的水资源总量为21.4523亿m3,再生水量为11.96亿m3,总需水量为39.74亿m3,仍将存在6.33亿m3缺口,将依赖于境外调水,与北京市水资源"十二五"规划十分接近。多目标规划模型结果显示,北京市可通过增加水资源的循环利用,减少农业用水、生活用水和环境用水量,维持现有工业用水量,实现可供水量与总需水量的基本平衡,并实现城市经济效益、社会效益、生态效益、环境效益的最大化。灰色GM(1,1)预测和多目标规划模型可较好地预测城市未来供、需水状况,并进行水资源的优化配置,可用于区域水资源预测和综合规划。     

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...     

漯河城市水资源现状及可持续发展

一、水资源现状及面临的问题(一)、水资源短缺是漯河市水资源面临的首要问题。漯河市位于河南省中部偏南,辖两县三区,市区面积48．6平方公里,常住人口近80万。年均水资源总量5．827亿立方米,地表水资源量平均2．763亿立方米,地下水资源量多年平均为3．975亿立方米．人均占有水资源量230立方米．亩均占有水资源量234立方米．人均和亩均占有量是河南省平均水资源量的1/5．是全国人均水资源量的1/10。     

曲靖市农村饮用水水源地供水安全分析及保护措施

对曲靖市辖的9个县(市、区)195个供水规模达日供水量200m2或供水人口2000人以上的重要乡村水源地,水质现状、水源地水质安全状况进行调查、评价,重点从水量、水质、方便程度、保证率四个方面进行供水安全分析,找出曲靖市农村饮水安全存在问题,提出从工程保障等措施出发,达到解决农村安全饮水问题为最终目的.     

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。     

田间渠系水量优化配置模型的应用研究

田间渠系水量优化配置是水资源优化配置的重要手段之一,对于缓解绿洲区水资源供需矛盾具有重要意义.以玛纳斯河流域石河子乡灌区为绿洲区典型区域,根据该灌区实际情况分别建立了灌区来水大、小两种情况下的田间渠系优化配水模型,采用Matlab编制程序并进行了实例计算,得出了流量分别为1m3/s和0.4 m3/s情况下的田间渠系渠系优化配水方案,优化结果比预期节约时间分别为26.45h和35.1h,结果表明两种模型划分出的轮灌组,划分结构紧密、分布集中、有利于田间管理,方便运行,节约了灌水时间,在一定程度上缓解了水资源供需的矛盾.     

试论碧流河水库水量分配的动态规划分析

从系统工程的观点来看,碧流河水库年调节水量5亿米～3水量的分配应在全面考虑、统筹安排、综合平衡原则指导下,以大连地区水资源的时空分布、利用现状、远景开发为基础,分别从大连市工业与民用用水量、农业用水量现状和远景发展需要出发,进行系统分析。考虑到大连地区单位水资源的工业产值远较农业为高,故对大连市工业与民用用水量,可根据远景规划发展的需要,首先给以满足。对于农业用水量的分配,可按需水地区(庄河、金县、新金)水、土资源的综合平衡,在灌区规划、引水渠系、灌溉建筑物、提水水泵站等方案基本拟定的基础上,进行各地区不同水…     

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。     

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。     

提高杭州水环境保护和利用水平的构思

一、杭州市区水环境的特点⒈具有相对丰富的水资源杭州市区3068km2范围内,年平均降水量42.4亿m3,人均水资源量1138m3,低于全省和全国水平。但钱塘江、浦阳江、苕溪的年入境水量丰富,达312.8亿m3,因而有相对丰富的水资源。虽存在水体水量时空不均、工程型缺水、水质型缺水及钱塘江向外流域调水等因素,若安排合理,采取相应措施,可满足杭州城市供水、环境用水、农业用水和其他用水的需求。今年高温干旱,杭州城市供水正常,农田未受大旱,说明杭州具有得天独厚的水资源及比较完善和适度超前的供水工程发挥了作用。⒉有比较齐全的水资源类型杭州市…     

