城市水资源承载力评价研究

水资源承载力是度量水资源安全的一个重要手段.是探讨用水对策的重要依据.根据城市水资源系统的特点,在考虑生产、生活、生态多个目标和区域协调发展的基础上建立水资源优化配置的模型;在水资源优化配置的基础上以灰色理论为基础,建立城市水资源承载力的评价指标和评价标准,运用极大熵原理求解并与灰色聚类方法进行对比.分析了武汉市中心城区水资源承载力的基本状况,进而为城市水资源的合理开发利用和保护提供依据.     

农田用水优化配置的熵权系数模型

针对农田灌溉用水的优化配置问题,应用熵权系数法的基本原理,综合考虑农业可持续发展的经济效益、社会需要和生态效益要求,提出了对方案进行多准则综合评价的熵权系数优化模型,以确定农业最优种植模式及相应的灌溉水量。并举一实例,具体说明了模型的应用。     

府谷县水资源承载能力分析

结合府谷县水资源及其开发利用状况、河湖水功能分区水质目标和可供水量,针对府谷县水资源开发利用问题以及可供水量,立足水资源优化配置,考虑未来社会经济发展用水需求,以满足河流功能区划目标要求为约束,利用矿井疏干水及再生水,全方位开展节水型社会建设,构建水资源承载能力评价模型,提出府谷县社会经济合理发展模式和用水配置方案,通过对配置结果进行评价分析,得出府谷县水资源承载力完全能满足未来社会经济发展用水需求。     

农田用水优化配置的熵权系数模型

针对农田灌溉用水的优化配置问题，应用熵权系数法的基本原理，综合考虑农业可持续发展的经济效益、社会需要和生态效益要求，提出了对方案进行多准则综合评价的熵权系数优化模型，以确定农业最优种植模式及相应的灌溉水量。并举一实例，具体说明了模型的应用。     

面向高质量发展的缺水地区水资源优化配置模型及应用

科学合理的水资源配置方案是实现北方缺水地区高质量发展的重要基础。在系统梳理相关研究成果的基础上,分析北方缺水地区水资源特点和未来配置需求,提出面向高质量发展的北方缺水地区水资源优化配置模型框架。从目标函数、约束条件、参数设置、算法设计等方面开展系统建模,并从惯性权重与学习因子两个角度对传统粒子群算法进行改进和有效性检验。最后,将模型和算法应用于北方典型缺水城市阳泉市的水资源配置方案研究。结果表明：阳泉市工业和生活用水具有较大节水潜力,平定县是最大用水户;规划水平年节水情景显著提升了缺水地区的需水满足程度和水生态环境承载能力;构建的高质量发展目标和北方缺水地区关键约束的水资源优化配置模型具有可行性。     

基于全局优化的南通市水资源优化配置研究

随着沿海开发国家发展战略的实施,南通市规划并建成了一批开发区,对水资源保护与利用产生了较大影响。为了优化配置南通市水资源,综合考虑社会、经济和环境三方面因素,构建了水资源优化配置模型,并用SCE-UA全局优化算法进行模型寻优计算,得到了南通市水资源优化配置方案。模型计算结果显示：到2015,2020年工业、第三产业等最佳用水可以得到满足;由于农田灌溉水利用系数偏低,农业用水无法满足最优配置要求,未来应着力提高农业用水效率,减少耗水。     

基于水量水质双控的缺水地区水资源优化配置

开展水量水质双控约束下水资源优化配置研究是落实新时期"节水优先"方针、保障区域水安全和促进水资源可持续利用的基础支撑。针对我国北方地区资源型缺水、工程型缺水并存的问题,以山东省昌乐县为例,结合WEAP模型与传统水资源配置理论方法,根据区域用水需求与总量控制及水功能区限制纳污管控要求,统筹协调生活、生产、生态用水,建立基于水量水质双控的区域水资源优化配置模型,采用AHP法、熵权法、AHP-熵权耦合法计算不同情景方案的配置效益并优选配置方案。结果表明:规划水平年农业、城市供水保证率分别为50%、95%时,基于用水总量控制的跨流域调水、强化行业节水和水污染治理以及加大再生水回用相结合的配置方案(B4方案)综合效益最大,各行业用水需求均能得到满足,GDP较现状水平年增加709.01亿元,再生水利用率提高至25%。     

焦作市水资源的优化配置研究

焦作市社会经济发展规划与水资源承载力的矛盾,需要采用水资源的优化配置来解决。对焦作市社会经济发展规划指标进行需水预测,以焦作市的四级流域和行政区划分析水资源配置为计算单元,从水源工程与用水户的关系确定水资源的分配关系,以及水源工程的性质、用水户对水质的要求,得到水源工程优先级和用水户的用水优先级,分析构建水资源配置的数学模型;结合3次平衡分析的方法,将地下水、当地地表水、流域外调水等水资源,按照水资源配置规则进行分配计算,给出焦作市水资源优化配置的推荐方案,为焦作市社会经济发展的可持续性要求提供决策。     

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。     

定州市水资源合理配置分析

本次水资源的优化配置,是在不同水平年需水预测的基础上,首先将需水量方案与供水方案相结合,形成可行的供需组合方案,并结合分析定州市经济、社会、生态等方面的具体情况及可能的投资水平,对供需方案进行经济、社会、生态效益评价,最终推荐合理的供水方案和相应的需水方案。     

