三峡水库运用后荆南三口分流演变规律及驱动因子

荆南三口是江湖关系变化的核心，其分流规律变化会对三峡大坝下游江湖关系造成影响，因此需对不断演变的荆南三口分流变化规律及其驱动因子进行量化研究。本文基于1991—2020年的实测资料，通过回归分析与基于Tensorflow搭建的人工神经网络(ANN)模型，探究了三峡水库及上游水库群调蓄、荆南三口河道与干流不对等冲刷等驱动因子对三口分流变化规律的影响。分析结果表明：三峡水库蓄水运用前后，荆南三口分流量发生了较大变化，2003—2020年多年平均分流量比1991—2002年减少约20%，二者相差124.4亿m³。进一步对荆南三口分流演变的驱动因子进行探究，三口洪道和荆江不对等冲刷对三口分流量的影响为主要因素，约为75.7亿m³/a;其次是三峡水库调蓄作用的影响，约为28.6亿m³/a;而径流变化及三峡上游梯级水库群调蓄等因素对三口分流量的影响约为20.1亿m³/a。2003年三峡水库蓄水运用后，水库调节径流和不对等冲刷在三口分流演变的驱动因子中占主导地位，应持续优化三峡水库及其上游梯级水库群联合调度，采取疏、挖等措施，增加三口分流量，以维系江湖关系。     

华容河水质模拟分析与调度方案研究

根据文献数据及水环境监测数据,分析了华容河的污染源、水环境质量等水环境现状条件。采用一维水质数学模型,根据华容河调弦闸和六门闸的不同调度运行方式及华容河不同的运行水位,设定不同的数值模拟情景。分析了华容县城断面的水环境质量变化情况,以及调弦口闸引水对华容县城水环境质量的影响。由于华容河水环境质量较差,对于蓄水较低的26.06 m水位引水200 m~3/s时,华容县城水质全断面达到长江水质需要300小时(12.5天)。由于长江水位在不断下降和调弦口进水条件不利,华容河水环境保护的可持续性还有待深入研究。     

南县水资源利用存在的问题与对策措施

南县地处四口河系的藕池河水系地区,由于长江和洞庭湖水位流量关系的变化、三峡水库的运行和全球气候变化,南县的水资源问题开始凸现,且有加剧之势。文章根据对南县的水资源特点和演变趋势的研究,提出解决南县水资源利用的主要对策措施为实施"南水北调"工程。研究成果对于四口河系综合整治具有一定指导和借鉴意义。     

贵州高原水环境承载力时空演化分析

为了揭示贵州高原水环境承载力时空演化规律,在构建水环境承载力评价指标体系的基础上,运用改进的熵值法与水环境承载力模型测算了2008年～2017年水环境承载力,并对其动态变化趋势及影响因素进行分析。结果表明,贵州高原水环境承载力指数时间序列表现为缓慢波动上升趋势,当前水环境承载力处于弱可承载阶段,总体呈现脆弱状态;空间秩序呈现"崩溃状态均衡、崩溃状态主导、崩溃与脆弱状态交错、脆弱状态主导"的格局演化特征,水环境承载力地域分异明显;社会经济子系统承载力滞后于水资源子系统与水生态子系统,对于水环境承载力提升形成较大胁迫。     

基于改进集对分析模型的四川省水环境承载力评价

为优化集对分析方法的应用,针对传统层次分析法与熵值法等常规赋权方法的不足,进行了赋权方法的整合及改进,构建了基于改进组合赋权的区域水环境承载力集对分析模型,并将其应用于四川省水环境承载力研究。结果表明:四川省2016年水环境承载力状况呈"临界承载",自贡、泸州、德阳、内江、南充五市的水环境承载力状况表现为"弱承载"或"较弱承载",在所有评价市(州)中表现最差;从区域角度来看,川南地区水环境承载力表现最差,成都平原次之,攀西地区和川东北地区相对较好。     

荆南三口流域水系连通性变化对水资源开发利用的影响

为了探讨水系连通性对荆南三口流域水资源开发利用的影响,采用Mann-Kendall趋势检验法分析1965—2017年长江荆南三口河系水位演变情势和径流量变化特征,重点剖析了水系连通性对三口地区水资源量、水文干旱、不同河系水资源开发利用的影响。结果表明:荆南三口流域特征水位变化趋势显著,年平均水位降低,不利于水资源开发;荆南三口流域多年平均径流量变化幅度大,水资源开发利用难度增大;荆南三口流域水文干旱次数呈增长趋势,干旱历时增长,水资源短缺问题严峻;荆南三口流域年径流量地区分配不均衡,年际相差大,对流域内水资源开发利用极为不利。     

