区域水土资源联合优化配置理论框架体系探讨

以区域水土资源联合优化配置的多学科综合与新技术的应用成果相结合,探讨了区域水土资源联合优化配置的内涵及其体系的主要构成要素。将涉及水土资源联合优化配置的所有要素与社会、经济、环境系统耦合成一个复杂的水–土–社会经济–生态系统的模拟系统,研究在社会、经济和自然等因素的共同作用下区域水资源与土地资源配置的相互作用趋势。基于多级递阶结构的分解协调方法,讨论了水土资源联合配置的递阶结构及求解思路,提出了基于"压力–状态–响应"概念框架的区域水土资源联合优化配置的系统动力学仿真模型体系的设计方法,建立了区域水土资源联合优化配置系统的理论框架体系。     

黄河流域水土资源联合配置技术框架

黄河流域生态保护和高质量发展上升为重大国家战略,对黄河流域水土资源配置提出了新要求。随着气候变化和人类活动的影响,黄河流域面临水资源总量不足、水土资源空间不匹配、水沙异源和生态用水用地矛盾突出等问题。在分析黄河流域水土资源所面临问题及成因的基础上,以山水林田湖草整体保护、系统修复和综合治理为导向,基于已有水土资源要素数据和精密监测获取的数据,识别黄河流域水土资源演变规律及生态关键阈值,构建基于水土资源高效利用与保护的黄河流域水土资源联合配置模型。本研究旨在规范黄河流域水土资源开发,为黄河流域生态保护和高质量发展提供技术支撑。     

遗传算法在水土资源区域优化配置中的应用

随着我国城镇化建设持续推进,科学分配水土资源已成为区域资源优化配置重要课题.本文在阐明遗传算法原理基础上,探索构建可并列选择的多目标水土资源区域配置模型,并通过实例分析揭示该模型的适用性,研究可为区域水土资源配置评估与优化提供技术支撑.     

区域水土资源优化配置的研究现状及存在问题分析

水土资源优化配置作为衡量区域可持续发展的必要条件已成为当今研究的热点问题之一.在充分理解水土资源优化配置内涵的基础上,总结了国内外区域水土资源优化配置的研究现状和进展,分别从研究的范围和方法、模型创建、应用技术等方面分析了现有研究成果,并对水土资源优化配置研究中存在的问题进行了探讨.     

高寒区水土资源联合调配的若干关键问题

高寒区独特复杂水问题的关键成因是人地争水和人水争地未能得到有效解决,亟需创新水土资源联合调配理论与方法。在传统方法基础上,系统梳理了高寒区水土矛盾及其成因,提出水土资源内涵,剖析水土资源的相互作用机理;构建高寒区水土资源联合调配的技术框架,并详细阐述高寒区复合系统生态需水过程评价与整合、基于水的生态服务功能的坡面系统用地评价、基于生态环境功能区划的河道系统用地评价、基于低碳发展模式的高寒区水资源合理配置和面向水安全及生态安全的高寒区水土资源联合调配等关键技术。高寒区水土资源联合调配技术将为山水林田湖生命体维系、生态用地红线确定和最严格水资源管理提供技术支撑。     

区域水土资源复合系统风险分析研究初探

区域水土资源复合系统风险已经成为制约水土资源供需和生态环境发展的关键因素,对其进行准确的分析与评价,可以为区域水土资源的可持续利用和相关研究人员的评价分析提供科学的决策依据。对区域水土资源复合系统风险的计算模型和指标体系的研究进展进行了综合分析,探讨了目前研究中存在的主要问题和今后的研究方向,为区域水土资源复合系统风险的进一步研究提供参考。     

基于SD的社区嵌入式养老项目利益相关方满意度动态均衡分析

社区嵌入式养老是承载我国未来养老服务供给的重要模式,分析该模式的运行机制,均衡利益相关方的满意度,是促进其持续发展的重要基础工作。运用SD关键变量入树建模法构建了基于政府、社会资本和社会公众等核心利益相关者影响因素的社区嵌入式养老满意度系统的SD因果关系图模型,通过反馈回路分析和系统基模分析法,系统分析了各因素之间相互影响的作用机制,提出了促进三方满意度动态均衡的管理策略。     

