模糊数学在郑州市水资源价值评价中的应用

水资源的价值主要体现在水资源的稀缺性、资源产权及劳动价值等方面。由于影响水资源价值的不确定因素众多,宜采用模糊数学方法进行评价。依据所建立的模糊数学模型,针对郑州市的具体情况选取水质、水资源量、国民生产总值、人口密度作为评价因子,对其水资源价值进行了计算,计算得到郑州市水资源价格为2.11 元/m³。目前郑州市的平均水价为1.28 元/m³,明显偏低,应进行水价改革。     

灌区农业完全成本水价研究——以张掖市甘州区灌区为例

水价是一种重要的经济手段,它是实现水资源可持续利用的重要工具. 现有的水价模型多以供水生产成本代替了供水过程中的全部成本,完全成本水价模型综合考虑了供水生产过程中的所有成本以及利润和税金,使水价能充分体现水资源的稀缺价值、供水服务成本以及水环境的恢复补偿费用. 介绍了完全成本水价模型,然后以张掖市甘州区的灌区为例,计算了其农业完全成本水价. 结果表明：大满、甘浚、上三和乌江4个灌区的完全成本水价分别为0.16元·m^-3、0.15元·m^-3、0.20元·m^-3、0.14元·m^-3. 接着比较了各灌区的现行水价与完全成本水价的差异,得出张掖市现行水价偏低,各灌区现行水价分别占完全成本水价的62.5%、66.67%、50%、71.4%,均未达到各灌区的完全成本水价,无法补偿供水单位的供水成本.     

水资源资产价格模糊数学综合评价指标体系构建——以黑河中游张掖市为例

针对水资源本身的模糊性和不确定性,基于模糊数学综合评价模型,从水量、水质、人口、社会经济和生态环境5个方面选取18个评价指标,结合AHP法与熵权法确定指标权重,对张掖市2010-2014年的水资源价格进行动态评价,水价计算模糊数学模型由水资源价值评价和水资源价格计算两部分组成.结果表明：采用水资源价值模糊综合指数对水资源价值进行测算,5 a间张掖市水资源模糊综合指数介于水资源价值指数的“中等”与“偏低”之间,说明张掖市水资源价值属于中等偏低;在2010-2014年5 a间水资源价格呈明显上升趋势,核算期初的2010年为2.12元·m^-3,证实了张掖市目前水资源价格偏低,水资源资产价格存在较大的上升空间,而核算期末的2014年最高达4.96元·m^-3.基于熵权与AHP相结合确定权重的水资源价格模糊数学综合评价模型,评价结果更客观合理,为下一步水资产负债表编制中水资产与负债价值核算提供数据支持.     

吉林省中部水资源利用趋势分析及对策

吉林省中部是全国重要的商品粮基地和东北重要的经济区,水资源的短缺和不合理利用严重制约了该区社会经济的可持续发展。根据水资源时空分布特征和开发利用现状,认为本区总体上为水资源脆弱区。从水资源需求趋势和供给能力两方面,综合判断水资源利用高峰将出现在2020年左右,用水量约为55～60亿m~3。水资源利用结构将有显著的变化,到2030年时,居民用水、工业用水、农业用水三者需水量之比达到1∶2∶2的水平。提出建设节水农业是实现区域水资源可持续利用的战略性措施；合理利用雨洪资源是提高供水体系稳定性的关键手段；实施水源置换工程是改善供水系统的重要举措；建立合理的水价体系是实现水资源合理配置的基础性工程；加强水资源的综合管理是实现水资源可持续利用的体制保障。     

洪水资源利用风险适度性分析

洪水资源利用有助于缓解北方地区的水资源紧缺形势,风险适度性作为洪水资源利用三大适度性之一,用于指导洪水资源的合理开发与安全利用。在水库汛限水位调整中,提出采用不同频率设计洪水进行不同汛限水位条件下的洪水调节计算,并结合水库的经济与生态供水目标进行长系列用水调度模拟和供水效益分析,综合确定风险适度性的方法。对密云水库的计算分析表明,主汛期汛限水位从原设计的147.00 m安全抬高至目前的152.00 m是可靠的,其风险阈值上限为153.20 m;后汛期汛限水位可从目前的154.00 m安全抬高至155.40 m。两种情况下水库供水保证率可以分别提高0.30%和0.01%,且大坝和下游防护区的防洪风险率分别为0.01%和1%,与原设计一致,满足洪水资源安全利用的风险适度性要求。     

