一、生态用水及其定量分析方法的研究评述(论文文献综述)
管子隆[1](2021)在《变化条件下黄土台塬地区小流域水文生态演变机理及保护研究》文中进行了进一步梳理黄土台塬地区水资源短缺,地形破碎、植被退化、土壤侵蚀和水土流失严重,水文生态问题频发,气候变化及人类活动的日益加剧对原本脆弱的黄土塬区带来了更大的冲击。以典型小流域为对象揭示黄土台塬地区水文和生态过程在变化环境下的演变机理对支撑流域水资源综合利用、生态恢复建设的规划以及区域的可持续发展等方面具有重要意义。本文以黄土台塬地区典型小流域—油房沟流域为研究对象,对流域1985~2015年气候和土地利用变化规律以及未来变化趋势进行了分析,同时分析了对应时期的水文和生态过程的变化规律,以此为基础分别采用实际蒸散发模型和水量平衡结合法、变异系数法、水热耦合平衡方程以及实际植被净初级生产力(ANPP)和潜在植被净初级生产力(PNPP)求差法多种数学模型揭示了气候和土地利用变化条件下流域水文和生态过程的响应过程,定量评估了气候和土地利用变化对水文和生态过程变化的贡献,同时采用区域水文生态模型RHESSys对流域水文和生态过程进行耦合模拟,从植被生态用水的角度探讨了流域水资源与生态环境之间的相互作用关系,并对未来不同气候情景下流域的水文和生态过程的变化趋势进行了预测分析。取得了如下主要结论:(1)1985~2015年流域年降水量多年平均值为528.7mm,流域年降水量无显着变化趋势,且不存在突变。流域平均气温为12.8℃,呈显着上升趋势。流域多年平均潜在蒸散发量为887.6mm,研究期内无明显的变化趋势,且未发生明显突变。RCP2.6和RCP8.5情景下,未来不同时期流域降水均有所增加,气温同样存在升高趋势。(2)整个研究期内,农田为流域最主要的土地利用类型,所占比例均超过60%,其次为林地、草地和居工地。流域农田面积逐年减少,其他土地利用类型面积增加。流域土地利用的转移特征主要表现为农田和其他土地利用类型之间相互转入和转出,2000年之前土地利用变化单一,2000年之后土地利用变化趋于复杂。土地利用变化的驱动因素主要为政策引导下的退耕还林、流域治理等人类活动。CA-Markov模型预测结果表明,未来流域土地利用构成同当前相似,农田仍然为流域最主要的土地利用类型,其面积仍呈减少趋势,林地和居工地面积呈增加趋势,草地面积先增加后逐渐平稳。(3)流域多年平均径流深为35.8mm,呈极显着性下降趋势(P<0.01),线性下降率达到0.98mm/a;流域植被NPP多年平均值为326.62 g C·m-2·a-1,呈极显着增长趋势(P<0.01)。年径流量同降水呈显着正相关;植被年NPP同气温呈显着正相关,而降水同滞后一年的植被NPP呈显着正相关。流域土地利用的变化使得流域年径流量明显减少,气候和下垫面变化对径流变化的贡献率分别为-98.1%和198.1%。2000年前后两个阶段土地利用变化对植被NPP的影响完全相反,前一阶段会造成植被NPP降低,后一阶段则会造成植被NPP的增加且影响程度高于前一阶段。气候和土地利用变化对植被NPP变化的贡献率分别为32.7%和67.3%,土地利用变化是流域径流和植被NPP变化的主要诱因。(4)RHESSys整体上对月径流的变化模拟较好,模型在率定期的平均相对误差和纳什效率系数分别为-10.01%和0.77,验证期相应为-17.36%和0.71,RHESSys模型能够较好地模拟油房沟流域的水循环过程。植被年NPP模拟值与MODIS NPP变化基本保持一致,纳什效率系数为0.60。模拟得到植被叶面积指数(LAI)空间分布与已有的研究成果也基本吻合,RHESSys模型可以较好地模拟油房沟流域的植被生态过程。流域多年平均植被生态用水量为456.0mm,呈显着上升趋势(P<0.05);植被生态用水在降水中所占比例多年平均值为86.5%,呈极显着上升趋势(P<0.01)且在2003年发生突变;生态恢复措施带来了径流量的减少和植被用水量增加的双重效应,流域的生态环境逐渐改善。情景设置模拟分析得出气候和土地利用变化对径流减少的贡献率分别为-89.4%和189.4%,对植被NPP变化的贡献率分别为29.8%和70.2%,土地利用变化是流域径流和植被NPP变化的主要影响因素。(5)流域未来年径流量在不同情景下存在一定差异,除RCP8.5情景下2040s之外,其它各时期年径流量均有所减少。两种气候情景下未来流域植被年NPP无明显变化趋势,流域植被恢复也逐步达到一定的稳定状态。在两种气候情景下,流域植被雨水利用率(RUE)均呈现不显着下降的趋势,倾向率分别为-0.0049/a和-0.0040/a,其原因主要与流域当前植被恢复已经达到一定水平有关。RCP2.6和RCP8.5情景流域未来年均潜在蒸散发量分别为868.22mm和938.54mm,其中RCP8.5情景下线性倾向率高达9.48mm/a。两种气候情景下,流域干燥度指数(IA)在未来30年呈现波动上升的变化趋势,表明油房沟流域在未来干旱状况有一定的加剧趋势。
崔惠敏[2](2020)在《基于多目标规划的城市水资源优化配置研究》文中认为水是实现人类发展最基本的自然资源,城市水资源问题日益凸显。为有效缓解水资源供需矛盾,全面提升利用效益,助力节水型城市建设,如何科学、高效地实现城市水资源优化配置已成为亟需研究的重要课题。城市水资源优化配置是一个系统问题,包含多个研究对象、目标及约束。本文在分析城市水资源配置现状以及存在问题的基础上,将现实分配问题转化为数学模型,以求高效、准确获取城市用水分配方案。首先,采用多目标规划方法,以城市各子区各类用水户为研究对象,用社会、经济、生态多目标效益函数表达式表征配置目标。考虑到事前加入偏好信息对提升决策效果的积极影响,结合梳理出的用水关联因子,采用直觉模糊集方法,分别构建基于偏好信息的各子区、各用水户优先级决策模型,并将上述分析结果转化为权重系数运用到多目标函数中。针对现阶段子区级统计数据不完善的特点,选择对数据量要求较小的灰色预测法得出规划年供需水量作为约束条件,并以最严格水资源管理制度中的红线指标作为补充约束,形成包含变量、目标函数、约束条件的多目标城市水资源优化配置模型。其次,结合多目标优化配置模型多变量、非线性、强冲突的特点,采用多目标帕累托有效解,进一步改进模拟退火算法,形成基于模拟退火多目标算法的城市水资源优化配置模型求解方案。最后,以广州市为例进行模型应用分析。研究结果表明,多目标城市水资源优化配置模型可定量优化水资源分配,模型输出的方案综合效益最优;事前将偏好信息加入到决策过程中的方式提升了决策效率;模拟退火算法的局部跳脱及全局搜索能力对于求解非线性的多目标规划问题具有很强的适用性。结合研究结果,为城市水资源可持续利用提出政策启示。本文研究的城市水资源优化配置模型优化了社会、经济、环境三类目标,并将决策偏好、用水户节水空间、制度红线约束等信息融入模型,提升了配置方案输出的效果及效率。研究结果为节水型城市建设以及最严格水资源管理制度实施提供了支撑,对城市水资源规划具有一定的理论及实践意义。
张晓微[3](2020)在《沉湖湿地初始水权分配研究》文中指出随着水资源短缺矛盾的日益凸显,世界上许多国家将水权交易作为提高水资源利用效率、解决水事冲突的重要手段。我国干旱缺水地区也不乏水权交易的经典案例,关于丰水地区的水权交易研究较少,案例尚无。然而丰水地区因为水质问题导致的用水矛盾也十分突出,开展丰水地区的水权交易研究十分必要。本文以水资源丰富而水质不容乐观的武汉市沉湖湿地为例,在分析其用水矛盾的基础上,提出沉湖湿地初始水权分配原则,统筹考虑水量水质两方面因素,分别采用单指标分配法、基于模糊层次分析法的分配方法、基于和谐理论的水质水量的分配方法对沉湖湿地初始水权进行分配,将三种方法的分配结果与保证率为75%的需水量预测结果进行比较,对比分析三种分配方法的优缺点,优选出适合于沉湖湿地的初始水权分配方法,为下一步开展沉湖湿地水权交易、解决沉湖湿地用水矛盾提供理论基础,也为南方丰水地区初始水权分配提供参考。本文主要工作和结论如下:(1)通过对沉湖湿地的用水现状进行调查,得出沉湖湿地用水矛盾主要是生态用水、生活用水、农业用水、渔业用水及林业用水之间水量与水质的矛盾。(2)经过预测研究,在75%保证率下沉湖湿地生活、生态、农业、渔业、林业不同用水类型的需水量分别为48.9万m3、850万m3、1655.1万m3、451.6万m3、89.5万m3,排污量分别为182.1t、3.6t、120.02t、226.5t,4.6t。(3)确定沉湖湿地初始水权分配五大原则,分别为基本用水保障原则、公平性原则、尊重历史与现状原则、高效性原则和权利与义务结合原则。利用三种分配方法单指标分配方法、基于模糊层次分析法的分配方法、基于和谐理论的水质水量分配方法,对沉湖湿地初始水权进行了计算,得出沉湖湿地不同分配方法下的分配方案。(4)通过三种分配方法对比分析,本文认为,基于和谐理论的水质水量分配方法,从社会、经济、环境的复合和谐系统出发,引入了水功能区入河污染物限排惩罚函数,能反映水质水量耦合对分配结果的影响,初步实现了初始水权中对水质水量的统一调控,是另外两种方法无法做到的。而且基于和谐理论的水质水量分配方法得出的结果与预测需水量比对,较其他两种方法更为接近。因此,作者认为基于和谐理论的水质水量分配方法是最适合沉湖湿地的初始水权分配方法,分配结果为生态用水857.00万m3、农业用水1663.20万m3、生活用水62.10万m3、渔业用水460.50万m3、林业用水92.90万m3。
