虚拟水流动特征及其影响因素研究——以唐山市为例

虚拟水隐含于产品中在不同区域之间及区域内部不同部门之间流动,作为社会水循环的重要环节受到越来越多的关注。为分析虚拟水的流动特征及影响因素,以唐山市为例,基于水资源投入产出表、用水数据、社会经济数据进行探讨,结果表明:(1)2002、2005、2007、2010年,农业、工业、建筑业、第三产业4个产业部门中,农业向其他3个部门输出虚拟水,且向工业部门输出的比例最大,其他3个部门均为虚拟水净输入部门。(2)唐山市为虚拟水净输出区域,净流出部门包括农业、工业,净流入部门包括建筑业和第三产业。(3)农业为影响唐山市内部农业与工业部门间虚拟水流动的首要因子,关联度由大到小依次为粮食作物产量比重、蔬菜瓜类产量比重、耕地面积、万元农业GDP用水量、农业机械总动力、农业GDP、食品制造及烟草加工业GDP、金属品制造业GDP;影响唐山市同外部农业虚拟水的主要因素依次为单位面积耕地用水量、实际耕地面积、化肥使用量、城镇化率、水资源总量、人均GDP、京唐港货物吐出量。本文研究结果可为区域制定缓解水资源短缺措施提供一定的参考。     

河南省水资源安全问题及对策研究

河南省的水资源在时间和空间上分布不均匀,河道形态不利于排泄洪涝灾害,土壤水分容易散失.河南省水资源总量匮乏,水需求不断增加,水资源供需存在矛盾,而且水资源利用程度低,用水消耗量较高,水污染严重。因此,应该建立合理的水资源安全保障机制,从农业、工业、城镇建设以及产业结构调整等方面入手,发展节水技术,调整产业结构,增加水储备,减少水污染,保护水质,提高水资源利用率。     

流域水资源安全评价的集对分析与可变模糊集耦合模型

流域水资源安全的定量评价对进一步提高流域水资源可持续利用水平、优化产业结构、缓解水资源供需矛盾具有重要意义.在专家咨询和调研基础上确立了流域水资源安全评价的初步指标体系,用基于加速遗传算法的模糊层次分析法筛选评价指标,构建了流域水资源安全评价指标体系及其评价等级标准,提出了用集对分析方法构造流域水资源安全评价样本符合评价等级标准的可变模糊集的相对隶属度的新方法,进而利用模糊综合评价方法建立了流域水资源安全定量评价模型(SPA-QAM).SPA-QAM在巢湖流域的实证研究结果说明,该流域处于临界安全状态,必须进一步控制人口增长、推广节水农业技术、降低万元农业产值用水量,以提高该流域水资源安全保障程度.SPA-QAM综合利用了评价指标样本值与评价标准等级之间的各单指标联系度的评价信息,评价结果合理,精度高,方法直观简便,在已知等级评价标准的各类系统综合评价问题中具有一定的应用价值.     

河南省农业水土资源空间匹配格局对产能的影响

通过对河南省农业水资源与耕地资源的利用态势进行模拟分析,构建区域水土资源匹配测算模型,将匹配结果与产能分布情况做相关性分析,探讨河南省农业水土资源匹配格局对粮食产能的影响．结果表明,河南省耕地资源优势明显,水资源匮乏,水土资源匹配较差;水土资源匹配程度与耕地产能的空间分布呈现出明显的错位现象,这是由于产能高产区垦殖率高,灌溉条件好,过度利用水资源引起的．     

基于水生态足迹的太原市水资源利用研究

计算了太原市水生态足迹与水生态承载力,结合水生态赤字、万元GDP水生态足迹、水资源生态压力和水资源可持续指数等指标,对2006～2016年太原市水资源可持续利用状况进行分析。结果显示,太原市水资源利用每年都出现生态赤字,年平均达0.305 hm2/cap。水生态经济系统处于不可持续的发展状态。但根据万元GDP水生态足迹等指标的计算结果来看,太原市的水资源不可持续发展状况有改善的趋势。     