兰州新区水资源供求状况及其配置浅析

在查清兰州新区现状水资源及其开发利用状况、分析和评价水资源承载能力的基础上,根据经济社会可持续发展和生态环境保护对水资源的要求,利用水量平衡方法,研究兰州新区的水资源优化配置问题。研究得出:兰州新区2020年总需水量3.93亿m3,可供水总量4.17亿m3,配置水量3.93亿m3,2030年总需水量5.00亿m3,可供水总量4.58亿m3,配置水量5.00亿m3。     

优化的NSGA-Ⅱ方法在马莲河流域水资源综合管理中的应用研究

根据马莲河流域水资源总量极端贫乏、年际年内分配不均、常规水资源量低、水污染问题较严重等特点,利用系统分析理论和优化技术建立了流域的大系统、多目标水资源优化配置模型,并利用优化的NSGA-Ⅱ方法进行求解,得到流域2020年期望水资源配置下的最佳分配方案为:流域总供水量57 086×104m3,工业供水量21 690×104m3(总产值约为144.6亿元),能源基地供水量4 329×104m3(总产值约为346.32万元),农业供水量20 840×104m3,生活供水量9 452×104m3,生态供水量811×104m3。对比期望方案供水量增加了6 710×104m3,综合缺水率减少了11.41%。并根据预测的流域的分配方案和预测的流域需水量,进行了流域的水资源平衡分析,通过平衡分析的结果进行流域的综合管理研究。2020年在最优水资源分配方案下,工业缺水率3.21%、减少了4.51%;能源基地缺水率0.00%;农业缺水率4.64%、缺水率增加26.17%;生活缺水率0.00%;生态缺水率1.00%、缺水率增加了1.00%。配置方案实现了流域内水资源的最佳分配,使宝贵、有限的水资源产生最大的社会、经济及环境效益,为流域经济、能源产业的快速发展提供水资源保障。     

松辽流域水资源现状与地下水开发利用分析

松辽流域是我国北方水资源紧缺的地区之一,1994～2001年整个流域的年均降水量为6052 13×108m3,水资源总量1931 11×108m3,其中地表水资源量1668 81×108m3,地下水资源量637 16×108m3,地表水与地下水的水资源重复计算量374 86×108m3。松辽流域人均、亩均水资源量分别为全国平均水平的70%和34%。基于流域水均衡的观点,从降水、地表水、地下水和水资源总量四个方面分析了松辽流域水资源现状及其特点,并对1994～2001年流域供水、用水组成及其变化特征进行了分析,给出水资源的时空展布规律与社会经济布局不相匹配、地下水在总供水量中所占比例越来越大的结论,进一步对地下水开发利用中存在的水环境问题及其成因进行了探讨。     

南阳市水的健康循环与水资源优化配置研究

在阐明优化配置密切相关的基础上,介绍南阳市的水资源概况,提出该市存在着供水水源单一、缺乏较为科学的水资源开发利用总体规划、水质污染已影响到城市供水、地下水动态监测与研究滞后等问题。在进行城市水资源优化配置时应坚持公平性、再循环性和开源与节流并重的原则,提出合理开发多种水资源、加大水资源管理力度、加强地下水监测和预警工作、完善水务管理体制、建立合理的水价形成机制等措施。     

水资源价值模型评价研究

水资源价值是指水资源使用者为了获得水资源使用权需要支付给水资源所有者的货币额,它与水价是不同的概念,合理的水价应包括水资源价值。目前可以用来求算水资源价值的模型不同程度地存在各种问题,必须加以完善和发展。影子价格模型只反映水资源的稀缺程度和水资源与总体经济效益之间的关系,其结果不能代替水资源价值;边际机会成本模型存在着应用困难较大、替代选择多样性、结论缺乏可比性、忽略了水质等问题;供求价格模型仅仅通过水资源量决定水资源价值是不科学的;模糊数学模型是潜力较大的最新模型,其缺点是影响水资源的各项因素的模糊评价较复杂,权重的确定是多样的。     

塔里木河流域2001年四源一干河川径流运行分析

2001年塔里木河流域四条源流出山口天然径流量计266.5×10⁸m³, 比多年平均值多40.70×10⁸m³, 增加1%.源流区在进入塔里木河干流前总耗水量为220.0×10⁸m³, 与多年平均值比较多43.4×10⁸m³, 增加24.6%, 而入塔里木河水量为46.4×10⁸m³, 比多年平均4.12×10⁸m³减少1.64×10⁸m³.塔里木河干流龙头站--阿拉尔站2001年年径流量为45.72×10⁸m³, 接近多年均值46.00×10⁸m³, 属平水年.干流上游区间耗水量24.77×10⁸m³, 占阿拉尔站年径流量的54.2%; 中游区间耗水量1.94×10⁸m³, 占阿拉尔站年径流量的41.4%; 下游区间耗水2.025×10⁸m³(纯塔里木河水), 仅占阿拉尔站年径流量的4.4%. 2001年从开都河-孔雀河的博斯腾湖和塔里木河向下游绿色走廊的应急输水于11月16日水流到台特玛湖, 从而结束了塔里木河下游近30 a干涸的历史, 使下游绿色走廊恶化环境开始恢复.     