区域外调水水权分配模型及应用

提出外调水水权分配的5项原则,以此建立外调水水权分配的多目标优化模型。该模型综合考虑了城镇生活、生产、生态用水,并且体现了水权分配的公平性、高效性、可持续发展等原则。通过确定各目标函数权重,将该多目标模型转化为单目标优化模型进行求解。目标函数权重的确定采用综合赋权法,应用熵权法确定各目标函数的数学权重,再结合决策者意向得出经验权重,最后通过线性加权得出综合决策的权重。该权重确定方法既尊重了客观实际又考虑了决策者的意向,使得模型应用更加灵活。最后,将该模型应用到大连市外调水水权分配中,结果显示该模型具有较好的实用价值,可以用来指导区域调水工程规划及水资源优化配置。     

基于熵权TOPSIS模型的淠史杭灌区初始水权分配研究

为实现淠史杭灌区范围内各行政区域初始水权科学合理的分配,构建了基于公平性、高效性、可持续性和可调控性原则下的初始水权分配指标体系,运用熵权法计算各指标权重,通过TOPSIS模型确定各地区水权分配比例及其分配量。结果表明:6个较大权重指标中有3个(建成区绿化覆盖率、城市污水集中处理率、工业废水排放达标率)属于水权分配可持续性原则下的指标,说明区域水资源开发利用的可持续性对初始水权分配的贡献最为突出。     

生态水利与城市水资源科学配置

在综述了国内外有关生态水利研究的基础上，对生态水利的内涵、理论框架及实践原则进行了分析和阐述。对城市水资源的配置进行了分析，认为要把生态水利的发展观充分渗透到城市水资源配置的规划、设计、实施、管理各个层面，提出了基于生态水利思想的城市水资源科学配置的理论框架。     

信息熵在水污染物总量区域公平分配中的应用

在考虑排污权的公平准则的基础上,通过综合考虑区域的经济、自然等客观因素,构建了以加权信息熵最大化为目标的规划模型。该模型应用熵值法得到上述各因素的指标的权重,并通过计算单位化指标负荷污染物量的信息熵,进而得到总信息熵。通过设定合理的运算规则和约束条件,制定出基于公平性的水污染物总量的区域初始分配方案。将模型应用于天津市的水污染物分配计算,结果表明：天津市东丽区、汉沽区和中心城区是水污染物重点削减区域,其次是塘沽区和宁河县。应用结果表明,本文方法可以定量化地反映多种公平准则,进而得到公平可行的分配方案。     

基于主成分分析的区域初始水权分配

在遵循有效性、公平性和可持续性原则构建初始水权分配指标体系的基础上,针对初始水权分配中指标体系存在显著的相关性和权重偏好非一致性等问题,提出将主成分分析应用于初始水权分配中以消除相关性的影响。该方法先用主成分分析法对指标体系进行赋权,之后结合改进AHP与熵权法对多层次指标体系进行组合赋权,以消除单一权重方法的片面性,并利用博弈论进行指标权重的综合集成,最后运用综合评价法确定初始水权进行分配权重。将此方法用于湖北省应城市的初始水权分配,结果分析表明,采用该方法进行初始水权分配可行且合理。该方法可以为其他区域的初始水权分配提供参考和借鉴,并为水资源的统一管理奠定了基础。     

基于熵值和模糊贴近度的区域水资源承载力评价

水资源承载力分析评价是区域水资源开发利用及社会经济协调发展的前提和关键.本研究构建了基于“水资源-社会经济-生态环境”的水资源承载力评价指标体系,采用熵值法与非对称模糊贴近度分别计算评价各指标权重与承载力等级,并结合庆阳地区水资源现状进行了实例分析.评价结果表明:熵值法和非对称模糊贴近度相结合,用于区域水资源承载力分析评价的方法可行而有效;生态环境因素、水资源因素与社会经济因素在研究区水资源承载力中的影响比重分别为0.4162、0.351、0.2328;同时,庆阳地区水资源承载力等级为v4(贴近度为0.0907),表明该地区水资源现状承载力十分脆弱,迫切需要进行水资源科学规划和合理利用.     

基于熵权的水资源短缺风险模糊综合评价模型及应用

针对水资源短缺风险评价中各指标的模糊性和不确定性,将信息论中的熵值理论应用于水资源短缺风险评价中,建立了基于熵权的水资源短缺风险模糊综合评价模型。采用风险率、脆弱性、可恢复性、事故周期和风险度作为区域水资源短缺风险的评价指标,建立了综合评价指标体系。运用信息熵所反映数据本身的效用值来计算评价指标的权重系数,有效地解决了权重分配困难的问题,并使得权重的确定有了一定的理论依据。实际应用结果表明,此方法简便可行、科学可靠,结果相对客观可信。     

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。     

探讨适合长江流域特点的水量分配研究框架

长江流域水资源相对丰富,但存在降水时空分布不均、自然灾害频繁、城市需水增长快、供求矛盾加剧、水污染加重、用水效率低下等水资源问题.三峡水库的建设运用,外流域调水工程的实施打破了长江原有的水平衡.保证流域水资源的合理开发利用与调配对流域社会经济的发展极其重要,了解流域本身的水资源特点和问题,研究河流生态用水,分析不同功能、不同区域的水量分配额度,提出区域社会经济发展的水量分配方案,是水资源管理的基础,也是保障流域水资源的合理调配和可持续开发利用,维护河流健康发展的需求和根本.对适合长江流域特点的水量分配研究框架进行了探讨.