Elman与GRNN神经网络模型在水环境承载力评价中的应用——以文山州区域水环境承载力评价为例

利用层次分析法构建符合区域水环境承载力的评价指标体系和分级标准,基于Elman神经网络与广义回归神经网络(GRNN)算法原理,提出Elman与GRNN神经网络水环境承载力评价模型,采用内插法构造网络训练样本,将水环境承载力分级评价标准阈值样本进行评价,将结果作为区域水环境承载力等级评价的划分依据,对文山州不同规划水平年水环境承载力进行评价。结果表明:文山州不同规划水平年水环境承载力处于绝对可承载与基本可承载之间,客观反映了区域水环境现状及规划期望效果,可为区域水环境承载力评价和研究提供参考。Elman与GRNN神经网络模型评价结果基本相同,表明研究建立的区域水环境承载力评价模型和评价方法均是合理可行的,二者均可作为区域水环境承载力评价的选用模型。     

基于变权灰色关联法的长江荆南三口地区水资源短缺程度分析

对荆南三口地区水资源短缺程度进行分析研究,为实现区域水资源可持续合理利用提供科学依据。在水资源短缺评价研究中,前期研究成果大多采用常权法确定评价指标,致使评价指标产生状态失衡。将变权理论引入到水资源短缺程度分析中,从而确定评价指标变权重,并结合灰色关联法,构建水资源短缺程度分析的变权灰色关联法模型并加以应用。最终得出荆南三口地区三县的水资源短缺程度均为轻度缺水,其缺水程度排序为:华容县南县安乡县。利用变权灰色关联法计算水资源短缺程度,方法可行,结果合理,满足了评价指标均衡性要求。     

湘江长沙综合枢纽库区水环境承载力研究

选取湘江长沙综合枢纽库区为研究区,从社会经济、水资源供给、水资源利用与调控等角度选取25个指标,构建评价指标体系,对研究区进行水环境承载力评价。结果表明:①2006～2015年库区水环境承载力从0.267增至0.394,整体呈上升趋势。②各子系统水环境承载力差异较大,社会经济系统、水资源利用系统及水资源调控系统承载力指数整体呈增长趋势,从而提升了库区整体水环境承载力;而水资源供给子系统呈波动变化趋势。③枢纽运行后,库区长沙、株洲、湘潭各段水环境承载力均有所提升,2015年各区段水环境承载力均达到一般水平。④影响库区水环境承载力的主要因素是湘江长沙综合枢纽运行、社会经济发展水平、水资源利用效率和污染物排放总量等。     

基于联合层次分析法和“模加和”法的海南水环境承载力评价

水环境作为社会经济系统发展的基本环境,是人类赖以生存和发展的复杂的大系统,也是最容易受到人类活动干扰和破坏的领域。近几年来,海南工业和城市的迅猛发展,造成某些地区已经发生不同程度的水环境水质污染。目前,海南正在建设成为国际旅游岛,可以预见,逐年增加的游客数量会使淡水需求急剧增加,将势必对其水环境承载能力造成影响。采用层次分析法(AHP)和"模加和"法对海南水环境承载力进行了分析评价,结果显示,2005年至2010年海南水环境承载力呈逐年上升的态势,均处于弱可承载的等级,水环境状态很脆弱。最后,在分析海南水环境现状的基础上,提出了保持和提升海南水环境承载力的措施。     

基于三次平衡配置的水资源承载能力分析

根据人与自然和谐相处的发展理念,重点分析和探讨了水资源承载能力的概念、基本特性;在水资源“三次平衡”配置成果的基础上,分析和构建了评价水资源承载能力的“压力-状态-响应”模型及其表征指标体系。最后结合东辽河流域实际进行了应用,获得了水资源承载能力评价系列成果。结果表明所提出的水资源承载能力评价思路、模型方法是可行的。可供其他流域或地区借鉴和参考。     

提高水资源承载能力途径的研究

根据水资源承载能力的内涵,现阐述了水资源承载能力的基本概念和影响因素,并着重从水资源承载能力的主体、客体以及主客体之间耦合三个方面系统研究了提高水资源承载能力的途径,而且对这些途径进行了分析.同时在海河流域进行了实例研究,提出了提高海河流域水资源承载能力的途径.最后,文章指出,为找出技术可行、经济合理、最有效的提高途径,需从区域的特殊情况出发,在定量研究的基础上,将各种提高水资源承载能力的途径与承载能力的结果分析有效结合起来,并与本地区的水资源承载能力相适应.     

