新疆艾比湖流域精河县水资源优化配置SD仿真模型研究

基于可持续发展理论,依据系统动力学(Systcm Dynamics,SD)原理方法,选取艾比湖流域主要城市——精河县,利用SD软件VENSIM5.11A构建精河县水资源的供需状况SD模型.利用2000 ～ 2010年的历史数据验证模型的有效性,模拟2010 ～ 2030年精河县城市需水量预测.通过调节社会经济和人口、生态环境等变量参数,提出3个比较方案,在保护艾比湖流域生态环境平衡及生态安全前提下,比较得出适合当地经济、社会和环境可持续发展的最优方案,为精河县乃至整个艾比湖流域其他重要城市发展决策者提供科学依据.     

石羊河流域现状水资源配置条件下的下游来水趋势分析

石羊河流域随着社会经济的发展，水资源的供需矛盾长期存在且日趋尖锐。造成这种状况的主要原因是水资源时空分布的特性和自然界可提供的水资源量的有限性及流域没有系统的水量分配方案。本文以现状水资源配置为条件，通过对下游来水趋势进行分析，为石羊河流域水资源合理配置提供科学依据。     

新疆艾比湖闭流域水资源合理开发与环境保护

应用系统工程的数学优化方法,以艾比湖环境保护为控制目标,水资源科学分配为主线,结合水利工程规划及经济发展,建立了新疆博尔塔拉河、精河流域水资源优化配置模型,对流域水资源科学分配和合理开发利用进行计算,为流域经济发展宏观决策奠定了坚实的基础。     

基于黄河健康生命的流域水资源合理配置方案评价研究

【目的】考虑人类活动作用下的水资源演变背景,针对黄河以基于供需严重不平衡条件下的缺水配置和输沙要求,计算拟定了以维持河流健康生命、保持干流主要断面最小控制流量为特征描述的4种不同配置方案,即方案1:按流域内各省(区)缺水比例大致相当进行配置;方案2:在方案1的基础上考虑了黄河水资源供需矛盾尖锐的情况,适当减少了入海水量,相应增加了河道外可配置水量;方案3:在方案1的基础上进行了同比例折减;方案4:偏重于考虑目前实际耗用的黄河地表径流量情况,适当考虑了2020年水平年的需求预测,并对这4种方案进行评价。【方法】针对4种配置方案,建立了相对独立可行的指标体系,以流域水资源禀赋为先天条件,以流域水资源开发利用水平为后天基础,运用投影寻踪分类评价模型,将高维数据转换到低维子空间,利用实数编码的加速遗传算法对投影指标函数和模型参数进行了优化,获得了指标体系最佳投影方向即权重和投影值,从而揭示了高维数据的结构特征,并同时运用模糊物元、灰色关联方法和综合集结方法进行了分析。【结果】从水资源合理配置的角度考虑,以第2方案为优。【结论】该模型简单、高效、可行,最大限度地避免了模糊综合评判等方法中对权重的人为干扰。     

基于人工鱼群算法的浐灞河流域水资源优化配置研究

【目的】建立以经济、社会和环境效益相对最优为目标的水资源优化配置模型,为实现水资源的协调发展提供支持。【方法】以浐灞河流域为研究对象,采用人工鱼群算法建立水资源优化配置模型并进行求解。【结果】利用建立的水资源优化配置模型,对浐灞河流域各规划水平年(75%保证率)3种不同效益权重组合下的水资源进行了优化配置,配置后相对最优的结果是:研究区2020年可供水量为25 210.8万m3,较配置前增加了2 603.8万m3,缺水率较配置前降低了9.12%;2030年可供水量为28 168.8万m3,较配置前增加了1 911.8万m3,缺水率较配置前降低了6.07%。【结论】通过不同权重组合下的效益计算,选择经济、社会和环境效益权重分别为0.40,0.25和0.35时的水资源优化配置结果,作为浐灞河流域水资源开发利用与社会经济和生态环境保护协调发展的最佳方案。     

艾比湖流域土地利用变化及其生态响应分析

[目的]通过对艾比湖流域多时段土地利用动态变化、景观格局以及土地利用转换方式对生态环境质量的影响进行定量分析,阐述艾比湖流域近18 a间的土地利用变化对生态环境的影响及效应.[方法]运用相关分析方法论证土地利用与生态环境之间的互动关系及其效应.[结果]从艾比湖流域土地利用景观动态变化来看,景观分离度的逐步降低、破碎度的先升后降、多样性指数和均匀度的急升缓增;生态系统价值的不断增多;通过生态环境指数模型分析及土地利用转换和生态环境质量贡献率的响应研究,艾比湖流域各土地类型转换时会造成生态环境的恶化、生态环境质量的降低.[结论]艾比湖流域总体生态环境质量呈现出恶化的趋势;区域各类具有高生态价值的土地利用类型面积的扩大有利于整个区域生态质量的改善,但生态环境仍然比较脆弱,还有待提高.     

