基于生态位理论的福建省用水结构研究

为了进一步揭示福建省用水结构的演变规律,本文以生态位理论为基础,主要采用2种生态位数学测度模型——宽度模型和熵模型开展研究。结果表明:1998-2011年福建省农业用水生态位呈显著下降趋势,工业用水生态位呈快速上升趋势,而生活用水生态位则表现出较高的稳定性。这说明福建省工业用水在生态元竞争中具有较强的竞争优势,工业用水占有率高于全国,而农业用水与生活用水则处于较低水平,进一步优化用水结构,仍然是福建省水资源管理的重要问题。     

基于生态位及其熵值模型的陕西省渭河流域用水结构特征

为了阐明陕西省渭河流域用水结构特征,实现水资源的合理配置,以该区域七市一区为研究对象,基于2001—2016年的用水数据,利用生态位理论构建了用水结构生态位及其熵值模型,揭示了各行政区用水结构及其相对于陕西省、全国的演变态势。结果表明:(1)七市一区农业用水生态位最高,工业、生活用水生态位次之;行政区间各用水类型生态位存在明显差异,其中渭南市、榆林市农业用水生态位级别最高,铜川市、延安市工业用水生态位级别最高,西安市在生活用水与城镇公共用水方面级别最高。(2)行政区各用水类型生态位宽度普遍大于陕西省及全国,其中农业用水生态位宽度分别是陕西省与全国的1. 15～2. 62、1. 36～3. 09倍,工业用水生态位宽度分别是陕西省与全国的0. 75～4. 13、0. 86～4. 71倍,反映出区域用水结构处于调整阶段且工、农业用水调整力度大于陕西省及全国平均水平。(3)相较于全国,陕西省农业用水与城镇公共用水处于扩充状态,生活用水与工业用水处于压缩状态;相较于陕西省,不同行政区各用水类型有扩充也有压缩。运用生态位理论能够全面、直观地反映陕西省渭河流域行政区用水结构的变化,方法简便、实用,具有可推广性。     

基于生态位的安阳市用水结构与产业结构动态演化分析

为促进安阳市水资源利用和社会经济协调发展,采用生态位、生态熵和耦合协调度等模型,系统分析了安阳市用水结构与产业结构的生态位动态演化及其耦合协调状况。结果表明:安阳市工业用水生态位呈现上升趋势且生态熵区域差异明显,农业用水生态位占主导地位且生态熵发展趋势不同,生活用水生态位波动增长而生态熵呈现下降趋势;安阳市第一产业和第二产业生态位波动下降、第三产业生态位持续上升,各县市产业结构生态熵变化趋势各异;安阳市用水结构与产业结构耦合协调度处于失调状态,但发展态势良好,其中农业用水与第一产业、工业用水与第二产业的耦合协调度波动下降,生活用水与第三产业的耦合协调度由严重失调提升为中度失调。     

玛纳斯河流域水资源开发利用现状及用水水平评价

以玛纳斯河流域为研究区,以2010年为现状年,从农业用水、生活用水、工业用水和生态用水4个主要用水口径对现状年的用水量进行了计算,得出现状年的用水结构为农业用水(70％)、生活用水(1％)、工业用水(23％)和生态用水(2％).目前,流域年引用地表水达19.84×108 m3,占可利用地表水20.23×108 m3的98％,而地下水均衡差为-4.49×108 m3.计算结果表明,玛河流域地下水利用体积变化量为负值,表明流域的地下水处于超采状态说明玛纳斯河水资源开发利用已经达到极限.     

黄河流域水资源安全评价及时空格局

为评价黄河流域水资源安全水平,保障流域用水安全、实现水资源与经济社会协调发展,运用DPSIR模型,构建指标体系,对2005—2019年黄河流域水资源安全时空格局进行分析。结果表明：2005—2019年黄河流域水资源安全评价值呈波动上升趋势,水资源安全改善得益于状态和响应指标的提升;经济社会发展未能为水资源安全提供充分的保障,而是形成了压力,水资源一定程度上也对经济社会发展构成了约束;黄河流域水资源安全省(区)间差异性减小,整体形势不容乐观。青海水资源禀赋较好、水资源安全状态为Ⅳ级(较安全);陕西、内蒙古、山东经济相对发达、用水效率较高,水资源安全状态为Ⅲ级(中等安全);河南、甘肃、山西三省水资源安全由Ⅱ级(较不安全)改善为Ⅲ级(中等安全),仍有改善空间;宁夏水资源安全从Ⅰ级(不安全)演变为Ⅱ级(较不安全),水资源不能够满足国民经济和社会可持续发展的需要。未来应遵循“把水资源作为最大的刚性约束,以水而定、量水而行”的用水原则,努力提高流域水资源安全水平。     

