多目标优化方法在区域水资源优化配置中的应用——以唐山市为例

水资源供需矛盾日益加剧,如何优化配置区域内有限的水资源已成为水资源规划与管理研究中的热点.本文在考虑不同水质和水源的基础上,研究了决策变量的约束条件,综合考虑不同用水户的用水效益,采用工业、生活、环境和农业多目标优化的方法,按照决策者的不同意愿,给出不同的配置方案,即一系列非劣解集.通过调用Matlab优化工具箱中的函数对其进行求解,给出了5种不同的水资源优化配置方案,能够合理配置唐山市区内有限的水资源,使得该区域内环境、社会与经济协调发展.     

矿井涌水量预测方法适用性选择研究初探

我国矿井涌水量常用计算预测方法分为确定性和非确定性。受多种因素影响,计算方法的适用性并没有体现,导致预测误差偏大。通过梳理矿井涌水量主要影响因素,评价预测方法的特点及其局限性,明确勘探阶段、井巷开拓阶段、采掘阶段3个阶段预测方法的选取,构建矿井涌水量预测遵循的原则及预测过程框架体系,做到精准化预测,降低管理部门水资源论证审批风险,有助于实现矿井水变废为宝,完善企业矿井水综合利用管理,实现非常规水资源纳入水源统一配置,缓解水资源供需矛盾,提高区域水资源配置效率。     

电凝聚-紫外-膜联合工艺净化水源水的试验研究

利用基于电凝聚-紫外-膜联合工艺开发的便携式供水设备处理微污染水源水.研究了该联合处理工艺对水源水样中TOC、细菌、浊度的去除效果.结果表明,在电流密度2.57 mA/cm2,通电时间20 min,水流量20 L/h,沉降时间20 min,紫外照射30 min时,为延缓电极钝化,兼顾处理TOC和细菌,必要时向水样中投加的NaCl要小于3 g/L.净化后的水质相比于原水样,TOC去除率达82%;杀菌率为99.3%;浊度去除率为99.6%,处理后的水质达到生活饮用水卫生标准.研究表明,电凝聚-紫外-膜联合工艺净化水源水具有可行性,利用该工艺开发的便携式供水设备净化水质也具有技术上的可行性.     

云南大理森林火灾以水灭火体系建设探讨

以水灭火是安全高效的森林火灾扑救方式,林区水源供给保障是森林火灾以水灭火的基本前提。结合大理州森林火灾以水灭火实际,从提升供水效率、便于日常运维管理、降低投资成本等方面综合分析,提出林区储水能力建设方法,同时从航空应急、专业队伍、装备配置、管理机制等方面提出加强森林火灾以水灭火体系建设措施。     

基于支持向量机的山东省水资源承载力评价

选取人均水资源可利用量、水资源利用率、耕地灌溉率、人口密度、生态环境用水率等15个指标构建水资源承载力评价指标体系,并以水资源承载能力指数为评价标准,使用支持向量机方法对2001-2018年山东省及2016年17地市水资源承载力状况进行系统评价.结果 表明:1)2001-2018年山东省水资源承载力指数在0.520～0.627范围内,除2017和2018年处于Ⅱ级外,其余年份均处于Ⅲ级,水资源承载能力较弱;2)工业产值占工农业产值的百分比、人均GDP、农民年均收入和万元工业增加值耗水量为影响山东省水资源承载力的有利因子,人均水资源量、水资源利用率、水功能区水质达标率、供水量模数、森林覆盖率和人口密度则为不利因子;3)2001-2018年山东省水资源承载力指数呈现上升态势,主要因为水功能区水质达标率、恩格尔系数、人均GDP、农民年均收入、万元工业增加值耗水量以及生态环境用水率的向好发展.总体上看,水资源短缺的形势依然不容乐观,今后应在非常规水源利用、水资源利用率提升、生态环境保护等方面采取更加有效的措施予以应对.     

