河北省水资源不同迁变的研究

为进一步研究河北省市用水结构和用水程度存在的差别及其变化的规律,采用河北省2012—2021年3个不同数据指标(人均水资源总量、人均用水总量、人均居民生活用水量),通过泰尔指数法和标准差系数法2个比较适用的计算方法进行分析探讨,提出河北省水资源不同迁变的规律,为更加合理、有效地利用和开发河北省水资源提供参考。

中国水资源及水生态安全评价

从水资源及水生态安全的内涵出发,构建了区域水资源及水生态安全评价指标体系。考虑我国的地域状况,根据水资源的丰、平、缺情况和经济水平(发达、欠发达)的6种任意组合,分别筛选评价指标,提出了分区域的评价标准和指标权重。以31个省级行政区为单元,对中国水资源及水生态安全状况进行了评价。结果表明:水资源及水生态状况没有安全的,良好的有10个区,一般的有10个区,较差的有10个区,极差的有1个区。

黄河流域水资源可再生性评价指标体系与评价方法

基于定性分析结果初步建立了黄河流域水资源可再生性评价指标体系,该指标体系共有32个指标,分别反映水资源可再生性的天然、天然—人为复合及社会三大特性。对黄河流域9个行政分区、19个流域二级分区的所有32个指标值进行了获取工作,获取了其中大部分指标值。针对黄河流域的实际资料,利用灰色关联方法与主成分分析方法对定性分析所得的指标体系进行了筛选,最终确定19个指标作为评价指标。同时,探讨了水资源可再生性评价标准的建立问题,建立了以黄河流域资料为基准及以全国资料为基准的两个评价标准,认为在进行实际评价时,应利用以全国资料为基准的评价标准。利用主成分赋权法进行了19个评价指标权重的确定工作。最后利用灰关联分析方法与模糊综合评判法对黄河流域9个行政分区、19个流域二级分区的水资源可再生性进行了评价,总的结论为黄河流域水资源总体上可再生能力较弱,不同行政分区与流域二级分区的水资源可再生能力在弱—中等之间。

基于SPI指数与R/S分析的曲靖市干旱特征研究

利用云南省曲靖市典型水文站1960—2009年的月平均降水量数据资料,计算多时间尺度标准化降水指数（SPI）值,分析了曲靖市近50 a的干旱分布和干旱等级的时空变化特点。在此基础上,利用重标极差分析法（R/S分析法）计算Hurst指数,对曲靖市发生干旱灾害的规律进行研究。研究表明,曲靖市是干旱频发地区,全年平均至少有1/3的月份会发生不同程度的干旱灾害,不同时间尺度SPI指数的H值均大于0.5,说明曲靖市干旱灾害具有长期记忆性,且时间尺度越大,这种长期记忆性越强。因此,曲靖市干旱未来的总体趋势将与过去特征相关,具有自相似性并且发生干旱灾害的周期在15～17 a之间,这与曲靖市的实际情况基本一致。

基于水足迹的大樟溪流域生态补偿研究

水足迹理论与方法在流域生态补偿中的应用是当前生态补偿领域研究的热点与前沿问题。在已有水足迹理论的研究成果的基础上,引入水资源相关评价指标对原有模型进行修正,构建符合流域生态补偿情况的水足迹模型。以根据大樟溪流域生态补偿为例,核算大樟溪上游水源区以及下游受水区的水足迹,同时运用机会成本法对流域上游地区的水生态环境保护的直接投入和限制当地发展而损失的间接投入进行核算。结果表明,水足迹的生态补偿模型可以将流域水资源的利用情况与水生态保护的经济活动联系起来,可为流域生态补偿标准的核算提供客观的方法。

