基于协同学原理的流域水资源合理配置模型和方法

本文在分析水资源配置系统协同特征基础上,根据协同学理论中有序度概念和支配原理,分别对水资源配置系统中社会、经济和生态环境子系统设置序参量,并结合信息熵原理,构建了一种基于协同学原理的流域水资源配置模型,一定程度上有效解决了水资源合理配置系统中多目标、多维数求解问题,并将此理论运用于我国南方丰水地区——东江流域水资源合理配置,得出了满意结果。     

流域泥沙资源优化配置关键技术的探讨

本文探讨了流域泥沙资源系统与社会经济、生态环境和水资源系统的相互关系，以及泥沙资源配置的原则、任务和原理。通过系统研究泥沙资源量与水流搬运、生态环境和水资源之间的平衡需求关系，提出了区域承沙能力的概念；给出了流域泥沙资源优化配置的基本方程组。指出流域泥沙优化配置可表达为多目标函数条件极值的求解问题；泥沙资源配置机制包括泥沙运动规律、经济利益（市场经济）、社会环境效益和行政管理及相关政策等。给出了流域泥沙资源优化配置的理论框架，为系统研究流域泥沙资源优化配置奠定了理论基础。     

基于协同学原理的水资源配置综合评价

为合理评价多种水资源配置方案的优劣,根据协同学原理中的序参量和有序度概念,对经济子系统、社会子系统、生态环境子系统各设置了一正一负的序参量指标,给出了阈值范围和有序度、协调度的计算公式,构建了基于协同学原理的协调度评价模型,并应用于东江流域水资源优化配置方案集的评价和筛选,丰富了水资源配置综合评价方法。     

基于量与质的多目标水资源配置模型

根据水资源配置的目标建立了水量分析、水质分析、经济分析、生态环境分析等子模型，并在此基础上，根据大系统理论和多目标决策理论建立了基于量与质的面向经济发展和生态环境保护的多目标协调配置模型，用以解决目前水资源短缺和用水竞争性的问题，从而为流域或区域的水资源可持续开发与社会经济的协调发展提供参考。     

区域水资源优化配置系统性可持续发展理论研究

水资源优化配置是资源水利的核心,其最终目的就是实现水资源系统的可持续利用,保证社会经济、资源、生态环境系统的协调发展。本文对以优化配置的基本理论、系统性可持续发展理论、跨流域调水、水资源一体化、洪水污水资源化等为主要内容的区域水资源优化配置系统性可持续发展理论进行了研究,将区域水资源的优化配置纳入到社会经济-水资源-生态环境复合系统中,进行充分的研究、比较、论证和实施,以追求经济、社会、环境三者协调发展的全寿命综合效益最好作为系统的目标,建立面向可持续发展的区域水资源优化配置系统。     

水资源优化配置的可视化决策支持系统分析平台

针对水资源优化配置的复杂性以及多目标性,从水资源、社会、经济和生态环境协调发展出发,基于已经开发并在实践推广应用的水资源多过程模拟和优化配置的复杂整体决策支持分析系统,建立水资源优化配置的可视化决策支持系统分析平台对流域水资源进行优化配置。通过淮河流域水资源与经济社会协调发展的水资源优化配置案例分析与演示,详细阐述该系统操作和分析过程。该系统有助于提高水资源优化管理与合理配置的效率,为水资源管理决策提供一种有效便利的分析平台和工具。     

石羊河流域水资源利用格局变化的水文与环境效应及合理配置

内陆河流域由于地表水、地下水资源的多次相互转化以及生态系统完全受水控制的特点，其水资源的合理配置应以生态水文学为基础。本文阐述了石羊河流域的水资源形成特点及其开发利用现状，分析了石羊河流域水资源开发利用(尤其是灌溉农业发展)引起的区域水资源转化与水资源利用格局的变化，以及由此产生的水文与生态环境效应，提出了遵循生态水文学原理的流域水资源合理配置模式，即通过生态的水热平衡原理确定流域合理的绿洲发展规模，在保证生态需水的基础上合理分配上中下游以及社会经济各部门的用水，调整产业结构，节约奢侈的蒸腾耗水，提高用水效率。     

基于协同学理论评价湘江流域水资源系统适应性

随着全球气候变化以及人类活动的影响,水资源系统的适应性已经成为研究热点。以湘江流域水循环-社会经济-生态环境耦合形成的水资源复合系统为例,从协同学理论出发对复合系统的各个子系统设置序参量,详细阐述了适应性评价模型的建立和评价过程。采用基于贴进度理论的方法计算了各个序参量的组合权重,最后使用综合评价法计算了湘江流域水资源系统的适应度。研究结果表明：湘江流域水资源系统适应性总体状况良好,与实际情况相吻合。评价结果为湘江流域水资源的可持续利用提供了可靠的依据。     

基于多目标决策的水资源优化配置模型及应用

基于可持续发展原理，针对水资源持续利用的特点，建立了水资源多目标优化配置模型。该模型体现了公平、优先、高效和综合效益最大化原则，设置经济、社会和环境三方面的目标，研究了反映这些目标的各个参数的确定思路，并采用大系统分解协调理论和多目标决策原理对模型进行求解。经桂林市水资源优化配置多目标模型实证分析，表明该模型有助于提高经济效益和社会效益，注重生态环境的保护，同时验证了该模型的有效性与实用性。     

石羊河流域水资源优化配置与可持续利用

石羊河流域水资源严重短缺,生态环境极为脆弱,基于可持续发展思路,提出以经济、社会与环境为目标的水资源配置模型,运用模拟退火遗传算法,在Matlab遗传算法工具箱中对目标函数进行求解,得出规划年水资源优化配置方案,并对优化配置方案缺水量和协调性进行分析,说明优化配置结果是合理的,为石羊河流域水资源可持续利用规划与管理提供了决策依据。     

