水资源承载力综合评价的变权灰色关联模型

以灰色系统理论为基础,建立变权灰色关联模型评价区域水资源承载力。在阐述水资源承载力概念的基础上,构建三江平原水资源承载力评价指标体系,确定指标等级标准。将待评价区域的实测指标数列和等级标准数列分别作为比较数列和参考数列,由灰色关联评价理论,计算比较数列与参考数列的联系系数,由变权法确定权重,计算联系度,根据最大关联度原则判断水资源承载力的等级。将此模型应用于三江平原,评价三江平原8个区域的水资源承载力状况,结果表明:2008年三江平原水资源承载力等级为Ⅲ级,其中鸡西市、鹤岗市、双鸭山市、佳木斯市和依兰县属于第Ⅲ等级,水资源承载力处于中等水平,水资源与社会经济发展处于平衡状态;七台河市属于Ⅱ级,水资源承载力为弱无压力状态;穆棱市属于Ⅰ级,水资源承载力为强无压力状态。与投影寻踪评价模型对比分析,评价结果基本一致,表明模型有效可行,成果合理可靠。建立变权灰色关联评价模型,以期为水资源承载力评价提供一种实用可行的评价模型。     

“三条红线”约束下的鄂尔多斯市水资源承载力评价

在对区域水资源承载力现状分析的基础上,结合区域"三条红线"水资源管理指标,运用投影寻踪综合评价法和负载指数法对鄂尔多斯市各旗区水资源承载力进行综合评价,评价结果显示:东胜区、准格尔旗、伊金霍洛旗的水资源开发利用程度较高,在"三条红线"约束下的水资源承载力相对较小。投影寻踪综合评价法是一种较好的水资源承载力评价方法,评价结果可以为区域水资源的合理开发利用提供决策性依据。     

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.     

投影寻踪模型在区域水资源承载力综合评价中的应用

针对区域水资源承载力状况,采用高维降维技术--投影寻踪分类模型(PPC),利用基于实数编码的加速遗传算法(RAGA)优化其投影方向,将多维数据指标(样本评价指标)转换到低维子空间,根据投影函数值的大小评价出样本的优劣,从而最大限度避免了灰色关联法评判中权重矩阵取值的人为干扰,取得了满意的效果,为区域水资源承栽力状况评价及其他评判问题提供一条新的方法与思路.     

基于区域水资源承载力的山西水生态建设

以山西区域经济、社会可持续发展规划为依据,从合理开发利用水资源、实现水资源的优化配置的角度出发,根据山西省的自然、社会、经济发展状况,选取了水资源总量、产业需水量、分项用水量、生态供用水量4项指标构成水资源承载力的评价指标体系,并根据统计数据设置不同情境,以汾河、沁河、桑干河为典型,分析对比了典型年区域水生态的典型问题和生态供水配置。     

基于改进TOPSIS法的盐城市水资源承载力评价及障碍因子诊断

为了解区域水资源承载力状况和发展趋势,以盐城市为例,构建了水资源承载力评价指标体系。采用改进的Topsis法,结合组合赋权法对盐城市水资源承载力进行了评价,并采用障碍因子诊断模型识别出主要的影响因素。结果表明:盐城市水资源承载力整体呈现提高的趋势,从2005的4级的水平提升至2020年2级的水平;从2005年到2020年,水资源子系统对盐城市水资源承载力影响不断加大,社会和经济子系统呈现相反的趋势,生态环境子系统对水资源承载力的影响变化不大;根据障碍度计算结果,人均水资源量、地下水超采面积比和城镇绿化覆盖率的障碍度在不断增加,用水效率相关指标则相反,水功能区水质达标率的障碍度呈现波动下降的趋势。该评价结果与评价方法合理可靠,可以为其他城市水资源承载力评价提供参考。     

基于改进组合赋权法的区域水资源承载力评价

水资源作为人类生存和社会发展的重要资源,其承载力对区域实力提升与协调发展起到不容小觑的作用。针对水资源承载力评价中难以呈现空间关系和定量评价不准确的问题,以芜湖市为例从水资源-经济-生态三个方面选取出人均水资源量、产水模数、降雨量等16个评价指标,采取DEMATEL确定各元素间的影响关系,针对传统熵权法的缺陷将传统熵权法进行改良并计算其客观权重,利用网络层次分析法确定各指标主观权重,并采用乘法合成法将主客观权重进行组合,最后运用模糊综合评价法计算区域水资源承载力评价值构建了芜湖市水资源承载力评价体系。以芜湖市2006-2016年数据为例进行计算,结果表明：芜湖市水资源承载力评价值0.407 1～0.637 0之间,其最低值2006年（0.407 1）,最高值为2016年（0.637 0）,该地区水资源承载力除2011年、2013年以外均为上升趋势,水资源承载力处于临界状态。该方法更好的考虑了水资源承载力评价指标间相互影响的网络关系特点,改良了传统熵权法的缺陷,将主客观权重进行组合赋权进而更加可靠、准确地对水资源承载力进行评价。研究结果可为该地区水资源开发利用提供一定参考。     

