面向可持续发展的黑河流域水资源合理配置及其评价研究

摘要

黑河作为维持流域内地区社会经济和生态系统可持续发展的生命线，其生态建设与环境保护至关重要。因此，加强黑河流域以水资源可持续利用为核心的统一管理，合理安排生产、生活和生态用水，促进水资源合理配置、高效利用，对于提高水资源承载能力，实现黑河流域水资源可持续利用，保护和改善流域及周边地区生态环境，推动西部地区社会经济的可持续发展，保障社会稳定，维护民族团结，巩固国防建设具有重要现实意义。 基于此，本文在对国内外水资源合理配置及可持续发展研究综述的基础上，针对黑河流域的实际水资源状况与特点，在可持续发展战略思想和二元水资源承载能力理论的指导下，采用理论研究和实践相结合的方法，对黑河流域水资源合理配置及其评价方面进行了较为深入的系统分析研究，在研究中始终将可持续发展思想贯穿其中，主要研究内容包括以下几个方面： (1)针对目前水资源研究相关概念比较杂乱的状况，界定了水资源、水资源承载能力、可持续发展、合理配置及生态需水量的概念，并对它们之间的关系进行了阐述分析。根据黑河流域的实际情况，分别采用水资源承载压力度和景观空间格局法对现状条件下的黑河流域水资源承载能力和生态环境质量进行了综合评价，为构建可持续发展的水资源合理配置模式提供了基本依据。 (2)根据黑河流域的社会经济发展特点和生态环境状况，以遏制并逐步改善流域生态环境为基本前提，制定了规划水平年流域社会经济和生态环境协调发展的水资源利用条件。在此基础上，对黑河流域规划水平年的社会经济发展和生活、生产和生态环境用水量发展趋势分别采用适当的预测模型进行了分析预测。 (3)结合黑河流域水资源开发利用的特点和目标，生成规划水平年5个拟定水资源配置方案进行供需平衡分析，考虑到黑河流域水资源紧缺，需水量大于供水量的实际，按照兼顾流域缺水均衡，以流域总缺水量最小为目标的原则，采用大系统理论建立水资源合理配置的多目标规划优化模型，并采用人工免疫进化算法作为该模型的求解方法。 (4)系统地研究了指标体系构建、指标筛选、组合定权、综合评价、多方法决策等内容。建立了流域水资源配置评价指标体系，所构建的评价指标体系包括了分区指标与全局指标两个层次，涵盖了社会合理性、经济合理性、生态合理性、资源合理性、效率合理性与发展协调性六大类的多维评价指标。提出了德尔菲法与“改进的熵权法”两种方法综合的组合赋权法；探索性地将基于模糊隶属度的DEA/AHP的三阶段综合评价方法和投影寻踪决策法应用于水资源配置方案的优选过程。此外，从可持续发展的角度对拟定的黑河流域规划水平年5种水资源配置方案的水资源承载能力作进一步的分析评价，重点评价了发展系数、协调系数、公平系数和可持续发展系数，最后，按照综合优选结果确定了流域水资源配置的推荐方案，为黑河流域水资源规划管理部门提供了决策依据。 (5)针对黑河流域地区生态环境日益恶化的突出问题，结合黑河流域的实际情况，以科学发展观为指导，提出了一些实现黑河流域水资源可持续发展的具体措施，希望能为今后水资源的可持续利用提供一些参考。

