黑河流域土地利用变化的影响因素--以张掖地区为例

在内陆干旱地区, 土地利用结构的合理与否对区域生态环境和经济建设具有直接制约作用. 对张掖地区主要土地利用类型耕地、林地、草地、荒漠化土地变化影响因素关系进行了分析研究. 结果显示: 自然因素是制约土地利用水平和结构的最基本的因素, 人为因素对现代土地利用变化的驱动作用则更为显著. 耕地面积的增加主要与水资源开发利用率的提高有直接的关系, 人口增长对耕地面积增加有间接促进作用. 从建国初期到现今本区人口增加了2.29倍, 而耕地面积也从9.7×104 hm2增加到了18.6×104 hm2. 耕地面积减少则主要与人为不合理利用引起的土地荒漠化有关. 在林地的变化中, 自然条件限制着森林的发展, 人为因素对林地变化的驱动作用大于自然因素的影响; 草地面积减少主要是人为超载放牧和破坏以及人类过度开垦农田的结果, 20世纪90年代后期比80年代初期草地面积减少了62.4%. 同时, 荒漠化土地面积也在不断的增长. 在土地生态规律的基础上, 进行科学管理, 人为力量将成为优化干旱地区土地利用结构和提高生产力的重要驱动力.     

流域水资源实时调度研究--以黑河流域为例

系统地总结了流域水资源实时调度的研究现状和调度的基本理论依据。流域水资源实时调度以显式考虑人类活动影响的二元动态水资源演化模式为其理论基础,提出了“宏观总控、长短嵌套、实时决策、滚动修正”的流域水资源实时调度的模式。并以黑河流域为例,进行了应用研究,初步应用表明,该模式能满足流域水资源实时调度管理的需要,可为我国北方干旱半干旱地区流域水资源实时调度提供借鉴。     

朝阳市水资源优化配置研究

对水资源随时间变化的效益系数运用模糊动态AHP法计算,在此基础上对区域水资源优化调配方案利用区间数线性规划法确定,然后以朝阳市为例验证了模型的可靠性与仿真性能。结果显示:在水资源优化配置中基于模糊动态AHP法的计算模型具有较高的模拟精度与适应性,该模型取得了理想的计算效果;可为促进区域水资源可持续利用与优化配置提供新的方法和思路。     

干旱区绿洲空间分异演化研究--以黑河流域绿洲为例

对干旱区绿洲的物质和能量空间分异现象和规律的研究,有助于深刻了解不同类型绿洲形成和演化的自然背景和农业资源组合的特点,为农业生产的合理布局和农业自然资源的优化配置提供理论依据. 以黑河流域绿洲为例,在综合分析影响绿洲空间分异的气候、地质构造和地貌演化、地表水和地下水水文化学性质、土壤性状和水资源供应状况等自然地理要素基础上,将黑河绿洲划分为高位绿洲、中位绿洲和低位绿洲等不同类型. 在此基础上,分析了黑河流域不同类型绿洲主要农作物气候适宜性的空间分异,为绿洲农业资源的优化配置提供了重要的理论依据.     

生态环境损失价值计算初步研究——以张掖地区为例

生态环境损失价值计算是绿色国民生产总值计算的重要部分,是可持续发展国民生产总值核算的基础工作。黑河流域各种生态环境问题十分突出又各有特点。这些生态环境问题均因水资源的不合理开发利用引起。采用环境经济学的研究方法,从可持续发展的角度对生态环境损失的价值估算进行了初步尝试,并以张掖地区为例进行了实证分析,得到1995年张掖地区与水有关的生态环境损失价值约占当年国民生产总值的3%。     

基于GIS的滑坡空间数据库研究--以云南小江流域为例

滑坡作为一种典型的地质灾害现象,有其特有的属性特征、方法及事件特征。在面向对象的GIS中,滑坡因素空间数据库是描述滑坡对象的主要指标系统。滑坡因素空间数据库包括滑坡因子数据库和滑坡分布数据库。滑坡因子主要分为静力因子和动力因子。静力因子决定了滑坡空间分布特征及规律。动力因子与新滑坡的变形失稳及老滑坡的再次活动密切相关。通过航片解译和现场勘查等工作建立的滑坡因素空间分布数据库是建立滑坡GIS分析模型的重要环节。滑坡因子数据库与空间分布数据库不仅包括属性数据库,而且包括图形数据库。它们的建立需要经过概念模式设计,逻辑设计,物理设计3个重要的步骤。云南小江流域是我国西南地区典型的滑坡等地质灾害多发区,以其为例对滑坡空间数据库的设计与创建过程进行了详细的说明。     