上海松江泖港地区蟹种养殖对水质的影响

为了探究河蟹蟹种养殖模式对水环境的影响,于2012年6-10月,对上海松江泖港地区蟹种池塘和水源的水质进行了监测.结果表明,在整个养殖周期中,蟹种池CODMn不断增长,水源水的变化趋势为先增后减.在多数时段,水源水亚硝酸盐质量浓度高于蟹种池,但6月26日蟹种池反而显著高于水源水(p＜0.05).在整个监测过程中,水源水硝酸盐质量浓度均显著高于蟹种养殖池(p＜0.05).养殖前期,水源水磷酸盐质量浓度高于蟹种池;养殖后期蟹种池高于水源水,但均无显著差异(p＞0.05).台风过境后,水源水氨氮质量浓度达2.21 mg/L,磷酸盐质量浓度达0.467 mg/L,表明农田化肥水和地表径流可能是导致水源水体富营养化的重要原因.     

昆明市松华坝水源保护区水资源安全综合评价

通过对昆明市松华坝水源保护区自然生态、水资源、经济社会情况的调查与分析,建立了保护区水资源安全评价指标体系,并分别采用层次分析法、模糊评判法和集对分析法对保护区水资源安全进行综合评价。结果表明,目前评价区的水资源安全处于基本安全级别。     

准东煤电二号矿井水资源开发利用及地下水环境质量评价

为了对准东煤电二号矿井地下水环境影响进行评价,对该矿井的地质条件、水资源开发利用现状和地下水水质现状进行了分析和评价。评价结果表明:矿区取水来源主要包括矿井开采时的矿坑排水水源和"500"东延供水工程五彩湾事故备用水池调水水源;取用矿坑排水水源和调水水源对区域水资源和其他用水户基本无影响;基于地下水水质标准指数法和内梅罗指数法评价结果,研究区地下水水质极差(Ⅴ类),不宜饮用,且水中多项评价因子超标。     

我国北方地区城市水资源策略优化研究

在分析各种水资源危机对策的基础上,提出利用阈值分析作为城市水资源策略的优化方法,以确定最佳的水资源策略方案.并以北京市为例,采用该方法对水资源策略进行了初步的优化分析.分析结果表明,北京水资源策略中水源保护的阈值明显优于其他策略的阈值,跨流域调水和海水淡化策略的阈值较高.从长期技术发展看,海水淡化是最有潜力的水资源策略.     

高回收率循环水排污水回用处理工艺研究

采用城市中水作为火电厂循环水系统水源,在循环水高浓缩倍率运行条件下,循环水排污水具有含盐量高、硬度高、有机物浓度高的特点,回用处理难度大。通过试验模拟研究,提出了采用"Na OHNa_2CO_3联合软化+超滤+反渗透"处理工艺,该系统运行稳定,淡水回收率可达到85%,淡水可作为循环水系统补水或者锅炉补给水系统水源。     

水资源安全基本概念与研究进展

关于水安全与水资源安全,目前仍没有明确的界定与相对明确公认的概念。针对该问题,对国内外关于水安全与水资源安全概念的界定做了回顾与评述。讨论了水资源安全的主体,提出水资源安全的主体是人,水资源安全基础是健康的水循环,水循环包括自然水循环与社会经济系统水循环。基于以上认识,阐述了广义的和狭义的水资源安全的内涵,强调水资源系统是一个开放的、动态的系统,涉及自然和社会经济复合系统中的诸多子系统,人类必须与水资源系统和谐共处,合理分享水资源,水循环系统才会健康运行。指出水资源安全的目标是保证人类的生存与发展而不因水资源的问题而受到威胁。     

自进式旋转钻头钻孔修复理论及关键参数研究

瓦斯预抽钻孔在抽放过程中经常出现塌孔、堵孔等现象。针对这一问题,提出采用自进式旋转钻头修复失效钻孔的新方法。其利用自进式旋转钻头后置喷嘴的喷射反冲力作为动力,自行至钻孔堵塞段处,前置喷嘴形成的高压水射流对堵孔煤渣进行破碎,将其与水混合返出孔外,实现清孔排渣、钻孔修复的目的。对自进式旋转钻头钻孔破煤清渣的临界射流压力及流量进行分析,基于摩擦动力学计算钻头自驱的临界射流压力,在此基础上设计钻头结构及优化喷嘴布置,数值分析不同喷嘴组合情况下射流速度分布,得出最优喷嘴布置方式。并应用于鹤煤八矿-655轨道石门揭煤瓦斯预抽,实验结果表明:该方法能够实现失效钻孔的修复,并有效的提高了瓦斯抽采效果,缩短了瓦斯抽放时间。     