基于灰色预测及多目标规划模型的水资源预测及优化配置

为探讨城市水资源预测和优化配置的方法,以北京市为例,采用灰色GM（1,1）预测和多目标规划模型方法进行数学建模,以研究北京市在实现经济效益、社会效益、生态效益和环境效益最大化前提下的水资源的优化配置方案。预测结果显示,北京市2015年的水资源总量为21．4523亿m^3,再生水量为11．96亿m^3,总需水量为39．74亿m^3,仍将存在6．33亿m^3缺口,将依赖于境外调水,与北京市水资源“十二五”规划十分接近。多目标规划模型结果显示,北京市可通过增加水资源的循环利用,减少农业用水、生活用水和环境用水量,维持现有工业用水量,实现可供水量与总需水量的基本平衡,并实现城市经济效益、社会效益、生态效益、环境效益的最大化。灰色GM（1,1）预测和多目标规划模型可较好地预测城市未来供、需水状况,并进行水资源的优化配置,可用于区域水资源预测和综合规划。     

农业灌溉节水潜力评价

区域水资源总量的有限性决定了农业灌溉用水量的有限性.在分析农业灌溉节水潜力内涵的基础上,建立了节水潜力评判指标和模糊综合评判模型,并将其应用于济源、安阳、新乡、鹤壁、焦作、濮阳6个地区的节水潜力评价中.结果表明,豫北地区的农业灌溉用水基本上处于节水灌溉过渡阶段,仍有一定的节水潜力.     

华北平原水资源紧缺情势与因源

基于水资源可持续利用理念,从水资源承载能力演化周期性、经济社会需用水规模难变性和未来水资源供需关系入手,介绍近60年以来华北平原水资源情势,特别是该平原水资源量、实际用水量和地下水开采量变化特征,并结合未来10到30年区域经济社会发展需用水量趋势,识别和诊断华北平原水资源紧缺因源。结果表明:由于降水量减少导致华北平原缺水(自然资源性缺水)占该平原总缺水量的15.1%～16.4%;因管理缺陷导致水资源浪费的缺水(管理性缺水)占22.1%～24.2%;人口数量和经济社会发展规模过大导致用水量超过区域水资源承载力的缺水(政策性缺水)占59.3%～62.5%。自然资源性、管理性以及政策性缺水的解决对策不同:自然资源性缺水是不依人的意志为转移的,惟有从外域适量调水才能解决;管理性缺水可通过社会文明进步和科技进步不断修正;政策性缺水宜因势利导进行经济社会布局和产业结构调整,特别是限制高耗低效用水产业。即使南水北调工程70.3×10⁸m³/a水进入华北平原,该平原地下水超采情势也难以得到根本性扭转。有新增水源调入或华北平原严控生活和工业用水量,同时大幅压减农业用水量,因势利导优化和逐步调整经济社会布局和产业结构,特别是灌溉农业进行规模化减蒸、降耗、节水的改造,将是缓解华北平原地下水超采和水资源紧缺的根本所在。     

基尼系数法在水污染物总量分配中的应用

通过在水污染物总量分配中引入环境基尼系数的概念,给出了德阳市水污染物总量分配方案。使用基尼系数法分析了德阳市各区域人口、GDP、环境容量这三个指标对分配的影响,绘制了基于各指标的洛仑茨曲线,并对分配方案进行优化,按照基尼系数的合理范围确定了主要污染物的削减排放量。结果表明:基于人口的洛伦茨曲线反映水污染物排放失衡。经优化后分配方案具有可行性,各指标的基尼系数更为合理和公平。     

京津冀地区用水演变特征与边际效益分析

京津冀地区属于“资源型”缺水区域,水资源短缺已成为制约其经济社会发展的关键因素。基于2003~2017年京津冀地区用水量及经济指标等相关数据,利用变异系数和泰尔系数揭示了该地区的用水演变特征,同时,采用柯布—道格拉斯生产函数核算了其水资源利用的边际效益。结果表明,京津冀地区农业、工业和生活多年平均用水边际效益分别为8.17元/m3、97.88元/m3、112.52元/m3。其中,天津市和河北省的农业用水边际效益呈递减趋势,其余各地区、各产业用水边际效益均呈递增趋势。     

基于灰色系统理论的山西省电力需求预测

在灰色系统理论的基础上,对影响电力消费的社会经济因子进行灰色关联分析.结果表明:作为重工业发展基地,山西省电力需求与国民经济发展水平及工业发展有密切关系.通过GM(1,1)预测模型较好地预测了2003-2020年山西省的电力需求.经检验,预测精度较高,能够反映其实际发展趋势.     

