高耗水工业用水量控制和水价调整政策效果研究:基于水资源动态CGE的分析

论文应用水资源动态CGE模型,研究和分析了高耗水工业不同水资源管理政策对经济、社会和水资源利用的影响。文章首先构建了将水资源作为生产要素的CGE模型,并建立了动态机制,然后以2010年为基准年模拟和分析了2010—2020年间高耗水工业用水量控制和水价上涨不同情景下的影响。分析表明:高耗水工业的水量控制比水价调整对宏观经济的影响大,表现为GDP和居民福利的显著下降以及投资的大幅度上升;而高耗水工业水价上升对宏观经济的影响较小,表现为GDP的小幅度上升以及居民福利的小幅度下降和投资的上升;对部门的影响比较复杂,但高耗水工业水量下降和水价上升,都将导致其产出降低。对水资源利用的影响显示,水量控制和水价上升对用水总量的影响较小,但对提高工业用水效率都十分显著。     

基于RDA-REM模型的我国再生水开发利用潜力

为促进我国再生水资源高效利用,优化水资源配置结构,针对再生水开发利用潜力开展再生水开发利用影响因素分析,剖析再生水资源的特殊性与竞争性,揭示再生水开发利用的驱动机制与约束机制,建立再生水供需双侧协调交互式的潜力指标体系,并基于冗余分析（RDA）筛选潜力预测关键指标,并以此为基础,构建具有随机效应的潜力预测模型（REM）,预测全国再生水开发利用潜力.同时,针对REM模型参数的不确定性,刻画10%~90%分位数水平下的参数置信区间.结果发现,生态用水量、建成区供水管道密度、再生水处理设施建设固定资产投资和污水处理总量这4项指标与再生水开发利用紧密相关,为潜力预测关键指标.REM潜力预测模型拟合精度较高,最大拟合误差为-8.5%.未来一段时期内,我国再生水开发利用量将继续保持高速增长趋势,2025年全国开发利用潜力有望达到129亿m³,将有助于优化城市供水结构,提高区域水资源循环利用率.     

厦门市生态系统供水服务量化与价值评估

突出的水污染问题严重影响生态系统供水服务,针对现有研究对水质影响和供水价值的评估考虑不足,尚无法将水质、供水服务及其价值与管理措施相联系,难以满足水资源和水环境管理的决策需求等问题,综合考虑水资源和水环境,建立了水质水量-供水服务-供水价值的联系,应用于厦门市生态系统供水服务评估并提出管理建议.采用SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型模拟水量,引入主要污染物超标当量和水质当量的概念评估水质,采用市场价值法和环境恢复成本法评估其价值.结果表明:2015年厦门市生态系统供水量为9.26×108 m3,供水价值量为14.82×108元,比2010年分别增加了1.77×108 m3和2.60×108元.2015年和2010年厦门市水质恶化导致供水价值量分别损失0.31×108和0.27×108元.厦门市供水服务具有较强的时空异质性和水体差异性,发掘潜力较大,受到总体下降的水质影响,建议从提升水源涵养能力和改善水质这两方面入手开展研究,以提升供水服务.该研究方法操作简单,评估结果易于比较和被决策者理解,但对经济发展程度的影响和水质定价考虑不足,在今后研究中应将地方经济发展程度纳入评估体系,并修正水污染处理成本.      

基于灰色动态模型群的衡水市居民年用水量预测

针对居民用水量序列的随机性和周期性以及传统灰色模型由于离散程度大而产生的过拟合问题,依据灰色模型理论构造了由5个GM(1,1)模型组成的灰色动态模型群;基于衡水市2007-2019年居民年用水量数据,采用灰色动态模型群对衡水市2020-2030年居民年用水量变化进行预测研究,并对预测结果进行残差检验以及残差修正;将灰色...     

跨边界区域水资源冲突与协调模型与应用(Ⅰ)模型体系

针对水量短缺和水质污染引起的跨边界区域水资源冲突 ,运用大系统分解协调原理和博奕理论构建了跨边界区域水资源冲突与协调模型体系 .该模型体系通过在行政边界出境处设置控制断面 ,按生活、生产、生态用水分类预测了未来断面控制区域的用水量和水污染物排放量 ,在此基础上建立了断面非合作与合作模型对冲突中的竞争和合作行为进行模拟 ,并选用纳什法协调冲突 .模型确保了河道的最小生态用水需求 ,并通过关联预估法协调模型中的水量子系统和水质子系统 ,模型既可对断面水量进行优化调度 ,又可对断面水污染物排放进行总量控制 .     

