郑州市水资源生态经济价值时间演化趋势及其影响因素分析

水资源生态经济价值是经济价值、社会价值和生态环境价值的统一,分析其价值变化规律对合理优化配置水资源、促进水资源生态经济系统可持续发展具有重要意义。在采用能值分析方法核算郑州市2009~2020年水资源生态经济价值的基础上,对其时间演化规律及影响因素进行探讨,并采用R/S分析法分析了其未来发展趋势。结果表明,郑州市水资源生态经济价值总体呈增长趋势,价值变化主要受GDP、人均可支配收入、污废水排放量等多种因素的影响,其时间序列结果显示未来趋势与过去特征呈正相关关系,即郑州市水资源生态经济价值未来仍呈增长趋势。

水资源价值理论研究进展与展望

水资源价值理论是价值核算的基础,在水资源价值研究中举足轻重。水资源价值研究是在对传统自然资源价值观反思的基础上开展起来的,伴随着现代经济的迅速发展,人们已认识到传统的价值观念难以适应现代化经济发展的需要,水资源价值理念必须进行重新认识并加以完善。旨在分析水资源价值理论的研究进展,提出未来发展的方向,给水资源价值理论研究以启示。首先分析了水资源价值的构成和内涵,指出水资源价值是经济、社会、生态环境价值的统一;接着详细介绍了各价值论的主要观点,并分析提出了目前存在的主要问题;最后在展望部分从生态经济学角度出发,将能值价值论引入水资源价值研究中,提出水资源能值价值理论的想法,以期为水资源价值评估提供有启发意义的思路与方法。

伊河流域径流周期变化特征的小波分析

为了研究伊河径流的周期特征,用小波分析法对伊河中上游潭头、东湾、陆浑3个水文站的月径流实测资料进行了多尺度分析,结果表明:①潭头、东湾两站的径流序列存在10 a左右的显著周期,陆浑站径流序列存在20 a左右的显著周期,陆浑站与潭头、东湾两站径流趋势的差异说明人为因素(陆浑水库)对天然径流具有干扰作用;②小波分析理论在水文水资源领域的应用潜力较大,小波变换作为一种时频分析手段,不仅可以解释非平稳序列中存在的隐含周期成分,而且可以解释序列趋势、奇异点、不连续性等信息。

用水结构变化主要驱动力因子灰色关联度分析

灰色系统关联度分析方法对样本数量、分布规律要求不高,计算量小,且量化结果与定性分析一致,具有广泛的实用性。以郑州市为例,将灰色系统关联度分析方法应用到用水结构变化的驱动力因子分析中去,量化各驱动力因子的影响度,结果表明工业重复利用率、灌溉面积、城镇化水平是郑州市工业、农业、生活三大用水部门的主要驱动力因子,并针对各驱动因子提出了相应的节水措施,为郑州市水资源可持续利用及节水型社会建设提供参考依据。

地铁站点防洪排涝风险评价研究

随着城市化的发展,地铁成为许多大中城市缓解地面交通的有效途径,而随着大量地铁的修建,地铁基坑塌陷、进水和站点淹没等事故时有发生,地铁站点的防洪排涝成为一个新的研究课题。本研究以成都地铁2号线西延线6个站点为例,将地铁站点防洪作为一个风险问题加以分析和研究,考虑影响地铁站点的防洪排涝因子,采用模糊属性评判方法,系统分析站点的防洪排涝风险等级,并对站点进行水文测算,给出在设计洪水条件下各站点可能的淹没水深,指导地铁站点建设和运行过程中防洪排涝工作的顺利进行。

基于四大家鱼生境需求的灌河生态需水过程研究

针对生态用水被严重挤占和鲇鱼山水库拦蓄作用造成的灌河中下游生物多样性减少及鱼类栖息地被破坏等生态问题,对灌河鲇鱼山水库下游至与史河交汇口90 km长的河段进行生态需水过程研究。分析确定以四大家鱼作为目标物种,计算鱼类生长繁殖所需的生态基流、敏感生态需水和触发鱼类关键生命活动的高流量脉冲过程。考虑到灌河实际情况,选择利用Tennant法计算生态基流,利用生境模拟法选择水深、流速和氨氮3个生境要素,借助MIKE21水动力水质模型计算敏感生态需水,根据历史流量资料计算产卵期所需的高流量脉冲特征值。结果显示:生态基流和敏感生态需水分别为3.4m3/s和12 m3/s,产卵期需要1~2次流量大于24 m3/s且持续3 d以上的高流量脉冲过程。对比历史流量资料和研究结果发现,鲇鱼山水库生态基流和敏感生态需水过程不满足生态需要,高流量脉冲过程基本可以满足,需要通过生态补源建设和改进鲇鱼山水库调度方式等塑造适宜的生态需水过程。

