巢湖流域水资源可持续性评价方法研究

水资源可持续性评价模型(WRSEM,Water Resource Sustainability Evaluation Model)能够定量地评价流域水资源的可持续性,是流域水资源管理的一个有效工具。本文为了科学地衡量巢湖流域水资源开发、利用和管理的可持续性,构建了巢湖流域水资源可持续性评价模型和评价指标体系。巢湖流域水资源可持续性评价指标体系由4个一级指标(经济效率、社会公平、环境保护和保障能力)和20个二级指标构成。最后根据相对权重综合计算得到流域水资源可持续性指数。评价结果表明了巢湖流域水资源可持续性的程度,同时研究结果为巢湖流域水资源管理及其相关政策制定提供了科学依据。     

海河流域水生态功能一级二级分区

水生态功能分区是实现流域水环境"分区、分级、分期和分类"管理的基础.通过分析海河流域的陆地和水生态系统特点,确定了一级二级分区的指标体系,一级分区指标包括地貌类型、径流深、年降水量、年蒸发量,反映水资源供给功能的空间格局特征,共划分了6个一级水生态功能区;二级分区利用植被类型和土壤类型的空间异质性,反映流域生态水文过程及水质净化功能的空间格局特征,共划分了16个二级水生态功能区.最后,通过野外调查各个分区的水生态系统结构和生境差异性(水量、水质、河流生境、水生动植物等),对一级和二级分区结果进行了评价.分区结果能够为海河流域的水质目标管理和区域生态环境建设提供支持,分区方法和指标体系也可以为国内其它类似流域的水生态功能分区提供参考.     

云贵高原湖区湖泊营养物生态分区技术方法研究

提出一种基于主成分分析、聚类分析、判别分析和空间自相关的分区模型,用于对云贵高原湖区湖泊营养物生态分区的研究.首先运用主成分分析方法对众多指标进行了降维综合处理,产生彼此互补相关又能综合反映湖区情况的4个新指标,累计贡献率达到93.69%,具有充分的代表性,构建了云贵高原湖区湖泊营养物生态分区指标体系.在此基础上,根据各区域新指标值,结合聚类模型初步将湖泊流域分为5类,再利用判别分析完成非湖泊流域的类别判别,最后运用空间自相关分析方法,按聚类结果进行全局自相关分析,Moran’sI为0.320,且检验值Z值为68.2,远大于临界值(显著水平1%所对应的临界值2.58),表明聚类结果与空间位置具有显著相关性,之后运用局部自相关对区域各因素的主成分综合得分的空间分布格局进行了量化分析,揭示了零散分类区块在空间地域分布上的关联和差异,根据关联结果完成最终的分区.结果表明,利用此分区模型可以尽量避免人为因素,得到更为客观的分区结果,具有良好的适应性和可行性,可为探索适合我国湖泊营养物生态分区的指标体系和分区技术方法,完成全国湖泊营养物生态分区和科学地制定我国湖泊营养物基准和富营养化控制标准提供技术支持.     

湖北省湖泊营养物生态分区技术方法研究

提出一种基于主成分分析、聚类分析、判别分析和空间自相关的分区模型,用于对湖北省湖泊营养物生态分区的尝试. 运用主成分分析法对众多指标进行降维处理,产生彼此互补又能综合反映湖区情况的新指标,构建了湖北省湖泊营养物生态分区指标体系. 在此基础上,根据各区域新指标值结合聚类模型进行湖泊流域的初步分类,利用判别分析完成非湖泊流域的类别归属判别,运用空间自相关分析方法对区域各因素的空间分布格局进行量化分析,以揭示零散分类区块在空间地域分布上的关联和差异,最后根据关联结果确定边界完成分区并进行特征描述. 结果表明,利用该分区技术方法体系可以尽量避免人为因素干扰,得到更为客观的分区结果,具有良好的适应性和可行性.      

