用水总量控制下的水库水量调度模型研究

为适应最严格水资源管理制度对水库调度的要求,提出了用水总量控制下的水库水量调度模型。模型主要由中长期年度供水计划制定模块和短期水库两时段调度模块两部分嵌套构成,通过宏观总控、长短嵌套、实时决策、滚动更新的运行方式在水库调度中实现其用水总量控制目标。针对年际用水量变化较大的灌溉用水户,建立了基于用水量特性曲线的年度用水总量控制指标确定方法。王英水库水量调度实例研究表明本模型能够在保障水库供水效益的同时克服来水预报偏差对用水总量控制的不利影响。     

系统动力学模型在高校中水回用系统中的预测研究

以河南某高校中水回用系统为研究对象,通过分析各项用水因素间的关系,构建了系统动力学模型,并在对该模型精确度验证的基础上,对不同的人均用水量增长率条件下该校未来20a的用水总量、自来水用水量、中水用水量和需求量进行预测分析。结果表明,该模型能够较准确地预测用水量,并为中水回用系统的推广和优化提供参考。     

灰色系统理论在农业需水量预测中

应用灰色理论建立了GM(1，1)模型，对华北地区某典型区农业用水量进行了预测。所建模型经残差检验证明其模型具有可行性和适应性，在此基础上，通过对典型区农业需水量的预测，为研究区域的水资源综合规划提供了依据。该方法可供相关县级小区域水资源评价与规划中作为参考。     

基于“三条红线”及SE-DEA模型的水资源优化配置

在最严格水资源管理思想的指导下,研究探讨"三条红线"控制指标,即用水总量、用水效率和纳污能力控制指标的选取及确定方法,建立了以社会、经济和水环境为效益目标的多目标水资源优化配置模型,以平定县为例,开展了水资源配置研究,结合SE-DEA模型,进行了不同配置方案下水资源配置结果效率值分析,探求出了最佳水资源配置方案,为实施区域最严格水资源管理提供依据。     

我国水资源利用效率评估及其方法研究

在分析国内外水资源利用效率相关研究基础上,选取用水结构、去变异化农业用水效率、万元工业增加值用水量等5个指标,通过对地区指标数据的聚类分析,采用投影寻踪和遗传算法优化构建水资源利用效率评估模型。以2012年我国299个地级城市作为研究区域,将其水资源利用效率分为五个等级,进行我国水资源利用效率地区差异性研究,研究表明我国城市水资源利用效率地区差异性显著,水资源短缺和经济较为发达的华北和华东地区水资源效率较高,水资源丰富和经济较为落后的西部地区水资源利用效率较低,并对水资源利用效率前后10名的城市进行主要影响因子进行分析,为提高地区水资源利用效率提供依据。     

基于模糊综台评价法的区域水资源承载力研究

区域水资源承载力是进行生态环境建设和确定社会经济发展的基础.分析了水资源承载力的内涵及其评价方法,选取人均供水量、水资源利用率、单位GDP用水量、供水模数、需水模数、生态用水率等6个主要因素作为评价指标,建立了水资源承载力模糊综合评判模型,并应用该模型对榆林市水资源进行综合评价.结果表明:榆林市水资源开发利用已经达到相当规模,在现有经济技术条件下,该地区的水资源承载潜力已相对较小,水资源供需矛盾突出.同时,提出了提高水资源承载力的对策,为今后的区域水资源开发利用提供依据.     

基于混合蛙跳算法投影寻踪模型的黄河流域用水效率评价

水资源短缺是制约黄河流域社会经济发展的主要瓶颈,提高用水效率对缓解该区域水资源短缺问题十分重要。根据黄河流域2010年供用水资料构建用水效率评价指标体系,运用基于混合蛙跳算法的投影寻踪模型对黄河流域用水效率进行评价,以模型计算的投影值作为衡量流域各省(区)用水效率水平的依据,并分析影响用水效率的主要因素。结果表明:用水效率存在明显的区域差异,经济社会发展水平相对较高的区域,水资源利用效率相对较高,山西用水效率最高,宁夏用水效率最低;人均综合用水量、农田灌溉每公顷平均用水量、农业用水比例、万元GDP用水量等为黄河流域用水效率的主要影响因素。评价结果可为用水效率管理及节水型社会建设提供科学的参考依据。     