栗欣如[4](2020)在《中国水利绿色发展研究》文中指出水利是社会、经济和生态连接的重要纽带,近些年,随着经济社会快速发展和气候变化影响加剧,水资源时空分布不均、水旱灾害频发、水资源短缺、水生态损害、水环境污染等新老问题交织,水利绿色发展和水安全受到不同程度地威胁。因此,破解水利发展困境,走出一条生态优先、绿色发展之路迫在眉睫。从绿色发展视角审视水利发展,将在一定程度上丰富水利绿色发展理论,为水利可持续发展提供重要参考。本研究借助熵值法、耦合协调度模型、空间自相关、空间冷热点分析和空间面板Tobit模型等方法,在构建水利绿色发展理论框架的基础上,明确了水利绿色发展定量化测算方法,揭示了2010-2017年中国水利绿色发展水平时空演变特征,剖析了区域水利绿色发展影响因素差异,探讨了中国水利绿色发展的机制和路径选择。主要进展与结论如下:(1)阐明了水利绿色发展内涵特征,构建了水利绿色发展理论框架。在梳理文献和理论分析的基础上,阐明了水利绿色发展的内涵。以“开发-利用-效益-监管”为主线总结了水利绿色发展的“五化”内涵特征,即水资源合理化开发、高效化利用、水利生态化输出、人文化效益和常规化监管。在此基础上,基于耦合协调理论和循环经济理论,构建了水利绿色发展经济-社会-生态系统维度和输入-响应-输出维度双维度关联的分析框架。(2)提出了水利绿色发展维度关联指标评价矩阵,构建了水利绿色发展测算模型。基于水利绿色发展的“五化”核心内涵和双维度关联关系,将水利发展的社会效益、经济效益和生态效益纳入评价指标体系,提炼了能表征经济-社会-生态维度和输入-响应-输出维度信息及其关联关系的17项综合指标,建立了水利绿色发展双维度关联指标评价矩阵。借鉴耦合协调度模型,结合水利绿色发展的双维度关联特性,构建了水利绿色发展定量测算模型,用以测度水利绿色发展指数,来表征区域水利绿色发展水平。(3)中国水利绿色发展水平逐年上升且空间分布呈现东高西低格局。2010-2017年间,中国31个省(市、自治区)的水利绿色发展水平呈现逐年上升的趋势,平均增率为16.1%。中国水利绿色发展水平始终呈现东部高于中部,中部高于西部的态势。研究期内中国水利绿色发展水平空间分布均存在较强的正相关性,空间集聚特征明显,全局莫兰指数整体呈现上升趋势。中国水利绿色发展冷热点空间格局具有一定的稳定性。北京、天津、河北、山西、上海、江苏、安徽、山东、河南和湖北一直处于热点区,新疆、青海、西藏一直处于冷点区。(4)知识动机和资源动机对水利绿色发展的影响作用存在区域差异性。教育程度在东部地区对水利绿色发展呈现正向作用,在中部和西部呈现负向影响;科技创新因素在东部和西部产生正向作用,在中部作用方向为负。人均水资源量仅在中部地区产生了正向作用。控制变量废水中COD排放强度在东、中、西部地区对水利绿色发展均产生负向作用,说明环境规制对水利绿色发展具有稳定的推动作用。其余控制变量在东、中、西部地区的影响作用有所差异,促进水利绿色发展的方式应因地制宜实施,精准施策。(5)建立了水利绿色发展实现机制,提出了水利绿色发展的路径选择。水利绿色发展的实现需要水资源合理化开发机制、高效化利用机制、生态化输出机制、人文化效益机制和常规化监管机制的耦合交互。在此基础上,提出水利绿色发展的路径选择:加强水利绿色发展理念的政策引导和文化塑造,强化绿色发展意识导向;通过提高绿色创新技术,推进水资源绿色循环发展;明确利益相关者责任,综合考虑诉求,实施共同参与管理策略。完善水资源绿色发展管理制度,建立水资源综合管理保障体制。主要创新点:(1)构建了水利绿色发展的理论框架,提出水利绿色发展水平双维度定量评估方法。(2)提出了省域尺度的中国水利绿色发展时空差异和演变特征。(3)揭示了水利绿色发展的影响因素及其区域差异性。
赵艺为[5](2020)在《航道承载力理论及评价模型研究》文中研究指明内河运输因其成本低、运量大、高效节能的特点在我国综合运输体系中具有重要地位,随着我国生态文明建设战略的不断深入,运输需求与生态保护需求日益提升。为了满足不断提升的水运需求及内河船舶大型化的要求,需要提升航道尺度来保证内河航道运输能力和内河航运低成本竞争优势。然而河流本身还具有发电、景观、供水、防洪和生态保护等多种功能,因此在航道建设过程中,探究如何兼顾多目标协同发展成为了当前航道建设研究的重要问题。在此背景下,理论界与实务界迫切需要一个多目标协同下的航道承载力理论体系与评价模型作为评价航道承载力水平及界定航道最大开发尺度的理论基础。基于此,本文以2016年国家重点研发计划项目为依托,以航道承载力为主要研究对象,对其定义、内涵、影响因素和评价模型等方面展开了深入研究,主要研究工作如下:首先,本文首次界定了航道承载力的定义与内涵。航道承载力是指航道基于自然禀赋,在一定社会经济与技术条件下,响应生态、航运、防洪、用水等多目标协同需求下能够开发的最大航道尺度。同时,航道承载力具有五种特征,分别为阶段性、有限性、可增长性、协同性、互适性。其主体为航道资源,客体为“生态——经济与航运——河流多功能利用”的协同目标,代表极限性的特征指标为“最大航道尺度”。其次,本文构建了以航道资源供需(供给层、需求层)为骨架,开发能力(开发层)为提升手段的“供给层——需求层——开发层”影响因素体系。其中供给层主要体现航道尺度受到河道水位、径流量、流速、水沙、河势等自然特征因素影响;需求层从航道承载力的客体出发,以生态、经济与航运、河流多功能利用为三个子因素层,包含12个重要的需求层影响因素;开发层是指与提升航道物理尺度(硬实力)相关的影响因素和与提升服务水平(软实力)相关的影响因素。随后,本文研究了多目标协同下航道承载力系统中影响因素互适机理,包括互适性内涵、规律、互适过程与互适机制,提出了航道承载力影响因素互适阶段的判定方法。航道承载力影响因素互适性内涵是指内部系统层因素的协同性受到外部因素的影响调控作用下,其资源分配、多目标、供需和约束等方面相互适应达到一种最优策略。航道承载力互适规律表现为一个不断重复的非线性螺旋式、同时具有波浪式上升的过程,不断推动航道承载力系统中众多影响因素从低阶非合作博弈的协同状态向更高级协同互适的状态波浪式转变。航道承载力系统的影响因素互适协同过程是一个复杂长期的博弈过程,并且不同阶段呈现的影响因素的互适协同度、特征条件、冲突内容和矛盾程度各不相同。再次,本文建立了航道承载力评价指标体系和模型。基于多目标下航道承载力影响因素互适机理,提出了航道承载力评价指标体系,并针对每一指标的计算方法、数据来源和评价指标范围进行科学解析;确定了航道承载力评价指标权重的计算方法(层次分析法与熵值法组合定权),提出航道承载力单指标与综合指标评价模型,同时提出了航道承载力五级判别标准:完全可承载(5分)、可承载(4分)、临界可承载(3分)、不可承载(2分)和完全不可承载(1分)。最后,本文论述了航道承载力的可提升潜力机制及极限理论结构,设计了多目标协同下航道承载力——最大航道尺度的计算方法。本文在航道承载力“极限”理论结构基础上,将极限航道承载力的计算模型设计为四个单一模块(自然禀赋、经济与航运、河流多功能利用及生态导向模块)及一个多目标协同模块。该模型以研究航段内的各子模块的承载力评价值与各子模块下航道尺度计算结果为基础,运用“AHP法——熵值法——改良变异系数法”对各子模块计算结果进行协同定权,最终得到多目标协同下最大航道尺度。为确保模型可行性,本文应用AE航道作为算例对以上评价模型与计算方法的合理性及可操作性进行了验证。本文的研究成果具有重要的理论及现实意义。在理论上,本文首次将生态、河流多功能利用等因素与经济因素并列作为影响航道承载力的需求因素,明确了航道承载力的定义、影响因素及其互适机理,通过构建多目标协同下的航道承载力评价模型与计算方法衡量航道承载力水平及计算最大航道尺度,填补了航道承载力相关研究领域的不足。同时,通过明确航道承载力系统协同互适的机制,为今后航道承载力的测度及多目标协同下最大航道尺度的计算方法提供了理论依据。在实践上,本文首次提出了具有普适性的量化指标以直观评价航道承载力的现状水平。该评价结果是多目标协同下最大航道尺度计算方法的综合协同计算模块的定权策略的基础。这一方法可以有效测度航道建设中的最大航道尺度,缓解当前航道建设与经济、生态和河流多功能利用发展中的矛盾,并为今后实际航段的最大航道尺度设计提供决策支撑。
