基于低碳发展模式的水资源合理配置框架研究

在整体识别水循环与碳平衡耦合作用机制基础上,系统剖析水电开发、水资源开发、生态环境建设和航运(水运)等涉水资源与能源开发过程中的碳捕获与释放特征,提出基于低碳发展模式的水资源配置内涵、特征及总体任务,构建以区域碳水耦合模拟和水资源配置为主要支撑的技术框架,深入探讨了基于低碳模式的水资源配置、模型构建、方案集设置、方案优选过程、对策及保障措施制订等关键技术问题。     

基于低碳发展模式的水资源合理配置模型研究

配置模型研发是实现水资源合理配置的关键支撑技术。基于低碳发展模式的水资源合理配置通过识别配置对象、划分计算单元,构建区域碳-水耦合系统概念图,进行基于碳-水耦合的水资源系统概化。在水资源可持续利用和生态环境保护的基础上,遵循安全、高效、低碳、公平的基本原则,将配置单元内部及其单元之间的缺水量和碳的净排放量最小等目标因子纳入总体目标函数中,设置水量平衡、碳平衡、碳水关系指数、水利工程碳排放/捕获效益、地下水水位、最小供水率、生态环境用水、应急水源等约束条件,构建基于低碳发展模式的水资源合理配置模型。     

南水北调西线工程水源区水资源及其演变规律

该项目研究以南水北调西线工程水源区为研究区域，在“自然-人工”二元水循环演变理论指导下，提出“天地-体化”立体水资源监测方案，并构建物理机制统一的区域水循环气-陆耦合模型，实现水循环的大气过程、地表过程、土壤过程和地下过程的整体模拟和动态监测；以此为支撑，构建基于“气-陆”耦合模式的水资源评价技术．以大气水汽通量评价为基础，进行全口径、层次化、动态水资源评价。     

基于水循环的分布式水资源调配模型开发与应用

自以水循环为基础的水资源动态配置模式提出以来,一批基于耦合分布式水文模型的水资源配置模型被先后提出,但其采用的耦合方法往往忽视了经济社会用水过程与天然水文过程之间的动态反馈作用.本文通过改进SWAT模型,并嵌合水资源配置模块,开发了基于水循环的分布式水资源调配模型(Water resources allocation ...     

基于ET的水资源与水环境综合规划研究（Ⅱ）- 模型

本文根据基于ET的区域水资源综合规划的理念、研究框架、目标及调控体系，构建了基于ET的区域水资源与水环境综合模拟模型（WQQCM），该模型由分布式水文SWAT模型、人工水平衡AWB模型及分布式地下水MODFLOW模型耦合而成，实现地表水和地下水、天然水循环和人工水循环、水量和水质联合模拟，作为区域水资源与水环境综合规划的工具。本文以天津市为例对模型从地表水径流、地表水水质、地下水以及模型模拟ET结果等方面进行了校验，校验结果表明模型可支撑不同节水、水资源配置、点源和非点源水污染控制、水生态修复规划方案的情景模拟，为区域水资源与水环境规划提供数据支撑。     

分布式水资源配置模型DTVGM-WEAR的开发及应用

构建了一个系统描述自然及人类活动作用下水循环路径的分布式水资源系统配置模型。通过将水文及其伴随过程与水资源配置过程进行"在线"或"离线"形式的耦合,基于抽象概化规则框架的规则集合进行水资源配置模拟,形成较为通用的水文-水质-水生态-水资源系统配置模型。该模型能够较好地反映不同配置规则下的水资源分配过程,实现水量、水质、水生态要求的水资源综合配置。实例证明,模型能够根据区域供用水结构特征及用水需求灵活地调整配置规则,为水资源系统合理配置提供较为可靠的模拟结果。     

基于数据驱动的区域水资源智能配置研究

针对目前存在的水资源短缺、水资源利用不合理、水资源配置理论不完善的问题,研究了一种基于数据驱动的区域水资源智能配置方法,以提高区域水资源利用合理度,为区域水资源规划与管理提供技术支持。首先提出由水资源配置决策模型、水资源配置方案评价模型及配置预案库等构成的水资源智能配置模式,其中,水资源配置方案评价模型由基于层次分析-模糊综合评价法的水资源合理配置评价指标体系构建,用于对水资源配置方案进行评价,它一方面对配置方案进行预检验,另一方面为配置决策模型提供配置预案等经验知识;水资源配置决策模型采用人工神经网络在对配置预案库进行学习的基础上建立,用于提供初始配置方案。应用嘉兴市2010年相关数据对该模式的有效性进行了检验,结果表明,在水资源总量不变的情况下,分别考虑嘉兴市整体协调发展和重点发展兼顾整体的两种用水思路,基于数据驱动的水资源智能配置模式均能给出符合预期目标的水资源分配方案,并且具有自适应、容错性、智能化等特征,从而为区域水资源规划与管理提供有效的支撑工具。     