基于SD的区域水环境承载力分析与研究

采用系统动力学方法,建立了泰安市人口、经济、水资源、水环境间的动态反馈与相互作用模型,模拟了泰安市未来20年水环境的演变趋势,并对各种策略下的水环境承载力进行仿真模拟,为地区水资源利用、水环境保护及经济发展提供科学依据。     

基于遗传算法的平原井灌区农业水土资源优化利用模式研究

以兖州市平原井灌项目区为例,采用遗传算法对农业水土资源多目标优化问题进行系统工程优化设计,确定出项目区农业种植结构最优化设计方案,对农业水土资源合理开发利用和工程规划设计具有一定的借鉴作用。     

基于改进鸡群算法的区域水资源配置模型研究

为解决复杂的区域水资源配置问题,以供水单元缺水量最小和控制断面河道最小生态流量总缺水量最小为目标,引入水库群调度,建立了水资源配置模型。在传统鸡群算法(CSO)的基础上,通过改进其初始种群生成方式、改进小鸡学习公式等提出了一种改进的CSO算法;在此基础上,以山西大水网规划中第一横朔州-大同受水区为例,采用改进的CSO算法对模型进行了求解。结果表明:所构建的水资源配置模型合理有效,改进的CSO算法不易陷入局部最优,寻优性能优越。可将研究成果用于水资源配置领域。     

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...     

基于生活、生产和生态环境用水的水资源配置模型

从实际需要出发探讨并给出了水资源系统及水资源配置模型的基本概念和定义;研究了水资源系统网络图的绘制方法;给出了用该图概化和表示系统中的需水、水源、工程以及水的运动等复杂关系的方法;从时间结构和空间结构两个方面介绍了全面考虑生活用水、生产用水和生态环境用水要求的、系统反映各种水源及工程供水特点的水资源配置模型的建模思路和技巧,给出了模型的基本任务和主要约束方程.该模型在河南省安阳市水资源可持续利用综合规划中进行了实际应用,推荐的配置方案合理,计算速度很快.该模型可以应用于大型复杂水资源系统.     

基于改进粒子群优化算法的区域水量水质联合配置模型EI北大核心CSCD

综合考虑区域水资源水量和水质两个因素,以供水净效益最大、区域总缺水量最小、COD排放量最小为目标建立区域水量水质联合配置多目标模型;为提高算法的计算精度和全局寻优能力,对粒子群优化算法进行了改进并用于模型求解。将模型用于江苏省靖江市水资源配置研究,结果表明:基本方案和节水方案下的用水总量和COD排放量均在其限值范围内,节水方案下供水净效益比基本方案低3.0亿元,缺水量和COD排放量分别比基本方案低1290万m^(3)、1062.7 t,说明得出的配置方案合理可行。在节水方案下进行区域水资源配置,在缓解区域缺水状况的同时,能够有效减少COD排放量,可为解决区域水质型缺水问题提供决策参考。     

河南省水资源配置模型模拟研究

水资源系统是由经济社会、水资源、生态环境3大子系统构成的有机整体,其规模庞大、结构复杂.将整个水资源系统作为对象进行模拟可更加详细地描述水资源系统内部的复杂关系,为决策者提供清晰、全面的分析成果.结合河南省的实际情况,以SQL Server 2000为后台数据库,采用Visual Basic编制了水资源配置模拟模型,其中详细介绍了模型编制的基本原理、模型结构、模型功能和特色等,并模拟了河南省规划水平年的水资源配置.     