王伟[6](2020)在《基于多源遥感数据的海河流域植被生态用水时空变化规律研究及生态脆弱性评价》文中提出水资源利用与生态环境相协调是实现海河流域可持续发展的核心问题。本文针对水资源过度利用和生态系统脆弱性的问题,分析了海河流域的气象、水文、土壤以及水资源利用和长时间序列上土地利用变化的格局变化特征;基于遥感-生态水文耦合的模型方法,优化了生态系统用水模型和生态脆弱性评估模型;并在现有多源遥感数据产品和相关辅助数据的基础上,获得了生态用水模型和生态脆弱性评估模型输入参量,分析了不同类型的土地利用模式对生态耗水量的影响;研究了海河流域水资源约束下的生态脆弱性评估方法,并分析了时间序列的脆弱区域变化特征,探讨了植被生态用水与生态脆弱性的关系。论文取得的主要成果如下:(1)研究了海河流域土地利用的变化规律。海河流域土地利用类型中变化最为明显的是耕地,其次为草地、湿地和其他类型生态系统。2005、2010和2015年的耕地面积分别占比46%,42%和35%。减少的耕地面积主要转化为林地和人工表面。草地、湿地和其他生态系统类型也呈现较明显的变化。(2)基于多源遥感数据产品和相关辅助数据构建和优化了流域植被生态用水模型和生态脆弱性评估模型,实现了长时间序列的海河流域植被生态用水模拟和生态脆弱性评估。(3)优化遥感和非遥感数据,满足生态用水和生态脆弱性评估模型输入要求。针对生态用水模型和生态脆弱性评估模型的需要,选择和优化了MODIS、TRMM等遥感数据和其他辅助数据,得到了时间序列的空间数据集。(4)模拟了时间序列的海河流域植被用水状况,揭示了海河流域植被生态用水时空变化规律。研究结果表明,海河流域植被生态用水量整体上呈持续增大趋势,城市区域表现尤为明显;气温和降水的变化会对海河流域植被生态用水持续增大产生影响,但并不是最主要的原因;土地利用类型的差异是引起海河流域植被生态用水量时空差异的主要原因,耕地的耗水量最为明显;在月尺度上,降水量和植被覆盖度与植被生态用水量之间都表现为正相关关系,但是他们与植被生态用水的相关趋势有所不同,具体为:植被覆盖度的变化与植被生态用水的变化之间表现为高度线性正相关(实验数据拟合公式为y=0.3115x+0.919,R2=0.9677),而降水量与植被生态用水之间的变化趋势更接近指数(y=2.0141e0.0193x,R2=0.6949)。(5)建立了海河流域生态脆弱性评估模型,并开展了海河流域生态脆弱性评价。结果显示,海河流域的生态脆弱性整体呈现出从东南向西北逐渐增强的趋势,西北部山区地带生态脆弱性等级高于东南部的平原及沿海地区。2005年微度和轻度脆弱性占比约为52%,中度、重度以及极重度脆弱性占比约为48%,2010年生态脆弱性等级全流域小幅升高,中度、重度以及极重度脆弱性占比上升了3%,约为51%,2015年生态环境改善明显,脆弱性等级整体明显下降,中度、重度以及极重度脆弱性占比约为40%。(6)探讨了植被生态用水对海河流域的生态脆弱性的影响。植被生态用水在海河流域的生态脆弱性评价中具有重要意义,二者之间呈现负相关关系的区域占海河流域总面积的86%,整体表现为负相关。加入植被生态用水后,生态脆弱性评价结果整体等级小幅度升高,主要集中在中度等级增多,2005年中度脆弱增加2%,极度脆弱增加约1%,2010年中度脆弱增加4%,重度脆弱增加约1%,2015年中度脆弱增加2%。该论文有图71幅,表25个,参考文献160篇。
郝丽娜[7](2019)在《面向生态的绿洲适度农业规模及布局优化研究》文中指出绿洲是干旱区发展的基石,水资源是影响绿洲可持续发展的关键因素。干旱区降水稀少,水资源短缺,绿洲内部农业规模和生态规模存在此消彼长的关系。如何在社会经济—水资源—生态环境复合系统中通过发展面向生态的适度农业规模和高效的农业结构实现农业水土资源高效利用的目标,从而缓解农业用水与生态用水之间的矛盾,保证绿洲农业和生态可持续发展成为亟待解决的关键科学问题。本研究探讨了绿洲适度农业规模的概念和内涵,系统分析了绿洲水土资源与生态经济及农业规模之间的相互关系。提出了面向生态的绿洲适度农业规模研究框架,从“数量适度”、“结构适度”和“空间适度”三个维度描述绿洲适度农业规模,构建了基于生态健康的适度农业规模模型、基于节水高效的种植结构优化模型和种植结构空间布局优化模型。并针对我国西北典型绿洲区黑河流域中游提出研究区绿洲农业的适度发展规模、最优发展结构和高效空间发展模式。主要研究成果如下:(1)提出了面向生态的绿洲适度农业规模研究框架基于绿洲水土资源—生态系统—经济社会复合系统内部组成的相互关系分析,建立了以水资源高效利用和绿洲生态健康为目标的绿洲适度农业规模研究框架。该框架认为“适度农业规模”具有“三维”特征,其一为“数量适度”,即通过确定绿洲生态健康的定量表征形式,从理论分析和实践应用两个角度探讨生态健康的适度农业发展规模;其二为“结构适度”,即农业规模内部的作物种植结构,从节水高效的优化目标出发,确定适度农业规模的最优发展结构;其三为“空间适度”,即作物种植结构空间布局优化,以种植结构调整结果和作物种植适宜性最大化为主导,在灌区尺度上研究作物空间布局优化,获得绿洲适度农业规模的高效空间发展模式。(2)建立了基于生态健康的绿洲适度农业规模模型,确定了黑河中游绿洲适度农业规模在确定绿洲生态健康的定量表征的基础上,从理论分析和实践应用角度探讨了生态健康的适度农业规模计算方法。首先从理论分析方面,以地下水埋深、农田防护比例、植被覆盖率和大风发生频次作为评价因子评价绿洲生态健康,构建了基于绿洲生态健康评价和风沙动力学原理的适度农业规模计算模型(SASM-EHA);从实践应用方面,构建了基于绿洲圈层结构和绿洲沙漠化土地整治实地试验结果的适度农业规模计算模型(SASM-OCT)。通过理论研究和实地试验两方面探讨不同来水情景和生态需水情景下绿洲适度农业规模。研究结果表明:SASM-EHA模型和SASM-OCT模型计算的黑河中游适度绿洲规模分别为20792458 km2和20592387 km2,适度农业规模分别为16631967 km2和16421921 km2,两种方法计算的结果较为接近。因此,SASM-EHA模型可推广用于中国西北其他无实地试验资料的绿洲区适度农业规模的确定。按照SASM-EHA模型计算黑河中游现状2015年农业规模应该减少210 km2,黑河中游绿洲生态防护规模应该控制在20%左右才能保证绿洲系统的生态可持续发展。(3)构建了基于节水高效的种植结构优化模型,获得了不同来水情景和价格波动情景下种植结构优化方案为发展节水高效的农业模式,建立了以单方灌溉水净效益最大和单位种植面积效益最大为目标的种植结构优化模型,采用粒子群优化算法求解得到不同来水情景的种植结构优化方案。通过设置节水情景计算未来节水灌溉面积比率提高情景下灌区及整个黑河中游绿洲区的农业节水量。考虑到作物种植结构除了决定于自然资源条件,同时也受市场经济行为的影响,研究了未来价格波动下的种植结构。研究结果表明:种植结构优化调整后,农业净效益提高0.52亿元,农业用水量减少1.02亿m3;未来价格波动对种植结构有一定的影响,粮食作物的价格波动对种植结构的影响较小,经济作物价格的波动对种植结构的影响比较明显;节水灌溉面积比率增加10%,黑河中游绿洲区可节水2.63亿m3,节水灌溉面积比率增加20%,可节水3.08亿m3,减少的农业用水可以用于弥补生态用水的不足,或减少地下水的开采量以恢复地下水的均衡状态。本文提出干旱区农业应该推行“发展高效节水”与“节水—生态补偿机制”并举的政策,以避免出现越节水越缺水的现象。(4)建立了绿洲农业种植结构空间布局优化模型,获得了玉米和小麦的空间优化布局以种植结构调整结果和作物种植适宜性最大化为主导,建立了基于最小交叉信息熵的种植结构空间布局优化模型。基于ArcGIS平台耦合作物种植适宜性空间分布数据、现状农业土地利用数据以及人口空间分布数据等多源遥感信息数据确定综合作物种植适宜性空间分布,确定模型的先验分布概率;将种植结构优化结果作为约束条件,利用最小交叉信息熵原理,确定作物种植面积可分配概率,得到种植结构空间优化布局。该模型耦合了多源遥感信息数据和统计数据,实现了种植结构数量和空间的优化统一,为解决作物种植结构空间布局优化提供新的手段。研究结果表明:黑河中游玉米适宜耕种区与现状玉米面积分布大体一致,小麦的适宜耕种区与现状分布差异较大,同时玉米适宜耕种区远远大于小麦适宜区;优化后玉米和小麦高分配概率较优化前更加集中;优化后玉米种植面积在临泽县和高台县应调减,甘州区应调增;优化后小麦种植面积主要分布在甘州区和临泽县。