西安市地质环境质量的灰色关联与模糊综合评价

本文分析了西安市区的地质环境,选取主要评价指标因子,建立了评价分级标准和指标体系。运用MAPGIS软件建立了图形数据库,通过空间分析获得各区评价指标值。用灰色关联法-模糊综合评判方法进行评价,对照相关标准把市区地质环境划分为优、良、中、差四个质量等级,从而提出了预防整治和保护的合理措施及建议。     

西安主城区地质环境质量综合评价

通过综合分析西安主城区地质环境的主要影响因素,建立了评价指标体系和分级标准.在此基础上,按地貌单元划分评价单元,建立西安市城区空间图形数据库,并进行空间分析,获得了各区评价指标值.用灰色关联法计算各指标权重,最后用模糊综合评判方法进行了评价.据此,参照国家标准并结合西安市城区地质环境的特点,把西安市城区地质环境质量划分四个质量等级.     

基于水生态功能分区的流域水环境监测与评价研究

中国现行的监测与管理模式多将流域管理机构按照地方部门条块分割,特别是从行政上将一个完整的流域人为分开,从而造成责权交叉多,难以统一规划和协调管理.为了提高每一个生态区域及系统特点得到相应保护,合理开发和利用水生态资源,进而可持续地发展经济和规划生态资源.基于水生态功能分区要求、国省控水质手动、自动监测系统和评价指标体系的特点和经验,开展了基于水生态功能分区的流域水监测与评价研究,编制了《基于水生态功能分区的流域水环境监测与评价》指南.构建重点流域内水环境质量评价指标和评价方法,形成以水污染防治和水质改善为目标、基于水生态功能分区的水环境质量评价模型,为中国其它流域水环境评价提供借鉴及参考.     

安徽区域水资源可持续利用评价

利用"水桶模型"原理,在分析影响区域水资源可持续利用的各种因素基础上,对建立区域水资源可持续利用指标体系进行初步探讨.在论述构建区域水资源可持续利用指标体系的指导思想、原则后,设计了包含目标层、准则层和指标层3个层次的区域水资源可持续利用评价指标体系框架.并以安徽省三大自然地理区为例,利用主成分分析法和多级灰色关联评价法,结合所建立的指标体系,对区域水资源可持续利用状况进行定量评价.结果表明:江南、江淮地区属可持续发展区,而淮北地区属基本可持续发展区.指出了这3个区域水资源开发利用中的问题,对今后各地区水资源开发利用过程中应注意的不同侧重点提出了相应意见.      

水资源可持续利用评价指标体系探讨与研究

在分析国内外的水资源可持续利用评价指标体系的研究背景下,根据某地2013年的水资源利用类型,试图构建了该地水资源可持续利用评价指标体系,对评价指标进行了分析和探讨,文中对研究目的和意义进行了探讨,主要研究了目的和意义以及研究区的概况,对某地的水资源可持续利用评价指标体系及评价指标体系的概述,包括对评价指标体系的选取与构建和对评价指标体系的分析,并进行了讨论与展望,为中国的水资源可持续利用评价指标体系进行了研究.     

黄河流域水资源承载力评价

定量评价水资源承载力,可为有效调控水资源,提高水资源承载力和消除水资源超载区提供依据。从水资源承载力新内涵出发,构建“量—质—域—流”的四维水资源承载力评价指标体系,确定指标评价等级标准。针对水资源承载力评价涉及许多不确定因素以及指标间存在耦合关系等特点,采用可考虑指标间耦合关系的EFAST算法计算权重,结合可处理评价不确定性问题的联系熵模型进行水资源承载力评价。以黄河流域为例,计算得权重与熵权法进行比较,对2015年流域61个地市的水资源承载力状况进行了综合评价。结果表明：EFAST算法计算权重比熵权法更合理;黄河流域水资源承载力处于Ⅰ级（极高）、Ⅱ级（较高）、Ⅲ级（中等）、Ⅳ级（较低）和Ⅴ级（极低）的地市数量占评价总地市数的比例分别为0、4.9%、18.1%、63.9%和13.1%,其中Ⅳ级和Ⅴ级分布在除青海省外的其他省区的地市。     