蛾群算法与投影寻踪耦合模型在区域水资源脆弱性评价中的应用

提出一种新型群智能算法——蛾群算法(MSA)与投影寻踪(PP)技术耦合的水资源脆弱性评价模型,以云南省16个州市水资源脆弱性评价为例进行研究.从水量、水质、洪灾和旱灾4个方面遴选28个指标构建区域水资源脆弱性评价指标体系和分级标准;通过8个典型测试函数对MSA进行仿真验证,并与差分进化(DE)算法、文化算法(CA)、教学优化(TLBO)算法和粒子群优化(PSO)算法的仿真结果进行对比.利用MSA、DE、CA、TLBO和PSO算法优化PP最佳投影方向,构建MSA-PP、DE-PP、CA-PP、TLBO-PP和PSO-PP耦合模型对实例水资源脆弱性进行评价.结果表明:MSA寻优精度优于DE等4种算法,具有较好的全局极值寻优能力和收敛稳定性能,在求解高维、复杂优化问题时有着更高的求解精度;MSA-PP模型对昆明、玉溪、曲靖、楚雄4州市的水资源脆弱性评价为"轻度脆弱",对怒江州、迪庆州评价为"重度脆弱",其余州市评价为"中度脆弱".MSA-PP模型对实例评价结果与TLBO-PP模型相同,但在排序上存在差异;与CA-PP、DEPP和PSO-PP模型的评价结果及排序上均存在差异,表明智能算法求解精度的高低决定了评价效果的优劣.本文提出的模型及验证方法具有通用性,可推广应用于其他领域.

《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019水专业评价指标介绍

相较于上一版标准,《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019重新构建了评价技术指标体系。其中水专业相关评价指标,在整合优化上一版标准的环境保护与资源节约两类指标的基础上,又新增加了健康舒适与生活便利两类指标,进一步拓展了绿色建筑的内涵。从指标技术框架、设置思路及评价方法等方面对《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019中的健康舒适、生活便利、资源节约、环境宜居四类指标中的水专业评价指标进行了介绍和分析,旨在帮助绿色建筑的建设、管理、使用、评价等各方加深对《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019的理解。

基于标准水资源指数(SWRI)的流域水文干旱评估——以海河北系为例

构建了一个新的水文干旱评估指标——标准水资源指数(SWRI),结合分布式水循环模型、Copula函数及统计检验等方法,形成了一套完整的水文干旱识别、评估及特征分析的基本框架。以海河北系为例,定量识别了1956—2009年间的水文干旱事件,并对其干旱特征及变化规律进行了剖析。结果表明:海河北系近54年发生的34次水文干旱主要集中在短历时、低强度、小面积区间内,空间上主要分布在张家口、大同及北京等地区;干旱指标的联动关系上,干旱历时、强度与面积指标间呈显著的线性或指数相关关系,90%的水文干旱历时低于40个月、干旱面积占比不超过43%,干旱强度低于9.0;在给定的干旱特征指标值(如干旱面积)条件下,另一干旱指标值越大(如强度越大)干旱发生概率越小,且存在明显的特征区间;单变量水文干旱重现期介于联合重现期和同现重现期之间。

长江经济带水资源利用效率时空演化及驱动因素分析

提升水资源利用效率是缓解水危机的有效途径,也是推动区域高质量发展的落脚点。结合水资源利用效率的相关理念,应用超效率数据包络分析(super efficiency-data envelopment analysis,SE-DEA)模型,将环境因素纳入非期望产出指标体系中,评估长江经济带9省2市水资源利用效率,借助地理信息系统(geographic information system,GIS)技术分析水资源利用效率空间分布格局及其演变,结合全要素生产率指数(DEA-Malmquist)分析不同时期水资源利用效率的动态变化,选用受限因变量模型(Tobit回归模型)分析长江经济带水资源利用效率的驱动因素。研究结果表明:1)2011—2020年长江经济带水资源利用效率整体呈上升趋势,2011—2013年涨幅较大,空间分布差异明显,呈现“下游>中游>上游”的格局;水资源利用效率重心一直居于地理重心东面,并由东北向西南移动,表明东部的水资源利用效率强于西部,但东、西部水资源利用效率差距正在逐步缩小;2)长江经济带的全要素生产率(total factor productivity,TFP)与综合技术效率指数Ec的变化趋势基本一致,表明技术效率的提高是促使长江经济带水资源利用效率提升的主要因素,技术进步变化指数Tc多年均值小于1,说明技术进步速度缓慢成为制约水资源利用效率提升的主要因素;3)经济发展水平、产业结构、科技创新、政府管制力度对长江经济带水资源利用效率的提升有正向影响,而城市发展水平对长江经济带水资源利用效率的提升有反向影响,水资源禀赋对长江经济带水资源利用效率的提升作用未通过显著性检验。

