区域虚拟水与产业系统协同度研究

基于用水效率及协同学理论构建了虚拟水与产业系统协同度模型,研究了北京市虚拟水与产业系统间的协同程度。结果表明,北京市农业部门直接用水系数和完全用水系数远大于其他产业部门,即农业部门用水效率低,虚拟水使用量高,1992~2010年北京市各部门用水系数在整体上呈下降趋势,而虚拟水净输入量不断增加;北京市虚拟水—产业系统1995~1997、2007~2010年发展协同度低,其余年份虚拟水与产业系统协同度较好。该研究结果对于区域水资源管理具有一定的参考意义。     

基于虚拟水消费的郑州市水足迹计算

针对以虚拟水概念为基础的水足迹可更真实地反映区域社会经济系统对水资源的消费利用状况,基于虚拟水的概念及计算方法计算了郑州市2006年的虚拟水消费量及水足迹.结果表明,郑州市水资源承受了社会经济系统的巨大压力,并据此提出了缓解郑州市水资源短缺的合理化建议,为科学合理利用水资源提供了决策依据.     

我国北方重点煤电基地发展伴生的水资源压力分析

鉴于煤电基地的快速扩张会给区域水资源保障带来极大的压力,运用生命周期评价方法计算了2006～2015年我国北方九大煤电基地煤炭生产和火力发电的水足迹,提出了虚拟水流出伴生的水资源压力指数,评价了煤电虚拟水外送给当地水资源系统造成的压力,分析了未来煤电基地发展的水资源适配性。结果表明,九大煤电基地煤炭生产和火力发电的年均水足迹为13.4×108 m3,占当地淡水资源可用总量的22.8%,煤炭和电力外送伴生的虚拟水流出总量持续增加,增长率为3 031.9×104 m3/a,近10年来,水资源压力指数呈现上升趋势,六个煤电基地达到中度压力等级,造成巨大的水资源压力;2020年,九大煤电基地总水足迹为15.7×108 m3,区域可供给煤电基地的水资源量为11.9×108 m3,只有晋北和准东的水资源满足未来基地扩张需要;晋中、晋东、陕北和鄂尔多斯通过优化调度等增加区域可供水量后可以满足未来生产需要;宁东和哈密发展所需的水资源与供给能力严重不适配,应调整发展战略,保障基地用水安全。     

浙江省农产品虚拟水供求关系变化研究

依据虚拟水理论,从居民消费和农业生产两个方面,定量分析了2007~2011年期间浙江省农产品虚拟水供求变化情况。结果表明居民消费中的农产品虚拟水总量总体呈下降趋势,农业生产中的农产品虚拟水总量呈上升趋势;除2007年外,2008~2011年的农产品虚拟水供求关系均表现为供过于求,农产品虚拟水流动呈净流出状态,且流出量在逐年增加。     

农产品虚拟水消费与农业水资源配置优先序研究

分析了2002～2007年浙江省城乡居民农产品及虚拟水消费,结合水资源约束和农产品消费需求两因素构建了虚拟水消费生产模型并予以应用.获得了浙江省农产品生产中的水资源配置优先序,为合理安排农产品生产的优先顺序及调整浙江省农业产业结构提供了参考.     

我国煤电生产水足迹评价

为识别能源产业对水资源、水环境的影响和风险,基于水足迹评估理论方法构建了煤电生产水足迹评价模型,并以2016年为例,从区域尺度定量分析了我国煤电生产各环节虚拟水消耗量和虚拟水流动格局。结果表明,2016年我国煤电生产的总水足迹为107.3×10~8 m~3,其中灰水足迹占44%,蓝水足迹占56%;伴随电力的调运,晋蒙和西北地区年虚拟水输出量约为5×10~8 m~3,该区域属于我国缺水乃至严重缺水地区,能源发展面临的水资源和水环境约束十分显著。     

吐鲁番市水景观水资源使用方案分析

吐鲁番市水资源紧缺,为了确保吐鲁番市水景观用水需求,简要分析了吐鲁番市水景观概况以及区域水资源状况。根据水景观用水和农业灌溉用水量,科学设计出水景观水资源使用方案,提出现状年以桃儿沟支渠、洋沙支渠为水源,取水1.6333×10⁶ m³的水资源使用方案科学可行,既不影响各用水户水资源使用权益,也无污染,为提高吐鲁番市水资源使用效益和城市建设提供了数据依据。     

