基于多目标分析的石羊河流域水资源优化配置研究

 在论述区域水资源可持续利用与水资源承载能力关系的前提下,运用多目标多阶段分析法,建立了石羊河流域水资源优化配置模型,并计算了2010年、2020年的水资源最佳分配量。结果表明,水资源配置常遇到许多不确定性或模糊性问题,需要不确定型或模糊模型予以解决。开发建立多层次、多用户的面向对象的交互式模拟与优化耦合模型,可以解决水资源配置的许多实际问题。     

Changes in Grain Production and the Optimal Spatial Allocation of Water Resources in China

Changes in grain production are decomposed and compared among nine major Chinese river basins for the sake of optimal water allocation. The results show that water-deficient northern China, especially the Songliao River Basin and Huai River Basin, contributed the greatest share of the total grain increment from 1995 to 2010. The Songliao River Basin achieved increased grain output largely by expanding multiple cropping, while the Huai River Basin achieved it mainly by improving the yield per unit area. With increased reliance on expanding irrigation and multi-cropping, most northern basins have high levels of agricultural water consumption, despite the rising share of corn, a lower water intensive crop. In contrast, over the same period the warm and humid south, traditionally a major rice-growing area, mostly experienced a sharp decline in rice cropping area and the Southeast Rivers Basin even reduced multiple cropping indexes, contributing to decreased agricultural water consumption. Implications of our findings and the need for tackling the imbalance of agricultural water use in grain production are discussed.     

土地资源优化配置研究进展与展望

通过对国内外土地资源优化配置研究的全面梳理,系统概括其发展历程和阶段,总结了土地资源优化配置的概念、内容、特性、衡量标准以及模型等方面的主要进展,评价了当前研究中的热点问题,并有针对性地展望了今后一定时期内土地资源优化配置研究的发展趋势,提出了今后研究的主要方向.     

黑河干流水系水资源优化分配的多目标规划模型

流域水资源综合利用的优化分配是一个多目标决策问题。本文根据黑河干流水系的特点税流域内水资源分配利用的系统分析,详细介绍了黑河干流水系的多目标水资源分配规划模型,研制的模型考虑了水资源开发利用的国民经济发展和流域环境质量二方面的目标,按分区设计了工业、农业、林业、牧业(灌溉草场)、生态林草地和城镇、人畜生活用水等六个用水户,分别给出地表水和地下水二种配水量。通过二套数据计算,证明黑河干流水系多目标水资源分配规模模型可为流域合理开发利用水资源提供定量配水依据。     

水资源复杂适应配置系统的理论与模型

在对水资源配置系统的复杂性及其复杂适应机理分析的基础上，应用复杂适应系统理论的基本原理和方法，构架出了全新的水资源配置系统分析模型，同时对系统的动力机制、主体行为特性和系统状态的评价方法进行了描述，形成了一个较为完整的研究体系，用于分析水资源配置系统的演化规律，并应用这种分析方法对南水北调工程对受水区水资源配置的影响进行了简要的研究。     

土地利用/覆被变化与土地资源优化配置的相关分析

土地资源优化配置已成为土地科学领域前沿的重要课题,而近年来受到国内外学术界重视的土地利用/土地覆被变化研究正可为此提供支持,并相互促进。如何正确认识二者之间的关系,并有效的利用这种关系,无论对我们研究土地利用/土地覆被变化,还是实现土地资源优化利用都异常重要。本文对二者的研究目标及内容进行对比分析,并在此基础上详细阐述了二者的结合方式和途径,提出土地利用/土地覆被变化能为土地资源优化配置提供数据、理论、研究方法支持,同时土地资源优化配置研究有益于土地利用/土地覆被研究的深化,二者的结合可促进土地可持续利用。     

河南省主要农作物虚拟水空间分布及水资源配置研究

虚拟水是当今水科学的研究热点,被认为是解决粮食与水资源安全的重要策略。在计算河南省2009年3种主要农作物生物需水量的基础上,结合作物单产得到初级产品单位虚拟水含量,明晰了这3种主要农作物的"虚拟水"空间分布格局。研究结果表明:河南省3种主要农作物中,棉花的单位虚拟水含量最高,玉米最小。空间上小麦的单位耗水量在三门峡最高,漯河最低;玉米的单位耗水量在三门峡最高,许昌最低;棉花的单位耗水量在鹤壁最高,信阳最低;3种作物单位虚拟水含量从东南向西北增加,尤其在东西方向最明显,但是不同作物又有细微差别。中东部水资源短缺区应提高玉米和小麦的种植面积,丘陵和山前平原单位耕地地表水丰富区可种植虚拟水含量较高的作物。提供了从虚拟资源视角认识水资源消耗的实证,可以对河南省农作物布局提供科学依据。     