河道生态环境分区需水量的计算方法与实例分析

为真实反映流域各区间的河道生态环境需水量差异 ,同时解决流域上下游河道生态环境需水量的重复计算问题 ,提出了河道生态环境分区需水量的概念 ,对流域分区、河道功能确定和河道生态环境分区需水量计算方法进行了研究 .以黄河流域为例进行了实证分析 .结果表明 ,黄河流域的河道需水分区需水量差异显著 ,黄河下游区间的河道分区需水量最大 ,为 14 8 93× 10 8m3·a- 1 ,上游兰州—河口干流区间最小 ,为-5 0 12× 10 8m3·a- 1 ,龙羊峡—兰州干流区间和黄河下游区间河道分区需水量超过区间的自产水资源量 ,需要其它区间的水量补充 ,才能维持其河道的生态环境功能 .黄河流域的河道分区需水量之和为 2 3 0 6× 10 8m3·a- 1 ,约为流域地表水资源量的 3 9% ,说明黄河流域地表水资源的最大利用率应低于 61% .     

黄河中上游能源化工区重点产业发展战略土地资源承载力评价

结合黄河中上游能源化工区重点产业发展战略土地资源影响特点,探索了战略环评土地资源承载力评价方法和思路. 以土地资源优势、劣势、机会和威胁(SWOT)分析和主成分分析(PCA)为研究手段,构建了涵括土地资源生态属性、经济属性及社会属性的土地资源综合承载力评价指标体系,研究了重点产业战略实施前后土地资源综合承载力空间变化,深入剖析了重点产业发展战略的环境合理性. 结果表明:黄河中上游能源化工区重点产业战略实施后,能源重化工产业重点布局、大规模发展区域综合土地资源承载力指数较现状降低10%以上,而非重点发展区域土地资源综合承载力有所提升,因此,重点产业发展中必须结合土地资源承载力现状,合理调整产业发展布局.      

Methodology to determine regional water demand for instream flow and its application in the Yellow River Basin

Introduction Instream flow is a generic and widely used term that refers to the water required to protect the structure and function of aquatic ecosystems at some agreed level. Other terms that are sometimes used include “environmental flow” (Arthington…     

我国西部水资源供需关系地区性差异变化研究

利用地理信息系统技术,对我国西部12个省(市、区)按流域进行了划分,结合1980年和1990年水文资料,比较了我国西部各流域两个时段可供水量、需水量、缺水量和缺水率变化,系统分析了西部水资源供需关系变化的地区性差异及其原因,并预测了未来我国西部缺水情况,这些研究为我国西部大开发战略的实施提供了基础性依据。     

黄河济南段水资源特点与可持续利用对策

黄河济南段多年平均来水量359×10⁸m³,来水年际、年内变化大,最大年径流量是最小年径流量的21.8倍,且主要集中在汛期的7～10月份,占多年平均值的60.7%。近年来黄河济南段径流量逐年下降,断流日益加剧,1997年泺口站全年断流132天。与此同时,济南黄河水含沙量高,多年平均含沙量24.9kg/m³,且呈逐年上升之势。近年因上游来水量减小,用水量增加,水资源浪费严重,水质存在一定污染,引黄工程能力不足,水资源缺乏持续利用的调度和管理,极大地影响了济南黄河水的可持续利用。黄河济南段水资源可持续利用的主要对策有:以可持续发展战略为原则,统筹规划、统一管理、集中调度;充分发挥水利工程的枢纽作用,保证生态用水;地表水地下水联合运用;建立节水型生产体系和社会,提高水资源的有效利用率;合理调整水价,促进节水意识的增强和节水措施的落实;淤背加固黄河干堤,植树治沙防汛凌,实现黄河济南段区域可持续发展。     

区域水资源可持续利用评价方法对比研究

为进一步揭示几种典型的区域水资源可持续利用评价方法的特点与应用效果,论文选取两类共7种评价方法或模型,即综合指数型的PCA法、AHP法、灰色关联度法、改进序关系法和等级分类型的模糊综合评判法、BP神经网络、SVM模型。以福建省9个设区市为评价对象,结合DPSIR概念模型的内容,构建水资源可持续利用评价指标体系,从而在指标体系不变的条件下,分别进行区域水资源可持续利用评价,进而比较分析各方法的特点及其评价结果。研究表明：1）相同评价指标体系下,不同方法得到的评价结果有一定差别。2）PCA法和改进序关系法的评价结果一致性最高,其次是AHP与改进序关系法,且综合指数型方法中改进序关系法应用结果更可靠;灰色关联度法存在高估水资源可持续利用水平较低区域的评价值,且综合评价指数分布范围小、区域间分辨间隔较小的不足,而模糊综合评判、BP神经网络和SVM的评价结果差异较大,规律性不明显。3）常规的PCA、AHP、灰色关联度和模糊综合评判法的评价过程相对稳定,虽然BP神经网络和SVM模型能减少赋权的主观干预,但受指标等级标准划分、训练样本生成和参数设置等因素的影响,评价应用的稳定性相对差。4）与BP神经网络相比,SVM用于水资源可持续利用评价相对稳定,但SVM分类器对样本空间划分的状况则直接影响评价结果的可靠程度。     

