广东省水资源-能源-粮食网络特征分析

广东省人口和产业高度集聚,对水资源-能源-粮食(WEF)依赖程度高,资源供需矛盾日益凸显,合理配置WEF资源,实现资源可持续利用具有重要现实意义.本研究基于复杂网络方法,构建广东省2007、2012、2017年的WEF资源网络模型,通过探索网络拓扑性质,挖掘网络关键节点和关键路径,作为资源优化配置的重点关注对象.结果表明:1)广东省WEF资源网络具备小世界属性,能源网络的小世界属性较强,水资源网络较弱,关键节点和关键边的调控均会对WEF资源网络形成较大影响;2)农业(农林牧渔产品和服务),食品和烟草,化学产品,电力、热力的生产和供应,建筑,通信设备、计算机和其他电子设备制造等关键节点具备较大点强度,其资源调控对广东省水资源、能源、粮食的节约效应显著;3)电气机械和器材制造,建筑,通信设备、计算机和其他电子设备制造在WEF资源网络中处于枢纽位置,其资源节约效应可快速传递至整个网络;4)农业→食品和烟草、农业→纺织品、食品和烟草→住宿和餐饮等边频繁出现于WEF资源网络的关键路径之中,改变其资源流通量,可显著改变所在关键路径甚至整个WEF资源网络的流通量.

基于改进NSGA-Ⅱ算法的汾河水库优化调度研究

为进一步提高NSGA-Ⅱ算法搜索效率,引进全局搜索能力更强、收敛速度更快的算术交叉算子改进原始算法中采用的模拟二进制交叉算子(SBX)。据此提出一种改进NSGA-Ⅱ算法,同时采用Generational Distance(G_(D))指标评价多目标Pareto解集的收敛状态,并将该方法应用于汾河水库供水及生态协同优化调度研究中以验证其有效性。对比不同算法运行产生的Pareto解集及水库运行各项指标表明,与传统算法相比,算法改进后达到收敛状态的迭代次数降低了100代且收敛时间缩短7.76%;较不优化条件下的各部门缺水率均有所降低,其中农业缺水率效果最为显著,降低13.20%~14.52%,总供水量增加0.268×10^(8)~0.303×10^(8)m^(3)。验证了改进算法及优化调度的有效性,为水库多目标优化调度提供了一种新思路。

长江经济带水-能-粮流通及压力变化特征分析

为促进长江经济带绿色可持续发展,实现区域资源优化配置,基于多区域投入产出模型,计算了2012年及2017年长江经济带区域9省2市的虚拟水、虚拟能和虚拟粮流通量,并在此基础上构建了水、能源、粮食以及水-能源-粮食系统压力指数用以分析长江经济带水-能-粮的流通、压力及其变化特征。研究结果表明:长江经济带区域虚拟水、虚拟能及虚拟粮在2012年以及2017年均呈现净流出,虚拟水和虚拟能净流出量减少,虚拟粮净流出量增加,虚拟资源流通格局与其资源分布不协调。长江经济带各省市2012年水资源压力较2017年变化不大,而能源、粮食以及水-能源-粮食系统压力呈现增加的趋势。2017年压力分布格局与2012年基本一致,下游地区较中上游地区压力更大。因此,长江经济带中上游地区应该充分利用好自身的资源禀赋,加强与下游地区的贸易流通,实现区域资源的合理分配。