基于生态的大功引黄灌区水资源承载力分析

灌区水资源承载力受气温、降雨、蒸发、种植结构、经济社会发展等多种因素影响。从生态灌区的概念入手,在全面剖析生态灌区"经济社会–水资源–生态环境"复合系统的基础上,构建基于生态的灌区水资源承载力计算模型(PSO-COIM),并以河南省大功引黄灌区为例,采用系统分析法计算灌区水资源承载力,系统分析灌区水资源可承载状况。不考虑外调水时,大功引黄灌区水资源承载力属于超载或严重超载状态;考虑外调水时,灌区各县的水资源承载力指数都有所增大,封丘、长垣为可承载状态,其他3县为超载状态。对于生态灌区建设,除了应提高引黄供水保证率外,还应加大对灌区雨洪资源的利用和中水回用,最大限度地利用洪涝水资源,实现灌区水资源的可持续利用。     

半偏减法集对势在引黄灌区水资源承载力动态评价中的应用

为有效处理、充分挖掘水资源承载力动态评价中评价样本与评价标准之间的不确定性,分析识别区域水资源承载状态及其变化的物理机制,构建了引黄灌区水资源承载力动态评价的半偏减法集对势方法(SSSPP)。SSSPP在河南省大功灌区的应用结果表明:从承载力系统角度看,灌区总体承载状态得到改善,且从2013年起更为明显,2017年灌区5县均为水资源临界超载,其中距离黄河干流越远的县承载状态越差;从承载力子系统角度看,各县的承载支撑力均呈小幅恶化态势,这是限制灌区承载力提升的主要原因,承载压力在波动中减小、承载调控力显著增强;从承载力评价指标角度看,各县的支撑力指标人均水资源可利用量、水资源开发利用率长期处于反势,压力指标人均GDP、缺水率长期处于反势或偏反势,这些均是灌区承载力调控的重点对象,而部分县调控力指标灌溉水有效利用系数、生态环境用水率由反势逐步发展为偏同势或同势,这是承载力提升的重要原因,反映其对农业和生态用水的管控。可见,SSSPP可分别从承载力系统、子系统和评价指标三个层次定量解析引黄灌区水资源承载状态及其演变特点,既可测度灌区承载力的强弱,又可诊断影响承载力的重要子系统和关键指标。半偏...     

基于改进TOPSIS算法的鄂尔多斯市水资源承载力综合评价

为了对鄂尔多斯市水资源承载力进行综合评价研究,实现水资源高效利用与经济发展相协调,采用鄂尔多斯市2008—2018年的资料,从水资源、社会经济、生态环境、政策管理4个方面构建水资源承载力评价指标体系;采用G1序列法与熵权法组合赋权确定评价指标权重,利用改进的TOPSIS算法对鄂尔多斯市水资源承载力进行综合评价,并利用障碍度模型诊断影响鄂尔多斯市水资源承载力的障碍因子。分析表明：2008—2018年鄂尔多斯市水资源承载力等级大多处于Ⅲ级,属于临界超载状态,2012年和2016年水资源承载力等级上升为Ⅱ级,属于弱可承载水平;产水模数、人均水资源量、水资源开发利用程度、万元GDP用水量、生态用水率、水利及公共管理投资占比6个指标是影响鄂尔多斯市水资源承载力提升的主要障碍因子。水资源子系统目前是制约鄂尔多斯市水资源承载力提升的首要子系统,在区域水资源量明显减少的年份,水资源压力形势依然严峻。     