王国泰[8](2019)在《耦合水价因素的水资源配置模型研究 ——以荣昌区为例》文中认为随着社会水循环通量的增加,社会水循环通量的保障及相应的生态环境外部性问题开始凸显,成为当前水资源主要矛盾。而现有的社会水循环模拟对各行业内不同用水户社会水循环经济势驱动模拟不足。水价作为重要的经济驱动力在社会水循环中起到重要的调控作用。本文首先从水资源价值出发论述水价的形成机制及水价在社会水循环中调控机制。基于计量经济学方法构建经济优化动力的社会水循环社会动力机制数学化表述,提出水价模型与水资源配置模型耦合技术。以重庆市荣昌区为例,采用显示性偏好法,定量分析荣昌区用水需求-价格关系,建立荣昌区水资源配置模型与水价计算模型,最后耦合水价计算模型与水资源配置模型建立荣昌区社会水循环模拟方法,并计算基准年,规划年的水价,为水价改革政策实行及水权交易提供数据支撑。论文的主要结论包括以下几点。1、通过对研究区2012年—2015年用水数据,表明农业用水水价改革卓有成效,可见水价调控机制适用于该研究区。针对荣昌区出现水资源缺乏问题、工业用水浪费严重等问题,有必要对水价进行调整,控制用水量增长,实现地区可持续发展。2、采用C-D生产函数构建荣昌区水价计算模型,定量分析用水驱动因子对用水量影响的大小,结果表明,水价上升对生活、农业用水量均起到抑制作用,人口与收入增加对生活用水起到促进作用,降雨对农业用水起到抑制作用,其中城市生活用水量受人口的影响较大,农村生活用水受收入影响较大,农业用水受水价影响较大。3、通过基准年供需平衡验证模型模拟结果,结果表明水价模拟相关系数均在0.7以上,模拟结果良好。4、农业用水受降雨、径流及种植结构的影响,在年内存在先下降再上升再下降的趋势,在年际体现出枯水年水价较高,丰水年水价较低的现象,农业水价的制定需要综合考虑降雨、径流、种植结构及其他经济因素的影响。5、论文设置荣昌区经济正常发展下的正常及强化节水方案预测2020年、2025年、2030年经济发展水平及需水量。通过模型计算分析得到各行政区影子水价,其中强化节水方案城市生活用水水价在3.62元—5.91元之间、农村生活用水水价在3.17元—5.00元之间、农业用水水价在0.15元—0.37元之间。一般节水方案水价较低,其中城市生活用水水价在3.26元—5.26元、农村生活用水水价在2.94元—4.57元之间、农业用水水价在0.14元—0.32元之间,较高的水价可以促进用水户的节水意识。受经济发展的影响,用水户对水价上升的承受能力增强,不同规划水平年水价呈上升趋势,在水价制定时需要根据经济发展及地区水资源缺乏情况制定。6、论文以荣昌区用水数据为例,根据供需平衡关系计算不同水平年水价,水反映出供需平衡关系,通过分析生活用水水价与农业用水水价的差异可以反映出水权交易的可能性。
袁汉明[9](2018)在《变化环境下双牌水库灌区水资源配置优化研究》文中研究指明双牌水库灌区建于20世纪60年代,是湖南省首批兴建的大型灌区之一。随着社会经济的发展,变化环境对灌区水循环有很大的影响,气候变化会影响区域水资源在时空上的分布差异,人类活动会影响区域水循环产汇流机制。变化环境是影响灌区水循环演变规律及水资源配置优化的主要因子,研究变化环境下水资源配置问题,对灌区水资源高效利用及规划管理具有十分重要的意义。论文以双牌水库灌区为研究对象,采用大系统优化分析方法,分析变化环境对双牌水库灌区水资源配置优化的影响研究。论文主要研究成果如下:(1)以测站1961—2014年水文资料分析潇水流域及双牌水库灌区水循环要素。潇水流域多年平均降水、潜在蒸散发量年内分配不均,降水量年际变化呈上升趋势,潜在蒸散发量总体呈递减趋势,径流量年际变化呈递减趋势。双牌水库灌区多年平均降水量为1334mm,汛期和非汛期降水量分配差异较大,四季降水变化明显,降水量年际变化呈不明显上升趋势,潜在蒸散发量年际变化呈下降趋势。(2)以灌区水资源实际供需情况为依据,结合经济社会发展情况,应用定额法及其他方法预测计算灌区生活需水、工业需水、农业需水和生态需水。设计年2030年平水年(P=50%)灌区总需水21599.18万m3,可利用水资源量为28832.5万m3;枯水年(P=90%)灌区总需水量27260.87万m3,可利用水资源量为24581.7万m3。(3)基于大系统分解协调理论,建立多目标遗传算法水资源配置优化模型,分析三种不同情景下水资源配置优化:①不考虑变化环境情景,②降水-潜在蒸散发变化情景,③作物种植结构变化情景。结果显示,平水年(P=50%)三种情景下水资源配置优化研究均能满足灌区各部门用户的用水需求;枯水年(P=90%)灌区均出现了缺水现象,不考虑变化环境情景灌区缺水率为9.83%,降水量减少潜在蒸散发量增加情景全灌区缺水量为15.89%,作物种植结构优化情景,全灌区缺水量为5.52%。
任杰宇[10](2018)在《水文变异条件下河道内生态需水研究》文中进行了进一步梳理在我国,由于人口基数大、水资源时空分布不均、水土配置不协调等问题,加之在许多水资源配置实践中没有考虑生态系统需水需求,导致生态用水被挤占,在较大范围内存在生态缺水问题,不利于社会经济的可持续发展。为保障国家水安全,2015年4月国务院发布关于印发《水污染防治行动计划》(以下简称“水十条”)的通知,其中明确提出,要科学确定生态流量,维持河湖生态用水需求,重点保障枯水期生态基流。近年来,有关生态需水的研究主要集中在交叉学科领域,如生态需水与水资源配置、流域综合管理相结合;基于物理机制或与生物学相结合的生态需水计算;以及有关生态需水计算结果的评价与应用效果分析。其中对于水文变异条件下的生态需水计算以及对生态需水保障程度进行评价的研究较少,然而在实际水资源规划配置与管理中,对变异条件下生态需水的计算以及满足程度进行评价具有指导实践的现实意义。本文结合信江流域实际情况,以流域控制站梅港水文站断面为研究对象,分析信江河流水文变异情况;采用分布式时变增益模型(Distributed Time Gain Variant Model,DTVGM)对研究区进行径流还原,得到还原后的径流序列,并进行生态需水计算;最后利用生态用水保证率指标对生态需水计算结果进行评价。论文的主要研究工作包括以下几个方面:(1)采用突变分析、变动范围法和指标优选等方法对梅港水文站日径流资料进行分析,结果表明:梅港水文站径流序列在1991年发生突变,主要成因为气候变化,大多数干扰后的IHA指标高于RVA阈值上限,各月平均流量存在上升的趋势;断面整体水文改变度为36.99%,处于中度改变;生态最相关水文指标包括最小7日流量、高流量持续时间等8个指标。变异后枯水流量次数减少;高脉冲流量事件与大洪水流量事件量值明显增加,次数明显增多;流量事件整体量值增加,流量模式趋于单一化。(2)采用DTVGM模型对研究区进行径流还原,得到还原后的径流序列,并计算生态需水。结果表明:率定期与验证期模拟径流和实测径流的拟合程度较高,从而验证了 DTVGM模型能够模拟信江流域水资源的天然分布状况。采用五种概率分布对逐月径流过程进行适线分析,并根据PPCC检验法对适线性进行检验,得到P-Ⅲ分布、Gamma分布与GEV分布对样本拟合效果最好,正态分布拟合效果最差,选取逐月最优分布函数,获取梅港水文站断面生态需水过程,其年总生态需水量为59.68亿m3。采用Tennant法、NGPRP法、最小月平均流量法和RVA法计算得到的年总生态需水量分别为69.98亿m3、14.91亿m3、5.42亿m3和72.88亿m3。其中,最小月平均法和NGPRP法所给出的生态需水无法反映年内不同月份生态需水的差异;Tennant法得到的生态需水过程只考虑了年内一般用水期和鱼类产卵期的差异;而逐月频率计算法和RVA法得到的生态需水结果考虑了年内生态需水的动态变化,更具有实用性,将其分别设置为梅港水文站适宜生态需水和最佳生态需水。(3)简述生态用水保证率的指标含义,并提出基于频率分析和满足率分析的生态用水保证率计算方法,对丰、平、枯三种水平年、突变前后时段和不同年代分别进行最佳生态需水和适宜生态需水的评价分析。结果表明梅港水文站汛期生态用水保证率均偏低,且波动大,说明汛期的生态用水偏低,不能保证生态系统的需求。60年代到90年代生态用水保证率逐渐增加,但90年代以后变化较小,非汛期保证率高于汛期,但仍然未达到完全满足生态需水目标。
二、生态用水及其定量分析方法的研究评述(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、生态用水及其定量分析方法的研究评述(论文提纲范文)
(1)变化条件下黄土台塬地区小流域水文生态演变机理及保护研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及研究意义 |
1.2 国内外相关研究进展 |
1.2.1 水文和生态及其相互作用 |
1.2.2 水文生态研究方法 |
