天津市用水结构演变及其影响因素分析

基于2004~2013年天津市农业、工业、生活、生态及总用水量数据,分析了各类型用水量的变化态势及其影响因素,采用信息熵的方法分析了用水结构的演变过程,并通过灰色关联法识别出影响用水结构演变的主要影响因素。结果表明,天津市总用水量呈微增趋势;农业用水量为波浪式下降趋势;以2008年为界,工业用水出现先减少后增加的态势;生活用水和生态用水总体上均呈增加趋势;2004~2013年,天津市用水结构的信息熵和均衡度均于2010年达到峰值,用水结构发展已较为成熟,系统内部处于较为均衡的状态,单一因素的影响力逐渐减弱;经济社会发展因素对用水结构的演变具有较强的影响,其中农村用电量、耕地面积、园林绿地面积、农业总产值、万元工业产值用水量、轻工业产值等10个影响因素与天津市用水结构呈强关联。     

基于灰色动态模型群的济宁市需水量预测

针对以往单一GM(1,1)模型建立过程中难以克服不稳定因素对预测结果的影响,提出根据不同时间段建立多个GM(1,1)模型,基于济宁市2001~2011年用水量数据,采用灰色动态模型群对济宁市2011~2020年需水量进行预测。结果表明,济宁市2011年用水量为26.76×108 m3,到2015年需水量增至29.9×108 m3,2020年增至33.9×108 m3,呈增长趋势,这与济宁市社会经济发展态势相吻合,可见灰色动态模型群用于需水量预测可行、有效。     

淮河流域总用水量与用水结构变化的响应

淮河流域面临诸多水资源问题,研究其总用水量与用水结构变化的响应关系,对优化用水结构、落实流域最严格水资源管理制度具有重要意义。以淮河流域1997～2016年的总用水量和农业、工业、生活用水量数据为基础,采用VAR模型,利用脉冲响应函数,借助Eviews软件,探析淮河流域总用水量与用水结构变动之间的响应关系。结果表明,淮河流域总用水量的变化受农业用水比例变化的影响程度最大;工业用水比例的变化对总用水量的影响存在一定滞后性;淮河流域总用水量与生活用水比例之间呈负响应关系,农业用水比例的变动对总用水量的正向影响比工业用水比例大。通过减小农业的用水比例、调控工业的用水比例、适当加大生活的用水比例等措施,尽量调整、优化淮河流域的用水结构,从而使淮河流域的用水结构更为均衡合理。     

基于信息熵的山东省用水结构与产业结构协调性分析

探讨用水结构与产业结构的历史演变规律,对于实现区域水资源、生态环境和国民经济协调发展具有重要的战略意义。以山东省为例,基于信息熵和协调性分析两种方法计算了历年农业用水量、工业用水量和生活用水量演变规律及其均衡度值。结果表明,山东省用水结构均衡度近年来呈稳定的持续上升趋势,在工业、生活用水量比例稳步提高的同时,农业用水量逐步下降,用水结构向均衡的结构发展。但与发达国家和地区相比,该省总体用水结构目前依然偏于不合理,因此合理确定山东省用水结构是解决区域水资源配置问题的重要方向。     

白城地区用水结构演变与用水效益分析

基于吉林省白城市1995～2009年用水量变化,根据信息熵和均衡度的概念分析用水结构的演变趋势,定量计算了农业用水的边际效益,分析水对农业产出的贡献程度。结果表明,白城市用水结构保持在一个低水平的有序状态,用水结构均衡度偏低,水要素对农业产值的贡献占所有投入要素的33.6%,远大于当地农业灌溉水费征收标准。建议白城地区在保证农业生产用水的基础上,增加工业、生活和生态用水,以促进用水系统的稳定性和合理性;同时适度调整农业灌溉水价,提高用水效率,减少农田灌溉的水资源浪费。     

流域用水碳排放量计算方法及应用

为解决流域水资源开发利用过程中碳排放量计算和变化趋势预测问题,分析了流域用水能耗结构和二氧化碳排放机理,给出了取水系统、供水系统、排水与污水处理系统碳排放量计算方法,基于碳排放理论,构建了碳排放与耗水关联模型,并改进了传统的固定框架式IPAT模型,提出碳排放对生态环境的随机影响模型,进而以黄河下游东平湖流域为例,计算东平湖流域用水、碳排放量和排放强度。结果表明,东平湖流域近五年内平均年用水量为34 949×10⁴m³,其中,农业用水(农林牧渔)占总用水量的79.1%;根据能耗计算,农业用水年平均碳排放量为405.59 kg,占流域平均碳排放总量的77.7%,其次为工业和生活碳排放量。     

基于主成分分析的神经网络在需水预测中的应用

需水量预测是水资源规划与管理的重要内容,建立高精度的需水量预测模型,可为区域水资源规划提供技术支撑。以南昌市为例,利用2005~2015年的实际用水量数据,对南昌市16个用水总量影响因子进行主成分分析,以提取的主成分作为BP神经网络的输入样本,建立BP神经网络需水预测模型。结果表明,经过主成分分析,16个用水量影响因子可用8个主要影响因子代替。建立的BP神经网络模型的需水预测平均相对误差仅为1.37%,预测精度较高,可作为区域需水预测的一种可靠方法。研究成果可为类似区域提供借鉴。     

