陕北能源基地水资源与经济发展的协调决策研究

首先进行了水资源对区域经济可持续发展的评价（包括水资源总量，区域经济发展的主要目标等），然后根据陕北能源基地水资源系统的特点和区域经济可持续发展的规律，用一个总的协调器将水资源永续利用与区域经济可持续发展系统的机地协调，构成一个三级递阶协调决策模型系统，按此模型进行优化，便可获得不同的规划年的优化协调决策，从而使水资源对区域经济可持续发展达到永续支持的目的。     

陕北能源基地地表水资源持续利用的优化规划研究

陕北能源基地是我国重要的能源发展和建设基地，这里交通适中，资源丰富，具有十分广阔的开发利用前景，然而，我区域经济可持续发展过程中，特殊表水的自然环境和人文特征，使得资源尤其是地表水资源成为制约其发展的主导因素，就地表水资源持续利用的优化规划研究，通过对陕北能源基地地表水资源的分断分析，找出其优劣势，以此为据，建立优化规划模型，运用线性规划和非线性规划方程进行仿真求解，得出地表水资源持续利用的决策方案。     

陕北地区淤地坝建设对项目区及黄河水资源的影响分析

通过对陕北地区淤地坝建设的淤地过程耗水量、蒸发损失量、死库容拦水量等耗水因素计算分析，得出陕北地区淤地坝建设将耗用黄河水资源最大不超过10亿m^3，继而通过比例分析认定该水量仅占项目区水资源总量78．37亿m^3的12．8％，黄河河川径流量的2％，对黄河水资源的影响甚微，同时通过耗水分系认为但耗用的这部分水资源，将对促进陕北地区农业增产、农民增收和农村经济发展以及巩固退耕还林成果，改善生态环境产生不可估量的作用，更为重要的是该区淤地坝的建成和运行将大大减少该区的入黄泥沙，相应的必然减少黄河下游输沙用水，因而可能从另一个侧面缓解黄河水资源匮乏的问题。     

黄河上中游地区水资源利用现状分析

黄河流域水资源可利用总量690亿m^3,其中地表水580亿m^3,地下水110亿m^3。在分析了黄河上中游七省（区）水资源利用状况基础上,针对目前存在的问题,提出了提高节水意识、流域与区域管理相结合、高度重视水污染防治等对策建议。     

山西水资源可持续利用的研究

山西是缺水大省，水资源总量138．1亿m^3，居全国倒数第二位。能源重化工基地建设、人口增长和经济发展，大量取水用水，使泉水出流量减少、地下水位下降、水质严重污染。如何保持水资源的可持续利用，需采取大规模造林种草、搞好重点水工程的除险加固、加强污水治理、狠抓水资源管理及强化全民节水意识等措施。     

黄土丘陵沟壑区小流域水沙侵蚀过程的情景模拟分析

在黄土丘陵沟壑区小流域侵蚀水沙耦合数学模型基础上,以黄河中游典型流域岔巴沟流域为研究对象,根据工程水文学设计暴雨的方法生成各种假设暴雨过程,在固定下垫面不变的条件下,进行模拟计算并分析流域100年一遇、50年一遇和10年一遇设计暴雨的产流产沙效应。在几种不同的假设植被覆盖度下,分别模拟计算同一场典型暴雨在不同植被覆盖条件下的水沙侵蚀过程。模拟结果表明：1）根据岔巴沟流域100年一遇（P=0．01）、50年一遇（P=0．02）和10年一遇（P=0．1）设计暴雨3种情景下的水沙计算特征可知,100年一遇降雨（P=0．01）对应的洪峰流量和沙峰分别为805m^3／s和77．5万kg／s,50年一遇降雨（P=0．02）对应的洪峰流量和沙峰分别为595m^3／s和50．2万kg／s,10年一遇降雨（P=0．1）对应的洪峰流量和沙峰分别为108m^3／s和12．1万kg／s,根据以上计算结果可大致推断1970-2000年的绝大多数侵蚀观测场次的水沙重现期在10年一遇和50年一遇之间;2）该流域植被覆盖度的减水减沙效应显著,增加25％植被覆盖将减少水量73％和沙量84％,而减少25％的植被覆盖将增加29．9％的径流和18．6％的泥沙。不同降雨和植被覆盖条件下的水沙侵蚀过程情景模拟分析结果可为黄土高原丘陵沟壑区流域水土保持工程规划与设计提供依据。     