水资源生活贡献率及价值的能值分析

水资源生活贡献率是衡量生活部门水资源使用效率的参考标准,是水资源生活价值量化的重要参数,而水资源生活价值的核算,对深化水价改革、利用经济杠杆完善水资源管理制度具有客观指导意义。针对目前水资源生活贡献率和价值量化困难的问题,借鉴生态经济学的能值理论,给出了水资源生活贡献率和价值的能值量化方法,突破了传统水资源价值研究以经济学为主的局限,丰富了水资源价值研究方法。

基于能值理论的水资源对农业生产贡献量化分析

运用能值理论,依据水资源对农业生产贡献的特点,提出了水资源对农业生产贡献量和贡献率的量化方法,为科学量化水资源对农业生产贡献提供新思路。以许昌市为例,计算结果显示,许昌市2005～2016年水资源对农业生产的贡献量多年平均值为12. 04×1020sej,折合人民币22. 09×108元,贡献率为6. 11%;其中地下水贡献率3. 87%,占水资源贡献率的64%。许昌市水资源对农业生产贡献的变化规律分析显示,水资源对农业生产的贡献量及贡献率均呈增长趋势;且单方水贡献率随农业用水水平的提高而增加。

郑州市水环境污染经济损失计算

采用水环境污染经济损失函数法计算郑州市2000—2005年的水污染损失。计算结果表明,郑州市年均水污染损失占GDP的4%,其中水污染造成的健康损失最大,占总损失量的44.26%左右,水污染造成的农业损失增长速度最快;水环境污染造成的经济损失已经影响到郑州市的经济发展。

基于能值理论的水污染损失量化方法研究

针对以货币理论为基础的传统经济学方法在水污染损失量化中的缺陷,将能值理论引入水污染损失量化研究,以关键污染物净化为基础,建立水量稀释模型,构建了以污染物稀释水量的水资源生态经济价值作为水污染损失的量化方法。以许昌市6个典型断面为例,计算2013年关键污染物COD和氨氮排放造成的水污染损失总量为85.8万元,远大于以水价代替水资源生态经济价值的计算结果,表明基于能值理论的水污染损失量化方法可以较为全面地反映水污染造成的经济、社会和生态环境损失,为水污染损失准确量化提供了新思路。

基于能值理论的城市复合生态系统可持续发展评价

城市可持续发展需要协调好城市经济、社会发展和城市环境之间的关系,城市生态系统可持续发展评价,可为促进生态城市建设、维护城市生态平衡和区域人口的合理分布等提供依据.郑州市作为中原城市群经济隆起带的展示窗口,最近几十年,随着城市的发展,其现代化的需求、密集的人类活动、快速的结构性增长和高物耗、高污染的产业发展对郑州市生态系统的威胁很大,可持续发展压力大.本文借助能值理论构建了城市生态系统的评价指标体系,以能值为量纲,统一度量城市复合生态系统的发展水平和可持续状况.郑州市的实例应用显示,近几年郑州市城市发展迅速,但环境压力很大,可持续状况不容乐观.

水资源生态经济价值能值分析框架

水资源生态经济价值是水资源生态经济系统的经济价值、社会价值和生态环境价值的统一体,是生态经济系统内水资源价值的真实反映.从水的资源特性出发探究水资源价值的根源和形成机制,给出水资源生态经济价值的内涵和构成.运用能值分析原理,研究建立了水资源生态经济价值的能值分析框架,以实现水资源经济、社会和生态环境价值的统一度量,为水资源合理利用决策和价值核算提供理论基础和技术方法.

郑州市城区及郊县地下水主要污染组分及成因

明确不同地区地下水污染的组分和成因,可为针对性的制定地下水资源管理制度、改善水质提供保障。由于城区和郊县经济发展水平和地下水资源开发利用模式差别较大,水污染程度和污染组分可能存在较大差异。以郑州市的金水区和巩义为例,运用主成分分析法对两者地下水污染状况进行评价。结果表明:巩义市地下水主要污染组分以硝酸盐等有机污染物为主,金水区以硫酸盐、氨氮等有机污染物为主。造成这种现象的主要原因是巩义市工矿企业、农田较多,金水区农田、工矿企业较少而生活污水排放比重较大。根据两个地区不同的地下水污染状况和成因,就地下水资源保护和管理提出针对性的建议。

基于能值理论的节水农业综合效益量化方法

节水农业工程的实施会对地区经济、社会和生态环境造成多方面的影响,建立科学合理的量化方法,定量分析节水农业综合效益,有利于规模化节水农业发展。基于生态经济学能值理论,分析了节水农业经济、社会和生态环境正负效益的构成,以能值作为统一的度量尺度,提出了节水农业综合效益的量化方法。以河套灌区沈乌灌域2016年节水改造工程为例进行实例计算,结果表明,沈乌灌域节水农业综合效益为10.67亿元,其中生态环境效益比重最大,达到了79.8%,经济效益比重为20.0%,社会效益比重为0.2%。节水农业对于生态环境有较大的影响,节水农业在取得正效益的同时,也会带来一定的负效益,综合来看节水农业是正效益大于负效益。所提出的方法可以为量化节水农业综合效益提供一种新途径。

