基于信息熵的河北省用水结构时空演变分析

为了揭示河北省用水结构在时间和空间上的演变规律,采用信息熵理论分析河北省及各地市2001-2018年的用水结构时空变化规律。结果表明：2001-2018年河北省各地市用水结构信息熵值由0.68上升至1.00,反映出各地市用水系统的稳定性和均衡性在不断增强;时间尺度上,各地市信息熵值分为“高、中、低”3个梯队,梯队之间的差异呈现逐渐扩大的演变趋势,2018年各梯队信息熵值的差异均在0.12以上;空间尺度上,全省信息熵值由环渤海地区向内陆、环京津地区向冀南地区均呈现逐渐减小的渐变型分布规律。上述时空演变特征反映了河北省的经济社会发展历程对用水结构变化的映射作用。研究成果可为河北省各地市未来产业优化布局和用水管理提供科学决策依据。     

基于信息熵的黄河流域用水结构演变规律及空间分布特征

黄河流域水资源供需矛盾突出,为协调流域水资源与经济社会发展之间的关系,基于1988-2019年黄河流域水资源公报中的各行业用水数据,采用信息熵的方法分析了黄河流域近30年来用水结构的演变规律及空间分布特征。结果表明：1988-2019年黄河流域总用水量呈现两个阶段的变化,总体上呈现先减少后增加的趋势;用水结构信息熵呈现持续增长趋势,由1988年的0.6增长至2019年的1.2,说明黄河流域的水资源利用结构是向有利于经济社会发展的方向演变。从流域用水结构空间分布来看,四川省、陕西省和山西省用水结构信息熵和均衡度较高,均值分别在1.2和0.6以上,宁夏、内蒙古自治区和山东省的用水结构信息熵和均衡度均值分别在0.9和0.5以下,用水结构的合理性在黄河流域处于较差水平;从流域用水结构时间演变来看,四川省用水结构信息熵和均衡度呈减小趋势,其他8省(区)则呈增大趋势,增幅最大的是青海省,增加了40%以上,原因是该省农田灌溉用水量占比减小,而其他行业用水量占比增加。本文评价了黄河流域9省(区)用水结构的合理性,可为流域水资源的规划和节水政策的制订提供参考。     

基于信息熵的厦门市用水结构演变及其驱动力的灰色关联分析

基于1999-2010年厦门市水资源公报中农业用水、工业用水和生活用水数据,采用信息熵的方法描述用水结构的演变规律,运用灰色关联度分析影响用水结构演变的主要驱动力.结果表明:厦门市用水结构信息熵和协调度都于2006年起逼近于最大值,越接近最大值说明各部门间用水比重越趋于均衡,说明厦门用水结构系统趋向于无序、均衡的状态发展.灰色关联度反映了社会经济发展对用水结构的演变具有较强的影响,其中以产业结构对其的影响最为突出.     

泉州市1999-2009年用水结构演变规律及驱动分析

基于1999-2009年福建省水资源公报中的用水数据,对泉州市用水结构演变趋势及驱动力进行分析.结果表明:泉州市用水结构呈现“一消一涨一稳定”,即农业用水比重持续下降,工业用水比重不断上升,生活用水比重相对稳定;这种演变规律主要由泉州市较快的工业化与城市化进程所致.工业化过程中的产业结构变动、工业内部结构变化使得工业用水量增加,比重加大,农业用水比重下降;城市化进程中的人口数量增大,城市用地规模扩大则增加了生活用水量,减少了农业用水量及其比重.     

北部湾经济区用水结构演变及其驱动因子分析

为探讨广西北部湾经济区用水结构的变化特征,实现区域水资源的合理配置,基于2006～2017年的用水数据,运用信息熵、灰色关联分析模型,对该区域的用水结构、信息熵、均衡度以及驱动因子进行了研究分析。分析结果表明:①2006～2017年,北部湾经济区用水总量波动变化显著,农业用水量和比重虽然处于"双高"地位,但是呈下降的趋势,工业用水量总体来说呈增长的趋势,生活用水量呈现为逐年增加-剧烈变化-平稳增加的变化历程;②用水结构信息熵与均衡度同步变化,信息熵在0.80以上,均衡度在0.59以上,二者都为先快速提升后波动缓慢上升;③有效灌溉面积、工业企业单位数、家庭总户数分别是农业、工业、生活用水变化的重要驱动因子,二者的关联度分别为0.930,0.956和0.953。     

陕西省近10年用水结构演变及驱动力分析

分析了2001-2010近10年来陕西省工农业用水、生活用水以及生态用水的结构变化,并引入信息熵的方法对用水结构的演变趋势进行了探讨,同时阐述了造成这些变化的主要驱动因子。分析表明:陕西省用水总量近十年来在波动中缓慢上升,年均增加0.61亿m3;农业用水量和比重都在下降;工业用水总量变化较缓;生活用水和生态用水呈持续增长趋势。     

