基于多指标的黄河流域空间均衡状态评价

通过对黄河流域水资源与人口经济配置的空间特征进行分析,以干流和13条主要支流为单元对黄河流域水资源开发利用程度进行评价;以70个地级行政区为单元对水资源和水环境承载状况进行评价;基于水资源禀赋及供用水、经济社会、粮食和能源、水资源承载状况、水环境承载状况构建空间均衡状态评价指标体系,基于多指标综合评价法开展黄河流域空间均衡状态分析。结果表明,黄河流域74%的面积处于"不均衡"和"极不均衡"状态,空间处于"极不均衡"状态的区域主要分布在上游宁蒙河段、中游汾渭平原及下游河道滩区。     

中国水资源空间均衡评价与空间关联性分析

为科学认知中国水资源空间均衡现状和空间分布特征,在对水资源空间均衡内涵进行解析的基础上,构建了水资源空间均衡评价指标体系,以中国333个地级行政区和4个直辖市为研究对象,对全国各地区水资源空间均衡状态进行了评价和空间关联性分析。结果表明:各省级行政区空间均衡状态存在空间差异大的特点,全国31个省级行政区(不包括港澳台)有17个处于空间不均衡状态,主要分布于东三省、华北平原、河西走廊、华南部分地区和新疆南部;各研究单元空间均衡状态存在一定的聚集性,主要表现为高值聚集和低值聚集两种形态,也散布有小范围的低高聚集、高低聚集形态。     

基于联系数的大型灌区水资源空间均衡评价与优化调控

区域水资源空间均衡评价与调控是水资源开发利用与经济社会协调发展的重要技术基础和科学管理手段。可供水量与需水量是区域自然资源条件和经济社会活动对水资源系统的综合体现指标,二者之间的平衡关系可以直观地揭示水资源系统的单元供需均衡和空间均衡程度。针对水资源空间均衡研究现状,首先以供需差占供需总量比定义并计算水资源系统的单元供需均衡度;再以各单元面积、人口和经济占比确定单元的系统权重,并运用七元联系数将各单元均衡度综合为系统空间均衡等级并识别均衡状态;以淠河灌区现状及远景规划年为例,对有无水量调配下水资源空间均衡状态开展评价计算与对比分析,最后针对性地提出提高灌区水资源空间均衡状态的优化调控方案。研究结果表明:现状水平年灌区水资源空间均衡状态经系统内水资源调配后有明显提升;远景规划年不同来水情景下,水资源供需矛盾较为尖锐,只有在充分节水基础上借助系统内、外多水源调配方能使灌区水资源系统达到基本均衡;单元供需均衡度能同时表达缺水型失衡和余水型失衡而更有普适性;改进的七元联系数评价模型可更加细致地刻画复杂水资源系统的不确定性,为准确判别区域水资源系统所处空间均衡状态提供了新思路新途径;大型灌区内部由于县市之间自然禀赋和经济社会不同导致水资源均衡度差异明显,而通过系统内单元间水资源优化调配以及系统外多水源调配能有效改善区域单元供需均衡度和空间均衡状态,对促进水资源与经济社会环境协调发展、保障区域远景规划的顺利实施具有重要的支撑作用。     

水资源空间均衡系数计算方法及其应用

为分析水资源在空间分布、开发利用及经济效益方面的均衡状态,采用基尼系数与协调发展度的方法,基于水资源负载指数、水土资源匹配系数和用水效益计算水资源空间均衡系数,并对水资源负载指数、水土资源匹配系数和用水效益的均衡性进行计算分析,确定了合理的权重。以全国31个省级行政区为计算单元计算了2017年全国水资源空间均衡系数,结果表明,各省级行政区水资源压力极不均衡,水土资源匹配差异较大,用水效益与经济社会发展有一定的关系,沿海经济比较发达的地区用水效益明显高于中西部地区;全国水资源在时空分布、开发利用以及对经济社会发展的支撑作用中表现为不均衡状态。     