人工增雨的需求、现状和某些科学技术问题

 经济和社会的发展 ,对人工增雨的需求迫切中国是全球的贫水国家之一 ,虽然水资源总量为28124亿m3,居世界第6位 ,但人均占有量只有2300m3,仅为世界人均水量的1/4.预计到21世纪中叶 ,中国人均水量将下降到1750m3.全国天然降水的时空分布严重不均 ,河川径流的年际年内变化很大 ,年降水量不足400mm的地区占国土面积的45%.统计资料表明 ,自1949年以来 ,全国平均每年受旱面积大约3亿亩。全国670个城市中 ,有400个不同程度地缺水 ,严重缺水的达108个。进入20世纪90年代 ,黄河春季年年断流 ,造成流域内农业灌溉和城市用水困难。     

基于用水满意度的水资源优化配置模型研究

随着社会经济的发展,我国水资源供需矛盾越来越显著,急需对水资源优化配置的理论进行多方面研究。以灌区经济效益最大为目标函数,建立了基于用水主体满意度的水资源优化配水模型,并应用于河北省石津灌区。结果表明系统的总收益为[2 127.59,2 704.91]亿元。研究区域除桃城区外,其他地区的总收益和配水量随最小满意度的增加均有不同程度的提高,其中系统收益明显变化的三个地区分别为藁城县、石家庄市、辛集市,系统收益为[252.17,352.52]、[375.02,469.67]、[301.06,389.31]亿元。在保证公平的前提下,系统应将多余的可用水量优先分配给桃城区,而后分配给其他优化满意度排名较后的地区。该模型为其它地区公平分配水资源提供了参考模型。     

基于CAS理论的南水北调东线水资源优化配置模型

水资源工程规模的不断扩大,使水资源优化配置问题变得越来越复杂.为此,应用复杂适应系统(complex adaptive system,简称CAS)理论研究水资源优化配置问题,并建立了南水北调东线水资源优化配置仿真模型.仿真结果表明:除个别省份外,其他各省和系统的社会、经济和环境的发展协调度都随着调水量的增加而增加;个别省份社会、经济和环境的发展协调度与调水量的非完全正比例关系,是子系统在调水量发生变化时所表现出的适应性行为.     

“科技西进”:顺利开局 初显成效

<正>杭州西部五县(市)包括富阳、临安、建德市和桐庐、淳安县,土地面积占全市比例高达81.5%,人口占全市的28.18%,2012年5县(市)GDP总和为1588.8亿元,仅占全市的20.36%,全市经济社会发展不平衡问题非常突出。西部五县(市)是杭州经济社会发展的薄弱环节,同时也是潜力所在。杭州市科委根据市委、市政府关于加快推进城乡区域统筹,着力发展十大产业,推进"三型"城市建设的总体要求,充分发挥主导作用,本着"政府搭台,民营助兴"的基本原则,希望到"十二五"末,可以通过实施"科技西进"计划,初步建立市、县(市)协同推进科技创新的机制,建立健全以企业为主体、市场为导向、产学研结合的县(市)区域创新体系。     

灰狼优化算法-投影寻踪模型在云南省水量分配中的应用

基于尊重现状和效率原则,选取水资源开发用率、总人口等11个指标构建云南省水量分配指标体系和水量分配投影寻踪(PP)模型.利用灰狼优化(GWO)算法搜寻PP模型最佳投影方向,构建GWO-PP水量分配模型对云南省16个州(市)水量进行分配.并通过4个典型测试函数对GWO算法进行仿真验证,仿真结果与文化算法(CA)、萤火虫算法(FA)和粒子群优化(PSO)算法进行对比.结果表明:GWO算法寻优效果优于CA、FA和PSO算法,具有收敛速度快、寻优精度高和全局寻优能力强等特点.GWO-PP模型水量分配结果较综合法水量分配结果更科学客观.模型及方法具有一定的可操作性和有效性,可为水量分配提供新的途径和方法.     