信息综述

甘肃农业用水实现负增长年节水6.6亿立方米甘肃省农业用水占总用水量的80%。截至2008年8月底,全省累计发展节水灌溉面积1157万亩,占总灌溉面积的56%。同时,甘肃还通过水价调节等多种节水措施,使农业用水实现了负增长。目前,     

深圳市用水量预测及情景分析

以深圳市为例,将GDP、SSO、TSO、RP作为影响因子,构建了各影响因子的预测模型,利用蒙特 卡洛随机模拟方法定量分析了影响因子的不确定性水平,进而建立了BP神经网络用水量预测模型,预测 了2011～2015年深圳市用水量。结果表明,2011～2015年深圳市的用水量会保持缓慢增长,但增速会减 小并趋于稳定,预计2015年用水量会出现饱和,饱和点之后用水量将不会再增加。     

北京市南部平原区地下水位及开采强度时空演变趋势分析

为了解南水北调水入京后对北京市南部平原区地下水位埋深的影响，以北京市大兴区为例，通过收集该区域2010～2020年的地下水位埋深监测数据及用水量数据，采用地统计方法对2010～2020年的地下水位埋深进行了时空变异性分析，并进一步采用主成分分析法评价了该时段的地下水开采强度。结果表明，南水北调入京后，区域地下水位埋深呈减小趋势，2015～2020年相比2010～2014年，地下水位平均埋深由19.13 m减至17.67 m,说明南水北调入京后，对区域地下水位的恢复具有明显的正向效应；基于地统计半变异函数模型计算南水北调入京前后地下水位埋深的块金效应值，发现2015～2020年与2010～2014年相比，地下水位埋深的块金效应值由55.92%减至39.05%,说明人为因素对地下水位埋深的影响处于减弱的状态；基于主成分分析法计算了2010～2020年对地下水开采强度的影响变化，表明区域用水对地下水开采强度的影响总体呈减小趋势，其中工业用水量、第三产业用水量及农业用水量对地下水开采强度的影响处于减小趋势，生活用水量对地下水开采强度的影响处于增大趋势。研究结果可为南水北调沿线区域的地下水资源管...     

高昌区地表水资源承载力系统动力学模型及其应用

为分析吐鲁番市高昌区地表水资源承载力,基于高昌区地表水资源现状,结合已有水资源承载力评价指标体系,运用系统动力学方法,构建了囊括水资源-经济-人口-生态四个子系统的高昌区地表水资源承载力系统动力学模型,根据该区社会经济的实际发展情况,以2015年为基准年,模拟预测了2015~2030年高昌区的地表水资源承载力情况。模拟预测结果表明,根据该区当前的农业节水和退地减水政策,高昌区的地表水资源承载力逐年呈现增强趋势,地表水资源承载力限制系数由2015年的2.16降至2030年的1.44;地表水需水量呈现出逐年递减趋势,地表水供水量由2015年的28 023×10~4 m~3降低至2030年的18 756.3×10~4 m~3,减少了43%。研究成果可为高昌区地表水资源可持续利用提供技术依据。     

基于景观演变的滨海湿地生态健康评价与预测

以长乐闽江河口国家湿地公园为例,选取2008年以来的影像数据,构建基于PSR模型的长乐闽江河口国家湿地公园生态系统健康评价指标体系,并运用熵权法与综合评价法,结合灰色预测模型,预测闽江口国家湿地公园2020、2022、2024年的健康状况。结果表明,闽江口国家湿地公园的潮间带盐沼、草甸与水体间的景观类型反复变化且明显;2008、2010、2012、2014、2016、2018年生态健康值分别为0.740、0.737、0.704、0.640、0.674、0.654,均处于健康状态,但受人类干扰、养殖密度、城镇与农业等人为因素的影响,总体呈下降趋势,且经预测,2020、2022、2024年生态系统健康值均为亚健康。     

基于水力模型的优化加压泵站节能降耗研究

随着城市供水管网加压泵站数量的逐年增加,其运行过程中耗电量亦递增,这将造成巨大的能源浪费和经济损失。为实行节能降耗,基于水力模型优化加压泵站,以J市M地区加压泵站为试验区域,提出3种节能方案进行对比分析。结果表明,将加压泵站全天分为高低峰时段,高峰用水时段不实施节能工作,低峰用水时段实施节能工作的方案节能降耗效果最佳,且节能期间平均千立方水耗电较2014年11月降低0.35%,较2014年12月降低3.97%,较2015年1月降低5.16%,较2015年2月降低7.49%,较2015年3月降低5.10%。     