1.2.3 流域水文和生态耦合模型 |
1.2.4 变化环境下流域水文和生态响应研究 |
1.2.5 黄土高原水文生态耦合研究 |
1.3 目前研究中存在的问题 |
1.4 研究内容及技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
1.4.3 本研究特色与创新点 |
第二章 研究区概况与数据 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 流域自然地理概况 |
2.1.2 社会经济概况 |
2.2 基础数据收集与整编处理 |
2.2.1 地形高程数据 |
2.2.2 水文气象数据 |
2.2.3 植被和土地利用数据 |
2.2.4 MODIS遥感数据 |
第三章 流域水文气象要素变化分析 |
3.1 分析方法 |
3.1.1 线性倾向率 |
3.1.2 Mann-Kendall检验法 |
3.1.3 滑动t检验法 |
3.1.4 累积距平曲线 |
3.2 流域降水变化特征 |
3.2.1 降水统计特征 |
3.2.2 降水年际变化 |
3.2.3 降水年内变化 |
3.2.4 降水突变分析 |
3.3 气温变化特征 |
3.3.1 气温年际变化规律 |
3.3.2 气温年内变化规律 |
3.3.3 气温突变分析 |
3.4 潜在蒸散发变化特征 |
3.4.1 潜在蒸散发年际变化规律 |
3.4.2 潜在蒸散发年内变化规律 |
3.4.3 潜在蒸散发突变分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 流域土地利用/覆被变化及预测 |
4.1 流域不同时期土地利用现状及变化 |
4.2 流域土地利用转移特征及驱动力分析 |
4.2.1 流域土地利用转移特征 |
4.2.2 流域土地利用转移驱动力分析 |
4.3 流域未来土地利用预测 |
4.3.1 元胞自动机-马尔科夫模型(Ca-Markov) |
4.3.2 CA-Markov模型的构建与应用 |
4.3.3 未来流域土地利用和植被覆盖的分布 |
4.4 本章小结 |
第五章 流域水文生态过程演变及其成因分析 |
5.1 研究方法 |
5.1.1 水量平衡法 |
5.1.2 实际蒸散发计算 |
5.1.3 双累积曲线法 |
5.1.4 变异系数法 |
5.1.5 气候变化和人类活动对植被NPP影响的定量评价 |
5.2 流域水文和生态过程变化规律 |
5.2.1 流域径流变化规律 |
5.2.2 流域植被NPP变化规律 |
5.2.3 流域水文和生态过程突变分析 |
5.3 突变点前后流域水文和生态过程变化特征分析 |
5.3.1 突变点前后流域气象要素变化特征 |
5.3.2 突变点前后流域土地利用变化特征 |
5.3.3 突变点前后流域水文和生态要素变化特征 |
5.4 流域水文生态过程对气候和土地利用变化的响应 |
5.4.1 气象因子与流域水文和生态要素的相关性分析 |
5.4.2 土地利用变化对流域水文和生态过程的影响 |
5.5 气候和土地利用变化对流域水文和生态过程变化的相对贡献 |
5.5.1 基于水热平衡原理的径流变化归因分析 |
5.5.2 基于ANPP和 PNPP求差法的植被NPP变化归因分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 基于RHESSys模型的油房沟流域水文和生态过程模拟 |
6.1 区域水文生态模型(RHESSys) |
6.1.1 模型介绍 |
6.1.2 模型空间架构 |
6.1.3 模型原理 |
6.2 输入数据及预处理 |
6.2.1 水文气象数据 |
6.2.2 地形高程数据 |
6.2.3 植被和土地利用数据 |
6.2.4 河网数据 |
6.2.5 土壤数据 |
6.2.6 空间层级图 |
6.2.7 模型数据前处理 |
6.3 RHESSys模型的构建 |
6.3.1 模型运行环境及计算平台 |
6.3.2 模型的率定和验证 |
6.4 模型不确定性分析 |
6.4.1 GLUE方法 |
6.4.2 模型不确定性分析结果 |
6.5 流域植被生态用水量的变化 |
6.5.1 植被生态用水量的定义 |
6.5.2 植被生态用水量的计算 |
6.5.3 流域植被生态用水量的变化 |
6.5.4 流域植被生态用水-降水关系分析 |
6.6 基于RHESSys的气候和土地利用变化对水文和生态变化的贡献分析 |
6.6.1 RHESSys情景设置 |
6.6.2 气候和土地利用变化对径流变化的贡献 |
6.6.3 气候和土地利用变化对植被NPP变化的贡献 |
6.7 本章小结 |
第七章 变化条件下未来流域水文和生态过程的响应 |
7.1 流域未来气候情景及土地利用分布 |
7.1.1 未来气候情景数据 |
7.1.2 流域未来气候变化特征 |
7.2 未来环境变化对流域水文和生态过程的影响 |
7.2.1 未来变化条件下流域径流的响应 |
7.2.2 未来变化条件下流域植被NPP的响应 |
7.3 未来流域水文和生态相互作用 |
7.4 油房沟流域未来干旱评估 |
7.4.1 流域未来潜在蒸散发变化 |
7.4.2 基于干燥度指数的干旱评估 |
7.5 流域生态保护和高质量发展措施建议 |
7.5.1 黄土高原地区水土保持和生态恢复措施 |
7.5.2 流域生态保护措施建议 |
7.6 本章小结 |
结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(2)基于多目标规划的城市水资源优化配置研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1.绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 水资源利用研究现状 |
1.2.2 水资源配置研究现状 |
1.2.3 国内外研究评述 |
1.3 研究内容 |
1.4 研究方案与技术路线 |
1.4.1 研究方案 |
1.4.2 技术路线图 |
2.理论基础 |
2.1 水资源优化配置基础 |
2.1.1 可持续发展理论 |
2.1.2 水资源优化配置内涵 |
2.1.3 水资源优化配置原则 |
2.1.4 水资源优化配置机制 |
2.1.5 水资源优化配置模式 |
2.2 多目标规划理论 |
2.2.1 多目标规划解的概念 |
2.2.2 多目标规划求解方法 |
2.2.3 直觉模糊集决策方法 |
3.城市水资源配置现状及存在的问题 |
3.1 城市水资源配置现状 |
3.1.1 城市水资源现状 |
3.1.2 城市水资源供需现状 |
3.1.3 城市水资源利用效益与效率 |
3.2 城市水资源配置存在的问题 |
3.2.1 自然属性下的城市水资源配置问题 |
3.2.2 社会属性下的城市水资源配置问题 |
3.3 本章小节 |
4.城市水资源优化配置的关键要素与约束分析 |
4.1 城市水资源效益目标分析 |
4.1.1 基于可持续利用理念的水资源效益目标 |
4.1.2 用水户单位用水效益机理分析 |
4.1.3 效益目标的用水关联因子分析 |
4.2 城市子区划分及供需部门组成 |
4.2.1 城市子区划分 |
4.2.2 城市水资源供需部门 |
4.3 基于偏好信息的各配置要素优先级决策 |
4.3.1 构建基于偏好信息的配置要素优先级决策模型 |
4.3.2 基于偏好信息的各子区优化配置优先级 |
4.3.3 基于偏好信息的各子区各用水户优化配置优先级 |
4.4 城市水资源优化配置约束 |
4.4.1 城市供需水量约束 |
4.4.2 城市制度指标约束 |
4.5 本章小节 |
5.城市水资源优化配置模型构建 |
5.1 多目标城市水资源优化配置模型构建 |
5.1.1 构建目标函数 |
5.1.2 设置约束条件 |
5.1.3 确定函数参数 |
5.1.4 多目标城市水资源优化配置模型 |
5.2 基于模拟退火多目标算法的城市水资源优化配置模型求解 |
5.2.1 多目标城市水资源优化配置需要解决的问题 |
5.2.2 模型求解方法的选择 |
5.2.3 基于模拟退火多目标算法的城市水资源优化配置模型求解步骤 |
5.3 本章小结 |
6.城市水资源优化配置应用分析——以广州市为例 |
6.1 广州市水资源供需分析 |
6.2 广州市水资源优化配置方案 |
6.2.1 广州市水资源优化配置模型参数设置 |
6.2.2 广州市多目标水资源优化配置求解 |
6.2.3 广州市多目标水资源优化配置结果分析 |
6.3 .政策启示 |
6.3.1 广州市水资源可持续利用建议 |
6.3.2 对其他城市水资源可持续利用启示 |
6.4 本章小节 |