基于Shannon熵理论的玉溪市用水结构演变分析

基于C.E.Shannon熵理论,采用信息熵和均衡度指标对玉溪市的用水结构进行了分析研究。分析结果表明:玉溪市的年均用水总量为86 533万m3,农业用水、工业用水、生活用水和生态用水的结构比例分别为59.0%、28.7%、10.0%和2.3%;全市用水总量总体上呈波动下降的趋势,农业用水量和工业用水量总体上也是呈波动下降的趋势,生活用水量为波动缓慢上升的趋势,生态用水量为波动无序的状态;全市用水结构信息熵和均衡度总体上为先上升后下降再缓慢上升的波动式变化,全市用水类别结构正在向均衡状态演变和发展;各县(区)的用水结构信息熵的差异不大,区域用水比较均衡。针对上述情势,提出了进一步调整工农业结构、落实最严格水资源管理制度等对策建议。     

黄河流域用水演变特征及水资源情势识别研究

明晰黄河用水演变特征、探究黄河未来水资源情势,对流域有效管理水资源、合理制定规划方案、优化布局重大水利工程具有重要意义。利用多种方法开展了黄河流域用水演变特征分析、用水变化影响因素判别及未来水资源开发利用情势识别研究,结果表明:黄河流域1980—2016年用水增长主要为城镇生活用水,37 a增加了37.0亿m~3;2012—2016年工业用水量有所下降,2000—2016年农业用水量整体呈现减少特征,农业节水量能够满足新增灌溉面积用水需求;未来黄河流域生态环境用水量仍将呈现持续增长态势,这可能会加剧黄河流域水资源供需矛盾;黄河流域2001—2016年总耗水量整体呈增加趋势,地表水是黄河流域主要水源,但现阶段流域用水仍无法摆脱对地下水的依赖,流域水资源利用效率与发达国家和世界先进水平相比仍有一定差距。考虑到气候变化和人类活动的影响,黄河河川径流量变化存在较大的不确定性,在南水北调西线工程生效前,流域水资源与水环境对经济社会发展的约束将日益凸显。黄河流域农业灌溉尚有一定的节水潜力,可通过加大灌区节水改造、完善田间工程配套等措施实现流域深度节水。     

黄河流域生态安全评估与影响因素分析

黄河流域是我国重要的能源基地,受人类高强度开发建设影响,黄河流域生态环境问题突出。为评估黄河流域生态安全水平,明确生态安全影响因素,根据黄河流域生态环境特点,选取22个指标构建压力-承载力-维护力(PCM)生态安全评估指标体系,利用熵权法确定指标权重,分析黄河流域除四川省外各省(区)生态安全水平。研究结果表明：黄河流域整体生态安全指数从2000年的0.295上升为2020年的0.343,各省(区)生态安全指数青海>内蒙古>甘肃>陕西>山西>河南>山东>宁夏;人均水资源量、投入矿山修复资金占比、自然保护区面积占比是影响黄河流域生态安全水平的主要因素;黄河流域各省(区)生态安全水平具有空间差异性。     

基于洛伦兹曲线和基尼系数的惠州市用水结构分析

为了解中国南方丰水地区的用水结构,采用洛伦兹曲线和基尼系数,对惠州市各县(区) 2013—2017年用水结构进行分析。结果表明,现状年(2017)农业用水和生活用水在惠州市内空间分布相对均衡,生态用水和工业用水在惠州市空间分布相对较为集中;从用水结构空间分布看,不同用水结构基尼系数未突破"警戒线",但均呈现上升趋势,各区域用水差异性在逐步扩大,用水结构的空间均衡度有所下降。用水结构分析成果可为惠州市水资源管理及水资源合理配置提供技术支撑。     

