基于协同学原理的流域水资源合理配置模型和方法研究

水资源的有限性和稀缺性导致水资源配置过程中经济、社会和生态环境目标相互冲突。本文在识别水资源配置系统协同特征基础上，根据协同学理论中有序度概念和支配原理，分别在水资源配置社会、经济和生态环境子系统中设置序参量，并结合信息熵原理，构建了一种基于协同学原理的流域水资源配置模型，部分程度上有效解决了水资源合理配置系统中多目标、多维数求解问题。将此理论运用于我国南方丰水地区－东江流域水资源合理配置，得出了满意结果。     

基于协同学原理的水资源配置综合评价

为合理评价多种水资源配置方案的优劣,根据协同学原理中的序参量和有序度概念,对经济子系统、社会子系统、生态环境子系统各设置了一正一负的序参量指标,给出了阈值范围和有序度、协调度的计算公式,构建了基于协同学原理的协调度评价模型,并应用于东江流域水资源优化配置方案集的评价和筛选,丰富了水资源配置综合评价方法。     

中国南方季节性缺水地区水资源合理配置研究

本文运用大系统多目标分析原理，建立了一种以水资源合理利用为目标，综合考虑防洪、供水、河道生态等约束的水资源合理配置模型，并运用大系统“分解协调”原理提出了相应算法。该模型为反映需水部门子系统的公平性，引入了经济学中的基尼系数，针对东江流域枯水期季节性缺水以及由于河道咸潮活动频繁、水体污染严重而造成缺水明显的特点，对该流域水资源进行了合理的配置，得出了满意的水资源合理配置方案，证实了本文模型的可行性。     

汕头市水资源合理配置研究

该文针对汕头市水资源开发利用的特点,建立了一种以水资源合理利用为目标,综合考虑防洪、供水、河道生态等约束的水资源合理配置多目标分析模型,并运用大系统“分解协调”原理提出了相应算法,得出了2030水平年水资源合理配置的方案,对指导汕头市流域水资源开发利用具有重要的理论和实际意义。     

流域水资源适应性配置机制的演变及运行机理

如何选择和充分发挥流域水资源配置机制,有效合理配置水资源,协调水资源管理中政府和市场的关系,已成为解决水问题的紧迫课题。通过分析我国流域水资源配置机制的变迁过程,得出基本结论：① 流域水资源配置机制是一个以水权制度变迁为轨迹,以市场化改革为取向的调整、创新和适应过程。② 现阶段流域水资源适应性配置机制是行政配置与市场配置相结合的二元机制。③ 流域水资源适应性配置运行机理的关键在于水权交易市场主体的适应性和交易市场系统的涌现性。     

科学配置山东水资源问题的探讨

山东省总体上属于资源性缺水地区,水资源如何进行合理配置已成为解决水资源供需矛盾、保障经济社会可持续发展的关键问题之一.针对山东省水资源特点及供需水的实际情况,采用面向区域可持续发展和流域水资源可持续利用的系统配置法,建立山东省水资源合理配置情景共享.采用系统模型对省内水系市际水资源配置初步方案进行了分析,并提出了山东省水资源合理配置的基本结论及对策.     

喀斯特区优化水资源配置及水资源优化配置的博弈解释

论述了水资源承载力与水资源合理配置的关系，建立了流域水资源开发利用7中突分析的完全非合作和合作博弈模型，在此基础上分析了非合作和合作博弈情形下的流域水资源配置特点及其水资源承载能力。并从可持续发展的角度探讨优化水资源配置，提高地区水资源承载能力。     

黄河流域水资源多维临界调控研究

以黄河水资源可再生性和可持续性发展理论为指导，分析了黄河流域多维临界调控措施、方案；基于协同学原理和耗散结构理论，应用系统科学的方法，建立了黄河流域多维临界调控仿真模型；通过对黄河水资源分配进行大量模拟研究，实现了黄河流域水资源优化配置，以期实现黄河水资源的可持续发展。     

优化配置 水资源实现黑河流域经济社会可持续发展

黑河流域地处内陆干旱地区,水资源十分有限。长期以来,由于流域水资源缺乏系统的规划,没有考虑水资源的优化配置,忽视水资源的承载能力,过度开荒种地,消耗水资源,粗放开发利用水资源,导致下游生态环境遭到破坏,荒漠化进程加剧。对水资源开发利用中存在的问题进行了分析,提出了流域水资源开发利用和合理配置的原则、对策及措施。     

石羊河流域水资源合理配置及节水生态农业理论与技术集成研究的总体框架

石羊河流域水资源配置及节水生态农业理论与技术的集成研究对推动农业与生态节水领域的科技创新和学科发展以及内陆河流域水资源持续利用均具有十分重要的战略意义和现实意义。本文在系统总结石羊河流域相关研究成果的基础上,结合作者目前正在开展的研究工作,提出了该流域水资源与节水综合集成研究的总体目标,从应用基础理论研究、应用技术开发以及技术集成与示范推广三个层面论述了石羊河流域水资源合理配置及节水生态农业理论与技术综合集成研究的总体框架,阐述了具体研究内容和方法,并指出了研究中的关键技术难点问题。     

