黄河流域“水资源-生态保护-高质量发展”空间均衡性诊断

为促进黄河流域空间均衡发展,在测算黄河流域9个省区水资源可承载水平、经济社会发展水平以及生态保护水平的基础上,分析了各省区内部水资源、生态环境和经济社会3个子系统间的耦合协调发展水平,并分别以水与经济均衡、水与生态均衡、经济与生态均衡为子目标,构建了空间均衡性诊断模型,对黄河流域相邻“省区对”进行了空间均衡性诊断,反向追踪各“省区对”空间不均衡的原因。结果显示:除宁夏、甘肃外,黄河流域其他省区内部3个子系统间均已达到初级或中级协调发展阶段;黄河流域上游和下游的相邻“省区对”分别通过了均衡性判别;宁夏、甘肃、山西和内蒙古4个省区严重影响了省区间的均衡性,抑制了黄河流域整体的空间均衡发展。

基于水库旱限水位的大型灌区水资源空间均衡优化调控

由于自然地理特征和经济社会活动的差异,大型灌区水资源分布和利用在时空上是不平衡的,尤其是受水文气象波动影响的农业灌溉供水,需要借助水利工程进行水资源空间均衡调控。目前按典型水平年制订的常规调配水方案无法展现水资源空间均衡状态在年内的变化响应过程,也无法考虑水资源在年际间调配的需求。鉴此,本文基于灌区水资源系统空间均衡评价模型和半分布式水资源系统模拟模型,以干旱年缺水时段平均水资源系统空间均衡度最大为目标,以骨干水库分期分级旱限水位和灌区分单元分用水户限供比例为调控变量,运用遗传算法开展大型灌区水资源系统空间均衡优化调控研究。淠河灌区应用结果显示:骨干水库的分级分期旱限水位能够实现水资源在年内和年际时间上的均衡调节,而分单元分用水户的限制供水措施能够使水资源在空间上得到合理配置。二者共同作用能更好地协调灌区供需水在时程分布和空间均衡间的关系,相较于运行现状能大幅提升水资源系统空间均衡度,增强灌区的可持续发展能力,为基于旱限水位的复杂水资源系统管理和应用提供新的思路。

黄河流域河南段水资源空间均衡研究

基于水资源负载指数、水土资源匹配系数和用水效益系数等测算模型,研究了黄河流域河南段2011—2020年水资源空间均衡性.结果表明,黄河流域河南段8市水资源负载指数大致呈波动增长趋势且远大于10,水资源利用程度很高,基尼系数为0.31;水土资源匹配系数大致呈波动下降趋势且平均值为0.33,水土匹配程度较低,基尼系数为0.28;用水效益系数呈稳步上升趋势,单方水GDP产值为208元,用水效益与经济发展水平相对合理,基尼系数为0.32;水资源空间均衡系数平均值为0.55,空间均衡等级为Ⅲ级,属于一般失衡.基于此,合理配置水资源、提高用水效率、提前规划引水调水等有利于促进黄河流域河南段社会经济和水资源利用空间均衡发展.

基于水资源空间均衡的“四水四定”调控模型构建

为实现未来不同时间尺度下的水资源空间均衡与动态调控,创建了一套完整严谨、可动态调控的“四水四定”模型体系。通过模糊信息粒化窗口的支持向量机模型预测区域未来总用水量,利用基于时间序列相似性分析的自回归支持向量机模型预测区域未来分用水量,并对两类数据进行不确定性分析;构建了复杂回归函数对各类用水指标进行情景预测,经统计检验后将其作为当前用水模式下未来用水指标;构建了“四水四定”水资源承载力模型和水资源空间均衡模型,基于未来总用水量、未来各分用水量、未来用水指标,选用水资源负载系数、用水效益和水土资源匹配系数3个指标,结合基尼系数量化水资源空间均衡度,分析当前用水模式下未来水资源均衡度;构建了最优化模型,以最小化基尼系数为目标函数调整未来用水模式,实现水资源动态调控。所创建的模型体系可以实现未来不同时间尺度下的水资源空间均衡与动态调控。