江西省水资源量质耦合承载力评价及提升对策

为了合理评价和提升江西省水资源承载能力，耦合风险矩阵评价和政策情景模拟方法，从水资源数量和水资源质量双重角度，对江西省2015～2019年的水资源承载力进行评价，并从用水效率和用水结构两个方面进行情景模拟，探讨了江西省水资源承载力提升路径。研究结果表明：2019年江西省水资源承载压力较大，11个地市中有7个地市的水资源承载状况为临界状态或者超载状态，并呈现西北部最高、南部次之、东北部最低的空间分布特征；江西省用水效率在长江经济带中较低，若提高至长江经济带低用水效率水平，则可将水资源承载力处于临界状态或者超载状态的地市降为2个；江西省农业用水占比处于长江经济带第二高位，若提高用水结构均衡度，降低农业用水量占比，水资源承载力处于临界状态或者超载状态的地市也可降为2个。研究成果可为提高江西省水资源承载力提供一种实现路径，对促进江西省水资源空间均衡和区域经济社会高质量发展具有一定现实意义。     

黔中城市群水资源空间均衡状态分析

为揭示长江上游典型喀斯特地区城市群水资源空间均衡性变化特征,以黔中城市群为研究区,采用基尼系数法分析2011～2020年研究区水资源-人口、水资源-GDP、水资源-耕地的空间分布均衡性,并结合水资源负载指数对水资源的开发利用程度和潜力进行评价。结果显示：(1)研究区水资源-人口、水资源-GDP空间分布整体上呈现出不均衡的状态,其中中部区域为城市群核心区,由于水资源量较少,且承载了较多的人口和GDP,因此水资源、人口、GDP三者空间均衡状态较差;北部和南部区域,由于水资源量较为丰富,承载的人口和GDP较少,因此均衡状态优于中部区域。各区域均呈现出较好的水资源-耕地均衡状态。(2)研究区水资源负载指数在空间上呈现中部高、南北低的特点;在时间变化上,中部区域呈现出一定的降低趋势,北部区域则呈现出上升的趋势,南部区域略有提升但基本处于稳定状态。研究成果有助于长江上游喀斯特地区城市群制定社会经济发展和水资源开发利用政策。     

水资源空间均衡理论应用规则和量化方法

空间均衡是新时期水利发展的重要导向,是水利工作开展所需要遵循的基本要求。如何实现水资源空间均衡管控是水利发展的重要内容和挑战。在前期水资源空间均衡理论方法及应用框架研究的基础上,阐述了水资源空间均衡的理论需求及基本原理,以回答“为什么要实施水资源空间均衡？”; 介绍了水资源空间均衡的理论体系框架与主要内容,以回答“水资源空间均衡理论是什么？”; 提出了水资源空间均衡理论的应用规则和量化方法,以回答“水资源空间均衡理论如何应用？”。其应用规则包括遵循三大规律、符合三条原则、承担四项任务、具备三大功能,是正确应用水资源空间均衡理论的守则。其量化方法包括水资源空间均衡判别准则量化、水资源空间均衡度计算、水资源空间均衡优化模型、水资源空间均衡规划方法、水资源空间均衡预警评价与综合调控。研究认为,水资源空间均衡理论是指导区域或流域水利乃至综合空间均衡发展的一个重要支撑,为完善水资源空间均衡理论、落实空间均衡管控提供了解决途径和具体方法。     

一体化进程中京津冀水资源利用与城市经济发展关系时空分析

京津冀位于中国的"首都圈",具有极其重要的战略地位,而水资源短缺已成为严重制约京津冀经济社会发展的因素之一。利用2000-2016年京津冀水资源利用与城市经济发展指标等数据,首先基于变异系数、锡尔系数对京津冀用水数量、用水结构与用水量效率进行时空分析;其次采用灰色关联法,探讨了水资源利用类型与城市经济发展指标之间的关联程度;在此基础上,利用二次回归模型分析了产业结构对农业、工业用水的影响,并且重点分析了城市经济发展与生活用水量之间的关系。结果表明:(1)京津冀地区受经济基础、发展条件等因素影响,各城市间用水类别空间差异较大,尤其是生活用水量与工业用水量空间不均衡度加剧,空间差异明显;(2)京津冀地区城市经济发展指标与水资源利用类型之间存在较高的关联度,产业结构对水资源利用量的关联度最大;北京市生活用水量受城市经济发展影响显著,天津市则为工业用水量,河北省为工业、农业用水量。(3)京津冀地区产业结构与各用水量之间存在较优的回归关系(p0.01),其中北京市、天津市生活用水量增速最快,而水价的提升并未起到对该地区生活用水量的抑制与减少作用。     