7.总结与展望 |
7.1 研究总结 |
7.2 未来展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 |
附录2 |
攻读学位期间主要研究成果 |
(3)沉湖湿地初始水权分配研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的和意义 |
1.3 研究综述 |
1.3.1 水权交易研究现状 |
1.3.2 初始水权分配原则研究综述 |
1.3.3 初始水权分配方法研究综述 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第2章 沉湖湿地现状及用水矛盾分析 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 自然地理 |
2.1.2 水文气象 |
2.1.3 功能分区 |
2.1.4 社会经济 |
2.2 水资源条件及开发利用 |
2.2.1 水系现状 |
2.2.2 地下水资源 |
2.2.3 客水资源 |
2.2.4 本地水资源量 |
2.2.5 水资源质量 |
2.3 用水类型 |
2.4 用水矛盾分析 |
2.4.1 湿地用水与上游来水污染的矛盾 |
2.4.2 湿地用水与芦苇种植的矛盾 |
2.4.3 湿地用水与渔业用水的矛盾 |
2.4.4 湿地用水与农业、渔业、林业及生活用水的矛盾 |
2.5 本章小结 |
第3章 沉湖湿地需水预测及排污预测 |
3.1 需水预测 |
3.1.1 生活需水量 |
3.1.2 生态需水量 |
3.1.3 农业、渔业、林业需水量 |
3.2 排污预测 |
3.2.1 生活污染量 |
3.2.2 生态污染量 |
3.2.3 农业污染量 |
3.2.4 渔业污染量 |
3.2.5 林业污染量 |
3.3 本章小结 |
第4章 沉湖湿地初始水权分配原则及方法 |
4.1 初始水权分配原则 |
4.1.1 基本用水保障原则 |
4.1.2 公平性原则 |
4.1.3 尊重历史与现状原则 |
4.1.4 高效性原则 |
4.1.5 权利与义务结合原则 |
4.2 单指标分配方法 |
4.2.1 面积分配结果与分析 |
4.2.2 产值分配结果与分析 |
4.2.3 混合分配结果与分析 |
4.3 基于模糊层次分析法的分配方法 |
4.3.1 基本思路 |
4.3.2 方法与过程 |
4.3.3 结果与分析 |
4.4 基于和谐理论的水质水量分配方法 |
4.4.1 基本思路 |
4.4.2 方法与过程 |
4.4.3 结果与分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 沉湖湿地初始水权分配方法优选 |
5.1 三种方法优缺点对比分析 |
5.1.1 单指标分配方法优缺点分析 |
5.1.2 基于模糊层次分析法的分配方法优缺点分析 |
5.1.3 基于和谐理论的水质水量的分配方法优缺点分析 |
5.2 三种方法计算结果与需水预测对比分析 |
5.2.1 方案对比 |
5.2.2 结果合理性分析 |
5.2.3 方法优选 |
5.3 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(4)中国水利绿色发展研究(论文提纲范文)
博士学位论文评阅人、答辩委员会签名表 |
摘要 |
abstract |
第一章 引言 |
1.1 问题的提出 |
1.1.1 我国水利发展基本态势 |
1.1.2 提出问题 |
1.2 研究目的与意义 |
1.3 研究内容、方法与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究方法 |
1.3.3 技术路线 |
1.4 研究的创新点 |
第二章 文献综述与理论基础 |
2.1 相关研究进展 |
2.1.1 研究现状 |
2.1.2 研究进展述评 |
2.2 理论基础 |
2.2.1 马克思主义自然观 |
2.2.2 可持续发展理论 |
2.2.3 循环经济理论 |
2.2.4 生态经济协调发展理论 |
第三章 水利绿色发展理论分析框架 |
3.1 水利绿色发展定义及相关概念辨析 |
3.1.1 水利的概念 |
3.1.2 水利绿色发展的概念 |
3.1.3 相关概念辨析 |
3.2 水利绿色发展特征 |
3.3 水利绿色发展的内涵 |
3.3.1 合理化开发 |
3.3.2 高效化利用 |
3.3.3 生态化输出 |
3.3.4 人文化效益 |
3.3.5 常规化监管 |
3.4 水利绿色发展双维度解析 |
3.4.1 经济-社会-生态维度 |
3.4.2 输入-响应-输出维度 |
3.4.3 水利绿色发展双维度关联框架 |
3.5 本章小结 |
第四章 中国水利绿色发展指标构建与评价 |
4.1 基于双维度关联的水利绿色发展评价方法构建 |
4.1.1 评价指标体系 |
4.1.2 数据来源 |
4.2 水利绿色发展指数模型构建 |
4.2.1 权重的确定 |
4.2.2 模型构建 |
4.3 中国水利绿色发展指数 |
4.3.1 水利绿色发展的分系统综合发展指数 |
4.3.2 水利绿色发展分维度指数 |
4.3.3 水利绿色发展水平 |
4.4 本章小结 |
第五章 中国水利绿色发展时空格局演变 |
5.1 水利绿色发展水平空间分布演变 |
5.1.2 双维度空间分布格局 |
5.1.3 水利绿色发展指数空间分布特征 |
5.2 水利绿色发展水平总体空间异质演变 |
5.2.1 研究方法 |
5.2.2 总体空间异质性 |
5.2.3 空间热点演变特征 |
5.3 中国水利绿色发展空间分异主控因子分析 |
5.3.1 主控因子识别方法 |
5.3.2 子系统层主控因子 |
5.3.3 指标层主控因子 |
5.4 本章小结 |
第六章 水利绿色发展影响因素的实证分析 |
6.1 变量选取与模型设定 |
6.1.1 变量选取及研究争论 |
6.1.2 样本选择及数据来源 |
6.1.3 模型介绍 |
6.2 东部地区水利绿色发展影响因素分析 |
6.2.1 模型选择 |
6.2.2 实证结果分析 |
6.3 中部地区水利绿色发展影响因素分析 |
6.3.1 模型选择 |
6.3.2 实证结果分析 |
6.4 西部地区水利绿色发展影响因素分析 |
6.4.1 模型选择 |
6.4.2 实证结果分析 |
6.5 三大区域水利绿色发展影响因素比较 |
6.6 本章小结 |
第七章 水利绿色发展机制与路径选择 |
7.1 水利绿色发展机制理论思路和逻辑 |
7.2 水利绿色发展机制构成 |
7.2.1 合理化开发机制 |
7.2.2 高效化利用机制 |
7.2.3 生态化输出机制 |
7.2.4 人文化效益机制 |
7.2.5 常规化监管机制 |
7.3 水利绿色发展实现机制的运行机理 |
7.4 中国水利绿色发展路径选择 |
7.4.1 绿色发展意识导向:加强水利绿色发展理念的政策引导和文化塑造 |
7.4.2 创新科学技术驱动:加强水利绿色技术创新,推进水资源绿色循环发展 |
7.4.3 利益相关者共建:构建政府、企业和公众的共享共建策略 |
7.4.4 综合管理体制保障:完善水资源绿色发展管理制度 |
7.5 本章小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
(5)航道承载力理论及评价模型研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 引言 |
1.1 选题来源与研究背景 |
1.1.1 选题来源 |
1.1.2 研究背景 |
1.2 研究目的与意义 |
1.3 主要研究内容 |
1.3.1 航道承载力理论体系构建 |
1.3.2 航道承载力评价模型设计 |
1.4 研究方法与技术路线 |
1.4.1 研究方法 |
1.4.2 技术路线 |
第2章 国内外研究综述 |
2.1 航道承载力的概念与内涵相关研究 |
2.2 航道承载力影响因素相关研究 |
2.2.1 资源承载力影响因素 |
2.2.2 船舶尺度影响因素 |
2.2.3 航道尺度影响因素 |
2.2.4 航道通过能力影响因素 |
2.3 航道承载力评价指标相关研究 |
2.3.1 资源承载力评价指标 |
2.3.2 船舶尺度评价指标 |
2.3.3 航道尺度评价指标 |
2.3.4 航道通过能力评价指标 |
2.4 航道承载力评价模型相关研究 |
2.4.1 资源承载力评价模型 |
2.4.2 协同模型 |
2.5 文献研究评述 |
2.5.1 研究现状评述 |
2.5.2 航道承载力亟待研究的内容 |
2.6 本章小结 |
第3章 航道承载力内涵及特征 |
3.1 航道承载力概念 |