基于GIS分析的水资源分布空间均衡计算方法及应用

为分析水资源分布空间均衡性,选取降水量指标,基于GIS空间分析和统计数据的量化分析,提出表征任意空间点或空间单元均衡程度的空间均衡系数(S_(SEC))和表征全区域均衡程度的总体空间均衡度(G_(GSED))的概念和计算方法,并以河南省为例验证了该方法的准确性。结果表明,受季风性气候、纬度和地形的影响,河南省水资源空间分布差异较大,降水量由东北部向东南部递增,东南部降水量变化较大;中部地区水资源空间分布较为均衡,空间均衡系数分别由北部、南部向中部递增。研究结果可用于指导区域水资源优化配置和经济社会空间均衡发展。

基于水资源配置的空间均衡度评价方法

为量化水资源配置对空间均衡的提升作用,系统评价水资源配置方案空间均衡度,研究基于水资源配置系统“水源-供水设施-受水区-用水户”的整体结构,从水源均衡、设施均衡、单元均衡和用户均衡4个方面分别选择了均衡度评价指标,构建水资源配置空间均衡度综合评价指标体系,并提出基于熵权-TOPSIS法的水资源配置空间均衡度评价方法。以昌邑市水资源配置系统为例,设置12种水资源配置方案来探究不同调控措施对水资源配置空间均衡度的影响。结果表明:该方法不仅可以量化不同调控措施对水源均衡、设施均衡、单元均衡和用户均衡的影响效果,还能够评估配置系统整体的水资源配置空间均衡度,可为水资源配置与空间均衡相关研究提供借鉴。

基于水资源空间均衡的“四水四定”调控模型的应用

将前期研究构建的基于水资源空间均衡的“四水四定”调控模型应用于山东省临沂市水资源空间均衡动态调控,在预测各区(县)用水量和用水指标的基础上,探究了各区(县)未来水资源空间均衡度,在不同时间尺度上对未来用水量进行了动态调控。结果表明:调控模型可靠性高且具备普适性;当前用水模式下临沂市未来水资源在空间上处于绝对均衡状态,仅水土匹配系数处于一般均衡状态;对各区(县)不同类型未来用水量进行动态调控,可在不同时间尺度上使临沂市水资源空间均衡的各项指标达到绝对均衡状态;在“四水四定”与水资源空间均衡的约束下,通过对未来长短期用水量的动态调控,临沂市预期用水量能够实现动态均衡。

黄河流域创新创业能力空间均衡程度及时空演变特征

协同提升黄河流域各地区的创新创业能力,是深入实施区域重大战略和推动经济社会高质量发展的必然要求。文章通过标准差椭圆分析、Dagum基尼系数、核密度估计、Markov链分析等方法研究了黄河流域创新创业能力的空间均衡程度及时空演变特征,结果显示:黄河流域城市创新创业能力整体实现了协同提升,尽管在空间上表现出“东高西低、南高北低”的分布趋势,但其空间重心整体西移,空间形变的发散性、均衡性发展态势明显,流域内部及两两地区之间的差异程度持续缩小,且在空间溢出效应的作用下,将长期向着更高水平方向收敛。

基于具有鲁棒特性模型的河南省水资源空间均衡评价

为深入研究河南省水资源空间均衡状况,针对水资源空间均衡的模糊性与不确定性,研究建立了空间均衡判别准则量化指标体系,计算了区域水资源负载指数、水土资源匹配系数及用水效益,引入基尼系数刻画水资源空间均衡程度,通过鲁棒等级计算、联系数方法进行不确定性转换判定等级、减法集对势方法计算空间均衡趋势,构建了具有鲁棒特性的水资源空间均衡评价模型,对河南省进行水资源空间均衡评价。结果表明:2020年河南省水资源负载指数为38.996,负载较大,各区域负载北部大于中部,中部大于南部,南部开发潜力最优,分布极不均衡;水土资源匹配系数为0.544,各地市差异较大;用水效益均衡情况较好。2020年河南省水资源空间均衡分布较不均衡,均衡等级为Ⅳ级;18个地市中,均衡等级分布不一,总体南部优于北部。其中安阳市水资源空间均衡状况最差,等级为Ⅴ级,完全不均衡;郑州、洛阳、鹤壁、许昌水资源空间均衡等级为Ⅳ级,较不均衡;其余城市均处于Ⅲ级及以下,均衡状况较好。区域水资源负载较大、水土资源匹配程度低、区域内各县域指标差距较大,极差较大是造成水资源空间不均衡的重要原因。河南省整体水资源空间均衡呈现较小的正向演化趋势,开封等11个城市水资源空间均衡状态呈现正向演化态势,其余7个城市均存在不同程度的负向演化态势。