三峡库区水资源生态足迹及承载力时空演变研究

三峡库区流域水资源可持续承载力的评价研究,对区域实现高质量发展具有重要意义。将淡水生态足迹和水污染生态足迹纳入核算,构建水资源生态足迹模型,综合评价建库以来三峡库区水资源生态足迹与水资源生态承载力时空演变。结果表明,2002～2016年三峡库区整体水资源生态足迹呈波动的先上升后下降趋势,水环境安全及水资源利用效率均有所提高;受年际间降雨量不均影响,水资源生态承载力波动较大,历年均大于水资源生态足迹,水资源呈可持续利用的生态盈余状态。三峡库区水资源利用分布极不均衡,位于重点生态功能区、对水资源需求量较小的库首,水资源生态承载力大,生态盈余较大;位于重点开发区,对水资源需求量较大的库尾,水资源生态承载力小,生态盈余较低,在渝中、渝北区等11个区县出现生态赤字,水资源利用呈不健康状态。水资源生态足迹变化与社会经济发展密切关联,应充分考虑三峡库区水资源时空分布情况,调整产业结构,提升用水效率,合理调度利用水资源,促进三峡库区流域社会经济环境的可持续发展。     

基于数据驱动神经网络模型的天津滨海区域综合承载力评价方法研究

随着天津滨海区域开发建设的不断深入,开展区域综合承载能力及其动态变化的研究,对于提高区域综合管理水平,实现可持续发展具有重要意义。本文以数据驱动神经网络方法为基础,建立以承载力影响因子与承载力等级之间非线性关系为核心的滨海区域综合承载力评价模型,并以天津滨海区域综合承载力评价的对比研究检验模型有效性。     

水资源承载力指标体系及评判准则研究

随着社会用水和排泄强度的不断增大,水资源数量和质量成为区域生态环境和社会经济协调发展的主要约束因子,也是影响水资源承载的主要因素。本文从水资源、经济社会、水生态、水环境综合角度,基于"量、质、域、流"四大方面构建水资源承载力"四层三级"评价指标体系,提出水资源承载状况的评价标准、评判方法和水资源承载类型的划分方法,为水资源承载力评估和状态诊断提供方法支撑。本文以天津市为例开展现状水资源承载力评估分析,研究表明:天津市在入境和本地水总水量35.98亿m~3、生态补水2.8亿m~3、出境水量12.95亿m~3、污水一级A出水COD水质标准的情况下,天津市水量承载力区间为1 686万~1 772万人,水质承载力区间为1 169万~1 393万人,水资源承载力区间为1 169万~1 393万人,均值1 281万人;天津市水资源承载状况属于水资源超载区,类型为水质超承载型。     

基于系统动力学模型的天津市水资源承载力模拟分析

为研究天津市水资源供需远景发展情况,根据天津市水资源供需和发展现状,结合系统动力学方法和层次分析法建立了天津市水资源可持续发展系统动力学模型。将2012—2019年的历史数据与系统动力学方法的模拟数据进行比较,相对误差绝对值基本小于10%,所构建的模型具有较高的可信度,可用于预测天津市未来的水资源承载力发展情况。在此基础上,通过设定现状延续型（S₁）、综合节水型（S₂）、开源治污型（S₃）和综合发展型（S₄）4种不同情景,利用所构建的系统动力学模型预测了2020—2035年水资源供需平衡情况。结果表明：2035年现状延续型情景下天津市总需水量可达41.58×10⁸ m³,2035年S₁~S₄情景的水资源承载系数分别为0.178 2、0.397 3、0.481 5和0.728 1,分析得到2025年南水北调东线供水将大幅缓解天津市水资源超载现状;在4种发展情景中,综合发展型方案对缓解水资源供需不平衡的效果最优,未来应遵循“节水优先,保障供水”的原则,综合实施节水、治污、开源等措施保障天津市水资源系统的可持续发展。     

城市化地区水资源承载力研究

本文探讨了城市化地区水资源承载力的内涵和特性。通过分析城市化对地区水循环、社会经济和生态与环境的影响，以“自然-人工”水循环为基础，以可持续发展作为控制目标，采用目标综合分析与多级灰关联评价相结合的方法，建立了一个城市化地区水资源承载力模型。通过对北京市通州区实例研究表明，该方法可为解决城市化地区水资源和生态与环境问题、指导水资源合理配置，对可持续发展战略的实施提供理论依据和技术支持。     

承载指数与模糊识别评价许昌市水资源承载力

将2011年作为研究基准年,采用负载指数和承载指数,通过建立模糊识别模型,选取人均用水量、万元GDP用水量、农田灌溉单位面积用水量、人均水资源占有量、水资源利用率和供水模数等6个评价指标,计算2002—2011年许昌市水资源承载力,并对其变化趋势进行分析。在此基础上,对规划年2020年和2030年许昌市水资源承载力进行预测。结果表明：许昌市水资源利用程度较低,水资源承载力整体处于可承载水平;近几年水资源承载力有所提升,但潜力有限;在特枯干旱年（ P＝95％）来水条件下,2020年、2030年均存在水资源超载问题。     

成都市水资源及水环境 承载能力分析

本文在分析水资源和水环境承载能力定义及研究意义的基础上,分别利用三层次分析方法和基于一维水质模拟的纳污能力模型计算了成都市不同水平年的水资源与水环境承载能力,并对计算结果进行对比分析。结果显示现状条件下成都市的水环境承载能力对用水的限制更为严格,而未来水资源承载能力逐渐开始制约社会经济发展。为此,只有以水资源承载能力及水环境承载能力作为控制点,才能保障经济社会的可持续发展。