基于模糊综合评判的鹤壁市水资源承载力评价

以鹤壁市为研究对象,选取人均供水量、产水模数、万元GDP用水量、供水模数、需水模数、耕地灌溉率、生态用水率共计7个主要影响鹤壁市水资源承载力的因素作为评价指标,通过构建模糊综合评判模型对该市进行了水资源承载力评价。结果表明:2009-2015年间,鹤壁市水资源承载能力平均得分为0.422 4,属弱承载。承载力总体呈现先增强后趋于平缓,然后有所减弱的趋势,南水北调投入使用后,水资源承载能力有所提升,但仍存在一定程度的水资源短缺现象,因此优化配置水资源、实现水资源的合理开发利用仍然是当务之急。本文研究成果对于实现鹤壁市水资源可持续开发利用具有一定参考价值。     

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。     

基于正态云模型的区域水资源承载力评价

针对水资源承载力评价指标模糊性与随机性的问题,将正态云模型应用于其评价当中。基于正态云模型,以浙江省为例,对区域水资源承载力状况进行评价。结果表明:2006-2009年间,浙江省水资源承载力状态始终处于Ⅱ级(一般)状态,较为平稳,水资源承载力综合值从1.960 3上升为2.052 2,区域水资源承载力水平有增加趋势,但个别评价指标仍处于危险状态,其单因子指标值1.5,有待于进一步提高与改善;正态云模型使水资源承载力的定量评价兼顾随机性和模糊性,研究结果可为区域水资源可持续发展提供一定的参考借鉴。     

基于半定量方法的施肥管理模型

AquaCrop模型利用半定量的方法代替具体施肥量数据,该模型与遥感数据结合能有效减小区域施肥管理措施的空间差异性带来的模拟误差。利用盈科灌区2012-2013年田间试验数据对AquaCrop模型进行率定和验证,并对模拟结果进行了精度分析。结果表明:2012年和2013年土壤储水量模拟值和观测值的决定系数R^2分别达到0.83和0.89,RMSE均在合理范围内;冠层覆盖度模拟值和观测值的决定系数R\+2均大于0.90,RMSE分别为7.50%和7.90%;地上干物质量模拟值和观测值的决定系数R^2分别为0.97和0.74。进一步利用该模型的半定量方法对作物生长指标在不同施肥水平情景下的生长状况进行模拟,量化了不同施肥水平下与肥胁迫状况相关的压力系数,为模型区域化应用奠定基础。     

盐碱地滴灌玉米体内Na+、K+、Ca2+、Mg2+的分布及运移特征

探求作物体内盐分离子的分布及运移特征对盐碱地作物产量提高具有重要意义。以玉米为试验材料,研究2种灌水处理下(IS:40mm;ID:80mm)Na^+、K^+、Ca^2+、Mg^2+含量在玉米不同生育期和不同器官的分布及运移特征。结果表明:全生育期内玉米体内Na^+、K^+含量均为IS>ID,Na^+、K^+含量随灌水量增大而减少;2种灌水处理下玉米体内阳离子含量均表现为K^+>Ca^2+>Mg^2+>Na^+;玉米不同器官的Na^+、K^+、Ca^2+、Mg^2+含量不同,2种灌水处理下Ca^2+、Mg^2+含量均为根>叶>茎,Na^+含量为根>茎>叶,K^+含量与Ca^2+、Mg^2+相反;在根向茎运输离子的过程中,玉米主要通过K^+抑制Na^+向上运输,体内保持较高的K^+含量/Na^+含量值,在茎向叶运输离子的过程中,玉米主要通过Ca^2+抑制Na^+;ID处理下玉米体内盐分阳离子含量较小,运输选择性系数较小。     