中国水资源配置30年

论文分析了水资源配置在水利规划管理工作中的基础性作用,总结了国内水资源配置的主要发展历程,剖析了新形势下水资源配置的原则和需要解决的主要平衡关系,分析了最严格水资源管理制度下量、质、效三个层次对水资源配置的综合需求,对未来发展方向作了展望,指出了水资源配置需要在多维决策机制下基于高效目标和低碳模式开展,实现自然水循环和社会水循环双重目标体系下水资源从低效向高效转化的多维调控。     

广义水资源合理配置研究(Ⅱ)——模型

广义水资源合理配置的目的是实现广义水资源在经济系统和生态系统中的合理分配，本文根据广义水资源合理配置的内涵、目标、研究框架、调控体系等，开发了广义水资源合理配置模型(WACM)，该模型由水资源合理配置、水循环模拟和水环境模拟模块组成。WACM模型通过采用层层嵌套、逐步细化的模拟机制，以及不同尺度模型之间分解和聚合的信息交互方式，实现区域水量-水环境-水循环过程的动态配置与模拟，保证广义水资源在经济社会和生态环境系统间分配的合理性。模型可实现全口径供需平衡分析，有效拓展了传统集总式配置模型的功效，并通过经济、生态、环境和水循环响应的合理性检验，可以及时反馈和调整广义水资源合理配置方案，保证广义水资源配置的合理性。     

基于广义ET的水资源与水环境综合规划研究Ⅱ:模型

在所提出的广义ET区域水资源综合规划的理念和研究框架基础上,本文构建了基于广义ET的区域水资源与水环境综合模拟模型,该模型由分布式水文SWAT模型、人工水平衡AWB模型及分布式地下水MODFLOW模型耦合而成,实现了地表水和地下水、天然水循环和人工水循环、水量和水质联合模拟。该模型可作为区域水资源与水环境综合规划的工具。以天津市为例,从地表水径流、地表水水质、地下水以及模型模拟ET结果等方面对模型进行了校验,校验结果表明模型可进行不同节水、水资源配置、点源和非点源水污染控制、水生态修复规划方案的情景模拟,为区域水资源与水环境规划提供支撑。     

基于碳足迹的区域水资源优化配置模型

为解决城市发展和生态低碳之间的矛盾,将碳足迹引入水资源配置,将缺水率和供用水过程碳的净排量最小纳入总体目标函数中,设置水源供水量、碳排放量、引提水量、生态需水量、最小供水保证率和非负约束6个约束条件,构建基于碳足迹的区域水资源优化配置模型,采用基于理想点和遗传算法的多目标规划方法进行求解,并以徐州市丰县为例,进行水资源供需平衡分析测算,结果表明,2030年丰县预计可减少缺水率6.2%,可实现碳减排5.8%。     

近52年和林格尔气温和降水量变化

针对高强度水资源开发利用条件下流域水循环研究存在的问题,从认知、试验、理论、方法四个层次探讨了适应水资源开发利用条件的流域水循环的研究方法,构建了一个以水资源配置模型与水循环模型耦合为核心,以流域供需水分析和流域生态、环境、经济综合评价为响应的多目标调控模型。利用该模型,对黄河流域水资源进行了合理配置计算。结果表明,现状条件下黄河流域缺水严重;而在未来情境下缺水将更加严重,大力节水能够较大程度缓解缺水状况。     

浅论山东省水资源合理配置

山东省总体上属于资源型缺水,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。本文探讨了水资源合理配置的概念、理论与方法,通过建立水资源合理配置系统模型,生成配置方案,进行供需平衡分析,并提出山东省水资源合理配置的基本结论。     

水资源全要素配置框架下的三次平衡分析理论研究与应用

本文在回顾水资源配置历程的基础上,针对当前新形势下水资源配置的基本要求在原有三次平衡分析基础上,提出了水资源全要素优化配置框架下新的三次平衡分析。水资源全要素配置模式下的三次平衡分析是从水量的供需平衡、污染物排污总量控制和水功能区水质达标以及河道生态流量要求等多重目标出发,根据供水、治污和水环境保护要求进行分层次分阶段分析,为实行最严格水资源管理制度提供了强有力的技术支撑。     

山东省水资源配置思路浅析

山东省总体上属于资源性缺水省份，合理配置水资源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。通过对山东省水资源的基本特点进行分析，建立了水资源合理配置系统模型及生成配置方案，在供需平衡分析的基础上，提出了水资源合理配置的基本思路。     

我国生态需水研究体系及关键研究命题初探

本文从生态系统水平衡和生物水分生理的角度，初步分析了不同类型生态系统生态需水核算的关键环节，并构建了竞争用水条件下我国生态需水研究的基本体系。结合国内外相关研究的新进展，剖析了我国生态需水研究的关键命题。结果表明，生态需水计算的关键是要核算维持生产者的正常生命活动和非生物环境分别向外界释放的水量，不同类型的生态系统对核算的侧重点也不相同。在竞争性用水条件下，我国生态需水研究，需要在系统识别水分—生态耦合作用机制和定量确立区域动态生态目标的基础上，充分考虑水分生态效益率，合理确定生态需水量。在生态与环境系统及国民经济系统之间，对区域可配置的水资源量进行合理配置，并提出了区域生态需水的风险管理方案。