智能软件在水文统计教学中的应用研究

《水文统计学》是水文与水资源工程专业一门重要的专业基础课,是研究水文规律的有力工具。文章针对水文统计教学工作中理论性较强,学生感觉枯燥、难以掌握等特点,从如何巧妙利用智能软件,激发学生学习兴趣、理解抽象概念、以科研促教学等方面提高本课程教学质量进行了探讨。

适应社会新时代的水文与水资源专业人才教学改革探讨

当前,中国特色社会主义进入新时代,水利发展面临新形势、新任务、新要求。水文与水资源工程是水利中的重要专业领域之一,为适应新时代水利发展需要,目前水文水资源专业人才教学培养面临的迫切任务是,如何更快、更好地培养一大批具有创新精神,能迅速适应当今时代发展的人才。通过对河南省水利系统用人单位的调研,开展水文专业人才教学改革探究。从开展教学研究、改进教学方法,构建理论与实践相结合教学模式,多种教学方式相融合等方面探讨了以适应社会新时代为导向的水文与水资源专业教学改革新思路。

四种沉水植物对城市污染水体的净化效果研究

城市污染河道缺氧会导致水体发黑变臭。设计轮叶黑藻、苦草、金鱼藻和狐尾藻四种沉水植物自然光照和避光条件下的复氧试验:将四种沉水植物分别放置于清水和城市污染水体中培养一周后,测定清水中溶解氧(DO)和城市污染水体中DO、氨氮(NH_4^+-N)和化学需氧量(COD)的浓度,研究水体中DO与污染物浓度的变化特性。结果表明:沉水植物复氧效果明显,四种沉水植物作用下水体在自然光照条件下DO浓度均高于避光条件下的;四种沉水植物对氨氮具有较好的去除率,自然光照条件下,轮叶黑藻、苦草、金鱼藻和狐尾藻对污染物的去除率分别为95.05%、92.74%、89.45%和88.29%;沉水植物对COD的去除效果不明显,后期水体中COD呈升高趋势。

瞬时单位线参数的率定与递归更新对地面径流模拟结果的影响

在用瞬时单位线进行流域净雨的坡面汇流计算时,需要先率定其2个参数:线性水库的个数n及单个线性水库的调蓄系数K.传统参数率定方法为矩法,研究表明,使用矩法率定所得的瞬时单位线对地面径流的模拟精度较差,需要对参数进行更新.提出了一个用于瞬时单位线参数更新的递归公式,并研究了参数更新次数对流域地面径流模拟精度的影响.递归方程的推导是针对地面径流过程线的2个主要特征值:洪峰流量和峰现时间,使模拟的洪峰流量和峰现时间尽量接近观测值.应用结果表明,递归公式能够获得比矩法更高的地面径流模拟精度;但应用递归公式的次数不能太多,当超过2次时,模拟精度反而会降低.分析原因认为,递归公式推导的原理,是使洪峰流量和峰现时间的模拟值尽量接近观测值,以它们之间偏离的程度来调整参数n、k的值,但对整个地面径流过程的模拟精度的评判需要考虑整个地面径流过程,而不仅仅是洪峰流量和峰现时间,这是更新次数不应过多的原因.

近59a河南省降水重心分布特征及其与站网空间分布关系

降水重心反映了区域降水总体空间分布及长期演变过程,掌握降水重心分布特征对于区域旱涝灾害防治、水资源评价与管理具有一定指导意义。基于河南省112个气象站的逐月降水资料,利用重心模型、标准差椭圆、M-K检验法、典型相关分析等方法,分析了河南省月、年际、年代际降水重心分布与转移以及站网空间分布对降水重心的影响。结果表明:1960—2018年期间,河南省月、年降水重心均分布在许昌市许昌县和漯河市临颍县一带,空间分布格局均呈西北—东南方向,离散程度较小,方向性明显;月降水重心移动轨迹总体上呈类"8"字,雨季与旱季的降水重心分别位于类"8"字上部和下部;近59 a年降水重心总体上有明显向东移动趋势,近六个年代降水重心变化不显著;站网密度与站网均匀度对降水重心均有较大影响,呈正向相关关系,站网密度对降水重心的影响比站网均匀度小。

径流多时间尺度预报方法对比分析

径流预报在水资源综合开发利用、科学管理、优化调度等方面起着至关重要的作用。针对不同预报方法预报精度存在差异的问题,选用多元线性回归模型(MVLR)、灰色动态GM(1,N)模型、人工神经网络模型(ANN)分别对宜昌水文站日、月、汛期、非汛期流量进行模拟与比较分析,并在此基础上建立组合预报模型(CP)。结果表明:ANN模型预报精度相对较高,预报效果总体优于MVLR、GM(1,N)2种模型;CP模型能够降低预报的风险,但预报合格率略有下降;各模型日尺度流量预报精度高于月尺度,非汛期预报精度高于汛期。