节水农业与都市农业需要水肥滴灌技术

水是生命之源,种庄稼离不开水。我国是水资源总量较丰富的国家,常年地表水总量(2.6万亿立方米)居世界第5位;我国又是人均水资源的穷国,人均占有水量只是世界平均数的1/4。我国水资源的分布又不均匀,南方水多、人多、地少,水量有余;北方地多、人多、水少,水资源紧张。南方与北方相比,人均水量为4.4倍,亩均水量为9.1倍。在自然灾害中,旱灾对农业生产威胁最大,目前我国1/2以上的耕地没有灌溉设施,每年经常受干旱威胁的耕地有3亿亩。每年受影响的粮食达100多亿公斤。一方面水资源不足,另一方面我国水资源利用率又不高,由于田间管理、     

基于遥感方法的三江源生态需水量计算

为了估算三江源区生态需水量,利用MODIS卫星数据,结合三江源地区25个气象地面观测站数据,利用地表能量平衡方程求出三江源区域蒸散量,计算了2010—2014年三江源区植被生态需水量。结果表明:(1)近五年来三江源区7月份晴空条件下日蒸散量整体变化不明显,主要在3 mm左右。源区日蒸散量2011年达到最大,为3.22 mm,2010年值最小,为2.85 mm;(2)2010—2014年,三江源5个区域的生态需水量分布没有明显的年际变化,按区域划分玉树藏族自治州最大,果洛藏族自治州次之,黄南藏族自治州最小。经分析计算:三江源区植被生态需水量在2011年达到最大,为11.135亿m3,2010年生态需水量最小,为10.139亿m3,与蒸散量的变化相对应。通过对三江源区生态需水量的计算,为三江源区水资源开发利用提供科学依据。     

虚拟水战略中的蓝水和绿水细分研究

 对虚拟水资源中的蓝水和绿水进行细分,在此基础上评价通过实施虚拟水战略节约的能被农牧业生产之外其他社会经济部门利用的水资源量,是在更宽广范围内进行区域水资源优化配置的重要前提。通过构建蓝水绿水细分模型估算了虚拟水战略中的蓝水资源量和绿水资源量,并以北京市为例开展实证研究。结果表明,北京市主要粮食作物生长消耗的虚拟水中,在考虑土壤水储存和不考虑土壤水储存两种情况下,2007年消耗的蓝水资源量分别为6.21、6.29亿m3,均明显多于同期消耗的绿水资源量;1999年以来基于粮食贸易输入的虚拟水资源量和蓝水资源量迅速增加,其中蓝水输入量最高已达38.80亿m3,而2001—2007年基于口粮贸易的蓝水输入量占相应实体水资源量的比例均高于50％。因此,近年来虚拟水战略在缓解北京市水短缺危机方面已发挥了重要作用,而对虚拟水资源中蓝水和绿水进行细分可为在更宽广范围内进行区域水资源优化配置提供参考。     

扎龙湿地生态需水分析及补水对策

充足的生态用水是保证湿地生态系统稳定的主要因素,生态需水计算研究也是对湿地进行补水的前提和依据.结合湿地水的消耗主要是蒸发和渗漏以及工农业用水,提出在不考虑周边地区城市生活及工农业用水的情况下,只需计算湿地蒸散发量和渗透量,就能从一定程度上解决补水量下限的问题.通过相关方法计算出扎龙湿地每年平均适宜生态需水量约为15.4亿m3,其中蒸散发量约为12.0亿m3,渗漏量为3.4亿m3,考虑到区域内天然降水量为6.6亿m3,得出每年需向扎龙湿地补水至少8.8亿m3才能维持湿地需水量.同时提出有效解决降水量年内分配的不均匀性问题,雨量大的季节,可考虑少补或不补水;对阻挡水流进入湿地的不合理水利工程,根据实际情况进行拆除;适当减少区内工农业用水,防止用水浪费现象发生;在上游支流修建系列水利工程,拦蓄汛期洪水,在枯水期开闸向扎龙干流补水,实现洪水资源化;采取扎龙湿地水资源敞开式向封闭式管理的转变,以工程手段促进扎龙湿地水源的优化配置等一系列湿地补水措施.     

坚持可持续发展 合理利用水资源

水是人类赖以生存的重要资源，也是人类长期生存、繁衍、生活和生产的重要物质基础，地球上的水资源，从广义上讲是指水圈内的水量总体。由于海水难以直接利用，因而我们所说的水资源是指陆地上的淡水资源。内蒙古水资源总量508.91亿m^3，占全国总水量的1.87%；其中，地表水年总量370.93亿m^3，占全区总水量的72。89%,