小尺度典型农村水资源平衡模型研究及应用

针对农村地区水资源、水环境问题,基于二元水循环理论,从自然和社会两方面系统分析了农村不同类型的水量变化规律,构建农村水资源平衡模型和农村水量计算模型。水平衡模型梳理了农村地区水资源变化规律,水量计算模型构建了不同类型水量的计算方法。利用研究区域内气象、土壤及调研数据对山西中部某典型村庄水资源量进行核算,验证水资源平衡模型的科学性。经核算,水资源平衡模型误差为3.12%,能较好地反映农村水资源输入与输出之间的关系,自然作用力下输入和输出水量占比分别为60.72%、95.27%,有更强的“自然”属性,可为提高农村地区水资源利用效率、优化农村水资源配置,解决系统性水资源问题等提供理论支持。     

山东农业大学水平衡测试及节水分析

单位水平衡测试是指在一个确定的用水单元内,输入水量和输出水量之间遵守物质守恒定律,各种水量之间存在平衡关系。通过对山东农业大学进行水平衡测试,熟悉水平衡测试工作的内容、过程和方法等,摸清学校用水现状,挖掘节水潜力,提出进一步的节水措施和建议。     

数据包络分析法和Malmquist指数在山东省用水效率分析中的应用

山东省水资源紧缺是制约其经济发展的重要瓶颈,从识别山东省用水效率关键因素的角度入手,以年度供水、总投资、用水规模为输入指标,以GDP为输出指标,运用数据包络分析法对该省17个市2011、2012年的用水效率进行分析评价,然后运用Malmquist指数分析了17个市2003~2012年的序列数据。结果表明,济南市、东营市和菏泽市的用水效率相对较高,其他城市相对较低;技术进步是影响山东省17个市用水效率的关键因素,提高用水效率的有效途径是对产业结构的优化;山东省沿海城市的用水效率明显高于内陆城市,东部地区用水效率高于西部及中部地区,其中中部地区的用水效率最低。     

我国区域用水结构与产业结构的协调评价

为分析区域用水结构与经济发展的协调性问题和响应关系,以各行业用水消耗水平、可持续发展水平、居民生活用水结构水平为参考给出用水结构评价指标,以产业结构高度化水平、区域科技发展水平、对外开放水平、能耗水平为参考给出产业结构评价指标,构建了区域用水结构与产业结构协调评价体系,建立了区域用水结构与产业结构的协调度评价模型。并对全国经济及水资源原始数据进行处理计算,用层次分析法和熵值法确定指标权重代入协调度评价模型,获得了全国用水结构与产业机构协调度水平排名。结果表明,全国用水结构与产业结构基本协调,产业结构水平不容乐观,部分地区尤其是水资源丰富地区用水结构亟待合理化,建议应调整产业结构、优化用水结构。     

马斯洛需求层次理论在水资源开发利用进程中的应用

基于马斯洛需求层次理论,将理论中的五种需求分别对应水资源开发利用中的工程水利、资源水利、人水和谐水利三个阶段,并以我国水资源开发利用进程为例,从人类需求的角度分析了水资源开发利用变化规律及发展方向,提出需求引发了人们对水资源的开发利用井推动其变化、发展,认为人水和谐为人类对水资源开发利用的最终方向.     

重庆都市区居民食品水足迹消耗供需平衡研究

研究食品水足迹消耗对区域水资源持续利用具有重要意义。基于虚拟水和水足迹理论,核算了2001～2011年重庆都市区食品水足迹供给量、食品水足迹消耗量和食品水足迹贸易量,并分析三者变化的原因。研究结果表明,食品水足迹供给量由2001年的20.05×108m3下降到2011年的17.43×108m3,食品水足迹消耗量由2001年的35.43×108m3增长到2011年的46.57×108m3;食品水足迹供给量小于消耗量,食品水足迹进口量由2001年的18.343×108m3增长到2011年的30.882×108m3。生产规模缩小是食品水足迹供给量下降的原因,人口增长和生活水平提高导致食品水足迹消耗量增长。在进口食品水足迹的同时需改进生产方式和调整食品消耗模式,以缓解食品水足迹供需矛盾。     

基于模糊推理的山东省沿黄农业适水评价

为研究山东省沿黄地区农业适水发展情况,从水资源承载力—农业用水水平—水资源与农业协调性三个方面构建了山东省沿黄农业适水评价体系,采用模糊推理评价模型定量分析研究区现状年农业适水状况和2013～2021年农业适水能力动态变化,并提出短期最佳提升方向。结果表明,研究区农业适水评价得分为46.64,其中大部分城市处于勉强适水和轻度不适水状态,仅有济南、滨州为Ⅱ级良好适水;水资源承载力是农业适水发展的主要制约因素,增加水资源承载力是提升研究区及济南、淄博、聊城、滨州、济宁等市的农业适水能力的最优方向;2013～2021年农业适水指数呈现曲折上升趋势,整体农业适水水平向好的趋势发展。     