基于PSO－PPE模型的宁夏扬水灌区水土资源承载力综合评价

为定量评价宁夏扬水灌区水土资源承载力,从水资源、社会、经济、生态环境4个系统层选择20个指标构建了农业水土资源承载力综合评价指标体系、采用粒子群优化投影寻踪(PSO-PPE模型)对宁夏扬水灌区(红寺堡灌区、固海固扩灌区)各分区2015年水土资源综合承载力进行了评价。结果表明:宁夏扬水灌区水土资源承载力总体水平较低,其中红寺堡区以及固海固扩区的多个分区的承载力评价值小于2,评级等级只有Ⅳ级,且处于Ⅲ级的4个分区最佳投影指标值也较低(最高为2. 809)。从各分区4个系统的评价结果来看,各分区的水土资源承载力的主要影响因素有差异,应当结合各分区水土资源实际特点,从水资源利用、水资源生态维护和社会经济外部支持等多方面入手,制定科学合理的水土资源管理与利用措施,以改善灌区水土资源承载能力。     

基于生态足迹模型的浙江省水资源生态承载力评价研究

介绍了生态足迹的基本概念与理论,将其应用于区域水资源生态承载力系统的研究中,建立了水资源生态足迹模型、水资源生态承载力模型以及水资源生态承载力评价模型,引入了能够较为准确评价水资源生态承载力的指标—人均水资源生态盈亏、水资源生态压力指数、万元GDP水资源生态足迹.以浙江省为例,真实、客观地分析了2006-2010年浙江省水资源开发利用的情况及发展趋势,为区域水资源可持续利用的定量评价提供了新思路.     

基于生态足迹法的河南省水资源可持续利用分析

水是经济社会发展不可或缺的自然资源。本文基于生态足迹理论,对河南省2007—2017年的生态足迹和生态承载力进行了定量计算,从生产用水、生活用水和生态用水3个方面研究了河南省水资源的生态足迹。结果表明:河南省人均生产用水生态足迹最大,水资源生态赤字较大,可持续发展形势非常严峻。最后对2007—2017年河南省的可持续发展状况进行了评价,在此基础上提出了调整用水结构、大力推广绿色农业和有效防治水体污染等建议。     

基于改进投影寻踪方法的水资源承载力研究

为了解决水资源承载力分类评价的高维和非线性问题,提升水资源承载力分类评价模型的精确性,提出改进的投影寻踪方法——基于最大信息熵原理的投影寻踪分类模型。对该模型中的密度窗宽R进行改进,推导得出密度窗宽的合理取值,并将该模型应用于济宁市2010—2018年水资源承载力状态评价;建立灰色GM(1,1)模型,对济宁市2019—2025年水资源承载力状态进行预测,预测结果符合实际情况。研究表明：济宁市2010—2017年水资源承载力评价等级为Ⅲ级,2018年水资源承载力评价等级为Ⅱ级;预测济宁市2019—2025年水资源承载力状态为Ⅱ级,水资源承载力状态总体保持良好态势。通过分析各评价指标对水资源承载力的影响程度,对提升该市水资源承载力提出相关建议。     

基于主成分分析法的灌区地下水资源承载力评价

灌区地下水资源承载力综合评价方法很多,各有优缺点,在具体分析过程中都存在一定的局限性,且模型精度较难控制。在深入分析灌区地下水资源开采现状、供用水结构以及各部门需水要求等影响水资源承载力主要因素的基础上,建立灌区地下水资源承载力评价的指标体系,应用SPASS软件中因子分析工具中的主成分分析法对陕西省宝鸡峡灌区地下水资源承载力作出了综合评价。结果表明,宝鸡峡灌区地下水资源开发利用已经到了相当程度,继续开发的潜力较小。主成分分析法,评价结果与灌区实际吻合,为水资源承载力分析提供了方便的运算工具。     

基于水生态足迹的山西省水资源利用研究

利用水资源生态足迹和生态承载力模型分析了山西省2005—2013年用水生态足迹和生态承载力的动态变化,结合水资源可持续发展的各项指标评价了山西省水资源利用和发展的状况。结果表明:山西省用水生态足迹整体呈现上升趋势,从2005年的0.099亿hm~2上升到2013年的0.123亿hm~2;水资源生态承载力2005—2010年变化不大,2010—2013年上升较快;水资源生态赤字整体呈现增大趋势;山西省各个子账户用水生态足迹中,农田灌溉用水生态足迹占总水资源生态足迹的比例最大,为51.39%~56.88%,其次为工业用水账户占18.85%~26.06%;万元GDP水资源生态足迹整体呈下降趋势,水资源生态压力指数均大于5,水资源负载指数整体呈上升趋势,表明水资源消费量大于供给量,开发潜力越来越小,需要大量从外流域调水。     