干旱化趋势对山西省水资源的影响分析

利用山西省1957-2003年降水量序列,计算标准化降水指数(SPI),分析其演变趋势,并应用统计相关分析等方法,对干旱化带来的水资源影响进行详细的分析,给出解决水资源短缺的对策。分析表明:①47年来山西省干旱化在不断加剧,20世纪80年代中期以后,干旱化趋势尤为明显,90年代中后期达到最强;②随着干旱化趋势的加剧,山西省水资源在以每10年1个台阶快速减少。平均SPI的绝对值每增加千分之一个单位,水资源总量就减少1.90×108m3,河川径流量减少2.40×108m3。与20世纪50-60年代相比,90年代的SPI增加了3.84%,而水资源减少幅度高达37.11%,进入21世纪以来,南部趋于缓和,中部和北部形势仍非常严峻。

基于洪旱灾害的雅鲁藏布江流域水资源脆弱性时空差异分析

水资源脆弱性分析是确立区域水资源问题和调控水安全的重要环节。雅鲁藏布江流域水资源丰富,但时空分布不均,洪旱灾害频发、经济欠发达,导致水资源脆弱性明显。基于1965～2014年的气象月尺度数据,分析流域降水分布特征、确定其干湿分区;采用标准化降水指数认识流域洪旱灾害时空分布状况,并从洪旱灾害及沙漠化、供用水及用水效益、调控能力3个方面构建流域水资源脆弱性指标评价体系,运用熵权法分析时空差异特征。结果表明:(1)流域多年平均降水量458 mm,空间上从西北向东南方向递增,上游日喀则市大部、中游拉萨市和山南地区属于中等干旱区,下游林芝市为湿润区;(2)流域内4区/市均易发生春旱和盛夏洪涝,干旱灾害发生率高于洪涝灾害发生率,拉萨市和林芝市易发生干旱重灾,山南地区易发生洪涝重灾;(3)流域及4区/市在2005～2014年间水资源脆弱性均呈下降趋势,山南地区、林芝市的降幅大于日喀则市、拉萨市;(4)流域水资源脆弱性的主导因子为干旱、洪涝、用水效益、管理能力、地区生产总值。流域水资源脆弱性特征为由洪旱灾害主导、调控能力弱、水资源利用效率低。

国家城镇生态环境综合监测技术体系构建

近年来,我国城镇突出的生态环境问题受到社会广泛关注,作为生态环境保护工作的重要组成部分,随着城镇化的快速发展,城镇生态环境监测任务也越来越重、要求越来越高,对结合空间信息的天地一体综合监测的需求非常迫切,急需建立其技术体系,以指导城镇生态环境综合监测工作的开展。本文面向城镇生态环境综合监测的需求,从城镇污染气体、水体水质、生态资源3个方面出发,通过梳理城镇生态环境综合监测中的关键科学技术问题,结合开展的关键技术攻关研究,经过分析论证,构建了城镇生态环境综合监测技术体系框架、指标体系框架以及标准体系框架。在此基础上,根据遥感数据特点及国家生态环境监测需求,提出城镇生态环境综合监测业务应用方案,为国家和省市地方下一步有效开展城镇生态环境监测、管理等工作提供重要指导和支撑。