晋西黄土丘陵沟壑区土地利用结构优化研究——以方山县为例

以晋西黄土丘陵沟壑区的方山县为例,提出了该区的土地利用结构优化模式。根据方山县的土地利用和社会经济发展现状,运用线性规划模型对土地利用结构进行优化调整,获得规划目标年(2010年)的土地利用结构优化方案。结果表明:农、林、草面积比例由基准年(2005年)的7.2∶31.6∶1调整为规划年(2010年)的6.3∶32∶1,农村居民用地有所减少,其他建设用地面积增加。调整后的土地利用结构既有利于生态效益的发挥,又可提高土地利用的经济效益,符合生态经济可持续发展的需要。     

山西省水资源配置格局研究

山西省是典型的水资源禀赋不足省份，随着经济发展和人民生活水平的提高，人们对水资源数量和质量的需求越来越高，加之水资源浪费及水污染严重，水资源供给与需求之间的矛盾已成为制约山西省国民经济发展的“瓶颈”。本文以2020年为基准年，对2025年和2035年山西水资源供需水量进行了预测，进行优化水资源配置，研究成果可为本区经济社会可持续发展提供用水指导。结果表明：全省2025年配置水量85.0亿m³，满足需水要求；2035年需配置水量108.7亿m³，缺水15.0亿m³，万家寨引黄工程、中部引黄及碛口水利枢纽工程和古贤枢纽水利工程增标可满足。     

灌区水资源优化配置方法及应用

针对干旱半干旱地区日益严重的水资源短缺和生态环境问题，以系统分析的思想为基础，建立了面向生态和节水的灌区水资源优化配置序列模型系统，提出了综合考虑节水、水权、生态环境等因素的多目标多情景模拟计算方法，得出了比较合理的南阳渠灌区水资源优化配置方案，最大限度的利用了当地水资源。分析计算出现状年、2010和2030年分别为工农业及城乡生活提供水资源量为5641.5，5796.7和5657.2万m³，缺水量分别为1544.6，2100.3和3627.9万m³，所得结果对     

水循环模拟与水资源配置云模型服务平台构建与应用

水利云模型研究仍处于起步阶段,缺乏水循环模拟、水资源配置云模型服务平台。该研究构建水循环模型、水资源多目标优化配置模型,采用模块化建模方式,以模型库为核心,基于B/S开发架构,设计研发多模型云服务平台,实现两个模型的双向耦合,并以渭河流域陕西段为例,构建渭河流域陕西段水循环模拟与水资源多目标配置云模型服务平台,模拟分析研究区水循环演变规律,开展规划水平年水资源多目标优化配置研究。结果表明：1)状头以上率定期和验证期的相对误差分别为-4.32%和-1.62%,月平均径流Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.80和0.82,林家村—咸阳率定期和验证期的相对误差分别为-4.96%和-1.71%,月平均径流Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.79和0.81,云模型服务平台的水循环模型较好地刻画了径流变化过程;2)调用云模型服务平台的水资源配置模型,利用遗传算法(NSGA)-Ⅲ、群体多属性决策模型筛选出渭河流域水资源合理配置方案,2025年需水量63.35亿m³,供水量为58.30亿m³,缺水5.05亿m³,缺水...     