辽宁省汤河流域水资源合理配置研究

针对汤河流域水资源供需现状,同时考虑"引兰入汤"及"引细入汤"输水工程运行供水后的流域水资源供需变化情况,预测了2020年流域水资源的供需状况,并以流域供水净效益、流域总缺水量和流域协调发展指数为目标建立了流域水资源配置的多目标模型,采用多目标总体遗传算法求解。所得水资源优化配置方案,为汤河流域水资源的可持续开发和综合规划决策提供了合理的理论支持和依据。     

基于系统动力学的闭环反馈水资源优化配置研究

【目的】建立水资源优化配置模型,在刻画水资源配置过程复杂性的同时,探讨盈余水量回收再配置机制对区域水资源的影响,使有限的水资源得到合理利用。【方法】构建基于系统动力学的闭环反馈水资源优化配置模型,采用系统动力学软件Vensim,将水资源供需系统及与水资源有关的经济、社会、人口、环境等影响因素以图形化的方式表达出来,用变量记号和方程式表述变量之间的因果关系;同时在模型中增加盈余水量的回收再配置环节,通过设置盈余水量回收比例和回收延迟参数,探讨其对区域水资源配置结果的影响,最后对此模型进行实例应用,并与基于多目标遗传算法的水资源配置方案进行比较。【结果】基于系统动力学的闭环反馈水资源优化配置模型,充分展现了区域供水量、需水量、用水量、回收水量之间的关系,以及其与区域经济、社会、人口、环境之间复杂的因果关系。通过改变盈余水量回收比例和回收延迟参数对模型进行验证,表明盈余水量回收机制设置合理,且盈余水量全部回收可明显增加区域的总供水量;与基于多目标遗传算法的水资源配置方案的配置结果相比,利用基于系统动力学的闭环反馈水资源优化配置模型的配置结果,使实例研究区域2015,2020和2030年的缺水量分别减少1 719,1 388和2 307万m3。【结论】所建立的基于系统动力学的闭环反馈水资源优化配置模型合理、可靠,为地区水资源的优化配置提供了一条有效途径。     

基于多目标规划理论的辽宁双台河口湿地水资源合理配置研究

为了恢复湿地生态功能,合理确定湿地水资源开发利用方案,促进湿地的生态功能持续发展.根据辽宁双台河口湿地开发利用现状及规划目标,选取湿地天然生态环境需水量、农业灌溉及养殖需水量、生活用水量为3个目标,以湿地各类面积为决策变量,并以恢复到2000年的湿地各类面积值为约束条件,以系统工程的观点为指导,运用多目标规划理论,构建了湿地水资源合理分配的多目标规划模型,建立了3种配置方案进行比较.结果表明:只有优先满足湿地生态环境的需水量,使水资源得到合理有效的利用,才能使湿地得到较好较快的恢复,达到可持续发展的生态功能效果,对构建湿地系统生态恢复持续发展和水资源协调利用的框架模式具有重要的指导意义.     

艾比湖流域土地利用对生态环境影响分析

通过对艾比湖流域1990年至2008年土地利用转换的时空格局、艾比湖流域生态系统价值和土地利用转换方式对生态环境质量的影响的定量分析,阐述和分析艾比湖流域1990-2008年的土地利用变化对生态环境的影响及效应.结果表明,艾比湖流域总体生态环境质量呈现出恶化的趋势;区域各类具有高生态价值的土地利用类型的面积的扩大有利于...     

