基于荷载均衡的黄河流域水资源承载力评价

摘要

黄河流域大部分地处干旱半干旱地区,水资源短缺状况严重.社会经济迅速发展伴随的农业污染性缺水,工业用水需求迅速增长,用水效益低下,生态环境恶化等现象已得到缓解,但黄河流域用水矛盾依然突出.水质污染,生态系统退化等问题亦不能忽视.定量评价流域水资源承载力,可为有效调控水资源,提高水资源承载力和消除水资源超载区提供理论依据,以实现人水和谐的目标. 论文在总结分析水资源承载力评价的概念与内涵的基础上,构建"量-质-域-流"四维水资源承载力评价指标体系,确定指标评价等级标准;采用联系熵模型与EFAST权重算法结合的方法进行水资源承载力评价;分析流域水资源承载力时空变化特征;运用减法集对势识别影响水资源承载力的主要因素,计算调控前后的荷载均衡度,提出基于荷载均衡的水资源承载力调控措施,使水资源承载力达到不超载或临界超载等级.以黄河流域为例,分析2010年、2015年黄河流域各地市水资源承载力空间分布,评价2007-2016年各省水资源承载力变化情况,对2020年水资源承载力进行预测,并提出基于荷载均衡的黄河流域水资源承载力调控方案.获得以下主要研究结果: (1)制定了黄河流域"量-质-域-流"的四维水资源承载力指标体系.水量维度选取人均水资源量、降水深、万元农业产值用水量、人均生活用水量、万元工业增加值用水量、地下水开采系数和生态环境用水率;水质维度选取水功能区水质达标率、人均氨氮排放量和人均化学需氧量排放量;水域维度选取水域面积率和湿地保留率,水流维度选取河网密度、最小三日流量千分比、流量逆转次数和纵向连通性作为评价指标. (2)黄河流域各地市水资源承载力评价表明,除青海省大部分地市和甘南州水资源承载力等级为不超载或临界超载,其余地市水资源承载力等级仍处于超载或严重超载.宁夏回族自治区和内蒙古自治区地市承载力等级均为超载或严重超载,急需对该区域各地市水资源配置方案做出调整,制定出面向荷载均衡的水资源配置规划. (3)2007-2016年黄河流域各省区水资源承载力缓慢上升.青海省水资源承载力保持在临界超载状态,其余省区水资源承载力多年处于超载状态.黄河流域荷载均衡度的评价结果与水资源承载力评分基本一致.减法集对势诊断的黄河流域各省区水资源承载力脆弱性指标,主要为人均水资源量和人均污染物排放量.农业、工业节水水平低也是黄河中上游水资源承载力低的因素. (4)预测评价2020年的黄河流域各省区水资源承载力,发现以现有规划方案发展,除宁夏和山东省水资源承载力处于严重超载,山西省非常接近严重超载,青海省水资源承载力处于临界超载状态,其余各省水资源承载力仍为超载.根据减法集对势识别的指标对黄河流域各省区制定水资源调控方案后,甘肃、内蒙古、陕西和河南四省水资源承载力等级由超载上升到临界超载.宁夏、山西和山东由于极度缺水,水资源承载力等级由严重超载上升到超载.提高黄河流域水资源承载力的根本途径是节约用水、增加供水以及减少污染物排放,各省区调控措施有所不同.

目录

第一章 绪论

1.1选题目的及意义

1.2.1国外研究进展

1.2.2国内研究进展

1.3目前研究中存在的问题

1.4主要研究内容

1.5技术路线

第二章 研究区概况

2.1黄河流域水文气象概况

2.1.1 降水

2.1.2 实测径流量

2.2黄河流域水资源开发利用

2.2.1地表水利用情况

2.2.2地下水利用情况

2.3水质概况

2.4本章小结

第三章 基于“量-质-域-流”的水资源承载力评价指标体系

3.1.1水资源承载力的内涵

3.1.2水资源承载力的特性

3.2.1“量-质-域-流”内涵

3.2.2指标选取原则

3.2.3评价指标选取

3.3本章小结

第四章 水资源承载力评价方法

4.1联系熵评价方法

4.2 EFAST算法

4.3.1计算权重

4.3.2计算评分与等级

4.3.3水资源荷载均衡度

4.3.5 减法集对势

4.4本章小结

第五章 黄河流域各地市水资源承载力评价

5.1黄河流域各地市指标数据

5.1.1数据来源

5.1.2黄河流域各地市指标数据

5.1.3指标评价标准

5.2.1水资源承载力指标评分结果

5.2.2黄河流域各地市四维水资源承载力等级结果

5.3本章小结

第六章 黄河流域各省水资源荷载均衡变化评价

6.1数据整理

6.1.1各省指标数据

6.1.2确定评价标准

6.2黄河流域各省水资源承载力评价结果

6.3黄河流域近10年水资源承载力变化研究

6.4 黄河流域各省荷载均衡度

6.5黄河流域水资源承载力脆弱性指标诊断

6.6.1水资源承载力预测与调控

6.6.2 基于荷载均衡的黄河流域水资源调控措施

6.7 本章小结

第七章 结论与展望

7.1结论

7.2不足与展望

参考文献

致谢

个人简历