水资源优化配置多目标风险分析方法研究

在分析水资源配置风险内涵及其可能存在风险因素的基础上,识别了水资源优化配置的主要风险因子,建立了水资源优化配置多目标风险分析模型,提出了基于随机模拟技术的水资源优化配置多目标风险评估方法,通过该方法对南水北调中线凋水后汉江中下游地区水资源配置风险值的分析,得出引江济汉补偿工程可显著提升南水北调中线调水后汉江中下游地区枯水年、平水年水资源配置方案的综合效益,降低中线调水对汉江中下游地区缺水等不利影响的风险.     

基于蒸腾蒸发量指标的水资源合理配置方法

本文基于真实节水理念,提出了基于流域或区域蒸腾蒸发量(Evapotranspiration, ET)指标、以可消耗ET量分配为核心的水资源合理配置技术框架.该框架以分布式水文模型、多目标分析模型、水资源配置模拟模型等组成的模型体系为支撑,包括可消耗ET计算、可消耗ET分配和ET分配方案验证等技术流程,从流域或区域总来水量、蒸腾蒸发量和供水量、用水量、耗水量与排水量两层面,围绕ET指标进行水平衡分析与分配计算.以南水北调中线工程实施后北京市水资源合理配置问题为实例,进行了应用研究的尝试.     

黄河流域水资源多维临界调控理论与模型研究

将控制论、协同论、耗散结构理论引入水资源系统,并基于这三大理论建立水资源多维临界调控理论;按照对复杂系统"从定性到定量综合集成"的研究方法,建立了黄河流域水资源多维临界调控仿真模型,对黄河流域水资源调控进行了实证研究,实现了黄河流域水资源的优化配置,验证了多维临界调控理论与模型的合理性.     

基于SPA的湖南省水资源与社会经济发展协同度评价

区域水资源短缺严重制约着社会经济的发展,协同度是衡量区域水资源与社会经济协调发展程度的一种手段,对探讨两者之间的协同状态具有重要意义。以协同原理和集对分析方法为指导,构建湖南省水资源与社会经济系统协同度评价模型,对湖南省14个市州2006—2016年的水资源与社会经济系统协同发展情况进行评价。研究结果表明:14个市州的水资源与社会经济系统的协同度差异明显,其中湘西州、株洲市、衡阳市、张家界市的水资源与社会经济系统的协同度较高,其协同度分别为0. 909 1、0. 363 6、0. 272 7、0. 272 7,而长沙市、湘潭市、益阳市、郴州市、永州市、怀化市和娄底市处于不协同状态。协同度存在差异最主要的原因是水资源系统的有序度波动较大,在一定程度上影响了复合系统的协同度的高低。     

干旱区面向生态的水资源合理配置模型与应用

本文基于生态系统服务的动态生态价值评估的基础上,提出了内陆河流域生态用水效益的计算方法,建立了内陆河流域基于生态效益和经济效益统一度量的水资源合理配置模型。考虑内陆河流域水资源多次转化、多次重复利用的特点,将计算单元种植结构优化模型嵌套在水资源转化模拟模型中,实现模拟模型与优化模型的耦合。以甘肃省河西走廊石羊河流域为例,获得了流域水资源在不同区域间与生态用水和经济用水间的合理分配方案。为探索干旱区内陆河流域面向生态的水资源合理配置提供了新的途径。     

Water Distribution Control Model in the Yellow River Basin

Abstract

This study develops a water distribution control model to manage and operate a multipurpose, multi-reservoir system in the Yellow River Basin. The aim is to make the best use of limited water resources and to coordinate different uses. The overall control task is made up of two processes. An initial distribution scheme is obtained through a simulation model first, then the scheme's output suggestions are adjusted by a harmony index which is considered as a feedback regulator, and the order parameter in synergetic theory is applied in this regulator. Control criteria and a subsequent application of the method are presented. Case studies indicate that the proposed control process facilitates quick and efficient distribution control and can provide both theoretical and technical support for sustainable water resources development in the Yellow River in China.     

灌区水资源实时优化调度

根据实时调度原理及农业水资源配置特点，建立了分层耦合的水资源实时优化调度模型，该模型包括供需水中长期预测、中长期优化配置、供需水实时预报、短期渠系配水和基于模糊识别的实时修正5个模块，应用该模型可实现对预报、决策、实施、修正的滚动向前调度。在中长期优化调度模块中提出了利用模糊聚类和马尔科夫时间序列的预测方法对有效降水量进行预测，并根据预测的年型计算作物需水量和地下水可开采量。实例计算表明，应用该模型实行的实时优化调度与各种供水已知情况下的理想最优调度方案偏差较小。