基于PSR模型的艾比湖流域生态安全评价研究

基于压力-状态-响应(PSR)概念模型,结合层次分析法并采用综合评价模型对艾比湖流域生态安全进行综合评价。研究结果表明:(1)在13项评价指标中,影响流域生态安全的主导因素为森林覆盖率、草地面积和水土流失治理面积,其所占权重均在0.1以上;(2)自2000—2010年以来,艾比湖流域生态安全指数由0.230 9增加至0.755 6,流域生态环境呈现良性发展趋势,生态安全状况有所好转。当地政府通过提高森林覆盖率、增加草地面积以及治理水土流失等措施,不断改善了该流域的自然生态环境。     

黄河水量分配的经济综合模式研究

以水资源分配的伦理经济和效益经济理论为基础,探讨了基于不同目标的水资源分配模式,提出了兼顾伦理与效益的黄河水量分配的经济综合模式,构建了水资源分配的经济综合模型,并以2010水平年为例进行了黄河水量分配的模拟研究和实证分析,提出了黄河流域水资源综合分配方案。该方案与国务院87分水方案相比,提高了流域的总福利水平,同时也维持了流域的和谐发展。     

潮白新河流域生态用水保障分析研究

由于生态环境用水得不到保证,潮白新河流域内黄庄洼等大片湿地已经消失,著名的七里海湿地面积也逐渐减少,湿地生态功能作用逐渐减弱。从生态用水水量分配、再生水资源利用及洪水资源化3个方面进行了生态用水分析,提出了满足潮白新河流域生态用水的保障方案,为协调农业用水和生态环境需水的矛盾,进一步改善潮白新河流域生态环境提供科学依据。     

基于灰色预测模型对白城市未来五年居民需水量的预测

需水量是城市水资源的一个重要方面,预测城市居民需水量成为指导水资源合理配置的最重要的一项科技指标。本文以吉林省白城市2004～2013年的居民需水量数据为研究对象,比较不同维数的灰色GM（1,1）预测模型的误差,选择最优模型对白城市今后五年需水量进行预测分析,可以为水利部门分配水资源提供科学依据。     

土地利用变化与社会经济因素对湖南典型水库水质变化的影响

东江湖、水府庙水库和大通湖是湖南典型水库,以上述3个流域为研究对象,在土地利用类型遥感解译结果、社会经济统计数据以及水质监测数据的基础上,采用主成分分析和灰色关联度分析对研究区水质变化驱动力进行比较分析,为探究土地利用变化与社会经济发展对水库水质的影响。结果表明,东江湖流域的土地利用类型以林地为主,大通湖流域以耕地为主,水府庙水库流域内耕地和林地比例差异较为相似。土地利用类型和人类活动对3个水库的影响程度存在差异,东江湖水质变化的主要驱动因子为经济因素、林地及建设用地的面积比例。水府庙水库的水质变化主要驱动力为经济因素、建设及耕地面积比例的变化。大通湖水质变化的主要驱动力是经济因素、人口因素以及建设用地面积比例变化。湖泊受污染情况是大通湖水府庙水库东江湖。     

青海湖流域水资源系统动力学模型构建及其应用

在分析青海湖流域水资源和社会系统相关要素的基础上,采用系统动力学方法,构建了青海湖流域水资源系统动力学模型,并对青海湖流域生态保护与综合治理工程实施前后,青海湖流域水资源承载力与环境状况进行动态仿真及趋势预测。根据青海湖1959—2000年历年水量平衡数据运行模型,得出的各个变量时间序列数据与实测数据误差均在6%以内,其中实测水位与模型计算水位误差均为4.3%。表明模型能够反映青海湖水量平衡系统的实际特征,可以用来预测未来各种流域治理方案实施后的动态发展过程。预测模型结果显示,青海湖流域人类活动耗水从工程实施前2008年的0.48×108m3增加到工程完成后2017年的2.60×108m3。由于人工降水增加入湖水量,2050年青海湖水位将达到的3 190.2 m,下降趋势减缓。     

GAMS在灌区水资源优化分配中的应用

水资源的短缺是全球性问题,水资源优化分配是重要的农业节水措施,是目前农业节水研究的重大课题之一。当水资源优化分配中未知量较多时,传统的手工计算方法已不能满足需要,必须用计算机模型来计算。GAMS是国外应用较广的计算机语言,能通过很简单的计算程序迅速求解线性规划、非线性规划、整数规划问题。通过GAMS语言,建立了简单的灌区水资源分配模型,求解了不同水库泄水条件下的各用户最优水量分配方式。     

基于人工神经网络方法宁夏水资源承载力评价

基于人工神经网络方法对宁夏水资源的时空分布、分配及使用等进行分析,给出宁夏各地区水资源承载力综合指数,为宁夏水资源的合理使用提供科学的参考依据。