基于信息熵的忻州市用水结构演变及其驱动力的因子分析

基于1983-2012年的忻州市的用水数据,应用信息熵理论分析用水结构的演变,同时采用因子分析法分析用水结构演变的驱动力。结果表明,忻州市的用水结构特点是以农业用水为主,工业、生活用水比例较小;1983年以来总用水量基本稳定,农业用水量与总用水量保持一致的变化趋势,且呈极显著的正相关关系。农业用水比例总体呈波动下降趋势,工业用水、生活用水比例总体呈现波动缓慢上升趋势;用水结构信息熵结果表明:忻州市用水系统信息熵、均衡度变化趋势不明显;因子分析结果显示总人口、城镇人口、农业产值、地区生产总值、灌溉面积和气温是忻州市用水结构演变的主要驱动力。因此,忻州市应继续加大用水结构调整力度,发展高效节水农业,降低农业用水比例,提高该地区水资源开发利用结构的稳定性和均衡性。     

用水结构变化主要驱动力因子灰色关联度分析

灰色系统关联度分析方法对样本数量、分布规律要求不高,计算量小,且量化结果与定性分析一致,具有广泛的实用性.以郑州市为例,将灰色系统关联度分析方法应用到用水结构变化的驱动力因子分析中去,量化各驱动力因子的影响度,结果表明工业重复利用率、灌溉面积、城镇化水平是郑州市工业、农业、生活三大用水部门的主要驱动力因子,并针对各驱动因子提出了相应的节水措施,为郑州市水资源可持续利用及节水型社会建设提供参考依据.     

重庆水资源利用效率测度及投影优化分析

中国水资源问题的核心是利用效率问题,科学客观评价水资源利用效率已成为当前水资源研究的热点。本文利用数据包络分析(DEA)方法,选取农业用水量、工业用水量、年末供水管道长度、固定资产投资、从业人员数量为投入指标,以GDP为产出指标的指标,对重庆2001-2012年的水资源利用的总体效率、纯技术效率和纯规模效率进行测度和评价,揭示动态变化规律,对非DEA有效的年份进行投影分析。研究结果表明:1重庆市近12年水资源利用总体效率处在接近最优的状态。DEA无效年份在农业用水量、工业用水量、年末供水管道长度均有冗余,其中农业用水和年末供水管道长度冗余量较大,农业用水效率还有提升的空间,规模效率是影响重庆水资源利用总体效率的主要因素。2农业用水量和年末供水管道长度消减率较大,分别为12.109%和16.663%。在规模报酬不变情况下,可以通过适当的消减投入来达到各要素的最优配置,实现水资源的高效利用。因此,适当减少农业用水量,加大农业节水设施的建设,大力发展设施农业,减少工业用水的比例,淘汰落后高耗水产业,大力发展节水型产业,增加水资源输送设施的技术含量、提高水资源的输送能力,是今后重庆提高水资源利用效率需要努力的方向。     

宁夏汉延渠灌区灌溉用水量变化影响因素分析

汉延渠灌区农业灌溉历史悠久,近年来灌溉用水量持续减少。开展汉延渠灌区用水量规律分析研究,探索用水量变化影响因素,对于灌区优化水资源配置和现代化节水型灌区建设意义重大。以宁夏汉延渠灌区为研究对象,分析灌区灌溉制度、有效灌溉面积及种植结构的变化趋势,建立了3种影响因素与灌溉用水节水量数学模型,计算分析几种影响因子贡献率,得出该灌区灌溉用水量减少原因的排序是灌溉面积萎缩及种植结构调整、渠系水利用系数提升、优化灌溉制度的结论,对类似灌区水资源优化配置和现代化节水型灌区建设具有一定参考价值。     

河南省水资源利用演变及边际效益分析

从经济学角度考虑,水资源供需矛盾的加剧提高了水资源的利用效益。用水量决定用水效益,用水效益制约水量在产业间的分配。在分析河南省及各地市2003—2013年用水演变的基础上,将水资源作为生产要素之一,利用C-D函数计算河南省2003—2013年农业、工业和生活用水边际效益。结果表明,河南省以生态用水量增长最为显著,各产业用水边际效益逐年递增,农业、工业、生活多年平均用水边际效益分别为2.35、130.96、9.51元/m3,工业用水边际效益高于农业和生活。河南省用水边际效益的增加与现行水价的偏低形成鲜明对比,计算结果对河南省水资源优化利用和水价改革具有一定的指导和参考意义。     

高州水库灌区农业节水补偿实践研究

在广东高州水库灌区建立农业节水补偿机制,实施续建配套与节水改造工程建设,新增灌溉面积2.85万hm2,改善灌溉面积1.07万hm2,节水用于增加对工业和生活的供水,满足供水需求。工业、城市用水价格中增加农业节水补偿费用0.03元/m3,形成农业节水支持工业、城市发展,工业城市受益反哺农业的良性运行机制。结果表明,该机制使农业用水向效率高、产值高的工业用水和日益增长的生活用水合理转让,提高了用水效率和效益,促进当地经济社会的可持续发展,经济效益和社会效益显著。     