目录

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致谢

第一章绪论

1.1研究的目的和意义

1.2国内外研究综述

1.2.1国内外水资源可持续发展研究进展

1.2.2国内外水资源合理配置研究进展

1.2.3目前存在问题

1.2.4今后发展趋势

1.3本文主要研究内容和技术路线

1.3.1主要研究内容

1.3.2技术路线

1.4本章小结

第二章黑河流域概况及水资源开发利用现状

2.1黑河流域概况

2.1.1自然概况

2.1.2社会经济概况

2.1.3黑河流域水管理进程

2.2黑河流域水资源概况

2.2.1降水资源

2.2.2冰川资源

2.2.3地表水资源

2.2.4地下水资源

2.2.5水资源总量

2.2.6水资源可利用量

2.3黑河流域水资源开发利用现状

2.3.1水利工程建设现状

2.3.2供水现状

2.3.3用水现状

2.3.4水资源开发利用中存在的问题

2.4本章小结

第三章黑河流域水资源承载能力及生态环境现状评价

3.1水资源承载能力概述

3.1.1水资源承载能力的概念

3.1.2水资源承载能力的特性

3.1.3水资源承载能力研究的理论基础

3.1.4水资源承载能力计算方法

3.1.5水资源承载能力和合理配置与可持续发展的关系

3.2黑河水资源承载能力现状评价

3.2.1水资源承载能力判定指标与计算方法

3.2.2黑河流域水资源承载能力分析及评价

3.3黑河流域生态保护进程

3.4黑河流域生态环境质量现状综合分析计算评价

3.4.1生态环境质量综合评价理论综述

3.4.2黑河流域生态环境评价方法分析

3.4.3黑河流域生态环境质量现状计算分析

3.5本章小结

第四章黑河流域人口、社会、经济及生态需水量预测

4.1流域经济社会和生态环境协调发展的水资源条件

4.1.1水资源利用原则

4.1.2需水预测分类

4.2社会经济发展指标预测

4.2.1人口及城市化进程预测

4.2.2 GDP及工业产值预测

4.2.3牲畜发展预测

4.2.4农业发展预测

4.3生活需水量预测

4.4生产需水量预测

4.4.1工业需水量

4.4.2农业灌溉需水量

4.5生态需水量预测

4.5.1生态需水量研究概述

4.5.2本文采用的主要计算方法

4.5.3人工生态需水量分析

4.5.4中游生态需水量分析估算

4.5.5下游生态需水量分析估算

4.6需水总量及需水结构分析

4.6.1需水总量

4.6.2需水结构分析

4.7本章小结

第五章基于可持续发展的黑河流域水资源合理配置

5.1水资源合理配置理论概述

5.1.1水资源理论研究概述

5.1.2面向可持续发展的水资源合理配置理论研究

5.2黑河流域水资源合理配置的基础

5.2.1黑河流域水资源合理配置的内容

5.2.2面向水资源全属性功能的黑河流域水资源合理配置准则

5.2.3黑河流域水资源合理配置的依据

5.2.4黑河流域水资源合理配置的模式

5.2.5黑河流域和其他地区水资源配置的区别

5.3黑河流域水资源配置方案生成

5.4黑河流域水资源合理配置优化模型

5.4.1水资源合理配置优化模型建模方法

5.4.2黑河流域水资源供需平衡合理配置优化模型构建

5.5水资源合理配置优化模型求解的免疫进化算法

5.5.1智能优化算法概述

5.5.2免疫进化算法及其应用

5.5.3免疫进化算法实现技术

5.6黑河流域水资源合理配置方案优化模型计算结果及分析

5.6.1人工免疫进化算法求解配置方案优化模型过程

5.6.2黑河流域水资源合理配置方案优化模型计算结果分析

5.7本章小结

第六章黑河流域水资源合理配置方案综合评价系统研究

6.1黑河流域水资源合理配置方案综合评价基础

6.1.1评价的目的和内容

6.1.2评价系统判别准则

6.1.3评价关键技术

6.2评价指标的选取

6.2.1评价指标选取的基本原则

6.2.2评价指标的初选

6.2.3评价指标的筛选

6.2.4评价指标数据的预处理

6.3评价指标权重赋值

6.3.1评价指标权重赋值方法确定

6.3.2组合赋权法确定综合权重

6.4综合评价方法

6.4.1综合评价方法概述

6.4.2投影寻踪决策法

6.4.3基于模糊隶属度的DEA/AHP的三阶段综合评价方法

6.4.4水资源配置合理性综合评价系统计算流程

6.5黑河流域水资源配置方案综合评价计算分析

6.5.1不同配置方案各评价区域的指标值

6.5.2不同配置方案合理性综合评价结果分析

6.5.3不同配置方案水资源利用情况比较

6.5.4不同配置方案规划水平年水资源承载能力可持续发展分析

6.5.5水资源合理配置方案推荐

6.6黑河流域水资源可持续发展的几点建议

6.7本章小结

第七章结论与建议

7.1主要研究成果

7.2本文特色与创新之处

7.3进一步研究的建议

参考文献

作者简介

后记