柴达木盆地水资源承载方案系统分析

利用系统动力学对柴达木盆地的水资源承载力进行了深入研究 .根据该地区的特点以人口为主要承载目标建立了柴达木盆地水资源系统动力学仿真模型 ( SDIMWRSCCB) .通过该模型对柴达木盆地 2020年和 2050年的水资源承载力以及承载人口进行了预测和分析 ,提出高、中、低 3个方案 .并进一步分析比较得出一个经济和环境协调发展的综合方案 ,从而为决策者提供了科学的决策依据 .     

水资源利用发展路径构建及应用

文章基于水资源利用与经济和社会发展关系的认识,应用不同国家和地区数据构建了水资源利用发展路径,并以此为依据评价了中国1980-2014年水资源利用发展过程和大陆各省1993、2000和2011年水资源利用水平。水资源利用呈现阶段性特点,在经济发展从低收入向中低收入、中高收入和高收入的发展过程中,农业用水比重从极高下降到较低水平,人均生活用水量逐步增加,单位工业用水量显著下降,水生产效益显著提高,供水人口实现全覆盖。中国水资源利用发展过程受经济和社会发展影响明显,工业用水比重过大,人均生活用水量偏低,并滞后于经济发展。各省水资源利用呈现显著差异,但滞后于经济发展的省份占大多数。     

基于水量平衡的流域生态耗水量计算——以海河为例

论文提出一个基于水量平衡的流域生态耗水量的计算方法。以海河流域为例,利用流域多年年降雨、入海水量、引黄水量、地下水超采水量、工业用水量、农业用水量、生活用水量、工业废污水排放量和生活污水排放量等资料,得出1956～1998年流域生态耗水量的多年变化。计算结果显示,虽然流域在1956～1998年的43年间环境发生明显变化,然而流域生态耗水总量没有呈明显的上升或下降趋势。最后通过对比研究,给出了论文提出的算法与基于当地水资源的算法结果的物理解释。     

鸭河口水库水资源平衡及供水目标环境影响研究

根据鸭河口水库功能及供水现状,对预测年南阳市供水工程建成投产后鸭河口水库水资源平衡进行了计算,分析替代工程兴建对地下水水位、水质、土壤次生盐渍化的影响,并提出了地下水资源可持续利用对策措施与建议.     

水资源安全评价模型构建与应用——以福建省泉州市为例

作为东南沿海的重要城市之一,泉州市在经济社会迅速发展的形势下,水资源可持续利用面临前所未有的压力。论文采用改进的层次分析法及基于因子分析的聚类分析法,对泉州市各县(区、市)2008年的水资源安全状况进行评价与分析,并评价了2000-2008年泉州市的水资源安全变化趋势,对2015及2020年的水资源安全进行预测。主要研究结论为:水资源处于安全状况的地区为德化县、永春县、安溪县;基本安全的地区为南安市、洛江区及泉港区;处于不安全的为鲤城区、丰泽区、惠安县;处于严重不安全的地区为晋江市和石狮市。评价年份内,2000年水资源安全保障程度最高,2004年水资源安全程度最低。在P=75%和P=90%的情况下,2015和2020年泉州市面临的水资源压力很大。针对泉州市经济社会发展、水资源特点及开发利用特征,提出了提高水资源安全保障程度的措施。     

新疆干旱区水资源生态足迹与承载力的动态特征与预测

为实现新疆水资源与社会、经济和生态环境的协调发展,在测算了新疆2000—2015年水资源生态足迹、承载力和水资源负载动态特征的基础上,利用ARIMA模型对2020年新疆水资源生态足迹、承载力及赤字情况进行预测.结果表明:① 2000—2015年,新疆总水资源生态足迹总体略有下降,但波动剧烈;用水结构中存在着其他用水部门侵占生态用水现象;2016—2020年,新疆水资源生态足迹总体呈“W”型波动下降趋势.② 新疆水资源生态承载力不断下降,由2000年的0.13×104 hm2降至2014年的0.07×104 hm2,降幅达46.15%,处于非常严峻的生态赤字状态,赤字率达99%以上;2016—2017年,新疆水资源生态承载力继续波动下降,降幅超过生态足迹.③ 2000—2015年,新疆水资源负载指数大幅上升,水资源负载级别从Ⅳ级变为Ⅱ级,水资源利用程度提高,开发潜力下降;2016—2020年,新疆水资源负载指数从5.54快速升至6.50,负载级别虽仍为Ⅱ级,但未来潜力不断下降,开发条件愈加困难.研究显示,新疆水资源生态赤字程度已远远超过水资源承载能力,采取有效措施实现水资源对经济社会发展的有效支撑和持续利用是当务之急.      