塔里木河中游滞洪区的形成及其对生态环境的影响

塔里木河位于我国新疆内陆干旱区,是我国最大的内陆河,全长1321km.近40a来,在阿克苏河、叶尔羌河、和田河、开都河 孔雀河四条源流出山口天然来水量未减少,且在20世纪90年代增加7%的情况下,由于源流区人类活动的影响和粗放型农业,补给塔里木河水量以年平均2500×10⁴m³的速率减少,加之中游区新生滞洪区耗水严重,进入下游的水量锐减.20世纪70年代以来又被大西海子水库几乎全部拦蓄,导致最下游320km河道断流近30a,地下水位下降,植被衰退,沙漠化进程加快,"绿色走廊"危在旦夕,生态环境恶化,已影响到流域人类的生存安全.     

南水北调对长江口粗颗粒悬沙来量的影响

探索了长江南水北调占总径流量10%情况下对长江粗颗粒悬沙(≥0.05mm)入海数量变化的可能影响。研究表明:南水北调对入海细颗粒泥沙的影响主要为南沙北调,但数量较小,在1%左右,而对粗颗粒悬沙的影响主要表现在入海流量减少导致的水体挟沙能力的降低。通过建立大通站典型枯水年(1978),平水年(1987)及洪水年(1983)月平均流量与月平均床沙质输沙率相关曲线,估算出各典型年在典型流量23000m3/s,30000m3/s与40000m3/s水平下调水流量3000m3/s时导致的入海床沙质输沙率的变化。结果表明,输沙率的相对变化在-39%至-24%之间,且在较高的流量水平下,输沙率相对变化较小,但绝对变化增大,经大通入海的床沙质数量每年约减少2350～4700万t.     

基于生态需水的石羊河北部平原生态保障技术研究

针对石羊河流域日益严峻的生态环境问题,选择干旱区生态需水计算为切入点,以变异理论为基础,利用Mann-Kendall非参数检验的方法确定石羊河北部平原区地下水位恢复的目标年,用生态功能区划方法划分生态功能区,利用达西定律、阿维里扬诺夫公式计算了地下水恢复及生态目标条件下的生态需水量,并提出了相应的生态保障措施. 结果表明：石羊河北部平原区划分为5个生态功能亚区及16个三级区,地下水位恢复的目标年份为1977年,地下水恢复到1977年的生态需水量为 55.95×10⁸~74.10×10⁸ m³,2015年和2020年生态目标条件下的生态需水分别为1.66×10⁸ m³和1.80×10⁸ m³. 考虑到地下水恢复的缓慢性和现实性,建议优先考虑设定目标条件下的植被正常生长生态需水,其次通过继续压缩人均耕地面积和灌溉定额的方式保证地下水恢复.     

饮马河中游地下水库可行性论证

饮马河中游位于吉林省长春市以东50 km处,具有构建河谷型孔隙地下水库的潜力条件,是长春市重要的战略性后备水源地之一。在满足区内用水和向下泄流需要的前提下,研究区在理论上可以从泄流节流和诱发补给中得到1.88×10⁸m³/a的调蓄水源,但该调蓄水源年内、年际变化剧烈。以第四系砂砾石为主要赋水介质的目标含水层最大调蓄能力为8.21×10⁸m³,在目前条件下实际动用38.98%,另有4.98×10⁸m³的潜力空间。通过模拟布置壅水坝、引渗场、集中采水井等工程,合理干预水更替条件,理论上可以得到8 197.9×10⁴m³/a的采水量。结合实例给出一套能够从调蓄水源的来源、展布规律、质量和数量,调蓄空间的圈闭性、结构和规模,人工干预地下水开采和补给的位置、方式和强度3个方面系统进行地下水库可行性分析、计算和评价的思路方法。     