晋城市发展旱作节水农业的实践

山西省晋城市年降水量为600～680mm,其中60％～70％集中在7、8、9三个月,冬春两季降水分别仅占3％和5％,致使季节性干旱十分严重。全市水资源约为22亿m^3,但多为深层水,因而全市每年仍缺水约1．5亿m^3。合理用水,节约用水量是当前及今后水资源开发利用的首要原则。     

基于EBM的水资源失衡风险导致的社会经济损失模型及应用

水资源系统与区域经济息息相关,利用经济数值反映水资源系统风险所致损失将更加直观。该文为了通过经济数值定量评价水资源失衡导致的风险,首先构建水资源失衡导致的经济损失风险模型,应用数据包络分析(epsilon-based measure,EBM)模型计算水资源利用效率,并结合黑龙江省水价及人均工资确定水资源失衡导致的经济损失值;然后,在EBM的基础上添加二阶段Tobit模型进一步分析水资源失衡风险经济损失原因。结果表明,2000—2020年黑龙江省由水资源投入不足导致的最小经济损失值为75.2亿元(2008年)、最大值为425.1亿元(2013年);水资源最小产出经济损失值为1 119亿元(2000年)、最大值为11 068亿元(2012年)。2000—2015年黑龙江省水资源风险经济损失逐年上升,水资源产出经济损失均占水资源风险经济损失的90%以上,预计2020年水资源风险经济损失为8 138.7亿元。在研究时段内黑龙江省水资源风险经济损失较高,水资源利用效率较低。黑龙江省水资源系统受到产业结构、经济发展水平和水利基础设施投资等驱动因素影响,需加大第二产业投入和水利基础建设投资,从而降低水资源风险经济损失,为后续水资源系统风险规避措施的制定提供支持。     

安塞县养羊业发展研究

首先建立了羊只发展的GM（1,1）模型, 结果为:X_（k+1）⁰=135919.6772e^0.0283062081+8715.3224e⁽-2.638216866-26187.4039, 在提出规划设想的基础上, 利用线性规划和常规方法分别对羊只种群结构进行了优化调整, 得出2000年羊只发展数量为200000只, 山绵羊比为3.23∶1。     

新疆白杨河流域水资源的优化配置

[目的] 针对新疆白杨河流域存在供需用水矛盾、地下水超采、生态用水量被挤占等问题,对该流域进行水资源优化配置,为新疆白杨河流域经济健康发展及水资源分配提供合理依据。[方法] 运用水资源综合评价模型对新疆白杨河流域、达坂城区、托克逊县水资源承载力进行分析,建立以缺水量最小、经济效益最大、公平性最优为目标函数的多目标模型,采用第二代非支配排序算法（NSGA-Ⅱ）对多目标模型求解,获得理论最优配水方案。[结果] 新疆白杨河流域综合评价指数为1.0;规划年（2030年）水资源优化配置后,相对于ARIMA模型预测结果和计划配水方案用水量分别减少23.7%和9.9%,而GDP分别增加10.5%和降低1.4%,流域配水公平性由差距悬殊到绝对平均。[结论] 新疆白杨河流域水资源目前处于濒临超载和轻度不协调状态;水资源优化配置方案能够实现地区的水资源高效利用及合理配置。     

基于多目标遗传算法的西宁市水资源优化配置研究

对基于多目标遗传算法的水资源优化配置模型进行研究,可为城市水资源可持续利用和规划管理提供一定的参考依据。根据西宁市的水资源实际情况,建立水资源优化配置模型,并利用多目标遗传算法对该区域水资源进行了优化配置。结果表明,在各水平年不同保证率条件下,西宁市水资源经优化配置后的总供水量有所减少,各个水源的供水量亦有不同程度的减少,其中地表水和地下水减少的供水量较为明显。研究结果表明,多目标遗传算法在水资源优化配置中的应用效果较好,优化结果合理可靠。     

中西河流域降水变化与径流关系研究

根据中西河流域近40年的降水、径流资料，分析了流域的降水、径流变化及降雨与径流的关系。结果表明，中西河流域年均降水量为507．68mm，年均径流量为1．86亿m^3，年降水量离差系数为Cv=0．24，径流量离差系数为Cv=0．59。流域降水年际变化是影响径流年际变化的主要因素。     