水资源管理“三条红线”约束下的城镇化水平阈值分析——以张掖市为例

水资源与城镇化的关系问题是水科学研究的热点,二者之间存在着复杂的交织关系。论文选取典型干旱区城市张掖市为研究对象,以最严格水资源管理制度为约束条件,基于水资源约束下的城镇化水平阈值计算思路,引入节水量和灰水足迹测算方法改进了传统水量水质双要素水资源承载力计算模型,并在此基础上统筹可供水量、可节水量及水功能区纳污能力构建了水资源管理"三条红线"约束下的城镇化水平阈值计算模型;通过分析张掖市城镇化水平与水资源开发利用的历史数据并进行情景模拟,对2020年和2030年张掖市城镇化水平阈值做出了预测。结果表明:1)在水资源开发利用红线约束下,到2030年张掖市可利用水资源量为23.02×108m3,与现状基本一致,且以当前的水资源开发利用水平,水量承载能力难以支撑政府未来规划中的城镇化进程与经济增长的用水需求;2)严格遵照用水效率控制红线中所规定的用水定额标准时,张掖市将有望改善水量承载能力不足问题,且到2030年时,水量承载城镇人口能力可达331.91×104人,其中水量承载能力提升主要得益于农业部门节水;3)在水功能区限制纳污红线的约束下,2030年张掖市水质可承载能力上限为62.47×104人,仅为规划城镇人口数量的78%,水质可承载能力对城镇化进程形成了强烈的约束作用,约束力主要来自于城镇区域氨氮排放;4)在水资源管理"三条红线"约束下,到2030年时张掖市城镇化水平阈值上限为48.05%。     

黄河三角洲水资源利用与经济增长的动态响应

选取黄河三角洲高效生态经济区1998-2013年经济增长和水资源利用数据,通过构建VAR模型检验了变量平稳性和协整性,分析了广义脉冲响应及预测方差分解,对经济区水资源利用与经济增长的均衡关系和动态性进行实证研究。结果表明:黄河三角洲高效生态经济区的经济增长与生活用水量间存有长期均衡关系,而总量用水、工业用水和农业用水与经济增长间无长期均衡关系,这与当前人们对物质生活水平的需求急剧增加的现状相符;水资源利用对经济增长的脉冲响应滞后时间较长,而经济增长对水资源利用的脉冲响应滞后时间相对较短,且皆具有非渐进性。除工业用水外,经济增长对水资源利用的单位冲击响应累计值均为负值;除生活用水外,水资源利用对经济增长的单位冲击响应累计值均为负值。说明经济区经济发展中生活用水量上升态势显著,水资源是制约其经济发展的主要因素之一,而其它用水量随着经济发展得到了较好的控制;经济区的经济增长对水资源利用的预测方差贡献度较大,但水资源利用对其经济增长的预测方差贡献度较低。建议加强对生活节水新技术的投入、建立起合理的水资源利用虚拟交易机制,开发水资源保护体系。     

成都市生态用水情况分析研究

为确切了解目前成都市生态用水量的基本情况,该研究从生态用水的基本概念出发,提出应用较广泛且适合本研究的生态用水的概念,利用水量平衡原理,推导出研究区生态用水计算公式;经计算,成都市可提供的年平均生态用水量为61.97×108m3,通过分析成都市水资源的组成情况,成都地区生态用水量占水资源总量的68%,说明研究区系统本身生态需水量较大,为本地区水资源利用及规划提供参考。     