内蒙古沿黄地区水资源利用矛盾的主要动因与缓解对策

由于黄河干流径流形势的变化和日益恶化的生态环境,作为黄河流域上游地区的主要灌区和用水量最多的地区之一--内蒙古沿黄地区,水资源与生态环境、经济发展之间的矛盾十分尖锐。论文重点讨论了内蒙古黄河沿岸地区引发黄河水资源利用矛盾的主要动因,认为目前该区水资源与生态、经济之间矛盾的主要自然动因是过境水量的大幅减少,由于水资源利用结构、方式的不合理,水环境的不断恶化以及地方产业经济效率低、城市综合发展功能薄弱等人为因素,加剧了目前的矛盾。为缓解该区水资源利用矛盾,应从改变灌溉方式、适当调整水价、防治水环境污染入手,积极实施制度建设、科技攻关、城市带动和生态恢复等策略。     

黄河流域分布式水文模型开发和验证

研究目的是开发和验证大流域分布式水文模型,为黄河流域水资源评价和演化规律分析服务。在综合了分布式水文模型和陆面过程模型各自优点的基础上,开发出模拟对象为“天然-人工”二元水循环系统的WEP-L模型。该模型以“子流域内等高带”为计算单元,并用“马赛克”法考虑计算单元内土地覆被的多样性,避免了采用过粗网格单元产生的模拟失真问题。针对各水循环要素过程时间尺度不同的特点,计算时采用了1h至1d的“变时间步长”,既合理表述了水循环动力学机制又提高了计算效率。将全黄河流域划分为具有空间拓扑关系的8485个子流域和38720个等高带,采用45年(1956～2000年)水文气象系列数据及相应下垫面条件进行了模拟计算,并根据黄河流域主要水文站逐月和逐日径流系列进行了模型校验。验证结果表明,所构建的模型具有较高模拟精度,可应用于黄河流域二元水循环过程模拟和水资源演变规律分析。     

人类活动影响下的黄河流域水资源演化规律初探

应用分布式流域水文模型WEP-L模型初步分析了人类活动影响下的黄河水资源演化规律。通过2000年现状下垫面条件下的评价结果与历史系列条件下的评价结果比较,以及考虑与不考虑人工取用水条件下的模拟结果比较,初步发现:黄河流域在强烈的人类活动影响下,水资源量及其构成均发生了显著变化,地表水资源量衰减,而不重复地下水量增加;在狭义水资源衰减的同时,伴随着有效蒸散即降水有效利用的增加,流域广义水资源量有一定幅度增加。研究成果对黄河的治理规划和水安全战略具有参考价值。     

基于主成分分析法的黄河口及其邻近水域水质评价

于2013年6、7、10月在黄河口及邻近水域进行了3个航次的环境调查,获取了盐度、营养盐、COD及重金属等指标数据,利用主成分分析法(PCA)研究该海域的水质状况,并分析影响该海域水质的主要驱动因子.结果表明:应用主成分分析将14项调查指标转换提取为4种主成分,共解释了67.31%的结果.相关分析表明,影响该水域水质的主要驱动因子为氮营养盐、盐度、SiO32--Si和砷.主成分综合得分分析表明,黄河口及邻近水域2013年10月、7月、6月水质污染状况依次降低;空间上总体呈现出以黄河入海口为中心,向邻近海域递减,河口附近及南部水域污染较严重的格局.黄河径流污染物是主要污染源,应加强黄河口及其上游的水环境保护,从而改善黄河口及邻近水域水质状况.