新型保水剂施用量对土壤水分和马铃薯生长特性的影响研究

为研究“耕农抗旱宝”对柴达木地区马铃薯生长的影响,选出在其种植过程中的最佳施用量,本试验以马铃薯“青薯6号”为供试材料,以施用不同量(22.5、27、31.5kg/hm^2)“耕农抗旱宝”为试验组,以不施用“耕农抗旱宝”为对照组,在青海省香日德试验站开展田间试验。对比研究了其对马铃薯土壤含水率、不同生育期形态特征、叶绿素、脯氨酸、产量、品质等的影响。研究表明:随着土层深度的增加,土壤含水率增大,在“耕农抗旱宝”施用层,同层土壤含水率降幅表现为对照组>试验组;施用“耕农抗旱宝”可有效降低土壤容重,改善土壤孔隙结构;施用量为31.5kg/hm^2时,有利于马铃薯地上部分的积累;施用量为22.5kg/hm^2时,植株的光合效率最高;施用量为27kg/hm^2时,叶片脯氨酸含量最低;马铃薯产量和品质随“耕农抗旱宝”施用量的增加先增加后降低,当施用量为27kg/hm^2时,产量和淀粉含量最高,分别较对照组高13.2%、52.26%。综合考虑,“耕农抗旱宝”施用量取27kg/hm^2时最有利于马铃薯产量的积累和节水效益的发挥。     

基于SWAT模型的龙溪河泸县境内面源污染特征分析

应用分布式水文模型SWAT,首次以龙溪河泸县境内的面源污染为研究对象,通过对该流域的面源污染进行调查、监测和模拟,定量计算和分析该流域面源污染的时空分布规律以及识别关键污染源和污染关键区。结果表明:①SWAT模型在该研究区具有较好适用性,径流、氮磷负荷的纳什效率系数Ens在0.6~0.75,决定系数R^2在0.75~0.85,相对误差Re在10%~30%;②年产水量、TN产量、TP产量丰水期显著多于平水期,丰水期比重大约为70%~80%,平水期多于枯水期,枯水期产量比重在5%以内;③面源污染是各个子流域最主要的污染类型,农业化肥污染与农村生活污染在面源污染中所占比重最大;④农村生活污染对TN产量影响最大,农业化肥污染对TP产量影响最大;⑤11、13号子流域是非点源污染的关键区,选定云锦镇为重点防治区。     

基于PCA优化—BP神经网络算法的农田土壤养分评价

为达到对膜下滴灌土壤养分综合评价的目的,采用描述性统计分析、主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和Back Propagation(BP)神经网络方法对通辽市科左中旗农田土壤养分进行评价,结合单因子指数法,并与传统方法中运用最广的模糊数学综合评价结果进行对比分析。依据《全国第二次土壤养分分级标准》,经实测数据验证,结果表明:2015年和2016年科左中旗农田土壤养分综合评价良好;将PCA与BP神经网络相结合的方法运用到解决土壤学问题中,可获得客观的结果;经检验PCA与BP神经网络模型相结合的评价方法适用于因子多且复杂、精度要求高的样本。将PCA与BP神经网络相结合既可以解决信息过多、分析困难的问题,又可以降低模糊性、减少精度下降,将各自优点有效的联系在一起,相较传统方法可以更加科学合理、准确有效地对土壤养分进行综合评价。     

县域尺度中面向用水部门的初始水权配置

综合考虑各用水部门的发展目标及其历史与现状,提出县域尺度中面向用水部门的初始水权分配原则,确定不同用水部门的用水优先级别,并建立多目标规划模型,将县域获得的水权合理分配到各用水部门,从而减少各用水产业内部的初始水权配置纠纷,降低水权交易中因水权模糊而产生的信息搜集、谈判和监督的成本。最后以广西南宁市宾阳县为例,预测宾阳县2025年的可用水量只能满足50%的灌溉保证率下各部门用水量的需求;宾阳县2030年的农业用水部门缺水更加严峻,高用水和一般工业用水部门的缺水现象也开始体现。根据以上缺水情况提出了应形成相应节水激励机制,并制定合理有效的节水措施等解决思路,对宾阳县未来的初始水权配置有一定的指导意义。     