基于Shannon熵理论的玉溪市用水结构演变分析

基于C.E.Shannon熵理论,采用信息熵和均衡度指标对玉溪市的用水结构进行了分析研究。分析结果表明:玉溪市的年均用水总量为86 533万m3,农业用水、工业用水、生活用水和生态用水的结构比例分别为59.0%、28.7%、10.0%和2.3%;全市用水总量总体上呈波动下降的趋势,农业用水量和工业用水量总体上也是呈波动下降的趋势,生活用水量为波动缓慢上升的趋势,生态用水量为波动无序的状态;全市用水结构信息熵和均衡度总体上为先上升后下降再缓慢上升的波动式变化,全市用水类别结构正在向均衡状态演变和发展;各县(区)的用水结构信息熵的差异不大,区域用水比较均衡。针对上述情势,提出了进一步调整工农业结构、落实最严格水资源管理制度等对策建议。     

冀中南部四市地区用水结构演变分析

为探究冀中南部四市的用水结构演变,选用信息熵理论、洛伦茨法和基尼系数分析了2008—2018年间冀中南部地区用水结构的演变趋势和空间分布特征。结果表明,冀中南部地区的用水结构信息熵值由2008年的0.73上升至2018年的0.97,区域用水结构系统稳定性不断增强;农业用水、工业用水和生活用水的空间分布较为均衡,生态用水的空间分布由2008年的“差距悬殊”转变为2018年的“相对合理”状态,空间分布均衡性不断增强。研究结果可为未来区域水资源管理提供参考。     

基于信息熵与灰关联的西安市城市经济与用水结构的耦合度研究

基于2005年-2014年西安市城市用水和经济社会发展的数据,运用信息熵和灰色关联分析法,从时间序列上对西安市城市经济发展和用水结构之间的相互关系进行了实证分析。研究结果表明:西安市用水结构信息熵不断增长,单一用水类型的优势性减弱,系统均衡性增强,用水结构趋于合理化;西安市城市经济发展与用水结构之间的关联度都在0.45以上,说明二者存在很大的相关性;城市经济与用水结构的耦合度分布在0.6~1之间,表明城市经济发展与用水结构交互耦合比较紧密;针对西安市水源利用的供需矛盾,可采取相应的措施加以控制,节水技术的创新与推广使用是关键。     

长江经济带用水结构演变及驱动力分析

为了探究长江经济带用水结构演变特点,根据长江经济带11个省(市)2003—2020年用水量变化,采用信息熵和均衡度的理论方法,分析其用水结构特征及演变趋势,并结合主成分分析法进行了驱动力分析。结果表明：在时间尺度上,长江经济带用水总量总体呈上升趋势,其中农业、工业用水比例下降,生活、生态用水比例增加;用水结构信息熵、均衡度均呈上升趋势,用水系统均衡性增强。在空间尺度上,长江经济带下游用水系统均衡性最高,其次是上游、中游。随着农业结构的调整,预计长江流域耕地面积可能会减少,农业用水量不会有大幅上升,其占比将继续减少。预计工业用水量可能会减少,占比依然下降;生活用水量会继续提高。用水结构演变的主要驱动力有工业生产总值、GDP、节水灌溉面积、万元GDP用水量4个因子,其贡献率占96.844%。研究结果对长江水资源与生态保护具有重要参考价值。     

南水北调东线江苏段水污染防治现状及水质保证措施探讨

通过对2000年-2007年以来南水北调东线江苏段的水质情况、污染物排放情况的逐年分析,表明江苏省水污染防治成效显著.同时,为更好地适应南水北调东线调水水质要求,从江苏治污的现状出发,从进一步强化政府责任、加强截污导流水质管理、加快经济政策的研究等方面提出了一些对策措施.     

基于GST的甘肃省产业结构与用水系统分析

以甘肃省2000—2010年统计数据为依据,采用相关分析法和灰色系统理论(GST),对全省及地级行政区的产业结构与产业用水系统进行了定量分析和比较。结果表明:①第一产业构成的下降对产业用水影响很小,第二产业、第三产业构成每增长1%,产业用水将分别减少0.801%和0.730%;②第一产业、第二产业构成与其用水比例关系较为显著,第一产业构成比例每降低1%,其相应的用水比例仅下降0.127%,第二产业构成比例每增长1%,其相应的用水比例将下降0.468%;③第一产业产值与产业用水的综合关联度相对最高,第二产业次之,第三产业相对最小;④大力发展第二产业,积极推动第三产业的发展,限制或适当压缩第一产业的发展规模,是甘肃产业结构调整的方向。     

南水北调山东段截污导流中水水资源灌溉利用分析

南水北调东线截污导流工程已开工建设,污水处理厂处理后的中水达标后一部分工业利用,一部分用于农田灌溉,一部分截污导流蓄存,蓄存的中水尽量用于农田灌溉、林业、水保等方面.充分利用中水灌溉以减少其排入南水北调输水干线,保证调水水质,是南水北调工程研究的重要项目,现就截污导流中水灌溉充分利用情况进行了分析.     