水资源可持续性的参数敏感性分析

通过界定敏感性参数的含义,认为参数的敏感性是系统对某一指参数的变化的敏感程度,以此为依据建立M-YAS模型分析参数的敏感性。以佛山市为例选取37 项影响水资源可持续的参数,分析水资源可持续性的参数敏感性问题,结果表明：37项反映水资源可持续性的参数中,仅13 项参数（生活用水定额、林牧渔畜用水量、工业用水定额、农田灌溉用水量、工业用水量、耕地灌溉定额、万元工业增加值用水量、火电冷却用水量、城乡生活用水量、工业节水、万元生产总值用水量、生活节水和农业节水）对于水资源可持续性的目标层而言是敏感性参数,且13项参数均来自用水结构与效率的准则层,说明区域水资源可持续性的目标层对用水结构与效率的准则层较为敏感。     

土地利用结构优化的若干问题研究

该文提出在土地适宜性评价的基础上,对土地利用方式进行类别划分,并以此来设计优化模型的思路与方法。认为优化的土地利用结构是随土地利用管理方式的变化而改变的,在土地利用结构优化模式的建立过程中,应该注重对土地利用管理方式的分析。     

水资源系统中的不确定性及风险分析方法

水资源系统中广泛存在着不确定性，其对系统的影响很大，甚至带来灾害性风险(如洪水、干旱)，是风险产生的根本原因，也是水资源系统研究遇到的难点问题之一。从分析总结水资源系统中存在的不确定性因素的类型(包括随机性、模糊性、灰色性及未确知性)及研究方法，提出水资源不确定性系统的概念。从不确定性因素的数学处理方法入手，介绍基于概率统计学(处理随机性)的风险计算模型，提出基于模糊隶属度(处理模糊性)、基于灰数(处理灰性)和基于未确知数(处理未确知性)的风险计算模型。为水资源系统风险规划与管理奠定基础。     

基于水资源承载能力的达茂旗牧区用水方案优化

根据干旱草原区水资源承载系统具有数据多元性和动态性的特点,建立基于GIS的水资源承载能力模型,分别从时间和空间尺度上评价现状水资源承载能力及其影响因素,评价结果表明2008-2012年达茂旗全旗的水资源承载能力为一般水平,水资源承载能力较强水平的区域占全旗总面积的37.23%;降水的减少直接导致了生产、生态用水的下降。灵敏度分析结果表明水资源自身承载能力受水资源可利用比例影响最大,社会系统主要受人口密度、城镇化率影响,经济系统中,农业GDP比重影响很大。基于现状评价结果预设3种牧区用水方案优化模式,水资源承载能力预测结果表明水资源开发利用率控制效果并非越严格越好,节水型社会稳步建设方案是规划水平年牧区用水方案的适宜模式。     

应用模糊综合评判方法对青海省水资源承载力评价研究

应用模糊综合评判方法对青海省水资源承载能力进行了分析评价。探讨了水资源承载能力模糊综合评价的方法,在对青海省水资源特征及开发利用等对承载能力影响的主要因素分析基础上,在评价因素选取、权重分配方面对水生态环境、生态用水因素给予重点考虑。结果表明,青海省水资源有较大开发容量,水资源承载能力的潜力相对较大。青海省水资源开发利用条件和程度不平衡,西宁市出现工程和水质型缺水,内陆河流域共和盆地和黄河一级支流湟水河流域水资源开发利用已达到极限水平。内陆河流域的格尔木河、巴音河的社会用水量和缺水量较大,资源性缺水严重。     

区域水资源承载力概念及研究方法的探讨

在总结区域水资源承载力研究历史和现状的基础上,阐述了水资源承载力的内涵和特点,对目前各种水资源承载力的定义进行比较,分析其中深层次的联系,提出了以"可支撑的合理规模"来描述水资源承载能力的概念。在此基础上,从"社会经济-水资源-生态、环境"复合系统角度综合分析了节水措施对水资源承载力的影响,提出了基于现代进化算法的思想的水资源承载力计算思路。将该模型应用于辽河流域水资源承载力的研究中,分析计算了该地区在规划水平年水资源可承载的规模。实例证明,该模型能够综合反映出水资源的承载规模,可以为当地的发展提供科学依据。     

基于三角模糊数随机模拟的地下水环境系统综合风险评价模型

采用随机模拟方法模拟三角模糊数,把三角模糊数及函数间运算简化为普通的实数之间运算,建立基于三角模糊数随机模拟的地下水环境系统综合风险评价模型(ARA-SSTFN)。结果说明:以置信区间形式表示的ARA-SSTFN评价结果,比现有常规方法结果提供评价结果可靠性方面更多信息,能反映受多种不确定性因素综合影响的地下水环境系统综合风险评价客观实际情况;ARA-SSTFN在流域水资源、水环境和水旱灾害等有随机性、模糊性和数据资料不精确等多种不确定性因素综合作用的各种资源环境系统综合风险评价问题中有推广应用价值。     