3.1.1 相关理论基础 |
3.1.2 相关概念解析 |
3.1.3 航道承载力定义 |
3.2 航道承载力内涵 |
3.2.1 多因素影响 |
3.2.2 多目标协同 |
3.2.3 最大航道尺度 |
3.2.4 航道承载力与航道通过能力辨析 |
3.2.5 航道与河流多功能利用、生态用水间的关系解析 |
3.3 航道承载力特征 |
3.4 本章小结 |
第4章 航道承载力影响因素体系构建 |
4.1 航道承载力影响因素体系层次划分 |
4.2 航道供给层影响因素分析 |
4.2.1 供给层影响因素层次划分 |
4.2.2 供给层主要影响因素 |
4.3 航道需求层影响因素分析 |
4.3.1 需求层因素层次划分 |
4.3.2 需求层主要影响因素 |
4.4 航道开发能力层影响因素分析 |
4.4.1 开发层影响因素层次划分 |
4.4.2 开发层主要影响因素确定 |
4.5 本章小结 |
第5章 多目标协同下航道承载力影响因素互适机理 |
5.1 航道承载力影响因素互适性理论基础 |
5.1.1 基于协同理论的互适发展 |
5.1.2 基于博弈理论的互适发展 |
5.1.3 基于耗散结构理论的互适发展 |
5.1.4 基于突变理论的互适发展 |
5.2 多目标协同下航道承载力影响因素的互适性内涵 |
5.3 多目标协同下航道承载力影响因素互适机理 |
5.3.1 航道承载力影响因素多目标互适发展规律 |
5.3.2 航道承载力影响因素互适发展过程 |
5.3.3 航道承载力影响因素协同互适机制 |
5.4 本章小结 |
第6章 航道承载力评价模型构建 |
6.1 评价指标体系构建原则和方法 |
6.1.1 评价指标选取原则 |
6.1.2 评价指标体系构建方法 |
6.2 评价指标体系及解析 |
6.2.1 评价指标体系构建 |
6.2.2 评价指标解析 |
6.3 评价模型及定权方法的选用 |
6.3.1 定权方法选取 |
6.3.2 评价模型构建 |
6.4 本章小结 |
第7章 多目标协同下最大航道尺度计算模型 |
7.1 多目标协同下最大航道尺度计算模型理论结构 |
7.1.1 航道承载力中“最大航道尺度”的确定 |
7.1.2 航道承载力可提升潜力的机制 |
7.2 子模块计算过程设计 |
7.2.1 自然禀赋条件下的最大航道尺度子模块计算方法 |
7.2.2 经济与航运目标下最大航道尺度子模块计算方法 |
7.2.3 河流多功能利用目标下最大航道尺度子模块计算方法 |
7.2.4 生态目标下最大航道尺度子模块计算方法 |
7.3 多目标协同调控模块 |
7.3.1 最大航道尺度协同调控方法 |
7.3.2 多目标协同调控计算模块构建 |
7.4 本章小结 |
第8章 应用算例—AE河段航道承载力评价 |
8.1 AE河段航道现状分析 |
8.2 评价指标计算 |
8.3 评价指标权重确定 |
8.4 评价结果分析 |
8.4.1 AE河段航道承载力互适协同度计算结果 |
8.4.2 AE航道承载力评价结果 |
8.4.3 AE航道承载力水平分析 |
8.5 多目标协同下AE航段航道承载力计算结果 |
8.5.1 子目标模块计算 |
8.5.2 多目标协同调控模块计算结果 |
8.6 对策及建议 |
8.7 本章小结 |
第9章 结论与展望 |
9.1 全文总结 |
9.2 主要创新点 |
9.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表学术论文及参加的科研情况 |
一、攻读博士学位期间发表学术论文 |
二、攻读博士学位期间参加的科研项目 |
附录 B |
B1 本文中涉及的DEMATEL方法中的计算表 |
(6)基于多源遥感数据的海河流域植被生态用水时空变化规律研究及生态脆弱性评价(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 研究现状 |
1.3 研究内容与技术路线 |
2 海河流域主要生态因子数据获取与处理 |
2.1 研究区概况 |
2.2 数据源选择及预处理 |
2.3 流域地形数据处理及分析 |
2.4 流域下垫面数据处理及分析 |
2.5 本章小结 |
3 海河流域土地利用及植被覆盖度变化规律 |
3.1 海河流域土地利用提取及变化特征 |
3.2 海河流域植被覆盖度提取及变化特征 |
3.3 海河流域景观格局变化 |
3.4 本章小结 |
4 海河流域典型水文气象要素有效性分析及其变化规律 |
4.1 降水数据产品有效性分析 |
4.2 降水变化规律分析 |
4.3 GLDAS气温产品有效性分析 |
4.4 气温变化规律分析 |
4.5 本章小结 |
5 海河流域植被生态用水模拟 |
5.1 植被生态用水模型构建 |
5.2 模型参数获取 |
5.3 植被生态用水模型验证及模拟 |
5.4 模型影响因子模拟分析 |
5.5 植被生态用水消耗效用 |
5.6 本章小结 |
6 基于植被生态用水的海河流域生态脆弱性评价 |
6.1 海河流域生态脆弱性评价 |
6.2 植被生态用水对海河流域生态脆弱性评价的影响 |
6.3 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(7)面向生态的绿洲适度农业规模及布局优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 适度绿洲规模研究进展 |
1.2.2 适度农业规模研究进展 |
1.2.3 农业种植结构优化研究进展 |
1.2.4 农业种植结构空间布局优化研究进展 |
1.2.5 存在的问题 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 面向生态的绿洲适度农业规模研究框架 |
2.1 绿洲适度农业规模的概念 |
2.1.1 绿洲规模与农业规模的内涵与外延 |
2.1.2 绿洲适度农业规模的内涵 |
2.2 面向生态的适度农业规模研究的目标、依据 |
2.2.1 面向生态的适度农业规模研究的目标 |
2.2.2 面向生态的适度农业规模研究的依据 |
2.3 面向生态的绿洲适度农业规模研究框架 |
2.4 本章小结 |
第三章 研究区概况 |
3.1 黑河中游绿洲概况 |
3.1.1 地形地貌 |
3.1.2 气候条件 |
3.1.3 河流水系 |
3.2 黑河中游水资源系统要素分析 |
3.2.1 降水 |
3.2.2 地表水资源 |
3.2.3 地下水资源 |
3.2.4 黑河中游水资源可利用量 |
3.3 黑河中游绿洲演变与水资源的关系 |
3.3.1 绿洲土地利用演变分析 |
3.3.2 绿洲演变与绿洲水资源的关系 |
3.4 黑河中游绿洲演变对生态服务价值的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于生态健康的绿洲适度农业规模模型构建及应用 |
4.1 基本思路 |
4.2 绿洲适度农业规模模型的建立 |
4.2.1 基于绿洲生态健康评价的适度农业规模(SASM-EHA) |
4.2.2 基于绿洲植被圈层的适度农业规模(SASM-OCT) |
4.3 绿洲适度农业规模计算结果—以黑河中游为例 |
4.3.1 模型情景设置 |
4.3.2 模型输入数据 |
4.3.3 基于生态健康评价的适度农业规模结果 |
4.3.4 基于绿洲植被圈层结构的适度农业规模结果 |
4.3.5 不同模型结果比较 |
4.4 本章小结 |
第五章 基于节水高效的种植结构优化模型构建及应用 |
5.1 不同节水情景节水潜力估算 |
5.1.1 节水潜力计算方法 |
5.1.2 基于节水措施发展不确定性的节水潜力估算 |
5.2 不同情景种植结构优化模型 |
5.2.1 不同来水情景和节水情景设置 |
5.2.2 种植结构优化模型的建立 |
5.2.3 模型的求解 |
5.3 黑河中游种植结构优化结果 |
5.3.1 现状种植结构优化对比 |
5.3.2 不同情景下种植结构优化结果 |
5.3.3 价格波动对种植结构的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 绿洲农业种植结构空间布局优化模型构建及应用 |
6.1 绿洲农业种植结构空间布局优化研究思路 |
6.2 基于最小交叉信息熵原理的种植结构空间布局优化模型的建立 |
6.2.1 最小交叉信息熵原理 |
6.2.2 基于最小交叉信息熵的种植结构空间布局优化模型 |
6.3 多源数据预处理 |
6.3.1 作物种植适宜性评价 |
6.3.2 灌区种植结构优化 |
6.3.3 作物种植适宜面积分布 |
6.4 黑河中游农业种植结构空间优化布局 |
6.4.1 单种作物空间优化分布 |