北京市2005～2015年植被覆盖变化对蒸散发量的影响

为更准确了解蒸散发量(ET)时空分布及其随土地利用变化的规律,以MOD16数据为基础,探讨不同土地利用类型及其相互间转化对北京市蒸散耗水的影响。结果表明,2005~2015年间,北京市约有2587.69km^2的面积发生了土地利用类型的转变,其中变化最多者为林地转变为耕地,达213.57km^2;北京市植被覆盖区域多年ET平均值为406.63mm,北京市ET空间分布呈西北山区高、东南平原低的特点,且不同植被类型的ET大小不同,其中林地最大,草地次之,耕地最小;在2005~2015年,北京市ET呈上升趋势,速率为8.64mm/a,总耗水量的增加速率为4881.09×104 m3。植被覆盖减少和气象因素变化的综合作用导致北京市的蒸散耗水呈逐年上升趋势。     

基于信息熵的淮河流域降水时空变异特征研究

为了深入研究淮河流域的降水时空变化特征,以淮河流域1961~2005年36个气象站日降水数据为基础,基于信息熵理论,首先利用边际熵研究年、季、月等不同尺度下降水的变化特征;再利用分配熵和强度熵研究年内不同月份降水的分配情况;然后利用改进的Mann-Kendall趋势检验方法对淮河流域降水序列不确定性的变化趋势进行检验;最后对降水月份分配情况与极端降水量进行相关分析,以研究极端降水量与降水月份分配的关系。结果表明,淮河流域降水量较小的季节或地区,其降水量的年际变化也较大,淮河流域北部降水的不均匀性及其较小的降水量可能加剧该区的干旱风险;降水量与降水天数月份分配的不均匀性均表现出由南向北增大的空间分布特征;对于淮河流域大部分站点,降水量月分配不均匀的年份面临洪灾的风险也会增加,而淮河流域西部降水月份分配不均的情况可能加剧,且该区面临的洪灾风险也可能加剧。     

南水北调中线水进京后对当地供水格局的影响

为分析南水北调中线水进京后对京供水格局的影响,构建了有无外调水两种情景下的水资源优化配置模型,以2000～2014年北京市用水数据为基础,预测分析了2015年北京市有无外调水情景下的水资源配置,并与2015年实际情况进行比较。结果表明,外调水进京后,地下水使用量显著减少,从提供生活用水转向提供环境用水;地表水使用量相对减少最为明显,再生水对外调水的敏感性最强,农业用水在再生水中占比显著增加。研究成果可为外调水进京后的水资源高效利用提供依据。     

基于物元可拓模型的区域用水效率控制综合评价

用水效率控制是最严格水资源管理制度的核心内容之一,客观评价其控制实施水平极为重要。在科学界定区域用水效率控制内涵的基础上,分别从农业、工业、生活和生态环境用水的影响机理出发,通过定性和定量分析各行业用水效率的内外影响因素,构建了区域用水效率控制评价指标体系,建立了基于熵值法的物元可拓评价模型,并将其应用于2011~2014年江西省的用水效率评价中。结果表明,江西省综合用水效率呈逐年提高趋势,物元可拓评价法具有实际意义明确,评价结果客观等优点,可为区域用水效率控制实施情况研究提供理论依据。     

The USA geothermal country update

Geothermal energy is used for electric power generation and direct utilization in the United States. The present installed capacity (gross) for electric power generation is about 2020 MWe, with 1902 MWe net delivering power to the grid, producing approximately 16,000 GWh per year for a 96% capacity factor. Geothermal electric power plants are located in California, Nevada, Utah and Hawaii. The two largest concentrations of plants are at The Geysers in northern California and the Imperial Valley in southern California. The latest development at The Geysers, due to recent declines in steam output, is the injection of recycled wastewater from two communities into the reservoir, which has at present permitted the recovery of 70 MWe of power generation. The direct utilization of geothermal energy includes the heating of pools and spas, greenhouses and aquaculture facilities, space heating and district heating, snow melting, agricultural drying, industrial applications and ground-source heat pumps. The installed capacity is about 4350 MWt and the annual energy use is 22,250 TJ, or 6181 GWh. The largest application is that of ground-source (geothermal) heat pumps (60% of the energy use), and the largest direct-use is that of aquaculture pond and raceway water heating. Direct utilization is increasing at about 6% per year, whereas electric power plant development is almost static. The energy savings from electric power generation, direct uses and ground-source heat pumps amount to 6.6 million tonnes of equivalent fuel oil per year and represents a reduction in air pollution of 5.8 million tonnes of carbon annually (compared to fuel oil).     

巴尔喀什湖流域降水量及其年内分配的变化特征

了解巴尔喀什湖流域降水变化特征是开发利用流域水资源、探究流域生态环境改变原因的前提,基于巴尔喀什湖流域5个气象站1936~2005年的逐月降水资料,采用分摊熵、趋势系数和Mann Kendall非参数统计检验法对降水量特征、变化趋势进行分析。结果表明,流域年均降水量在100～700 mm之间,70%的降水集中于4~7、10~12月;流域的年、月降水量呈上升趋势,1~2、11~12月显著;流域降水年内分配整体上无显著变化。