基于CRITIC-VIKOR法的云南省水资源承载力综合评价

为衡量云南省经济、社会、生态发展协调程度,针对云南省水资源综合开发利用程度构建涵盖水资源、生态环境、经济社会的水资源承载力评价指标体系,采用CRITIC-VIKOR法对2004—2018年云南省和2018年云南省各地级市(自治州)水资源承载力进行综合评价。结果表明：2004—2018年云南省综合水资源承载力有所增大且具有改善潜力,水资源子系统和生态环境子系统的水资源承载力总体呈增大趋势,经济社会子系统水资源承载力最稳定且有明显提升空间;2018年云南省红河州、普洱市、丽江市、玉溪市、大理州的综合水资源承载力在各市(州)中位于前5位,综合水资源承载力评价值分别为0.057 5、0.101 9、0.113 3、0.207 6和0.281 5;怒江州、临沧市、昭通市、保山市水资源综合承载力位于后4位,综合水资源承载力评价值分别为0.634 5、0.814 4、0.908 1和0.918 2。该研究对云南省水资源综合开发利用和保护具有参考意义。     

Using MODFLOW and GIS to Assess Changes in Groundwater Dynamics in Response to Water Saving Measures in Irrigation Districts of the Upper Yellow River Basin

The irrigation districts of the upper Yellow River basin are highly productive agricultural areas of North China. Due to the severe water scarcity, application of water-saving practices at both farm and district levels are required for sustainable agricultural development. An integrated methodology was developed adopting loose coupling of the groundwater flow model MODFLOW with ArcInfo Geographic Information System to assess the impacts of irrigation water-saving practices and groundwater abstraction foreseen for the year of 2020 on the groundwater dynamics of the Jiefangzha Irrigation System (JFIS) in Hetao Irrigation District, upper Yellow River basin. The model was calibrated and validated with datasets of years 2004 and 2005; the model efficiency EF was respectively 0.98 for calibration and 0.99 for validation. Results of the simulation of the groundwater dynamics of the study area show that water-saving practices referring to canal lining and upgrading hydraulic structures applied in 60% of the area, and upgraded farm irrigation technology in 50% of the area may consist of a reasonable solution. Their implementation would lead to reduce groundwater evaporation by 43 mm and the total diversions from the Yellow River by 208 mm, i.e. about 20% of present volumes diverted. Most of routines and strategies for model construction may also be used for other regions, especially for irrigation districts in the upper Yellow River basin.     

基于能值水生态足迹模型的黄河流域水资源利用评价

为辨析黄河流域突出的水资源问题,科学分析流域水资源利用状况,将能值理论和水生态足迹法相结合,构建能值水生态足迹模型,计算和分析了黄河流域2011—2018年的能值水生态足迹、能值水生态承载力和水生态盈亏状况.结果表明:2011—2018年黄河流域能值水生态足迹呈平稳上升趋势,能值水生态承载力呈先下降后上升趋势,但历年能...     

引黄灌区水资源调配模型及和谐评估

基于引黄灌区普遍特征及存在的水资源问题,构建考虑水资源、经济社会和生态环境多维目标的水资源优化调配模型,建立引黄灌区水资源和谐评估指标体系,并将模型和评估体系应用到赵口引黄灌区二期工程。基于模型解集中选取的4种代表性优化调配方案进行水资源、经济社会、生态环境的效益分析,选定P₄方案为赵口二期水资源多目标优化调度方案,并基于该方案开展和谐评估和多方案调控研究。结果表明：模型优化后灌区和谐度明显提高,通过对和谐度较低的地下水开采率、农业用水比例、城镇化率、人均粮食产量、绿化覆盖率等指标调控后,和谐度可进一步提高到0.790。     