黄河流域水资源开发利用分析与评价

黄河流域作为我国重要的生态屏障和重要的经济地带,在我国经济社会发展和生态安全方面具有十分重要的地位。对黄河流域水资源开发利用情况进行摸底调查、分析评价,有利于合理规划人口、城市和产业发展。本文从流域、省域、地市域3个尺度对水资源的开发利用进行了时空分析,结果表明:1998—2018年流域农业用水减少,工业用水基本稳定,居民生活、生态用水有所增加;流域万元GDP用水量和万元工业增加值用水量水平不断提升;流域地表水利用率高达71.6%,未来工业节水方向应是提高工业重复水利用率、减少工业废水排放;未来农业节水方向应将增设节水灌溉设施、改变种植结构和灌溉方式、提升用水水平等作为重点。     

金沟河流域水资源开发及利用

新疆地处干旱内陆腹心地带,降水稀缺,水资源极度匮乏.由于流域农业用水比例过重,造成农业用水挤占工业用水、生活用水,而生产、生活用水挤占生态用水,供需矛盾日趋尖锐.如何合理利用水资源以达到人-水-生态和谐发展是流域可持续发展的核心.以在新疆众多中小型河流中具有典型性的金沟河流域为例,分析了目前该流域在水资源可持续利用方面存在的问题,提出了解决思路,旨在为同类地区其他河流水资源开发与管理提供借鉴和参考.     

黄河流域工业用水效率提升策略研究

黄河流域水资源紧缺、流域内用水需求增长与空间失衡的矛盾制约了流域高质量发展,全面提升黄河流域用水效率是推动黄河流域生态保护和高质量发展的重要举措。采用Super-SBM模型计算2005—2019年各省及地级市工业用水效率,并利用地理加权回归(GWR)模型对地区发展水平、产业结构合理化程度、工业废水排放等影响因素进行分析,结果表明：对工业用水效率影响最大的是人均GDP,其次是研发经费占比、工业用水重复利用率、工业增加值占比、工业用水量占比、水资源总量等;用水效率低等水平且水资源缺乏地区应加强水权交易市场建设;用水效率中等水平地区应以降低废水排放量为主,加大工业废水处理设施的建设力度,提高工业用水的重复利用率;用水效率高等水平地区应严格实行区域环境容量和浓度管控,加大淘汰落后产能力度,大力发展循环经济,促进工业绿色发展。     

沧州市用水结构与变化趋势分析

通过对沧州市用水结构和用水量变化趋势分析,为水资源规划与合理利用水资源提供科学依据。采用沧州市2001-2013年用水量资料,采用统计法和趋势法分别对用水结构和用水量变化趋势进行分析。沧州市不同用水行业用水量结构为：农业用水占总用水量的67.9%,工业用水占12.6%,生活用水占8.7%,林牧渔业用水占8.3%,城市公共用水占1.5%,生态用水占1.0%。各用水行业变化趋势为：农业用水量总体呈下降趋势,平均每年减少0.1127亿m^3。工业用水维持在一个相对稳定水平,但年际变化较大。居民生活用水呈增加趋势。城镇公共用水量基本维持在一个较稳定的水平,年际变化幅度不大。林牧渔畜用水量年际变化呈下降趋势,平均每年下降0.0402亿m^3。生态环境用水量呈递增趋势,增加幅度较大,平均每年增加0.0224亿m^3。行业用水量的变化,与行业发展及行业结构调整关系密切。     

世界水日·中国水周专家学者访谈——我国水资源可持续开发利用保护与管理的五大趋势

一是水需求的增长速度将明显趋缓。随着产业结构的调整、新型工业化的发展和节水技术的进步，我国国民经济生产和社会生活用水需求总量的增长速度将呈明显减缓趋势，一些地区有望在近年内率先实现零增长，需水高峰期有可能提前到2020年前后出现。与此同时，用水结构将继续发生变化，农业用水比重相对下降，生活用水比重相对上升，工业用水比重小幅度波动，生态用水将受到更多关注。     

用水结构变化特征与社会经济发展关系分析

利用2001-2012年邢台市用水量资料,分析邢台市用水结构变化及演变趋势,总用水量相对稳定并呈递减趋势。农业用水比例较大,占总用水量的76.4%,由于开展农业节水和农业种植结构调整,使农业用水量呈下降趋势。工业用水相对稳定,工业开展节水和水资源重复利用,在用水量相对稳定的情况下,工业增加值大幅度增长。生活用水随着人口增加和生活水平的提高,使用水呈上升趋势。生态环境用水是从2002年开始的,随着人民生活水平的提高和对环境质量意识的加强,环境用水呈增加趋势。随着社会经济的快速发展,用水结构也发生了相应变化,不同行业用水量变化随着社会经济的发展,也会发生相应的变化。如农业用水逐渐减少,生活用水和生态用水逐渐增加,是社会经济发展的必然结果。分析用水结构变化特征与社会经济发展的关系,为社会经济发展规划和水资源利用规划提供科学依据。     

