水资源承载力预测模型研究

水资源承载力预测结果反映了水资源安全状况。通过运用常规趋势法评估中山市水资源承载力,并构建中山市水资源承载力SD系统模型,对比分析常规发展模式和不同政策发展情景下的中山市水资源承载力。研究表明:(1)常规发展模式下到2020年、2030年水资源承载能力判断系数β分别为-0. 28与-0. 27,中山市未来存在一定程度的缺水;(2)产业结构调整方案和用水定额调整方案对中山市水资源承载力系统现状改善明显,但缺水程度依然存在;(3)运用节水型城市综合优化方案,到2020年、2030年水资源承载能力判断系数β分别为0. 32与0. 44。节水型城市综合优化方案能最有效地解决未来中山市水资源供需不平衡问题。研究成果可为中山市水资源管理提供参考与科学依据。     

基于区间两阶段随机规划方法的 北京市水资源优化配置

针对缺水型城市水资源配置过程中的不确定性,建立了基于不确定性基本理论的区间两阶段随机规划模型,应用于北京市2025年水资源优化配置的研究。以北京市用水综合效益最大为目标函数,引入概率分布和区间数表示多重不确定性,求得北京市2025年城六区与郊区在生活、工业、农业与生态用水上的优化供水目标以及不同来水水平下的配水方案。结果表明:北京市2025年优化供水目标为47.39亿m~3,城六区工业用水与郊区农业用水的供水目标应采取保守值;不同来水水平下的优化配置水量为[36.49,47.39]亿m~3,仅北京为丰水年时不存在缺水现象,北京与丹江口水库同时遇枯时的缺水量高达[5.48,10.90]亿m~3,对北京市供水安全造成极大的威胁。该模型充分考虑不确定因素对水资源配置的影响,权衡用水收益与缺水风险的关系,并以区间的形式给出配置结果,可为北京市2025年供水目标与水资源优化配置方案的制定以及水资源安全保障措施的分析提供科学依据。     

基于MIKE BASIN的水资源合理配置方案对比分析——以长吉经济圈为例

针对东北部分地区水资源不足问题,以长吉经济圈为例,为实现该地区未来20年的水资源合理分配与调度,以2015年为基准年,采用灰色关联分析与多元线性回归模型相结合的方法,对2020及2030规划水平年进行需水量预测,分别提出供水效益最大化、经济效益最大化以及用水总量和用水效率双指标约束控制下的三种不同水资源配置方案,并利用MIKE BASIN建立水资源配置模型进行模拟。结果表明:在考虑河道生态基流量的基础上严格控制用水总量和用水效率双指标的方案可以满足研究区经济社会可持续发展长期用水需求;到2020年研究区总需水量为29.461×10~8m~3,只有吉林市工业缺水2 397×10~4m~3;2030年总需水量为33.122×10~8m~3,此时长春市工业、九台工业、双阳农业和工业、公主岭工业以及吉林市的工业和农业均存在少量的缺水,缺水量分别为750×10~4m~3、320×10~4m~3、228×10~4m~3、152×10~4m~3、460×10~4m~3、4 280×10~4m~3、1 070×10~4m~3,但相较于优化配置方案前已大大减少了缺水量。研究成果对该区未来20年的水资源可持续利用具有一定的指导意义。     

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%。     

南水北调工程实施后保定市水资源联合调度的探讨

保定市是资源性缺水城市,随着城市的发展,城市用水量逐年增加,城市用水、农业用水和生态用水之间的矛盾日趋严重。除每年由西大洋水库供6000万m3地表水外,其余水源均采自地下。南水北调工程实施后,分配给保定市水量的多年平均值为5.51亿m3。针对南水北调工程实施后水资源和输供水网络的变化,提出水资源联合调度方案,以保障城市工业、生活、农业和生态各领域的用水,最大限度地实现水资源优化配置。     

黄河水资源利用与配置

黄河流域水资源总量不足,供需矛盾尖锐,现状黄河流域总缺水约95.0亿m3。随着流域经济社会的快速发展,用水需求不断增加,在不考虑南水北调西线等跨流域调水的情况下,2030年黄河流域缺水量达138.3亿m3,其中河道外缺水104.1亿m3、河道内缺水34.2亿m3,枯水年份缺水更加严重,只有通过实施跨流域调水,才能有效缓解黄河严峻缺水的局面。以黄河"87"分水方案为基础,结合水资源及其开发利用变化情况,并考虑南水北调东、中线工程的实施,统筹生活、生产、生态用水要求,提出了黄河水资源配置方案。     

马莲河流域水资源供需量预测及平衡分析

根据马莲河流域地形地貌特点、水资源分布状况及社会经济、能源产业的发展情况,将流域系统概化为5个水资源分区,并依据2020和2030年的社会经济发展速度和水利工程建设速度、分为12个方案,采用指标分析法对12个方案进行供、需水量预测。结果表明:2020年最大概率方案为社会经济高速发展、水利工程低速建设方案,流域总需水量6.45亿m3,供水量4.67亿m3,缺水率27.56%。2030年的最优方案为2020年社会经济高速发展、2030年社会经济低速发展,水利工程高速建设方案,流域总需水量10.33亿m3,供水量8.72亿m3,缺水率15.62%。按照供需平衡方案进行水资源分配,可促使流域综合缺水率逐年减少,促使流域的水资源能够更好地为高速发展的社会经济服务,从而提高流域的供水、用水水平,为流域生产、生活安全提供强有力的保障和支撑。     

面向干旱区湖泊保护的水资源配置思路——以艾丁湖流域为例

以艾丁湖流域为例,探讨并提出面向干旱区湖泊保护的水资源配置思路和方法,包括流域耗水总量控制、入湖总水量控制、用水总量控制、缺水总量控制、地下水取水总量控制等多层次全视角下的水资源配置模型系统及多重循环迭代方法。结果表明:艾丁湖流域2020年生态缺水量为2.60亿m3,2030年生态缺水量达2.48亿m~3。规划近期通过区域内压减灌溉面积,减小地下水超采量;远期需实施外调水工程。2020年综合耗水率进一步增大,在保障经济高速发展的同时,为满足艾丁湖入湖水量的基本需求,湖泊生态补水量应为0.72亿m~3/年。2030年在外调水2.48亿m~3的情景下,入湖总水量为0.91亿m~3/年。研究成果拟为面向干旱区湖泊保护的水资源配置方案分析与比选提供计算思路。     

锦州市水资源优化配置研究

以锦州市为例,利用全局寻优能力强且收敛速度快的鲸鱼算法求解水资源优化配置模型,得到不同规划年的优化配置方案.研究表明:锦州市的水资源量能够充分满足2025年和2030年的生态需水、生活需水,生产用水部门的缺水率不超过10％,缺水量较少,配置方案科学合理能够满足未来用水需求;对于水资源优化配置问题的求解鲸鱼优化算法表现出...