基于SD模型和情景分析法的华北平原需水量预测

根据华北平原社会经济和水资源利用状况,考虑了影响需水量的诸多因素及其相互作用的关系,通过构建系统动力学模型,设计趋势保持型(S1)、经济发展型(S2)、节约用水型(S3)和可持续发展型(S4)等4种发展情景,预测华北平原2019-2050年的需水量和水资源供需平衡状况.结果表明:①模拟期内,4种情景下华北平原平均总需水...     

秦皇岛水资源供需平衡预测分析

在全面分析秦皇岛市水资源供需现状的基础上,运用系统动力学方法,建立秦皇岛市水资源系统动力学模型。以2005年为基准年,建立了秦皇岛市水资源供需平衡系统动力学模型对2010年和2020年的水资源供需平衡情况进行了预测分析.根据对模型的灵敏度分析制定了两种方案,从其相互比较中确定了最适合秦皇岛地区可持续发展的方案。从而为秦皇岛地区水资源的供需平衡和水资源可持续利用政策的制定提供一定的科学依据。     

济宁市系统动力学需水预测模型研究

系统动力学以反馈控制理论为基础,处理高阶次、非线性、多重反馈、复杂时变的系统问题,广泛应用于水资源、城市水环境规划中。科学合理的需水预测是规划社会经济建设规模和发展速度的重要依据。针对济宁市水资源和社会经济现状与发展要求,以实现水资源供需平衡为目标,建立需水量预测系统动力学模型,通过变量调控、方案设计及节水效果评估,为节水管理提供决策信息。研究表明,建立的模型是有效的,可以全面客观地使济宁市社会经济发展获得良好的可持续性。     

合肥庐阳经济开发区需水预测及合理性分析

工业园区类规划水资源论证,是地方水行政主管部门规划水资源论证管理的核心与难点.本文主要介绍了开展工业园区需水预测采用的分类指标法和综合指标法的主要内容和分析方法,结合规划水资源论证技术要求和合肥庐阳经济开发区实例,对其进行了需水预测,并从总量、用水效率与用水结构合理性等方面进行了分析,旨在为同类型规划水资源论证需求预测...     

基于灰色关联分析的支持向量机需水预测研究

近年来需水预测一直被高度重视,由于实际需水预测涉及因素众多难以考虑全面、历史资料的局限性以及需水变化影响因素考虑不足等,各种需水预测方法均存在一定局限性,导致预测结果与实际用水量有较大差别.针对以上问题,考虑采用灰色关联分析与支持向量机结合的方法进行需水预测,根据灰色关联分析方法辨识得到的各类用水主要影响因素,构建支持向量机需水预测模型.以郑州市实际用水量为例,对各部门用水分别建立基于灰色关联分析的支持向量机非线性需水预测模型,结果表明,此方法用于需水预测能够比较全面的考虑需水量影响因子,预测结果精度较高,可作为小样本情况下一种较好的需水预测方法.     

基于供需平衡的城市污水再生利用潜力预测

城市污水再生回用潜力预测是再生水安全利用及优化配置的前提,根据银川市再生水利用的现状及规划,按照再生水的来源及处理能力计算出银川市再生水的供水能力,根据再生水可利用的途径计算出再生水的利用能力,进行供需平衡分析,从而确定出银川市再生水利用的潜力,为银川市城市再生水回用提供指导。     

改进的灰色动态模型在五家渠市需水预测中的应用

五家渠市地处乌鲁木齐河、老龙河等流域的下游,现面临着上游来水日趋减少、水质恶化与新增用水需求不断增长的多重挑战,因此,拟对五家渠市的需水进行预测研究,为合理配置五家渠市水资源,解决工农业用水矛盾提供重要依据。采用改进的灰色动态模型对五家渠市各用水部门不同规划水平年(2015、2020、2030年)的需水进行预测,结果表明,该模型克服了变量多的不利影响,便于实际应用,预测结果满足长期需水预测的精度要求。     