基于区间直觉模糊TOPSIS法的水资源空间均衡评价

为更好体现指标值的模糊性以及评价结果的客观性,将区间直觉模糊集引入水资源空间均衡评价,构建包含水资源禀赋和水资源利用两个子系统的评价指标体系。采用改进的区间直觉模糊TOPSIS法计算相似度、区间直觉模糊熵法确定权重,构造不均衡系数,建立基于改进区间直觉模糊TOPSIS法的水资源空间均衡评价模型。将模型应用于山西省2015—2019年水资源空间均衡评价,结果表明：山西省水资源空间均衡等级总体为中部均衡、北部较均衡、南部较不均衡,其中太原市为水资源空间不均衡等级;该模型能够反映各地级市水资源空间均衡程度并揭示其空间不均衡的原因,有效评价水资源空间均衡。     

滇池流域水资源空间均衡研究

云南省滇池流域是全国水资源严重紧缺的地区之一。为了了解滇池流域的水资源空间均衡程 度，基于滇池流域水资源的基本情况、结合该地区的气象和水文等资料分别计算滇池流域内的资源负载 指数等一系列系数，基于以上系数对滇池流域内各区域水资源均衡度进行分析。结果表明:滇池流域存 在着水资源空间失衡的现状，造成失衡的主要原因则是滇池流域各个子区域的水资源承载指数和用水 效益不够均衡。昆明市主城区和呈贡新区都出现了水资源压力较大的情况，城市化加速发展导致用水 大量增加，过度开发将造成滇池流域城市用水紧张。     

基于模拟技术的灌区水资源供需平衡分析

利用系统工程的思想,建立灌区水资源需水计算的数字模拟模型,并对都江堰灌区水资源开发利用现状及灌区水资源供需平衡进行了分析。以都江堰灌区为例,将灌区分为若干子区,分析该流域的供水能力、供需现状及供需发展情况。讨论各规划水平年水源工程和解决分区内水资源紧缺问题。     

新疆水资源开发利用的空间均衡分析

为明确新疆水资源开发利用的空间均衡程度,选取与水资源开发利用相关的12个指标,采用空间均衡度计算方法,计算了2004—2017年新疆各地州各指标的空间均衡系数及水资源开发利用的总体空间均衡度,并与采用基尼系数方法的计算结果进行了对比。结果表明,新疆各地州的城镇化率及单位面积农田灌溉用水量在空间上较为均衡,而水资源开发利用率的差异最大;2004—2017年新疆水资源开发利用的总体空间均衡度呈现缓慢上升趋势,水资源开发利用的空间不均衡现象有所改善;空间均衡度计算方法与基尼系数计算方法具有较好的长期一致性,分析空间均衡的变化应以长期的变化趋势为基础。     

基于信息熵的黄河流域用水结构演变规律及空间分布特征

黄河流域水资源供需矛盾突出,为协调流域水资源与经济社会发展之间的关系,基于1988-2019年黄河流域水资源公报中的各行业用水数据,采用信息熵的方法分析了黄河流域近30年来用水结构的演变规律及空间分布特征.结果表明:1988-2019年黄河流域总用水量呈现两个阶段的变化,总体上呈现先减少后增加的趋势;用水结构信息熵呈现...     

广义水资源合理配置研究(Ⅲ)—应用实例

本文将广义水资源合理配置理论与方法应用于我国宁夏自治区，制订了广义水资源配置方案，分析了2010水平年方案集配置结果，并进行生态、经济、环境和水循环响应的量化研究。从一系列方案中优选出合理的推荐方案，通过推荐方案的全口径供需平衡分析，研究不同口径的宁夏区域水资源供需平衡状况。结果表明，该方案能够实现宁夏区域农业用水向工业和生活转移的目标，支撑区域经济系统和生态系统的协调发展。     

广州市水资源可持续利用研究

以城市复合生态系统为研究对象,综合考虑水体净化、河道基流与环境美化等生态环境需水与社会经济用水,对广州市水资源供需平衡进行了分区评价。基于评价结果,提出了城市发展战略调整,加强污水处理基础设施建设、污染防治及节水社会体系建设等水资源可持续利用对策。     

数字水网可视化表达及其与业务融合应用

基于实体水网对象和过程的数字化来构建数字水网,并将其划分为空间数据水网、工艺流程水网和拓扑关系水网3种表现形式。采用3S集成技术、知识图与组件技术,基于综合集成平台来搭建数字水网可视化的业务环境。将数字水网应用于京津冀地区的水功能区考核管理,实现了可视化的数字水网与业务融合应用,为京津冀地区水资源高效利用与管理提供决策支持与技术支撑,同时为智慧水网的发展提供新的思路与解决方案。