GMS农业水价改革模块设计与应用

为解决灌区管理中用水效率低、工程建管不完善、农业水价总体偏低等问题,利用“以电折水、以时折水”等方法,获取灌区重要节点水量,并通过有线和无线方式进行数据传输,形成具有实时显示、查询、管理等功能的智慧灌区平台（GMS）,进而提升灌区科学管理水平和用水效率。以颍上县人民河灌区为例,对智慧灌区平台（GMS）的农业水价改革专题模块的设计及应用进行了探讨,模块设计包括专题水价管理、灌溉定额、用水单位管理、用水量统计、水费征收管理等功能,分析了GMS在颍上县人民河灌区的应用成效,智慧灌区平台（GMS）的应用提升了灌区用水计量精准率和灌区现代化管理水平,为推进农业水价改革提供了支撑。     

内蒙古河套灌区解放闸灌域水循环要素特征分析——基于干旱区平原绿洲耗散型水文模型

以内蒙古河套灌区解放闸灌域为例,用干旱区平原绿洲耗散型水文模型对水循环要素进行定量模拟,分析水循环特征,进行定量的耗水分析,旨在为该地区节水改造工作提供基础数据参考。通过模拟结果分析,得出结论如下:研究区补给水量主要是黄河引水,消耗水量主要是作物腾发;地下水补给主要是渠道渗漏,应继续加大渠道衬砌力度,提高渠系水利用系数;随着补给水量的减少,消耗水量也跟着减少;消耗水量中作物腾发受补给水量的影响较大,其它水量消耗要素受补给水量影响不明显,在进行节水改造时要充分考虑作物生理和生态的基本需水要求。     

黄河流域灌溉发展成就与前景

人民治黄５０年来，黄河流域（包括下游引黄灌区）灌溉事业得了迅速发展，截止１９９４年年底，全流域灌溉面积已发展到７３１万ｈｍ＾３因灌溉年净增产粮食１２０亿ｋｇ。全河灌溉技术发展迅速，在井渠结合治理盐碱地、灌区泥沙处理、节水灌溉、高气程灌溉等方面取得了突出成绩。随着灌区的开发与建设，管理水平不断提高，计划用水、水费征收、计量供水等管理措施的应用，保证了灌效益的充分发挥和灌区自身经济实力的壮大。分析认为     

漳河灌区高效用水经验及启示

湖北省漳灌区几十年来坚持以提高灌溉水利用率和水分生产率为目标，不断改进和完善蓄水，取水，输水，配水和灌溉水系统，逐步形成了大,中，小，蓄，引，提相结合的灌溉体系，漳河的经验表明，科学的管理，合理的调度，可使水资源的综合利用率和单位水量的产值大幅度提高。     

论银川平原水土资源合理利用

论述了银川引黄灌区土地资源利用条件及其特点,阐明了银川平原具有丰富的荒地资源,在未来经济发展中有重要作用,对区内水资源的开发利用,特别是对引水灌溉和开发利用地下水资源的关系进行了深入分析讨论,最后论述了水土资源合理利用的途径。     

黄河下游引黄灌区泥沙灾害评价

在对黄河下游引黄灌区泥沙的灾害性及特点进行深入分析的基础上,提出了灌区泥沙灾害的经济评估指标、环境评估指标及引黄退水对排水河道排涝能力的影响指标,从定量上综合反映灌区泥沙灾害的影响程度,并结合具体情况对灌区泥沙灾害进行了评估。     

黄河三角洲非常规水资源综合利用

针对黄河三角洲地区水资源不足、对黄河客水依靠程度高、水资源供需矛盾突出等问题,提出通过建设滨海骨干生态河道、完善灌区灌排干支渠、增设必要蓄水设施、构建生态水网等实现非常规水资源的综合利用。初步估算黄河以北非常规水资源利用量可达22 390万m3/a,黄河以南非常规水资源利用量可达14550万m3/a,这部分水经深度处理后可作为黄河三角洲自然保护区湿地补水水源或当地工农业用水水源。