基于生态功能区划的黄河三角洲土地资源优化配置

土地资源的优化配置作为一种手段,其实质是依据土地类型本身的生态适宜性及其结构格局的差异性,运用人工技术调控的方法对有悖于自然生态结构的现状利用结构进行优化调整与安排,从而达到土地利用系统功能趋优的目的。论文首先从生态学的角度,根据黄河三角洲生态区划优化配置原则,对土地资源适宜方向与土地利用现状相匹配,甄别出需要调整的类型,构建黄河三角洲土地资源优化配置模型。其次基于该模型,利用GIS软件分析模块,实现土地资源优化配置。最后采用土地资源利用综合适宜度指数,对黄河三角洲土地资源优化配置效果进行评价,进一步说明了按照生态功能区划原则进行土地资源优化效果很好,具有一定的创新性。     

福建省地下水与地表水优化配置初步研究

本文分析了福建省地表水和地下水的资源情况、开发利用现状及其存在问题,提出了进一步开发地下水,并与地表水进行优化配置的必要性、可行性及若干对策.     

泉州市水资源可持续利用研究

本文分析了泉州市水资源特点与水资源开发利用存在的主要问题,认为泉州市是水资源较为短缺的地区.随着经济的快速增长和城镇化进程的加快,水资源的供需矛盾日益突出,水资源已成为泉州市沿海地区经济社会可持续发展的重要制约因素,并提出实现水资源可持续利用的5条对策.     

基于水利益共享的跨境流域水资源多目标分配研究——以澜沧江-湄公河为例

以水利益共享代替分水的理念有利于充分发挥水资源效益和减少区域矛盾冲突,但由于缺乏具体可实施的分配模式一直停留在设想阶段。基于水利益共享理念,建立跨境流域水资源多目标分配指标体系,并结合澜沧江-湄公河流域跨境水资源利用现状及需求,提出澜沧江-湄公河流域跨境水资源多目标分配模型。为基于水利益共享的跨境水资源多目标分配提供了具有充分可操作性的指标体系和分配模型,有助于推进跨境流域水利益共享的实施,实现区域双边或多边在水资源利用上的共赢和发展目标。     

土地利用空间优化配置研究进展与展望

土地利用优化配置是实现土地可持续利用,促进区域经济快速发展和环境逐步和谐的重要途径.科学的土地利用优化配置能充分发挥土地利用潜力、提高土地聚集效应、保持土地生态系统平衡.以往的土地利用优化配置研究主要侧重土地利用数量结构的优化,却忽视了土地利用空间布局的优化.尽管土地利用数量结构是土地利用合理配置的基础,但是在地域空间上分布不当,就会限制土地利用效率的提高,影响土地资源配置的科学性和精确性.因此如何将各土地利用类型数量在地域空间上进行合理的落位,开展土地利用空间优化配置问题研究显得尤为重要.本文全面地解释了土地利用空间优化配置的概念,系统介绍了国内外土地利用空间布局的相关理论和方法,并从地理学、景观生态学、系统工程和管理学、地理信息系统及遥感和数学模型应用、社会学和政策学等理论角度,对土地利用空间优化配置的发展方向和趋势进行了展望,以期促进土地利用空间优化配置研究的创新和深化.     

攀西自然资源的空间特征与生物资源开发布局

在分析攀西地区地貌类型、水资源及其结构以及气候类型、土壤类型、植被类型及空间特征基础上,从生物资源综合开发布局的指导思想、原则和目标任务出发,对攀西地区生物资源综合开发布局的层次结构、空间结构和空间组织进行系统的分析研究。生物资源开发布局层次性体现在:时间上、技术上、资源开发类型上和产品开发深度上。攀西生物资源开发布局的空间结构模式可以概括为2个中心、5个增长极、5个节点,1条主轴、2条扩展轴、6大片区。空间组织系统在时间序列上,从2003-2008年、2009-2015年、2016-2020年3个阶段逐步提高攀西生物资源开发布局水平,推进攀西生物资源开发产业化的延伸能力、持续能力、集聚能力和扩散能力。从空间序列上以安宁河谷综合开发这一主轴为依托,重点开发资源特色鲜明、开发条件优越并对生物资源开发全局产生重大影响的项目和区域,以国家重点生物资源开发项目与区域布局为先导,逐步开拓与扩展,最终形成一个既突出重点又顾及全局,节点系统合理、网络关系紧密,有层次、有时序的巨型带状生物资源开发时空组织系统。