海伦市用水现状与2020年需水预测

【目的】预测城市的生活、工业、农业用水的需水,对城市的规划、经济发展以及供水系统的管理及扩建提供可靠依据。【方法】使用水平衡分析法及线性回归分析和大量的数据运算,通过线性回归分析现状年及2013—2017年用水量分析了海伦市用水现状并预测了2020年需水量。【结果】2020年海伦市城镇居民生活用水为774.66万m~3,农村居民生活用水量为1 622.32万m~3,2020年海伦市工业需水量为0.061亿m~3,2020年海伦市农业需水总量为3.64亿m~3。【结论】预测年2020年供水量大于需水量。     

BP神经网络在农业水资源评价中的应用

通过选定与农业用水量关系紧密的影响因素,作物产量、降雨量、非耕地耗水量和土地利用系数4个主要参数,建立了BP神经网络模型,并用模型预测了北方干旱地区一定农业生产水平下所需要的农业用水量值.此方法可以用来评价某地区农业水资源的富余程度,指导合理分配区域水资源.     

基于主成分分析的支持向量机需水预测模型及其应用

需水预测是水资源优化配置、水资源规划和水资源管理的重要依据,其预测精度受到众多因素的影响,且实际用水量数据时间系列较短,制约了传统预测方法的应用。利用支持向量机在对小样本学习的基础上对其他样本进行快速、准确的拟合预测的特点,采用主成分分析与支持向量机相结合的方法,首先利用主成分分析法筛选需水量的主要影响因子,然后将其作为输入样本,对支持向量机模型进行训练和检验,寻找最优模型,并将该方法应用于洛阳市需水预测。结果表明,该模型预测结果平均相对误差为-0.83%,预测精度较高,可作为训练样本较少情况下的一种需水预测方法。     

水资源利用随机预测模型研究

水资源利用量受多项因素的影响,是一动态、非平稳的随机过程。摈弃传统的典型代表年和频率分析等用水预测方法,采用时间序列分析法,在用有序聚类法与秩和检验法分析和处理序列跳跃项（或剔除突变项）之余,建立了一个含趋势项、周期项和随机项的模型,以对水资源利用序列进行预测。最后用所建模型对河南省开封市水资源利用进行预测,结果表明该模型合理可行,且有较高精度。     

黑龙江省分行业用水统计误差分析测算

加强用水总量统计是水资源管理的一项重要基础性工作,可为水资源规划、管理、节约与保护等日常工作提供必要的基础支撑。我国用水量统计还主要采用区域定额估算的方法,相对比较粗放,其精确性有待提高。本文论述了用水统计误差分析的理论与方法,定量分析用水量统计数据存在的误差范围,以黑龙江省为例分析了农业、工业和生活等行业的用水特征,通过误差分析选择合适的抽样方法:农业用水误差分析采用实灌面积进行比率估计的方法,工业用水采用按行业分层的方法,生活用水采用常住人口进行比率估计的方法。经计算分析得出全省用水总量误差2.63%,计算精度满足统计要求。本研究对逐步提高用水统计工作的抽样效率、精度和科学性有重要意义。     

基于ARIMA与GM(1,1)的区域用水总量预测模型及应用——以广州市为例

区域用水总量控制是落实最严格水资源管理制度的重要内容,提高用水总量预测水平是其关键支撑环节。分别利用ARIMA与GM(1,1)构建区域用水总量预测模型,并基于广州市时序用水特点,对其2002-2016年的用水总量进行模拟预测,在验证模型有效性基础上选用ARIMA(1,1,1)模型预测其2017-2020年用水总量。研究结果表明,ARIMA(1,1,1)对其用水总量模拟预测的相对误差呈现逐步收敛趋势,而GM(1,1)模型则具有先收敛后发散的特点,而结合平均与绝对相对误差验证ARIMA(1,1,1)适用于用水总量预测精度要求;通过预测发现广州市到2020年用水总量将面临超过其用水总量控制红线的危机,而从其2011-2015年用水结构中发现工业和农业用水仍是制约用水总量控制的关键点。因此,在后期水资源规划与调控中,广州市需要进一步加强工业用水效率和农业灌溉技术的提高。     

农业灌溉用水定额的内涵及确定方法

实施灌溉用水总量控制和定额管理是实施严格水资源管理的重要方法,也是分配灌溉用水使用权的基本依据。在明确灌溉用水定额概念及其主要内涵的基础上,探讨灌溉用水定额的影响因素以及相关指标的含义、性质,论述灌溉用水总量和用水定额的关系,为合理确定农业灌溉用水定额提供参考。     