基于综合基尼系数和减法集对势的区域水资源空间均衡评价与诊断

为支撑经济社会发展和水利高质量发展,科学判断区域水资源空间均衡状态至关重要。为此,构建水资源与人口数量、GDP匹配的洛伦兹曲线,对人口数量和GDP进行赋权,根据计算得到的区域水资源匹配各要素的综合基尼系数判断空间均衡状态,采用减法集对势识别影响区域水资源空间均衡的弱区域,建立了基于综合基尼系数和减法集对势的区域水资源空间均衡综合评价模型。模型应用于重庆市,结果表明,2015—2022年重庆市水资源空间均衡总体处于不均衡状态。中心城区、渝西地区和渝东新城大部分区域常年处于不均衡状态,且减法集对势为偏反势或反势,是影响重庆市水资源空间均衡状态的弱区域,未来应以这些区域为重点采取调控措施改善均衡状态。评价模型可为区域水利高质量发展和水资源优化配置提供参考。

水资源空间均衡理论方法及应用研究框架

面对日益凸显的水资源空间不均衡问题和矛盾,推进和落实水资源空间均衡已成为当前水利工作的一项重要内容。但是到底什么是水资源空间均衡以及其理论方法是什么,是当前迫切需要回答的问题。通过对现有空间均衡研究的梳理和分析,结合水资源空间均衡发展理念的形成背景,提出了水资源空间均衡的定义以及水资源空间均衡理论的概念;在对水资源空间均衡原理理解的基础上,提出了水资源空间均衡理论体系框架,并对其主要研究内容进行了介绍;最后,从理论、方法和应用3个方面对水资源空间均衡研究的下一步工作进行了展望。总体来看,水资源空间均衡理论方法的研究对解决我国现代治水实践中的空间不均衡问题,支撑国家现代化水利建设论证与规划,促进水资源、经济社会和生态环境空间均衡发展具有重要的指导作用,可为今后开展水资源空间均衡管控与实践奠定基础。

水资源空间均衡理论应用规则和量化方法

空间均衡是新时期水利发展的重要导向,是水利工作开展所需要遵循的基本要求。如何实现水资源空间均衡管控是水利发展的重要内容和挑战。在前期水资源空间均衡理论方法及应用框架研究的基础上,阐述了水资源空间均衡的理论需求及基本原理,以回答“为什么要实施水资源空间均衡?”;介绍了水资源空间均衡的理论体系框架与主要内容,以回答“水资源空间均衡理论是什么?”;提出了水资源空间均衡理论的应用规则和量化方法,以回答“水资源空间均衡理论如何应用?”。其应用规则包括遵循三大规律、符合三条原则、承担四项任务、具备三大功能,是正确应用水资源空间均衡理论的守则。其量化方法包括水资源空间均衡判别准则量化、水资源空间均衡度计算、水资源空间均衡优化模型、水资源空间均衡规划方法、水资源空间均衡预警评价与综合调控。研究认为,水资源空间均衡理论是指导区域或流域水利乃至综合空间均衡发展的一个重要支撑,为完善水资源空间均衡理论、落实空间均衡管控提供了解决途径和具体方法。

广西土地利用空间均衡度时空分异特征及驱动力研究

准确识别区域土地开发强度与土地供给能力之间的匹配状态可为区域国土空间格局的优化提供参考,对实现可持续发展意义重大。本文以广西14个地级市为研究对象,构建土地利用空间均衡度指标体系;基于指数模型、GIS空间分析法、灰色关联度模型,研究2011-2020年广西土地利用空间均衡度时空分异特征及其驱动力。研究表明,广西土地开发强度保持平稳状态,土地利用空间均衡度处于相对均衡状态,呈下降趋势;土地利用空间均衡度总体不稳定,地区差异明显,桂中和桂东南地区土地利用空间均衡度较高,桂西北地区均衡度较低,区内无过度开发地区;土地利用空间均衡度受多方面因素影响,人口聚集程度作用最为显著。

吉林省土地利用空间均衡度评价研究

研究目的:评价吉林省土地利用空间均衡度可以正确理解吉林省目前土地使用状态,为制定准确的土地利用制度与政策提供依据。研究方法:极值标准化方法、算术平均法和几何平均法、聚类分析法。研究结果:吉林省土地利用9市(州)中,长春市、辽源市、吉林市处于开发过度状态,四平市、松原市、白城市为相对均衡状态,通化市、白山市、延边州为发展不足状态。研究结论:区域土地空间均衡是区域开发规模和强度与空间实际供给能力的相对协调;吉林省区域土地供给能力为东南部最大,东北地区最低;开发的强度表现为中—西—东的区域开发递减;区域土地空间均衡度为中—西—东部地区呈现过度开发—相对均衡—开发不足的规律分布。

