本書針對(duì)以欽州市為例的桂南濱海城市，在實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的背景下，分析了"三條紅線"與水資源優(yōu)化配置的關(guān)系。以欽州市水資源現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，分析降雨及入海河流徑流演變規(guī)律與趨勢(shì)，定量分析氣候因子對(duì)地表水資源量變化影響，對(duì)濱海城市地表水資源可利用量進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)；構(gòu)建了城市可供水量分析框架體系，重點(diǎn)分析中、小型蓄水工程與引、提水工程的可供水量簡(jiǎn)化計(jì)算方法，并對(duì)欽州市水利工程可供水量進(jìn)行分析與預(yù)測(cè)；結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展預(yù)測(cè)，基于用水效率控制紅線對(duì)欽州市進(jìn)行需水量預(yù)測(cè)分析，分析不同水平年各行業(yè)用水定額和用水效率，采用指標(biāo)分析與定額法分析各用水部門需水量。構(gòu)建了"三條紅線"約束下的欽州市多目標(biāo)水資源優(yōu)化配置模型，將"三條紅線"的約束指標(biāo)編入模型的約束條件中，對(duì)欽州市未來(lái)的水資源量作供需平衡分析，以實(shí)現(xiàn)在新形勢(shì)下對(duì)城市水資源進(jìn)行合理的配置。
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目錄
第1章 緒論 1
1.1 研究背景及意義 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展 2
1.2.1 水資源配置模型研究進(jìn)展 2
1.2.2 水資源供需平衡研究進(jìn)展 6
1.2.3“三條紅線”約束下水資源配置研究進(jìn)展 8
1.3 水資源開(kāi)發(fā)利用存在的主要問(wèn)題 9
1.3.1 水量現(xiàn)狀 9
1.3.2 水質(zhì)現(xiàn)狀 10
1.3.3 水旱災(zāi)害 11
1.3.4 供需不平衡 12
1.4 主要研究目標(biāo)與內(nèi)容及技術(shù)路線 12
1.4.1 研究目標(biāo)與內(nèi)容 12
1.4.2 技術(shù)路線 14
1.5 小結(jié) 15
參考文獻(xiàn) 15
第2章 “三條紅線”的內(nèi)涵 19
2.1“三條紅線”約束下水資源配置面臨的挑戰(zhàn) 19
2.1.1 水資源配置內(nèi)涵 19
2.1.2“三條紅線”內(nèi)容 19
2.1.3“三條紅線”約束下的水資源優(yōu)化配置 20
2.2“三條紅線”約束下欽州市各計(jì)算分區(qū)的指標(biāo)分解 20
2.2.1 欽州市整體 20
2.2.2 欽州市各計(jì)算分區(qū) 21
2.3 考核內(nèi)容 22
2.4 小結(jié) 23
第3章 欽州市水資源開(kāi)發(fā)利用情況 24
3.1 欽州市概況 24
3.1.1 地理位置 24
3.1.2 地形地貌 24
3.1.3 氣候特征 24
3.1.4 河流水系 24
3.1.5 社會(huì)經(jīng)濟(jì) 24
3.2 經(jīng)濟(jì)社會(huì)資料分析 26
3.2.1 人口與耕地 26
3.2.2 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 27
3.3 水資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀分析 29
3.3.1 蓄水工程 29
3.3.2 引水工程 30
3.3.3 提水工程 31
3.3.4 地下水工程 31
3.3.5 其他水源工程 32
3.4 用水量調(diào)查統(tǒng)計(jì) 32
3.4.1 生活用水量 33
3.4.2 工業(yè)用水量 33
3.4.3 農(nóng)業(yè)用水量 34
3.4.4 城鎮(zhèn)公共用水量 35
3.4.5 生態(tài)環(huán)境用水量 36