基于LSTM-NeuralProphet模型的城市需水预测方法研究

城市水资源规划和管理是确保城市可持续发展和居民生活基本需求得到满足的关键环节,城市短期需水预测是城市水资源规划和管理的基础。由于气温、降水量和蒸发量等随季节变化明显,直接影响不同季节的用水峰值、高峰期,导致传统基于时间序列算法的固定时隙预测无法适应时隙的变化,从而不能保证预测精度。针对固定时隙预测精度低的问题,研究了基于四季24 h时间分辨率和夏季15 min时间分辨率的双时间尺度城市短期需水预测模型。该模型使用Anomaly-Transformer模型进行异常值检测,并通过分段曲线拟合对异常值校正,采用主成分分析法对城市短期需水影响因子进行分析提取主成分,在AutoML的标准模型分析中选取三个效果最好的模型作为Stacking模型的基学习器再结合长短期记忆网络（Long Short-Term Memory, LSTM）和Optune框架超参数优化后的NeuralProphet模型对双时间尺度的城市短期需水量进行预测,同时加入安全网机制,以保证LSTM-NeuralProphet模型的精确度。与其他模型（LSTM模型、NeuralProphet模型、BP神经网络模型）相比,LSTM-N...     

系统动力学和分块预测结合方法在工业需水预测中的应用

利用系统动力学和分块预测方法,通过系统的反馈机制作用进行分析后建立模型,可以在缺乏基础数据、需水量有突变或工业用水组成及不均衡、定量表达式难以建立的情况下,对系统发展的整体水平进行预测,并保证一定的精确度。并通过实例进行应用,对区域水资源综合规划及对长期供水规划的制定提供了重要的参考依据。     

基于CLUE-S模型的吴忠市土地利用时空演变及多情景模拟预测

【目的】研究不同情景下的未来土地利用时空演变格局,为合理利用土地资源、科学规划国土空间开发格局和区域高质量发展提供助力。【方法】研究团队以宁夏回族自治区吴忠市为研究对象,选取2000年、2010年和2020年3期土地利用数据,运用土地利用转移矩阵、CLUE-S模型,分析研究区2000—2020年土地利用变化特征,模拟自然增长情景、生态保护情景和经济增长情景下2030年吴忠市土地利用演变特征。【结果】1)2000—2020年吴忠市草地面积占比最大,其次是耕地和未利用地,建设用地面积不断增长;建设用地面积变化最快,并以耕地转化为建设用地为主。2)2030年建设用地面积在自然增长情景下将会减少,生态保护情景下林地面积增幅较大,经济增长情景下各土地利用类型变化较小。3）在3种情景下,吴忠市2030年土地利用结构仍然以耕地、林地、草地为主,建设用地面积在生态保护情景和经济增长情景下将呈增长的趋势,在自然增长情景下将呈减少趋势。【结论】生态保护情景下的预测结果更符合国土空间规划要求和经济社会发展的需求。该研究成果对推动吴忠市未来土地利用格局规划具有重要意义。     

系统动力学和分块预测结合方法在

利用系统动力学和分块预测方法,通过系统的反馈机制作用进行分析后建立模型,可以在缺乏基础数据、需水量有突变或工业用水组成及不均衡、定量表达式难以建立的情况下,对系统发展的整体水平进行预测,并保证一定的精确度。并通过实例进行应用,对区域水资源综合规划及对长期供水规划的制定提供了重要的参考依据。     

再生水灌溉土壤Cd累积的模拟和预测

假定灌溉用再生水是土壤中重金属污染主要来源,并且土壤中重金属主要通过作物收获离开土壤,对北京东南郊再生水灌溉小麦土壤中Cd的累积进行模拟和预测。以土壤中Cd的质量分量为预测变量,作物茎叶和籽粒中Cd的质量分量为响应变量,分别进行拟合,结果表明,随着作物收获而离开土壤的重金属Cd量相对于灌溉水带入土壤的量非常小,但土壤中Cd含量较低时,随作物收获离开土壤的Cd量相对较大。预测结果显示,如果按当前实测数据污水处理厂二级出水Cd含量10mg/m3、土壤Cd的质量分量背景值0.1333mg/kg计,土壤中Cd含量将在40年后超过国家土壤环境质量标准。如果假定灌溉水Cd含量降到5mg/m3,土壤中Cd含量将在100年后达到国家土壤环境质量标准的临界值。     

盐城市水资源供需平衡动态模拟分析

从水量平衡的角度出发,分析盐城市水资源系统的组成,建立了水资源供需平衡动态模拟模型.根据选用的典型年的水文资料,对盐城市水资源系统进行了动态模拟,分析了改变种植结构、提高河网调蓄能力、增加供水水源等多种方案组合情况下的盐城市缺水状况,并进行比较分析,给出不同方案的优劣,为当地水资源管理提供较好的参考依据.     