干旱区水资源利用与经济发展关系研究 ——以鄂尔多斯市为例

鄂尔多斯市是内蒙古乃至我国西部经济最发达的地区,然而水资源短缺已成为经济发展的重要制约因素。利用水资源生态足迹理论、LMDI模型和Tapio脱钩模型计算该市2001-2017年的水资源生态足迹以及影响因素,并评价水资源利用与经济发展协调关系。结果表明:①17年来水资源生态足迹呈现先小幅度波动上涨、再稳步下降的总趋势,其中,农业用水是主要组成部分;技术效应是实现水资源生态足迹下降的核心驱动力。②水资源生态赤字、压力指数和万元GDP水资源生态足迹均有下降趋势,水资源利用效率逐年提高,但利用结构不合理,农业用水所占比重过大。③GDP增长与用水量处于强、弱脱钩交替的稳定状态,农业用水脱钩关系优于工业,并且从回归分析可知工业脱钩关系不稳定,需要加强产业结构调整,优化三大产业的用水比例,实现水资源可持续利用。     

中原城市群城市化与水资源利用量化关系研究

城市化发展与水资源利用存在较强的联动关系,利用SPSS分析了中原城市群及各地市2006―2013年城市化发展与用水量、用水效益和用水水平的相关性,以及耦合城市化水平与强相关指标之间的回归关系。结果表明,中原城市群城市化水平与工业和生活用水量均呈显著对数增长关系,与单方水GDP呈显著线性增长关系,与人均生活用水量呈较显著对数增长关系。城市化率每增加1%,所需的工业用水量、生活用水量和人均生活用水量越来越多,但是所产生的单方水GDP增幅越来越少。因此,构建集约型水资源利用方式,减小水资源对城市化发展的制约,是中原城市群实现中部崛起的重要任务。     

浙江推广微灌技术的前景及面临的难题

浙江省水资源总体并不丰裕,工业的飞速发展和水资源保护不当,促成了浙江水质性缺水局面的形成。农业是用水大户,占总用水量的70％以上,而灌溉用水又占据农业用水的90％^[1]。同时,随着现代化进程的加快,工业用水量大幅度提高,水资源“农转非”情况加剧,使农业的灌溉用水量-降再降。     

包头市用水结构的演变分析

准确地分析、研究城市用水结构的演变规律,对于制定城市水资源规划以及水资源合理配置具有重要的指导意义。在对包头市近11年用水结构演变规律分析的基础上,引入信息熵理论对包头市用水结构的发展趋势进行了分析。结果表明:包头市用水结构的特点是以农业用水为主,而工业和生活用水所占比重较小。2000-2010年,包头市用水总量呈上升趋势,年均增加473.76万m3,农业用水量及其所占比重逐渐减小,从2000年的74 517.37万m3和75.31%分别减小到2010年的69 969万m3和67.48%;工业用水量及其所占比重则逐渐增加,从2000年的17 135万m3和17.32%分别增加到2010年的26 157万m3和25.23%;生活用水量增长缓慢,年均增加26.40万m3,其比重基本稳定,维持在7.48%左右。包头市用水结构的信息熵总体上呈现出增加的趋势,但增幅不明显,由2000年的0.71增加到2010年的0.80,说明包头市用水结构有较小的向无序化方向发展的趋势。用信息熵理论可以较好地分析城市用水结构的演变。     

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。     

基于定额定量分析的农业用水需求预测研究

在分析农业需水预测常用方法的基础上,提出了基于定额又不同于传统定额法的需水预测方法:采用主成分分析法和相关分析法定量地辨识农业用水与各影响因素之间的关系,并利用回归分析法建立需水预测模型。以郑州市为例,对预测方法进行了检验分析。结果表明:在降雨保证率为75%的情形下,郑州市2020年和2030年的灌溉需水总量为66863.40×104m3和64001.63×104m3,灌溉用水呈下降趋势,符合实际发展情况。方法具有一定的可行性。     

豫西黄土丘陵区林草植被蒸散量估算研究

采用积温法、Penman公式法和水量平衡法分别估算了三门峡、洛阳、郑州、济源4地市的植被蒸散量,采用蒸散比系数K值法计算了乔木林、灌木林和草类植被的设计蒸散量。结果表明,估算结果与乔木林、灌木林和草类植被生长对水分的需求有较显著的一致性和较好的适用性。通过植被耗水与降水的盈亏分析,给出了4地市不同植被类型的水分亏缺量,多年月平均降水量基本满足灌木林和草类植被耗水需求,多年年平均降水量基本满足乔木林耗水需求,但上半年(1—6月)表现为缺水,对乔木林的生长发育有较大的影响。     