6.4.2 种植结构空间优化布局 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与建议 |
7.1 主要结论 |
7.2 论文主要创新点 |
7.3 研究不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(8)耦合水价因素的水资源配置模型研究 ——以荣昌区为例(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及选题意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 社会水循环研究进展 |
1.2.2 社会水循环模拟技术 |
1.2.3 水价定价研究进展 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 水价基本理论 |
2.1 水资源价值 |
2.1.1 水资源价值论 |
2.1.2 水资源价值的内涵 |
2.2 水价调控机制 |
2.2.1 社会水循环驱动力 |
2.2.2 水价调控 |
2.2.3 水权交易 |
2.3 本章小结 |
第三章 水价模型与水资源配置模型耦合技术 |
3.1 模型概化 |
3.2 水资源配置模型 |
3.2.1 模型简介 |
3.2.2 模型原理 |
3.3 水价计算模型 |
3.3.1 社会水循环经济驱动机制 |
3.3.2 计量经济模型 |
3.4 模型耦合方法与参数率定 |
3.5 本章小结 |
第四章 荣昌区水价计算模型建模 |
4.1 研究区概况 |
4.2 荣昌区用水变化趋势分析 |
4.3 荣昌区数据展布与时空尺度匹配 |
4.3.1 荣昌区农业用水数据时间展布 |
4.3.2 荣昌区降雨点数据空间展布 |
4.4 荣昌区水价计算模型 |
4.4.1 荣昌区城市生活用水 |
4.4.2 荣昌区农村生活用水 |
4.4.3 荣昌区农业用水 |
4.5 本章小结 |
第五章 荣昌区耦合模型实例研究 |
5.1 荣昌区模型概化结果 |
5.2 荣昌区基准年水价模拟结果 |
5.2.1 荣昌区基准年模拟结果验证 |
5.2.2 荣昌区基准年长系列农业用水水价变化分析 |
5.3 荣昌区需水方案设置 |
5.4 各需水方案水价变化分析 |
5.4.1 荣昌区城市生活用水水价 |
5.4.2 荣昌区农村生活用水水价 |
5.4.3 荣昌区农业用水水价 |
5.5 荣昌区水权交易 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 不足与展望 |
致谢 |
参考文献 |
在学期间发表的论文和取得的学术成果 |
(9)变化环境下双牌水库灌区水资源配置优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状及发展动态 |
1.2.1 灌区水循环转化规律研究 |
1.2.2 灌区水资源配置优化研究 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 主要研究方法及技术路线 |
1.4.1 主要研究方法 |
1.4.2 论文技术路线 |
第2章 研究区概况 |
2.1 自然地理概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 气象水文 |
2.2 社会经济状况 |
2.2.1 人口与土地资源情况 |
2.2.2 国民经济发展状况 |
2.3 水利工程建设情况 |
2.3.1 骨干水源 |
2.3.2 基础水利设施 |
2.4 双牌水库灌区土地利用/覆被变化 |
2.5 本章小节 |
第3章 双牌水库流域及灌区水循环要素变化特征 |
3.1 双牌水库流域水循环要素 |
3.1.1 潇水流域降水量变化特征 |
3.1.2 潇水流域潜在蒸散发量变化特征 |
3.1.3 潇水流域径流量变化特征 |
3.2 双牌水库灌区水循环要素 |
3.2.1 双牌水库灌区降水量变化特征 |
3.2.2 双牌水库灌区潜在蒸散发变化特征 |
3.3 本章小结 |
第4章 双牌水库灌区水资源供需预测分析 |
4.1 灌区需水预测 |
4.1.1 生活需水预测 |
4.1.2 农业需水预测 |
4.1.3 工业需水预测 |
4.1.4 生态环境需水预测 |
4.1.5 灌区总需水预测 |
4.2 灌区水资源可利用量分析 |
4.2.1 双牌水库供水分析 |
4.2.2 灌区基础水利设施供水分析 |
4.2.3 灌区总水资源可利用水量 |
4.3 本章小结 |
第5章 双牌水库灌区水资源配置优化及结果 |
5.1 灌区水资源配置优化理论与原则 |
5.2 灌区水资源配置优化模型 |
5.2.1 灌区水资源系统概化 |
5.2.2 子区划分、供水水源及用水部门 |
5.2.3 目标函数 |
5.2.4 约束条件 |
5.2.5 模型参数确定 |
5.3 模型求解 |
5.3.1 求解算法选取 |
5.3.2 遗传算法及求解过程 |
5.3.3 遗传算法参数选取 |
5.4 双牌水库灌区水资源配置优化结果分析 |
5.4.1 计算模型 |
5.4.2 不考虑变化环境的水资源配置优化 |
5.4.3 降水-潜在蒸散发变化的水资源配置优化 |
5.4.4 作物种植结构变化情景水资源配置优化 |
5.4.5 水资源配置优化结果分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A (硕士学习阶段所发论文) |
附录B (攻读学位期间所经历的科研项目) |
(10)水文变异条件下河道内生态需水研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 河流水文变化的生态响应研究进展 |
1.2.2 河道内生态需水研究进展 |
1.3 研究内容 |
1.4 技术路线 |
第2章 水文变异下河道内生态需水计算与评价方法 |
2.1 水文变异与生态水文指标优选方法 |
2.1.1 水文变异分析方法 |
2.1.2 河流生态水文指标变化研究方法 |
2.1.3 基于生态水文指标优选的整体水文改变度方法 |
2.2 考虑水循环模拟的生态需水计算方法 |
2.2.1 分布式时变增益模型(DTVGM) |
2.2.2 生态需水计算方法 |
2.3 河道内生态需水评价方法 |
第3章 水文变异与生态水文指标优选 |
3.1 研究区概况 |
3.1.1 自然地理情况 |
3.1.2 社会经济状况 |
3.2 水文变异与生态水文特征分析 |
3.2.1 水文变异分析 |
3.2.2 河流生态水文指标变化分析 |
3.2.3 基于生态水文指标优选的整体水文改变度分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 考虑水循环模拟的生态需水计算 |
4.1 基于水循环模拟的径流还原 |
4.2 生态需水计算与分析 |
4.2.1 基于概率分布函数的逐月频率生态需水计算 |
4.2.2 基于水文学法的生态需水计算 |
4.3 本章小结 |
第5章 河道内生态用水保证率研究 |
5.1 基于满足率的生态用水保证率计算实例 |
5.2 基于历时曲线的生态用水保证率计算实例 |
5.3 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间参加的科研项目及发表的学术论文 |
致谢 |
四、生态用水及其定量分析方法的研究评述(论文参考文献)
- [1]变化条件下黄土台塬地区小流域水文生态演变机理及保护研究[D]. 管子隆. 长安大学, 2021
- [2]基于多目标规划的城市水资源优化配置研究[D]. 崔惠敏. 西安理工大学, 2020(11)
- [3]沉湖湿地初始水权分配研究[D]. 张晓微. 湖北工业大学, 2020(08)
- [4]中国水利绿色发展研究[D]. 栗欣如. 中国农业科学院, 2020(01)
- [5]航道承载力理论及评价模型研究[D]. 赵艺为. 武汉理工大学, 2020(01)
- [6]基于多源遥感数据的海河流域植被生态用水时空变化规律研究及生态脆弱性评价[D]. 王伟. 中国矿业大学, 2020(01)
- [7]面向生态的绿洲适度农业规模及布局优化研究[D]. 郝丽娜. 西北农林科技大学, 2019(02)
- [8]耦合水价因素的水资源配置模型研究 ——以荣昌区为例[D]. 王国泰. 重庆交通大学, 2019(06)
- [9]变化环境下双牌水库灌区水资源配置优化研究[D]. 袁汉明. 长沙理工大学, 2018(07)
- [10]水文变异条件下河道内生态需水研究[D]. 任杰宇. 武汉大学, 2018(07)