井渠结合灌区地下水动态预报及适宜渠井用水比分析

以陕西泾惠渠井渠结合灌区为例,根据灌区多年降雨量、渠灌用水量、井灌用水量资料及渠井灌溉用水量的比值,利用多元非线性相关分析法建立了灌区地下水动态预报的数学模型。对减少渠灌用水量增加井灌用水量、增加渠灌用水量减少井灌用水量、渠灌与井灌用水量合理比值3种情况下地下水动态进行了预测,提出了适宜的渠井用水比例。为灌区地下水合理开采和灌溉水资源优化配置提供依据。     

京津冀城市群水资源循环经济发展的障碍因子分析

水资源是城市群经济发展、社会进步的重要支撑,稳定优质的水资源对城市的发展十分重要。京津冀地区作为典型的城市密集区,水资源短缺问题十分突出。以循环经济理念为基础,从供水、用水、排水、再生回用4个维度出发,建立京津冀城市群水资源循环经济综合评价指标体系,应用熵权法确定指标权重,利用障碍度评价模型对其障碍因子进行诊断,最后采用ArcGIS进行空间可视化分析。结果表明:工业废水排放量、排水管道长度和人均日生活用水量是影响京津冀城市群水资源高效循环利用的主导障碍因素。其中,北京的障碍因子主要为工业废水排放量和排水管道长度,天津的障碍因子主要为供水总量和新水取用量,河北的主要障碍因子为工业废水排放量、排水管道长度、再生水利用量以及节约用水量。     

区域农业灌溉用水量长期预报模型研究

农业灌溉用水是一动态、非平衡随机过程,其水量预报中存在灰色不确定信息。如何通过大面积农业灌溉用水量的长期预报,指导灌区用水实时管理,则是水利工程规划管理和农业高效用水中待研究的重要问题。本文基于时间序列分析方法,建立了区域农业灌溉用水量长期预报分解模型,给出了灰色ＧＭ（１,１）趋势预测、方差周期分析以及ＡＲＭＡ（２ｎ,２ｎ－１）随机分析相结合的模型求解方法,并编制了相应模型软件支持系统。该系统具有     

宁夏水资源承载能力评价研究

以宁夏为例,根据自治区最严格水资源管理制度,以用水总量控制红线指标作为影响区域水资源承载能力的主要因素,采用偏最小二乘回归法筛选出与宁夏用水总量密切相关的7个指标作为区域水资源承载力评价关键指标,建立宁夏水资源承载能力评价指标体系,对2015年宁夏水资源承载力进行定量化分区评价,评价结果可为区域经济社会发展和生态环境保护长远战略规划提供科学依据。     

区域农业灌溉用水量长期预报模型研究

农业灌溉用水是一动态、非平衡随机过程,其水量预报中存在灰色不确定信息。如何通过大面积农业灌溉用水量的长期预报,指导灌区用水实时管理,则是水利工程规划管理和农业高效用水中待研究的重要问题。本文基于时间序列分析方法,建立了区域农业灌溉用水量长期预报分解模型,给出了灰色ＧＭ（１,１）趋势预测、方差周期分析以及ＡＲＭＡ（２ｎ,２ｎ－１）随机分析相结合的模型求解方法,并编制了相应模型软件支持系统。该系统具有自动进行模型特性检验、结构识别、参数优选及拟合预测计算等优点。应用所提模型,对南水北调中线进行农业灌溉用水量的年预报研究,取得了满意结果,由此表明所提模型与方法是合理可行的。     

基于SD模型的长沙市水资源承载力研究

基于长沙市水资源现状,为平衡居民生活用水、经济生产用水和环境生态用水之间的关系,运用系统动力学方法,建立长沙市水资源-人口-经济-生态环境的耦合系统,模型模拟了现状延续型、经济发展型、节水治污型和综合协调型四种发展模式,选取GDP、人口数量、居民生活需水量、经济需水总量、供需压力作为主要评价指标。结果表明:第一、二、三产业分别保持10%、12%、12%年增长率且节流治污情况与现状延续型保持一致的方案,供需压力将达到节流治污方案的两倍多;经济生产用水对水资源供需压力的影响远大于居民生活用水和环境生态用水;通过适当降低人均用水量来平衡因人口数量增长而增加的居民生活用水是可行的。