城市水资源需求场理论及应用初探

随着人类社会的发展进步及城市化进程的加快,人类活动对水资源的需求日益增加.水循环也从最初的自然水循环演变成"自然-社会"二元水循环.二元水循环理论的提出,为水文水资源学科的发展指明了新方向.迄今为止仍然没有统一的数理公式对二元水循环过程进行精确描述.本研究以城市为重点,深入剖析了社会经济用水需求对水循环的干扰和驱动原理,通过类比物理学中的麦克斯韦方程组,初步定义了城市水资源需求场——"水场"的概念,提出了城市"水场"强度的计算公式.以海河流域22个主要城市为例,应用水场强度计算公式定量描述了海河流域的水场强度,分析了水资源的流动趋势.结果表明,水场强度公式能够较好地描述城市水资源的驱动力和流动趋势.

基于需求场理论的浙江城市水资源利用强度时空格局及演变

基于城市水资源需求场理论,选取2002—2013年浙江省32个城市定量计算了不同类型城市"水(需求)场"强度,绘制"水场"强度等值线图、"水场"强度演化趋势、"水场"方向分布图,并对城市"水场"强度时空演化特征进行分析。结果表明:(1)浙江省城市"水场"强度呈现东北强、西南弱的空间格局,城市规模等级越高,形成"水场"强度越强,对水资源的吸引、对周围一定区域的影响范围和强度越大;随着时间演变,研究区城市"水场"强度呈现增强趋势;(2)产业结构调整和政府引导对城市"水场"强度演化有重要影响;(3)经济是浙江县级市尺度下城市"水场"强度动态变化的重要驱动力,该尺度下城市"水场"强度宏观分布受地形、水系、降水量等自然条件影响,局部中、微观分布受政策、经济、人口等社会因素显著影响;(4)不考虑"水场"各向异性时,综合各类型城市"水场"强度演变能较好地指示城市及其经济、人口发展演变规律。