基于均衡系数的甘肃省水资源空间均衡研究

为分析甘肃省水资源的空间分布情况及开发利用效果,采用空间均衡系数法、基尼系数法等方法计算甘肃省水资源空间均衡系数,研究发现,甘肃省水资源开发利用存在明显差距,整体开发程度高且潜力有限;水负载基尼系数持续上升,2020年达峰值0.81,各市水资源利用情况差距悬殊。水土资源匹配度普遍较低,多年平均基尼系数为0.63,整体分布不均衡;多年平均水资源效益的基尼系数为0.37,各市的水资源效益较为均衡,且全省用水效益呈持续上升趋势。水资源空间均衡系数评价为中度失衡,主要受到水资源整体匮乏、地区间开发不均等因素影响。研究结果有助于为甘肃省未来的水资源规划与管理提供理论参考。

水资源空间均衡理论方法与对策措施研究

为全面贯彻落实习近平总书记"十六字治水思路"和"黄河流域生态保护和高质量发展"座谈会讲话精神,按照"概念-标准-手段-对策布局"的工作方法,在分析水资源空间均衡概念内涵和基本特征基础上,探究了水资源空间均衡的理论基础,构建了水资源空间均衡评价指标体系,提出了水资源空间均衡评价方法,识别影响水资源空间均衡的不利因素,从"约束倒逼"和"优化提升"两方面,按照"节、退、调、保、配、管"提出了水资源空间均衡对策措施,为落实以水而定的要求、实现空间均衡目标提供了重要技术支撑。

黄河流域陕西水资源空间均衡诊断及优化分析

本文针对黄河流域陕西水资源空间均衡诊断及优化策略展开探讨,简要介绍了水资源空间均衡概念,并对陕西水资源空间均衡情况,以及诊断流程展开详细探讨,并提出了实现水资源空间均衡发展的优化策略。根据研究结果可知,通过构建现代水网、节约用水、加强水资源使用约束等措施,能够有效解决水资源空间不均衡问题,实现水资源与社会经济以及生态环境间的协调发展。

区域经济增长空间均衡研究述评

作为区域经济增长理论和空间理论研究的一个新领域,区域经济增长空间均衡研究在一定程度上填补了区域经济增长研究在空间均衡层面的理论空白,为理论界探讨区域经济增长的空间分布态势提供了理论基础。目前,该领域的研究主要集中在区域经济增长空间均衡的形成机制,区域经济增长空间均衡模型等方面,所研究的主要问题包括区域贸易、区域政策、区域差异演化、区域空间布局等。这一领域未来的研究应在区域经济增长空间均衡微观形成机制方面取得更大的进步。

京津冀地区水资源空间均衡评价及调控措施

为科学诊断京津冀地区水资源空间均衡状态、切实提高京津冀协同发展水安全保障水平,通过河道内外、地表地下水资源供需分析,计算各评价单元的综合缺水量和综合缺水率,以水资源空间均衡度为评价指标对京津冀地区水资源空间均衡进行了评价。评价结果表明,现状情景下京津冀地区整体处于不均衡状态,沧州、衡水等6个评价单元处于严重不均衡状态;未来情景下随着调水和节水力度加大,水资源空间不均衡状态得以改善。基于评价结果从供、需两端提出了确定开发上限、强化节约用水、退减不合理用水、保障生态环境用水、多渠道增加供给和健全法制体制机制等水资源空间均衡调控措施。

新疆水资源开发利用的空间均衡分析

为明确新疆水资源开发利用的空间均衡程度,选取与水资源开发利用相关的12个指标,采用空间均衡度计算方法,计算了2004—2017年新疆各地州各指标的空间均衡系数及水资源开发利用的总体空间均衡度,并与采用基尼系数方法的计算结果进行了对比。结果表明,新疆各地州的城镇化率及单位面积农田灌溉用水量在空间上较为均衡,而水资源开发利用率的差异最大;2004—2017年新疆水资源开发利用的总体空间均衡度呈现缓慢上升趋势,水资源开发利用的空间不均衡现象有所改善;空间均衡度计算方法与基尼系数计算方法具有较好的长期一致性,分析空间均衡的变化应以长期的变化趋势为基础。