水资源管理“三条红线”约束下的城镇化水平阈值分析——以张掖市为例

水资源与城镇化的关系问题是水科学研究的热点,二者之间存在着复杂的交织关系。论文选取典型干旱区城市张掖市为研究对象,以最严格水资源管理制度为约束条件,基于水资源约束下的城镇化水平阈值计算思路,引入节水量和灰水足迹测算方法改进了传统水量水质双要素水资源承载力计算模型,并在此基础上统筹可供水量、可节水量及水功能区纳污能力构建了水资源管理“三条红线”约束下的城镇化水平阈值计算模型;通过分析张掖市城镇化水平与水资源开发利用的历史数据并进行情景模拟,对2020年和2030年张掖市城镇化水平阈值做出了预测。结果表明：1）在水资源开发利用红线约束下,到2030年张掖市可利用水资源量为23.02×10⁸ m³,与现状基本一致,且以当前的水资源开发利用水平,水量承载能力难以支撑政府未来规划中的城镇化进程与经济增长的用水需求;2）严格遵照用水效率控制红线中所规定的用水定额标准时,张掖市将有望改善水量承载能力不足问题,且到2030年时,水量承载城镇人口能力可达331.91×10⁴人,其中水量承载能力提升主要得益于农业部门节水;3）在水功能区限制纳污红线的约束下,2030年张掖市水质可承载能力上限为62.47×10⁴人,仅为规划城镇人口数量的78%,水质可承载能力对城镇化进程形成了强烈的约束作用,约束力主要来自于城镇区域氨氮排放;4）在水资源管理“三条红线”约束下,到2030年时张掖市城镇化水平阈值上限为48.05%。     

对贵阳市供水方案选择的建议

根据贵阳市水资源的分布特点、供水现状和用水预测的具体情况，对贵阳市供水方案进行对比分析，认为集中供水很不理想，存在着水量不足，水质污染严重，制约贵州社会经济发展的影响。为此提出“开源节流，综合供水方案”。     

气候变化对莱州湾地区水资源脆弱性的影响

论文首先分析了在现状年(1993年)供水能力和需水条件下,1960～1993年的气候波动对莱州湾地区水资源供需平衡和脆弱性的影响。然后根据未来气候情景分析了在2000规划年和2020规划年供水能力和需水要求下,未来气候变化(2000～2042年)对水资源供需平衡及脆弱性的影响。在农业需水保证率50%时,2000～2019年水资源供需基本平衡,但2020～2042年水资源短缺20～57亿m³。若考虑未来气温的上升,则水资源短缺进一步加大。因此,2020年以后需在调入56亿m³客水资源基础上,从区外调入更多稳定的水量以保证该地区社会经济的可持续发展。     

基于修正组合模型的青海省城市需水量预测

根据城市用水量系统具有非线性和随机波动性的特点,为了充分发挥组合灰色神经网络预测模型能够综合单变量预测及非线性处理的优势,同时降低组合权系数计算方法的不确定性对模型预测效果的影响,论文提出了基于马尔科夫链修正的组合灰色神经网络预测模型。将其应用于1980—2009年青海省城市用水量序列的拟合分析,并预测其2010、2015以及2020年的城市需水量。结果表明:基于马尔科夫链修正的组合灰色神经网络预测模型预测结果的误差更小,精度更高。     

华南珠江三角洲水污染与水资源损失

珠江三角洲经济区是华南最具活力的经济发展地区.水资源可持续利用是该区发展的首要问题之一.本文根据水环境现状和污染源的分析,指出生活污水是该区当前最主要的污染源.作者首次提出了用于宏观评价水资源承载力和水环境可持续性的"水资源质量损失系数"和"水资源质量损失量"这两个概念,并据此预算了2002、2010和2020年珠江三角洲经济区水资源损失量分别达2.04、3.52和5.37亿m3.文中指出必须有效地控制生活用水量和生活污水排放量,并应协调跨区水环境问题.     

海河流域水量平衡与水资源安全问题研究

海河流域的水资源问题十分严重,但是水量平衡问题尚未很好地解决。水量平衡有三层含义,第一是降雨径流平衡;第二是水资源的供用耗排平衡;第三是水资源的供需平衡。目前海河流域水资源供用耗排平衡不明确的主要原因是非用水消耗量的定量不明确,论文对海河流域的现状水量平衡问题进行了分析和计算,得出了一般平水偏枯年份下的各平衡要素是定量值,其中海河流域年用水量为410×10⁸m³,入海水量为50×10⁸～100×10⁸m³,非用水消耗量为59×10⁸～71×10⁸m³,并对缺水量进行估算。论文还分析了近年来海河流域的用水特点,对水资源供需平衡进行研究和探讨,按照有关方法对过去几年中海河水安全状况进行评价,得出了1994～1996年海河流域供水安全而1997～2001年不安全的结论,并提出了今后要达到水资源供需平衡需要的条件以及应采取的对策和建议。