河南省用水结构演变与驱动因子灰色关联研究

基于1999—2012年《河南省水资源公报》及《河南统计年鉴》中各种类型用水和经济社会指标数据,对河南省用水结构及效益演变进行了分析。在此基础上,采用信息熵和灰色关联方法对河南省用水结构演变和驱动因子进行分析。结果表明:河南省用水结构信息熵和均衡度皆在波动中趋于上升,说明其用水结构趋于均衡方向发展;用水结构演变驱动因子的灰色关联分析反映了河南省作为农业大省和人口大省,其农业发展方式、农业节水灌溉发展、产业结构调整、城镇化等社会经济发展对用水结构演变影响较大。     

南水北调东线工程江苏段水环境问题及其对策

南水北调东线工程的实施，从整体上改善了江苏的水环境。由于工程90％利用的是现有的河道和湖泊，水环境存在着许多问题。就南水北调东线工程江苏段水环境问题的现状、存在的问题加以分析，并提出相应的对策，建设“南水北调清水廊道”工程。     

南水北调工程实施后江苏省城市生活及工业节水初探

根据建设节水型社会的需要,结合南水北调工程实施后对节水和治污的要求,探讨江苏省城市生活、工业用水现状,以及存在用水浪费、节水意识差、水重复利用率低、水污染严重等问题,分析了季节变化、生活习惯、城市规模、不同行业、生产工艺、管理水平等影响城市生活和工业用水的因素,并对其用水发展进行预测,提出了城市生活、工业节水依靠科技进步,合理配置水资源提高用水效率,防治水质污染,以节水为中心,以水资源保护为重点,完善法规,加强执法,建立节水型社会,通过5～10a的努力使江苏省城市生活和工业用水指标达到先进国家20世纪90年代末的水平,实现江苏经济可持续发展的战略目标和保护用水水源,实行计划管理,推广应用节水器具,优化产业布局,提高用水效率,防治环境污染,建立投入机制,促进节约用水等保障措施.     

A Risk Assessment Model of Water Shortage Based on Information Diffusion Technology and its Application in Analyzing Carrying Capacity of Water Resources

A risk assessment model for water shortage was constructed from the risk analysis method based on the information diffusion theory. The application of this model was demonstrated in the city of Jinhua in Zhejiang Province, China. The study indicates that the present model is more stable and effective when compared with the traditional model, based on analytical results from a small sample. The risk assessment result was used to analyze the carrying capacity of water resources from an ecological angle. The author advances that the carrying capacity of water resources should be defined as the maximum bearing capacity of water resources for human activity in certain stages of social development under the sound circle of the ecological system. Further study on Jinhua was also performed in the paper, and the result indicates that water shortage in this city is not of the relevant type of water source and can classified in terms of water quality type as well as water conservancy. In order to verify the result of the theoretical investigation in the present paper, the author also simulates the dynamic changing process of carrying capacity of water resources under the condition of enforcement of the future policy in the city. The simulation uses the model of system dynamics (SD), according to the historical data of the city over twenty years and the governmental standard for comprehensively building a comfortable society by 2020. The paper simultaneously indicates that the primary scheme of unilaterally pursuing the fast development of the economy at the expense of environment and the secondary scheme of taking environmental protection as the primary goal via slowing of development of the economy are undesirable for Jinhua. Furthermore, a scheme of simultaneously giving consideration to both economic development and environmental protection should be the preferred scheme. However, if the present amount of water supply is constantly maintained in the near future, the requirement for water supply will not be satisfied under the balanced considerations of economy and environment. The carrying capacity of water resources in this region can be effectively improved only under the situation of not only strengthening the investment in environmental protection but also increasing income and reducing expenditure year after year.     

基于信息熵的南四湖流域土地利用变化分析与预测

南四湖流域是南水北调东线工程的关键区域,研究该区土地利用现状及未来发展态势对于保障工程顺利实施以及促进区域可持续发展具有重要意义。在RS与GIS技术的支持下,获取了南四湖流域1995年-2010年土地利用序列数据,并利用信息熵理论对流域土地利用类型变化和结构演变进行定量分析。结果表明,1995年-2010年南四湖流域耕地持续减少,植被覆盖水平有所恢复,水域湿地和建设用地大幅度增加;土地利用信息熵升高,均衡度增加,优势度降低,单个类型对整体结构的控制力下降,土地利用结构趋于均衡;1995年-2000年土地利用程度综合指数降低,但2000年之后持续升高,流域土地利用处于发展期。利用GM(1,1)模型进行土地利用演变预测,结果显示流域土地利用结构将进一步调整并向均衡化方向发展。