滦河下游灌区水资源安全社会调查分析

为实现滦河下游灌区水资源的高效利用和合理分配,采用调查问卷形式从灌区居民生活用水、农业用水和用水分配模式等方面进行了社会调查及实证分析.结果表明,居民洗漱、洗澡和做饭用水是生活用水的主要组成部分.在农业用水结构中,水稻、小麦和玉米是主要的耗水对象,三者灌溉用水量占总灌溉用水量的比重达99.4%.在保证生活用水和基本生态用水的前提下,对于工业用水优先于农业用水的分水模式,大多数农民采取了反对态度,因此在水资源分配时,应采取适当措施提高农业用水的保障程度.     

公路扩建刚性桩和竖向土工材料加固研究

为控制软土地基公路拓宽工程中新旧路堤的差异沉降,提出一种新的软土地基处理方式,即综合应用刚性桩和竖向土工材料进行公路拓宽地基处理。为把握路堤荷载作用下综合应用刚性桩和竖向土工材料加固直接拼接方式的拓宽路堤工作性状,应用FLAC3D建立三维分析模型。通过数值模拟计算,从加固前后路堤的沉降、地基侧向位移和稳定性等方面进行了分析研究。计算结果表明:刚性桩和竖向土工材料的综合应用能够有效控制地基土体侧向位移,从而能够减小新老路基的总体沉降和路堤顶面的差异沉降,加固效果明显。     

中国首批低碳试点省份碳排放与经济增长脱钩关系研究

以广东、辽宁、湖北、陕西、云南等5个中国首批低碳试点省份2000-2011年的碳排放量、国内生产总值、能源消费总值为基础数据,运用脱钩模型计算,从节能、减排等比较分析这5个省份的碳排放与经济增长关系的联动情况。研究发现：在节能方面,辽宁、湖北比其他3省好,多数阶段处于弱脱钩、强脱钩状态;在减排方面,5省基本都较差,处于扩张连续状态。各省碳排放量大小与各省自身经济基础、产业结构、能源生产结构有着密切的关系,能源生产方式在很大程度上决定了碳排放量,产业结构与优势产业类型对地区碳排放量有较大影响,运用先进技术节能减排能够明显的减轻碳排放对环境造成的压力。     

工业用水定额的变化对需水量预测的影响研究

山西万家寨引黄入晋工程是国家重点建设工程,山西是国家能源重化工基地,水资源缺乏,地下水超采严重,制约了当地人民生活和经济的发展,引黄工程是解决山西省城市人民生活及工业水资源紧缺问题的根本举措.需水预测是确定工程规模的重要依据,为了确定引黄工程的规模及其经济效益,分别于不同年份对太原供水区进行了三次需水预测研究.由于影响需水预测的因素众多,致使三次需水预测值有所不同,重点分析了工业用水定额的变化对需水预测的影响.结果表明,工业结构、生产工艺、设备、规模和工序对万元产值取水量和复用率等工业用水定额影响较大,而工业用水定额的变化将引起需水量的变化.     

基于投入占用产出理论的黑龙江省水资源经济分析

水资源是制约社会经济可持续发展的重要因素之一,故水资源有限的情况下,合理利用水资源,提高用水的经济效益就变得愈加重要。以黑龙江省为例基于投入占用产出理论建立水资源投入产出表,计算该省的用水效率和用水效益。基于两者的比较分析,对黑龙江省国民经济部门的用水特性进行了综合评价。研究结果表明,黑龙江省农业耗水量最大却效率低下,用水成本高,经济效益差;工业用水效率高,经济效益较好。因此,建议应提高农业内部用水效率,发展工业,调整全省的产业用水结构,提高用水的整体经济效益,为建立节水型社会提供科学的决策依据。     

孤立岛屿的多目标水资源优化配置——以广西涠洲岛为例

通过分析孤立岛屿涠洲岛岛上水资源的开发利用现状及未来水资源的需求状况,为更合理高效地利用有限的水资源,运用多目标规划理论,建立水资源配置模型,以供水系统总缺水量最小为社会效益目标、直接经济效益最大为经济效益目标。在保证生活和生态用水的前提下,提出涠洲岛水资源合理配置的3种方案：方案1侧重经济效益,优先满足工业、建筑业及第三产业,农业缺水率为3．47％;方案2为均衡方案,农业部门缺水量与方案1相同,但地表水、地下水、其他水源的分配有所不同;方案3侧重社会效益,农业部门缺水率为0．1l％,建筑业及第三产业缺水率为13．23％,工业部门缺水率为6．49％。