图论在水资源系统建模与配置计算中的应用

为提高复杂水资源系统的供排水关系识别与模型构建计算能力,本文基于系统网络图探讨了图论在模拟水资源系统复杂水量传输过程、确定网络遍历顺序与系统配水计算中的应用。利用图论中的拓扑排序算法与深度优先搜索算法对水资源系统网络关系进行不同目标的分析识别。综合两种算法,进行一次供水、供水还原与二次供水的多次网络分水过程设计和迭代计算,结合最大最小公平算法等水量分配原则,设计基于网络系统的复杂水量分配计算过程,将用户需水、工程可供水量和供水网络关系结合进行供需自适应配置,解决多水源多用户对应关系下的水源供给不均衡问题。以三亚市地表水资源配置开展实例研究,结果表明通过图论算法在系统拓扑关系遍历和配水计算过程中的应用,系统枯水年城镇缺水率从3.42%降至1.63%,供需均衡度从0.38提高至0.71,提高了配置的计算效率与合理性。     

基于双层模型的常熟市水资源配置研究

基于水资源优化配置原则,开发出以经济效益为上层目标、以环境效益为下层目标的双层优化模型。通过lingo软件和模糊满意度算法将多目标问题转化为单目标问题求解,对常熟市水资源进行配置。结果表明:2020、2030年区域水资源配置系统经济效益预期分别为24.84×10~8、27.89×10~8元,COD排放量分别为8 342、9 450 t,配水量将分别达到86 228×10~4、93 809×10~4m~3;其中,长江取水占配水总量73%,并且趋势逐渐升高。对比双层优化结果与两个单目标优化结果,可以对决策者提供不同情景下的优化方案。     

许昌市水资源多模式联合调度与合理配置

水资源短缺是制约城市经济社会发展的重要因素,合理配置和有效利用有限的水资源是解决水资源供需矛盾的有效途径。以许昌市国家水生态文明试点城市建设为例,在分析水资源开发利用现状的基础上,运用定额法对需水量进行预测。以多年平均水资源量为基础,2011年作为研究基准年,根据水资源取用方式、工程方案及各种水量需求等,利用MIKE BASIN建立水资源配置模型,对许昌市水资源供需平衡进行模拟,通过三次供需平衡分析,得到不同规划水平年水资源供需配置方案,最终达到水资源供需平衡,使有限的水资源发挥最大效益。研究结果表明,本地水资源结合南水北调、引黄调蓄、中水回用等多模式联合调度,可以满足许昌市中长期经济社会可持续发展用水需求,对未来许昌市水资源可持续利用具有重要的指导意义。     

水资源承载力系统动力学模拟及研究

为响应国家可持续发展战略,预测了周口市水资源承载力的发展趋势,为当地水资源问题寻求科学的解决办法。采取系统动力学技术搭建模型,模拟预测了周口市2018-2030年水资源承载力的动态变化。该模型设置了现状延续、节水、开源、开源节流4种情景以及不同的节水和调水方案,比较不同情景下的变化趋势。结果显示开源节流方案最优,其次则是节水型情景中的综合节水方案。因此,注重节水,尤其是提高农业用水效率,能够在很大程度上降低周口市的用水压力。调水和节水两项政策双管齐下,更能够有效提高周口市水资源承载力。     

基于河湖水系连通的海口市水资源合理配置

从海口市重点河流、湖泊、水库及主要的水系连通工程出发,概化海口市水资源系统,对比重点水系连通工程前后水资源系统概化结果差异。基于考虑水资源量质效三位一体的配置目标,构建并优化求解海口市水资源合理配置模型,讨论现状和未来的水资源供需平衡关系。结果表明:现阶段海口市各区域存在着水资源供需不平衡问题,通过建设水系连通工程,区域水资源短缺问题得到很大程度的缓解。     

基于改进TOPSIS法的水资源配置方案评价

以综合效益最优为目标层,水资源利用、经济效益、社会效益、生态效益为准则层,建立临海市水资源配置方案评价指标体系,采用改进TOPSIS法对五水共治理念下的4个区域水资源配置方案展开评价。结果表明,高节水、加强水资源开发、保障生态需水的方案4为最优方案。研究旨在为临海市经济、社会、资源、环境的全面发展提供理论支撑。