干旱区农业生态经济系统的能值分析--以黑河流域中游张掖地区为例

能值理论(emergy theory)是综合分析生态经济系统的各种能量流的转换机理,并定量研究生态效益与经济效益及其关系的重要理论.在简要阐述能值理论有关内容的基础上, 以黑河流域中游张掖地区农业生态经济系统为例进行了实证研究.根据能值的投入产出分析的结果表明, 张掖地区的农业发展存在许多问题:环境负荷不断增加, 产出率降低, 产品经济成本增加, 能值持续性指数下降等, 这使得该区农业的持续发展受到严重影响.应采取一定的措施来增加农业生态经济系统的产出能力,减小农业生态环境的压力.     

基于粒子群算法的水资源优化配置

本文基于可持续发展理论,以社会、经济和环境的综合效益最大为目标,建立了区域水资源优化配置模型.根据模型的特点,采用粒子群算法(PSO)对模型进行求解.针对粒子群算法的迭代原理,通过对粒子编码方法、适应度函数构造和约束条件处理等环节的改进,构成了用于多目标有约束条件模型求解的粒子群优化算法.不仅拓展了粒子群优化算法的应用领域,同时也为复杂多目标模型的求解提供了一种新途径.本文以北京市为例,借助本文提出的模型,得到了该市2010、2020和2030年三个水平年在50%保证率下的水量配置方案.优化结果表明,该算法应用于水资源优化配置中是合适的.     

水资源优化配置的研究与展望

目前全国水资源优化配置的研究依然停留在借鉴和摸索阶段,对水资源优化配置的主要任务、遵循的原则、配置方案以及未来的发展方向进行了探讨.     

基于可持续发展的区域水资源多目标优化配置研究

以区域经济发展与水环境保护相协调为目标,考虑社会各产业经济部门的污水处理和节水调节的控制作用,建立水资源多目标优化配置模型,并利用模糊理论构建评价函数。通过应用于盐城市水资源的优化配置,计算分析结果表明该方法具有良好的可行性和合理性。     

张掖市农耕期热量资源变化特征及对农业生产的影响

利用张掖市6个气象观测站1961-2010年实测气温资料,运用5 d滑动平均、气候倾向率、Mann-Kendall检验等方法,对农耕期初日、终日、持续日数及≥0℃积温的分布特征、年际和年代际演变规律及突变特点进行分析,结果表明:张掖市农耕期初日随海拔高度的升高推迟,终日则相反,农耕期日数自西北部向东南缩短,积温南北差异显著;近50 a初日提早,终日推迟,持续日数延长,积温增加趋势明显;20世纪70-80年代前期各地表现出农耕期初日推迟,终日提前,持续日数较短,≥0℃积温偏少的特点;20世纪90年代以来,终日延迟程度大于初日提前程度,积温增加显著,尤其2001-2010年增幅为50 a最大;山前绿洲及荒漠绿洲农耕期终日、持续日数及积温分别在1995/1997年、1982/1990年、1996/1999年发生了突变;农耕期热量资源增加,对作物种植结构的调整、生育进程的加快及产量均产生一定影响.     

张掖市甘州区农业水资源利用效率分析

提高水资源利用效率和效益,是解决干旱和半干旱地区缺水问题的关键手段.运用数据包络分析法,从微观农户的角度出发,对张掖市甘州区农业水资源利用效率进行研究.基于对2012年甘州区农业灌溉用水和投入产出情况的调查数据,用DEAP2.1软件测度该地区农业水资源利用效率,并对农业节水潜力进行估算,最后针对分析结果提出提高农业水资源利用效率政策建议.结果表明:甘州区农业水资源利用效率水平高于农业生产效率水平;调整种植规模比减少水资源投入对提高农业水资源利用效率具有更明显的效果;农业水资源利用效率较高的几个乡镇水资源投入冗余较多,水资源浪费较严重,农业水资源利用效率较低的乡镇反而投入冗余较少浪费现象也较少.甘州区的农业节水潜力估算结果为7682.5×10⁴ m³.研究结果对张掖市甘州区节水型社会建设试点的建设效果做出评价,为进一步提出如何提高农业水资源利用效率提供相关参考意见.     