土壤入渗研究进展及方向评述

作为土壤水资源补给的主要途径,入渗决定着土壤对降水和灌溉的有效蓄存程度,影响作物生长和产量。在综述土壤入渗基本理论、测定方法、模拟方程和影响因素分析等方面研究进展的基础上,重点分析了现存问题和未来发展方向。传统土壤入渗研究侧重于单点监测,还需充分考虑环境变化的影响,以定量分析土壤入渗的时空变异规律;监测手段受到尺度限制;基本方程以土体单元单一入渗过程为主,需进一步考虑SPAC系统的协同作用。因此,亟需融合单点监测、遥感反演和数值模拟优势,加强气候变化和人为干扰下土壤入渗时空动态变化特征的研究。     

滴灌下不同灌水处理对马铃薯水氮运移及产量的影响

通过大田膜下滴灌试验,研究了不同灌水处理下马铃薯根区水分和硝态氮的运移规律以及不同灌水处理对马铃薯产量的影响,为宁夏干旱地区防止土壤中硝态氮淋移渗漏、提高土壤水肥利用效率提供理论依据。该试验以灌溉定额900、1 260、1 620 m^3/hm^2为变量,采用随机区组试验方法,试验结果表明:土壤含水率随着灌溉定额的增大而增加且随着土层深度的增加不断减少;随着灌水后天数的推移,各个处理不同深度土壤含水率不断降低;表层土壤(0～20 cm)含水率随着灌溉定额的增加而增大,30～40 cm土壤含水率不断降低,50～100 cm土壤含水率不断降低的幅度随着灌溉定额的增加而降低; 30～50 cm土层硝态氮含量低于0～20 cm土层的,60～100 cm土层硝态氮的含量在0.2 mg/kg基础上以0～0.11 mg/kg上下浮动;在该试验中,灌溉定额在一定范围内可以促进马铃薯产量的增加,但是当灌水量超过1 620 m^3/hm^2时,产量与灌水量呈负相关关系。试验条件下,灌溉定额为1 260 m^3/hm^2时,马铃薯产量最高,高达25.88 t/hm^2,不同深度土层含水率和硝态氮含量均为马铃薯生长发育对水分的最优需求。     

不同施N浓度下滴头流量对土壤水分运移的影响研究

针对宁夏中部干旱区枸杞滴灌施肥条件下,土壤水分分布规律不明确、灌溉施肥制度不完善等问题,开展了同一施氮浓度不同滴头流量的点源滴灌入渗实验。采用室内土箱模拟,设置施氮浓度(200、300、400、500mg/L)和滴头流量(0.3、0.5、0.7、0.9L/h)两因素,研究滴头流量对湿润体水平方向和竖直方向土壤水分分布的影响。研究结果表明:滴头流量是影响土壤含水率的主要因素。同一施氮浓度下,竖向含水率较水平方向高,随滴头流量的增大含水率逐渐增大,且含水率与滴头距离呈二次多项式;湿润体上部含水率等值线大体呈“U”字形分布,中部大体呈“屋脊形”,下部大体呈水平带状分布;滴头下方存在高含水区,且随滴头流量的增加,高含水区范围不断扩大。认为滴头流量与土壤含水率呈正相关关系,含水率的大小随着滴头流量的增大而增大,研究结果可为宁夏干旱区枸杞种植滴灌制度提供数据支撑。     

基于Arcgis-python断面汇水面积批量提取方法研究

汇水面积对于工程设计中建坝成库和桥梁涵洞孔径尺寸等具有非常重要的现实意义。以30m分辨率的栅格DEM和已有的矢量河流为基础数据,基于Arcgis10.4软件的水文工具箱和python程序,批量处理和计算贵州省境内的芙蓉江流域50km2以上河流的断面以上的汇水面积,选取了广泛分布于芙蓉江流域代表性强的三类控制断面(水库类型6个、水文站类型2个和支流汇口类型29个),共37个。结果表明,在借助python批量处理的环境下,计算结果准确性高,计算的37个河道断面的汇水面积绝对误差(Δ)中最小的仅为0.08km^2,相对误差m最小的仅为0.09%,决定系数R2高达0.99,相对均方根误差RRMSE仅有2.74%,相对分析误差RPD为49.01,远大于2,偏差Bias为2.88;而相较于人工在地形图上勾绘,这种方法计算速度快,通过python批量处理的时间仅为人工的0.63%,极大地节省生产时间,赢得时间成本;此外,还将该方法应用于洪渡河流域、桐梓河流域、綦江流域、赤水河流域、大渡口以上区域、大渡口以下干流区域以及六盘水区域等7个研究区并获得很好的验证结果。因此,为河流控制断面的汇水面积勾绘提供一种新的计算方法,同时为生态断面流量以及坝址库容曲线的计算分析奠定基础。