山东省冬小麦夏玉米作物生产水足迹研究

在生产水足迹理论指导下,使用粮食生产虚拟水的算法,基于联合国粮农组织推荐的 CROPWAT 软件的计算构架,对山东省主要农作物冬小麦、夏玉米2011年的生产虚拟水及其水足迹进行了计算。结果表明,山东省冬小麦的生产水足迹以绿水足迹为主,且数值高于夏玉米生产水足迹,夏玉米绿、蓝水生产水足迹比例均衡;山东省冬小麦、夏玉米作物蓝、绿水足迹低于华北平原地区但高于吉林省同类作物;因而山东省具备提高水资源利用效率的空间;施用农药化肥产生的灰水足迹在总水足迹的比重中较为适中,但因冬小麦、夏玉米种植面积较大,仍需做好面源污染的控制,才能在实现粮食增产的同时达到环保目标。     

水行政视角下昆明市城市节水工作探索与实践

随着城市的持续快速发展和城镇人民生活水平的提高,以用水和污水排放量急速增加、水资源日益短缺和水污染日益严重为特征的水危机逐渐成为我国城市发展中最突出的制约因素之一。以典型缺水城市昆明市为例,分析昆明市城市水资源现状,从水行政角度阐述城市节水工作发展历程、做出的探索尝试与实践,最终取得的效果,为城市管理者及水务工作者优化节水工作,建立节水型社会提供了一个经验依据。     

浙江省终端能源消费趋势的分析

根据1995年至2007年浙江省终端能源消费的变化趋势,分析了浙江省第一、二、三次产业和生活的煤炭、石油、热力和电力等终端消费量与第一、二、三产业增加值和GDP之间的相关性,拟合了各自的回归关系式,量化地反映了浙江省三次产业发展对煤炭、石油、热力和电力等终端消费需求的影响,并预测了2010年浙江省终端能源消费量和结构。     

改进蝴蝶优化算法在邯郸市水资源优化配置中的应用

水资源优化配置是有效缓解区域水资源供需矛盾的重要方法和手段。针对传统蝴蝶优化算法(BOA)在高效快速地求解多目标水资源优化配置问题时存在的搜索精度低、收敛速度慢、易陷入局部最优及不能直接用于多目标问题求解等缺陷，通过引入快速非支配排序、拥挤度及精英策略方法对其进行了改进，利用ZTD函数验证了改进蝴蝶优化算法(ABOA)的优越性，最后将ABOA应用于邯郸市水资源优化配置模型求解中，并从帕累托前沿中选择了缺水量最少为最终方案。结果表明，邯郸市2035年(p=50%)总需水量为27.40×10⁸m³,总分配水量为24.42×10⁸m³,缺水量为2.98×10⁸m³,缺水率为10.9%。其中生活和生态需水均能得到完全满足，第一、二、三产业在不同区域仍面临缺水问题，需大力开展节约用水来缓解。研究结果可为多目标水资源优化配置的求解提供参考。     

考虑需求响应的风光燃储集成虚拟电厂双层随机调度优化模型

为促进以风光为代表的分布式能源发电并网,文章集成了风电、光伏发电、燃气轮机、储能系统和激励型需求响应为虚拟电厂,引入两阶段优化理论克服风光不确定性,建立VPP双层随机调度优化模型。首先,介绍了VPP的基本结构,建立了电源出力模型和需求响应模型。然后,建立了虚拟电厂双层调度优化模型:在上层模型中,根据风电和光伏发电日前预测结果,制定日前调度计划;在下层模型中,根据WPP和PV的实际输出,修正日前调度计划,形成最终VPP调度方案。最后算例分析表明:所提模型能够衔接日前调度和时前调度,降低系统缺电惩罚成本,提升VPP运营收益。储能系统能够利用自身充放电特性配合VPP内部风电和光伏发电出力,有利于平缓系统净负荷曲线。PBDR能够引导用户侧配合VPP发电调度,削峰作用弱于IBDR,而填谷作用强于IBDR。同时引入ESSs和DR后,VPP运营收益达到最高,表明ESSs和DR具有协同优化效应。     

基于三角模糊数的联系数模型的水资源承载力评价

针对水资源系统的模糊性和不确定性,基于集对分析理论,构建水资源承载力评价指标体系,采用主成分分析法确定权重,建立联系数模型评价水资源承载力等级。同时,用三角模糊数表示联系数中的差异度系数,表现其在区间[-1,1]上的随机性和不确定性,运用期望-方差排序法对模型评价结果排序,再进行综合分析。对山东省2006～2015年数据进行实例分析结果表明,山东省水资源承载力水平呈波动状态,但总体呈逐步提升趋势;通过权重分析提取影响山东省水资源承载力的主要因素为农业用水效率、水资源量和水生态环境,在天然水资源量基本稳定的情况下,提高农业用水效率、改善水生态环境可有效提升水资源承载力水平。