变化环境下农业需水量演变趋势及驱动力

根据宝鸡峡灌区11个气象站近30 a的气象及近20 a种植面积资料,分析了气候及作物种植结构的变化特征,计算了作物需水量和农业需水量,研究了灌区农业需水量的演变趋势,并利用主成分回归分析法揭示了影响农业需水量变化的驱动因素.结果表明:灌区气温呈显著上升趋势,相对湿度和风速呈显著下降趋势,蒸发量和日照时数略有增多,降水量有所减少.灌区农业种植结构变化较大,粮食作物与经济作物种植面积比例显著降低,由1991年的4.08减小为2010年的1.83;粮食作物与农作物总播种面积比例也呈下降趋势,由1991年的0.46减小为2010年的0.40.灌区小麦、玉米、油菜、棉花等4种主要作物需水量呈递增趋势,其中油菜需水量递增速率最快,约为3.558 mm/a;灌区农业需水量呈递减趋势,其递减速率为3.35×107m3/a.影响农业需水量变化的主要驱动因素为种植面积、降水量和蒸发量.降水量的减少和蒸发量的增多使得作物需水量明显增多,而农作物种植面积的减少,引起农业需水量的显著减少.     

中国节水农业技术与产品需求分析

发展节水农业作为解决我国水资源日益短缺的一项革命性措施,近年来正受到国家和全社会的高度重视,迎来了我国节水农业快速发展的大好时机,这对节水农业技术发展和产品需求产生了巨大的促进与推动作用。我国节水农业技术与产品需求主要体现在生物节水超级品种培育技术、作物高效用水生理调控与非充分灌溉技术、高效节水灌溉技术与产品、作物水分信息采集与精量控制灌溉技术及产品、旱作农业水分高效利用技术与产品、雨水集蓄与非常规水开发利用技术等方面,对管道输水灌溉产品、喷微灌产品、渠道防渗材料、制剂与地膜等节水产品构成潜在的巨大市场需求。。     

城市生态环境需水量研究

将城市作为一个生态系统，论述了其自然生态环境需水量的特征。基于水量平衡与水文循环基本原理，分别从绿地、河流、湖泊、地下水四个方面分析了城市生态环境需水量的计算方法。以太原市为例，进行了实证研究。预测各目标年(2010,2020,2030年)全市生态环境需水量分别为5163，6838，7163万m3；实施过程中考虑污水回用以及城市雨洪利用工程，为太原市保护水资源、合理开发配制利用水资源提供依据。     

包头市“十一五”期间供水情况分析

根据包头市供水情况，包头市行业用水结构所占比重的大小依次为：农业、工业、城乡生活；“十一五”期间包头市节水型社会建设取得显著成效，供水量并未随着经济的大幅增长而大幅增长；但是包头市是水资源缺乏城市，随着工业、农业及城乡生活的不断发展，水资源缺口越来越大，供需矛盾日益尖锐，建立节水型城市、水资源综合利用是包头市可持续发展的重要保障。     

黄河下游断流影响及东营引黄对策

东营市拥有丰富的土地资源,现有灌溉面积１４．２万ｈｍ＾２,随着工农业生产的发展,需求量越来越大;黄河水资源日益紧张,黄河断流的影响影响也越来越大,因此,针对东营引黄的实际,提出了如下引黄供水的对策;进行灌区老化工程技术改造;修建平原水库;充分利用灌溉间隙,引黄蓄灌源;加强经济调控,合理调整水价;节约用水;严格控制退水,充分利用退水。     

农业需水价格弹性分析模型

应用计量经济学和多元统计分析的方法,通过对原始资料样本数据建立预处理模型,剔除水价以外的主要影响因素对农业用水量的影响,建立农业需水价格弹性分析模型,得出农业需水的价格弹性,研究表明农业水价与需水量之间存在明显的相关关系.将预处理模型和农业需水价格弹性分析模型在江苏省高扬程灌区中进行了定量的应用研究,结果显示农业水价对用水量有明显的抑制效果.     

变化环境下城市需水量影响因子识别

气候变化和人类剧烈活动正深刻影响着水资源供需系统,然而需水量影响因素众多,因此如何量化需水量和各类影响因子之间的关系,从而识别出主要的影响因子是需水预测一个重要的研究方向。以东莞为研究对象,建立了支持向量机（SVM）和BP神经网络需水预测模型,并将东莞市的需水量影响因子分为社会因子、经济因子和气候因子三类,分别采用不同的影响因子作为驱动,对东莞市需水量进行预测,结果显示经济类影响因子是东莞市需水量最主要的驱动力,且社会因子与气候因子与需水量也有一定的响应关系。