基于耦合模型的赣江水源保护区城市发展与水资源环境关系研究

识别和评价流域水源保护区城市发展与水资源环境耦合状态,可为促进区域生态环境建设提供参考。本研究以赣江上游水源保护区为例,通过构建耦合度模型对2001—2011年赣江上游流域城市发展与水资源环境耦合状态进行评价,并提出了相应优化路径。结果表明:（1）研究期内赣江水源保护区城市经济发展指数与水资源环境指数呈同步上升趋势,基本处于协调状态;（2）城市经济发展与水资源环境系统呈现出交互耦合状态,具有波动向前发展趋势,整体上经历了拮抗阶段和磨合阶段2个阶段;（3）研究期内耦合度变化明显,由低度协调共生阶段向协调发展阶段转变,具有明显后发优势。在此基础上,为实现城市发展与水资源环境耦合由低水平协调共生阶段向高水平耦合阶段演化,提出了基于稳定性理念的保障路径以及可持续性发展的激励路径,以期为实现流域水源保护区社会经济的可持续发展提供借鉴。     

陕北地区水资源及其可利用量计算分析

为了缓解陕北地区水资源短缺与社会经济发展的矛盾,对该地区水资源及可利用量进行了研究.分析了陕北地区水资源的基本特点及利用现状.采用地表水资源量减去河道内生态基础流量和汛期下泄洪水量的方法,计算了陕北地区的地表水资源可利用量和水资源可利用总量,总结了二者的分布特征,并讨论了其它水资源的利用现状及未来趋势.研究结果表明,陕北地区水资源可利用量很少,仅有1.6×109 m3,可利用率也只有40％,水资源及其可利用量主要分布在榆林地区.     

土地利用变化对区域生态服务价值的影响研究

本文利用三峡库区1996年、2000年和2005年土地利用数据,采用动态度模型和生态服务价值模型,分析了耕地、林地、草地和水域这四种土地利用系统结构和生态服务价值的变化规律。研究结果表明:（1）1996—2005年林地、水域面积在增加,耕地和草地面积在减少;林地、水域增长的速度较快,而耕地、草地减少的速度较慢。（2）三峡库区1996年、2000年及2005年土地生态服务价值分别为485.96亿元、726.32亿元和902.29亿元,林地的生态服务价值占主导。（3）经济发展会影响区域生态服务价值的提升,尤其是城市化对生态服务价值的负面影响最为明显。（4）生态服务价值的分区变化比较明显,但是高价值区和低价值区变化比较小。（5）从生态服务价值的内部结构来看,水源涵养的功能占主导。     

基于改进的GPU并行NSGA-Ⅲ的土地利用优化配置

土地利用优化配置是实现土地资源可持续利用的重要途径。该研究根据地理单元发展演变特点对基于参考点的非支配排序的遗传算法进行针对性改进，并耦合多目标优化方法，构建了土地利用空间优化模型。针对目前空间优化模型耗时过长，效率低的问题，该研究将GPU（Graphics Processing Unit, GPU）并行计算和土地利用优化配置模型有机结合，提升模型的优化效率。该研究选取武汉市东西湖区进行实证研究，对比了模型在CPU（central processing unit, CPU）串行计算和GPU并行计算两种方式下的运行耗时，并从最终优化结果中选取生态保护优先和经济发展优先2种典型方案进行分析。结果表明：1）GPU并行计算能够显著提升模型的优化效率，模型运行耗时由原来的158.08 h缩短到了1.68 h；2）模型能够统筹协调多个目标，对研究区域土地的数量结构和空间布局进行合理配置，为规划决策者提供多个可行方案。生态保护优先方案中，生态效益降低了6.16%，经济效益增长了13.64%；经济发展优先方案中，生态效益降低了6.19%，经济效益增长了15.86%。