流域水资源配置模拟模型及实例应用研究

以水资源系统工程的理论及方法为出发点，分析国内外水资源配置模拟模型研究现状及存在问题，探讨其基本原理，阐述其系统构成及其各专项模型的原理及求解方法等．同时，对生态环境需水量理论进行研究，提出合理、实用的生态环境需水量计算方法最后以Mikebasin水资源规划及管理专业软件为平台，将理论研究的成果具体应用于建立东江流域水资源配置模拟模型。     

基于生态优先的渝西地区水资源配置研究

重庆市渝西地区自产水资源短缺,河流生态脆弱,水资源和水环境承载能力不足以支撑区域经济社会可持续发展,水资源配置格局亟需优化。因此,基于MIKE BASIN软件平台建立了渝西水资源配置模型,模拟对象包括区内主要水源工程、用水户和河流;然后从生态基流需水、水生生物需水、基本自净功能需水3个方面分析了河流控制断面生态环境需水量。在此基础上提出了在退还现状生产生活挤占的生态用水和区内水资源优先满足生态环境需水的前提下,以提水利用嘉陵江、长江过境水为主要解决生产生活缺水并补充河流生态环境用水的水资源配置方案。     

基于水循环的分布式水资源调配模型开发与应用

自以水循环为基础的水资源动态配置模式提出以来,一批基于耦合分布式水文模型的水资源配置模型被先后提出,但其采用的耦合方法往往忽视了经济社会用水过程与天然水文过程之间的动态反馈作用。本文通过改进SWAT模型,并嵌合水资源配置模块,开发了基于水循环的分布式水资源调配模型（Water resources allocation and regulation model based on the SWAT,SWAT-WARM）,从模型结构、耦合方法、配置规则等方面系统描述了模型的双向耦合原理。以唐河流域为例开展模型的构建与应用研究,采用包含河道流量过程、特征频率径流总量、国民经济用水量和水资源开发利用量的多指标校验方法验证模型的性能,在此基础上,分析了不同时空尺度的水资源配置结果以及全流域年度水循环转化情况。分析结果表明,该模型通过分布式水文模拟和水资源配置模拟的动态结合,能够描述“自然-社会”水资源复杂系统的实时互馈过程,可为流域水资源精细化管理提供技术支撑。     

黄河流域干流河段水资源调配多目标优化模型

目前黄河水资源的分配手段仍存在不少问题,用水量同比例丰增枯减不利于黄河水量的合理利用,传统的调度方式也无法使资源、社会达到协调发展。根据黄河水资源的实际情况,考虑各地区用水的公平合理性,建立黄河干流河段多目标优化配水模型,采用改进遗传算法来求解河段优化配水问题。结果表明:经过改进遗传算法的优化求解,可以将黄河干流水资源量科学合理地分配到各河段,全区缺水率控制在10%以下,并且满足河道断面的生态流量需求,符合社会、生态对于水资源开发利用的要求,最大程度地发挥了水资源的综合效益。     

基于多目标不确定性机会约束规划的矿区水资源配置研究

以矿区水资源配置系统为研究对象,针对矿区生态恢复过程水资源配置的多目标、模糊、不确定性的特点,构建多目标不确定性机会约束规划模型对矿区水资源进行优化配置。基于生态优先的配水原则,以碳排放最小化目标代替传统的污染物排放量最小化目标,兼顾碳排放最小化、系统经济效益最大化以及缺水量最小化,建立矿区生态环境-经济社会-水资源协调发展的多目标模型,统筹分配地下水、地表水、矿井水以及再生水。对实际情况中的不确定性因素采用区间参数的方法表示,并通过遗传算法对模型进行求解,得到合理的水资源配置方案。将模型应用于宁夏回族自治区羊场湾矿区,结果表明：以碳排放为目标的不确定性机会约束规划多目标模型能够很好地统筹矿区经济发展目标与水资源节约目标,配置方案可保证各个用水部门的需水满足度达到100%,而以污染物排放量为目标的优化方案存在区域缺水的情况。系统可带来年碳净吸收量(CO₂)为533.7～702.4 t,预期年经济效益为162.3×10⁴～163.7×10⁴元,区域年供水富余量为43.5×10⁴～49.7×10     

水资源合理配置研究进展

对国际水资源配置的发展阶段进行分析和总结,认为水资源配置经历了从初步探索、系统分析与模拟、追求生态环境与社会经济协调发展到注重社会公平与市场调节这4个阶段,并从水资源配置理论、配置方法、配置机制以及配置效果的后效评价4个方面对我国水资源配置研究进行评价和分析,提出水资源配置的发展趋势应以天然与人工复合驱动作用下的水循环过程为基础,以广义水资源为配置对象,协调经济社会与生态环境用水的关系,配置手段应注意管理手段和工程措施并重。     

沙颍河流域水资源配置思路与计算模型EI北大核心CSCD

针对沙颍河流域水资源供需矛盾日益突出问题,根据沙颍河实际情况,提出了沙颍河流域水资源配置原则及流程,基于MIKE BASIN软件建立了沙颍河流域水资源配置模型,利用该模型对2015—2016年沙颍河流域河南段进行水资源配置计算。结果表明:水资源配置前,在生态流量保证率为100%的情况下,除中牟断面以上区间,其他区间均存在不同程度的缺水情况;根据模型水量配置结果,从颍河等处向郑州、开封等缺水城市调水的方案,可缓解流域河南段整体缺水状况,说明该模型可有效地进行水资源配置。     

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。