基于SD变化环境下农业水资源供需平衡模拟

为了探讨变化环境对农业水资源供需平衡的影响,运用系统动力学软件Vensim-Dss建立了农业水资源供需平衡的系统动力学模型,综合考虑社会经济发展和气候变化情景,仿真模拟了变化环境下农业供、需水量及缺水量的变化情况.石羊河流域模拟结果表明:未来农业供水量和需水量受气候变化的影响程度不同,但 2033年以后,农业供水量在不同气候变化情景下的变化趋势相同;不同行政区农业水资源系统对气候变化的响应存在明显差异,金昌市A2气候情境缺水率大于B2情景,在2029年、2038年缺水率分别达到32.0%,28.6%, B2情境下,2021年开始出现轻度缺水,中度缺水年仅出现在2023年和2039年,缺水率分别为30.7%,30.5%;武威市A2气候情境下缺水率小于B2情景,仅2038年为中度缺水,缺水率为24.9%,B2气候情景中度缺水年较多,2023年缺水率最大,达到33.2%.研究结果可以对变化环境下区域用水规划和农业发展规划提供指导.     

基于IEA的需水预测投影寻踪模型研究

需水预测是一个由城市人口、工业水平、社会经济水平共同作用的多因素、多层次的复杂非线性系统,其结果将直接影响受区域水资源承载力约束的产业结构、布局形态等决策。PP方法通过投影将高维数据转换为低维数据,克服了维数祸根问题,能在一定程度上解决分类、函数逼近和时间序列预测等问题。将PP方法引入需水预测领域,建立了需水预测PP模型。同时,将免疫进化算法和PP耦合起来,简化了参数优化运算。在珠海市的应用实例表明:PP模型较好地解决了高维非线性和非正态问题,在需水预测中有较强适用性。     

城市再生水农业利用技术经济分析

水资源严重短缺已经成为制约我国经济社会可持续发展的瓶颈,再生水回用于农业是污水资源化的有效途径。在分析再生水利用现状的基础上,建立了再生水灌溉优化模型,利用优化模型分析了用水组成、再生水质及农作物组成的相关指标。最后,以郑州市为例,对再生水农业回用进行了技术经济分析,研究成果对于我国城市污水处理回用和再生水灌溉具有一定指导意义。     

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。     

深圳特区再生水现状分析及利用对策探讨

再生水利用是目前解决城市水资源短缺、建设节水型城市的有效途径.通过对深圳特区内主要污水处理厂实地调查、数据收集,归纳总结了特区内当前再生水处理概况及再生水利用现状,从政策、价格等6个方面分析了影响再生水推广利用的主要因素;并结合深圳市出台的节水政策,从近期(2010年前)和中远期(2020年前)城市发展规划的角度,提出了深圳特区市政园林系统再生水利用的对策及建议.     

再生水灌溉条件下土壤Cd的运移及模拟研究

通过土柱模拟试验,分析了再生水灌溉条件下土壤Cd的运移规律。结果表明,pH值为7时,Freundlich等温吸附方程拟合效果较好并获得土壤运移参数Kf、β;在室内土柱穿透试验的确定系数(0.992)以及水动力弥散系数D的基础上,使用HYDRUS-1D软件TSM模型拟合Cd穿透曲线,获得土壤运移参数f、a;基于TSM模型,再生水灌溉100、300、500a时,累积质量浓度为0.742、1.419、1.783mg/kg。长期灌溉条件下,Cd质量浓度高于中国土壤环境质量标准最高容许量,再生水灌溉风险较高。     

基于节水优先的引江补汉工程受益区需水预测

引江补汉工程是南水北调中线工程的后续工程,太平溪方案受益区涉及湖北省11个地市,占全省国土面积的1/3.依据2019年国家最新节水要求,基于节水进一步论证湖北省关于引江补汉的用水需求,从而为计算工程规模提供依据.本文对受益区规划水平年基于节水的需水量进行了预测,以保证受益区内各地市需水量在用水总量控制指标之内.分析过程...