基于熵理论流量历时曲线的生态流量变化分析——以1961～2012年黄河流域径流为例

对黄河流域流量和生态流量进行研究,可为黄河流域的水资源科学管理和可持续发展提供科学依据和理论基础。基于黄河流域10个主要水文站的流量观测数据(1961～2012年),利用基于经验的流量历时曲线和基于熵理论的流量历时曲线对径流变化进行了系统分析,进一步估算了生态流量的变化。结果表明:(1) 52 a间黄河流域年径流呈下降趋势。(2)与基于经验的流量历时曲线相比,基于熵理论的流量历时曲线具有灵活性和一定的统计基础,能够较好地呈现该流域的流量历时及频率变化,进而估算生态流量。(3) 20世纪90年代之后,黄河流域各水文站点生态流量呈现总体减少的趋势,该趋势会在一定程度导致各水文站地区生态环境的恶化,影响流域的生态功能。     

全国及九大流域分类用水影子价格的计算与预测

在全国和九大流域水资源投入占用产出表的基础上,通过建立线性规划模型,计算了2002年全国及九大流域农业用水、工业用水、生活用水、生态环境用水及总的生产用水的影子价格。将实际水价与影子价格进行对比,发现实际水价明显偏低,认为需要适当提高水价,在此基础上建立了不依赖于投入产出表的计算各类用水影子价格的非线性回归模型。应用该模型预测了2015年和2020年全国和九大流域农业用水、工业用水、生活用水、生态环境用水及总的生产用水的影子价格,结果表明:2020年全国和九大流域各类水资源的影子价格均比2015年有所提高,全国生产用水、工业用水、农业用水、生活用水和生态环境用水影子价格的涨幅分别为2.2%、1.3%、1.5%、0.3%和3.2%,九大流域中,依然是海河流域各类用水的影子价格最高,西南和内陆流域的影子价格最低。     

基于组合权重TOPSIS模型的黄河流域九省区水资源承载力评价

针对黄河流域九省区构建了涵盖水资源、生态环境、经济社会3个准则层的评价指标体系,采用层次分析法和熵权法组合赋权的TOPSIS模型对九省区2002年、2007年、2012年、2017年的水资源承载力进行了综合评价,并对2017年评价结果进行了障碍因子诊断。结果表明:时间维度上,九省区水资源承载力呈现出增大趋势,河南、山东、内蒙古水资源承载力提升趋势最为明显,水资源承载力的提升与生态环境、经济社会两准则层相关指标的改善密切相关;空间维度上,九省区水资源承载力均未达到Ⅰ级(可承载)水平,空间差异性明显;产水模数、人均水资源量、供水模数、生态用水率、植被覆盖率、万元工业增加值用水量、万元GDP用水量为7大主要障碍因子,部分障碍因子在不同省区存在明显差异。     

江苏省淮河流域城市用水中的问题及对策

江苏省淮河流域,北界山东,西邻安徽,南至通扬运河,东滨黄海。流域面积6.35万平方公里,占全省总面积62％。境内包括徐州、连云港、淮阴、盐城四个省属市的全部,和扬州、南通二个省属市的一部分,共有38个县(包括县级市7个),总人口3705万人,城镇人口有582万人,工业总产值472万元。一、城市用水概况城市用水包括工业用水、城镇生活用水及郊区蔬菜用水,城市总用水量61亿立方米,其中工业用水占70～80％,城镇生活及其它用水     

陕西省近10年用水结构演变及驱动力分析

分析了2001-2010近10年来陕西省工农业用水、生活用水以及生态用水的结构变化,并引入信息熵的方法对用水结构的演变趋势进行了探讨,同时阐述了造成这些变化的主要驱动因子。分析表明:陕西省用水总量近十年来在波动中缓慢上升,年均增加0.61亿m3;农业用水量和比重都在下降;工业用水总量变化较缓;生活用水和生态用水呈持续增长趋势。