改进IPAT等式的可持续性评价应用——以张掖市为例

综合的可持续评价是对地区经济发展的准确衡量,也是科学指导地区可持续发展的重要凭借。构建了一个基于IPAT等式改进的恒等式评价模型——IPADSEFÍÁ等式,以水资源在农业种植业方面的利用现状作为环境影响因素,综合考虑人口规模、经济增长、农业依赖度、农业产业结构、生产效益和先进农业技术应用等人文因素,结合1990-2014年的地区发展历程,对张掖的发展进程进行了分解和归因,并对发展的可持续性进行评价,得出张掖当前的发展模式对自然环境存在较强的压迫,尤其在水资源利用方面不是可持续的。而进行合理的产业结构调整、发展高附加值农业产业、继续加大应用先进农业技术可以缓解目前的水资源压力,让张掖的发展更具可持续性。     

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.     

黑河流域中游地区国民经济用水投入产出分析——以张掖市为例

采用投入产出分析方法, 以黑河流域中游的张掖市为例, 将传统的价值型投入产出表和水资源利用的实物型投入产出表相结合, 构建了混合型水资源投入产出表, 并估算了张掖市各行业的直接用水系数、 用水乘数、 直接产出系数、 产出乘数以及综合用水特性. 结果表明: 张掖市种植业、 畜牧业和其他农业的用水效益和用水效率远低于其他行业, 直接耗用水程度均高, 而直接产出一般. 张掖市过度依赖种植业的产业结构特征造成该地区对水资源的过度依赖. 因此, 调整产业结构, 实施高效的节水措施, 适当降低农业尤其是种植业在国民经济中的比重, 是解决张掖市水资源危机的有效途径.     

基于对数指数型蓄水容量曲线改进新安江模型

原新安江模型利用一个经验函数即抛物线来考虑下垫面张力水蓄水容量空间分布不均,其数学和物理基础不明确.基于地形指数和土地利用覆被类型与包气带厚度的相关关系可以推求出张力水蓄水容量曲线,与传统概化出的曲线不同,为更好地描述流域张力水蓄水容量空间分布,在此提出用一种新的函数——对数指数函数来代替新安江模型中的抛物线以改进新安...     

基于IHPACT等式的可持续消费分析——以水足迹视角下张掖市低水消费模式为例

"低碳"已成为全球瞩目的焦点话题,成为人类社会的共识,而对于21世纪人类面临的最为严峻的现实问题之——水资源危机,迫使人们不得不及早关注"低水"问题。人口的增长、技术的变化和消费的增加被认为是产生环境危机的最主要的三个原因。当前消费引起的环境问题却没有得到足够的重视和深入的研究。经典的IPAT建立了人文因素与环境影响间的影响关系的账户恒等式,通过对IPAT等式的扩展,得到分析影响可持续消费影响因素、指导可持续消费政策制定的IHPACT框架,并从水足迹视角,基于黑河流域张掖市水足迹调查与核算数据,探讨了该分析框架的可行性与必要性。研究结果表明：减少食物消费中水足迹奢侈品肉类的消费（多吃蔬菜少吃肉）可以有效地调节居民消费水足迹;消费能力的进一步提高将增加居民消费水足迹,但以水足迹表征的环境影响与消费能力两者间环境Kuznets曲线假说成立,即消费能力的提高最终将会降低消费的环境影响。     

水利工程建设对地下水影响的数值模拟分析

工程开挖及建成后对含水层结构的改造,无疑会对开挖区周围地下水造成影响。利用数值模拟方法分析预测某水利工程尾水渠开挖及建成后周围地下水水位的变化。预测结果,大开挖后周边地下水位将快速降低,且不同地段水位降幅不同,右岸阶地内水位降低约0.26~7.26 m,工程建成后,阶地内水位将逐渐恢复,但相比施工前水位仍降低0.09~0.38 m。分析水文地质结构,合理概化,建立数值模型,对于分析工程开挖对地下水的影响,是种有效方法。