基于GMS的傍河应急水源地地下水资源评价

依据铜陵太平－钟仓应急水源地水文地质条件构建水文地质概念模型.在此基础上,利用三维可视化软件GMS建立水源地地下水流数值模拟模型,并对模型进行了识别和验证.模型模拟期为一个应急供水周期180 d（2017－01～2017－06）,水源地开采层位为承压水.模拟结果表明：在采用均匀布井方案和限定开采井水位降深不超过承压含水层顶板的条件下,水源地允许开采量为11.94×10⁴ m³/d,达大型水源地规模（5×10⁴ m³/d<允许开采量<15×10⁴ m³/d）;水源地承压水在应急开采条件下,激发了长江侧渗补给量,袭夺量占水源地开采总量的27.82%.同时,通过模型模拟数据对傍河水源地地下水与地表水转换规律进行了初步探讨.     

新疆开都-孔雀河流域绿洲需水量与稳定性分析

水是绿洲存在和发展的核心, 干旱区绿洲稳定性与水密切相关. 根据2000-2009年资料, 采用蒸发系数法和定额法估算开都-孔雀河流域绿洲自然生态系统和社会经济系统综合需水量, 并对水资源约束条件下的绿洲稳定性进行初步探讨. 结果表明: 2000-2009年, 绿洲年均总需水量理论值约为54.80×10⁸ m³, 其中开都河绿洲总需水量约为20.55×10⁸ m³, 孔雀河绿洲总需水量约为21.90×10⁸ m³, 博斯腾湖区耗水量约为12.35×10⁸ m³, 与绿洲10 a平均供水量相比, 供需表现出极大地不平衡性. 水资源可承载绿洲面积(不含博斯腾湖)约为3139.66 km², 其中可承载灌溉地面积约为1395.41 km², 与绿洲10 a平均面积5 248 km²相比, 差别较大, 绿洲处于不稳定状态, 现状绿洲面积应适当收缩. 最后, 对博斯腾湖最低生态水位进行讨论, 初步把大湖最低水位定为海拔1 045 m, 小湖最低生态水位定为海拔1 046.5 m.     

城市湖泊生态环境需水量计算——以北京市六海为例

城市湖泊生态环境需水量包括:城市湖泊蒸发需水量、城市湖泊自身存在的需水量、生物栖息地的需水量、城市湖泊净化需水量、湖泊渗漏需水量、景观、娱乐需水量。需水量计算在遵循生态优先原则、兼容性原则、最大值原则和等级制原则的基础上,还应充分考虑时间性原则。计算了北京市六海各季节(冬季除外)生态环境需水量,结果表明:北京六海春、夏、秋及全年的最小生态环境需水量分别为:296.82、643.94、474.59和1415.35万m3,其中净化需水量分别占35 87%、71 23%、70 08%和63 42%。根据研究和计算结果,对改善六海生态环境提出了建议。     

干旱区水资源合理配置模式与计算方法

提出了西北内陆干旱区水资源合理配置的模式与计算方法。针对生态环境脆弱的干旱区水资源利用特点,基于水资源二元演化理论与方法,保持水土平衡、水量平衡和水盐平衡,以空间配置、时间配置、用水配置、水源配置、管理配置为基本模式;从实际情况出发,以水定发展指标,提高水土资源的匹配效率,以流域为单元合理安排生态环境用水与经济发展用水,在此基础上建立了干旱区水资源合理配置模型。定量计算表明:其809亿m3的径流性水资源中,直接留给天然生态的水量有302亿m3,加上126亿m3回归水的间接支持,可供生态系统消耗的水资源达428亿m3,相对于385亿m3的现状生态需水,除黑河和石羊河流域外,生态系统的需水基本上能得到满足。     

南京汤山地区地热水资源评价

为了准确规划和评价南京汤山地区地热水资源的可开采量,预测在规划开采条件下的地热水水位和水温的变化,在充分研究了汤山地区地热水系统水文地质特征的基础上,概化出南京汤山地区地热水系统的水文地质概念模型,建立了地热水非稳定渗流和热量运移三维耦合数学模型,模拟预测了降深不超过50 m时的地热水可开采量及其水位和水温的变化。结果表明：汤山地区现有14口地热水井的可开采量有所差异,最大为R08（温泉公司1#）,开采量可达1 450.0 m³/d,最小为R11（中闻集团2#）,开采量仅有125.0 m³/d,地热水的总可开采量为3.08×10⁶m³/a;且随着开采的进行,地热水水位逐渐下降,各地热水井温度逐渐上升,上升幅度略有不同,年均水温上升2~3℃。