多方位生态修复技术在河道水环境治理工程的应用探析

目前城镇化建设得到了快速发展,但对于环境的破坏也相对比较严重。为响应国家"绿水青山就是金山银山"的号召,对于相应的河道水环境的治理工作显得尤为重要,在进行相应的城市管理过程中,不仅要对整体的水资源进行相应的优化保护和生态修复,还要做到对与水资源的可利用发展。通过治理相应的河道关键技术来进行多方位的生态修复,从而帮助整体的工程建设,合理的把控相应的环境需求,改善其基本的水资源环境,从而改善其效果,修复其技术。     

建设甘肃河西内陆区水资源战略安全体系的构想

主要通过对河西内陆区生命支持系统的水资源战略重要性,区域社会经济的发展与问题的分析,依据现有基础条件,提出了建设甘肃河西内陆区水资源战略安全体系的构想:建立三条战略安全防线,形成四套节水技术体系,实施技术集成的示范基地建设,为实现新世纪水-经济-生态系统可持续发展提供坚实基础.     

唐山市水资源保障能力评价

针对唐山市水资源紧张的局面,在对区域水资源条件和供用水现状分析的基础上,选取水资源、供水、用水、节水和水环境5类因素31项评价指标组成评价体系,对水资源的保障能力进行多因素综合分析、量化比较,确定各行政分区水资源保障能力的等级,为制定区域经济可持续发展的用水模式和保障措施提供科学依据.     

流域水资源安全性及其保障措施

针对人们对流域水资源安全的内涵理解不深,以及目前我国存在许多影响流域水资源安全性的问题,如过度开发及生态退化、水资源短缺而浪费严重与使用效率低、产业结构和布局欠佳、水生态环境治理滞后、管理体制及其创新不足、水域污染日益加剧等问题,笔者从广义和狭义的角度,系统阐述流域水资源安全的内涵;提出建立流域水资源安全供给与需求保障体系、“市场-政府-社会”三维一体的流域水资源管理保障机制以及流域水资源安全技术保障体系,为流域水资源安全保障提供了技术支持和科学依据。     

福建省相对资源承载力动态分析

采用相对资源承载力理论与计算方法.对福建省1980-2005年相对自然资源承载力(土地资源和水资源)、相对经济资源承载力和综合资源承载力及其变化过程进行测算分析.结果表明,福建省相对经济资源承载力处于富余状态.而相对自然资源承载力始终少于实际人口数量,处于超载状态.相对自然资源与经济资源承载力的不协调是影响福建省可持续发展的主要问题之一.     

水资源系统的弹塑性及其安全机理分析

针对水资源安全存在的问题,分析了"人"对水资源安全系统的作用,明确提出"人"是水资源安全的主体。运用弹塑性理论,提出了水资源安全系统的弹性与塑性内涵。在水资源安全系统的弹性范围,推导出水资源安全的平衡方程、相容方程和本构方程,并进而分析了水资源安全系统从安全状态到危险状态的转化过程,即系统表现出的弹性、弹塑性、塑性极限以及完全破坏状态模式,从数学和力学角度描述了水资源安全的机理。当"人"的扰动力大于水资源安全系统的弹性界限时,水资源安全系统就会出现塑性变形,即出现威胁水资源安全的问题,若扰动力进一步增大,水资源安全系统就会出现严重破坏或崩溃。     

高效液相色谱在水环境监测中的应用分析

现阶段,随着我国城市化建设的不断推进,一些大型工程的施工以及工业的发展,都成为了对于水资源造成污染和破坏的主要因素,因此对于水资源的保护迫在眉睫。为了能够进一步保护水资源,通过高效液相色谱来开展水环境监测工作,能够更加全面和高效地监测水资源的污染情况,进而为之后的水环境治理工作提供有力支持。本文主要阐述了高效液相色谱的系统构成,并分析了该技术在水环境监测工作中的具体应用。     

关于环保、水利行业地表水水质监测工作的比较研究

立足于现实水利部和生态环境部的水资源水环境管理工作,对比两个部门在水质监测、评价工作中的差异,探讨两个部门在水质监测、水质评价工作中的侧重点,研究结果可为水资源的合理开发利用提供一定的决策基础。