3.5 用水消耗量調(diào)查統(tǒng)計(jì) 36
3.5.1 生活耗水量 37
3.5.2 工業(yè)耗水量 38
3.5.3 農(nóng)業(yè)耗水量 38
3.5.4 城鎮(zhèn)公共耗水量 40
3.5.5 生態(tài)環(huán)境耗水量 40
第4章 欽州市水資源量分析評(píng)價(jià) 42
4.1 水資源計(jì)算分區(qū) 42
4.1.1 數(shù)字高程模型的概述及填充 42
4.1.2 水流方向提取 42
4.1.3 流域河網(wǎng)提取 43
4.1.4 子流域劃分 43
4.2 水文資料基本情況 44
4.2.1 降雨資料 44
4.2.2 徑流資料 56
4.3 研究方法 59
4.3.1 基準(zhǔn)期分析方法 59
4.3.2 徑流還原方法 61
4.3.3 分區(qū)地表水資源量計(jì)算方法 65
4.3.4 地下水資源量計(jì)算方法 66
4.4 水資源總量分析 67
4.4.1 各流域基準(zhǔn)期分析 67
4.4.2 地表水資源總量分析 70
4.4.3 地下水資源總量分析 73
4.5 小結(jié) 73
參考文獻(xiàn) 74
第5章 欽州市地表水資源可利用量 76
5.1 地表水資源可利用量概念 76
5.2 地表水資源可利用量的主要特征 77
5.3 地表水資源可利用量主要影響因素 78
5.4 計(jì)算前提條件與原則 79
5.4.1 計(jì)算前提條件 79
5.4.2 計(jì)算原則 80
5.5 計(jì)算方法 80
5.5.1 正算法 81
5.5.2 扣損法 82
5.6 地表水資源可利用量計(jì)算成果 89
5.6.1 正算法 89
5.6.2 扣損法 90
5.6.3 地表水資源可利用總量 95
5.7 小結(jié) 97
參考文獻(xiàn) 98
第6章 氣候因子對(duì)地表水資源量變化影響的定量分析 100
6.1 研究背景 100
6.2 研究方法 100
6.2.1 Mann-Kendall 100
6.2.2 連續(xù)小波 101
6.2.3 SCQCR 102
6.3 欽州市降雨量演變規(guī)律與趨勢(shì)分析 103
6.3.1 降雨量計(jì)算分析 103
6.3.2 降雨量地區(qū)分布 104
6.3.3 降雨量年內(nèi)分布 105
6.3.4 降雨量年跡演變規(guī)律 106
6.4 欽州市主要流域徑流演變規(guī)律與趨勢(shì)分析 110
6.4.1 趨勢(shì)分析 110
6.4.2 周期性分析 111
6.5 欽州市地表水資源趨勢(shì)變化 115
6.6 氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)徑流量減少影響的定量分析 117
6.7 小結(jié) 120
參考文獻(xiàn) 121
第7章 欽州市水資源需求態(tài)勢(shì)分析 125
7.1 需水量預(yù)測(cè)方法 125
7.2 人口發(fā)展預(yù)測(cè) 126
7.3 國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)預(yù)測(cè) 127
7.4 生活需水量預(yù)測(cè) 129
7.4.1 生活用水定額預(yù)測(cè) 129
7.4.2 生活需水量預(yù)測(cè) 129
7.5 工業(yè)需水量預(yù)測(cè) 130
7.5.1 一般工業(yè)需水量 130
7.5.2 火電工業(yè)需水量 130
7.5.3 工業(yè)需水量預(yù)測(cè)結(jié)果 133
7.6 建筑業(yè)和第三產(chǎn)業(yè) 133
7.7 農(nóng)業(yè)需水量預(yù)測(cè) 134
7.7.1 農(nóng)田灌溉需水量預(yù)測(cè) 134
7.7.2 林牧漁業(yè)需水量預(yù)測(cè) 136
7.7.3 農(nóng)業(yè)需水量預(yù)測(cè)結(jié)果 136
7.8 河道外生態(tài)需水量預(yù)測(cè) 140
7.9 需水量綜合分析 140
7.10 小結(jié) 147
參考文獻(xiàn) 147
第8章 欽州市水利工程可供水量分析與預(yù)測(cè) 148
8.1 可供水量分析方法 148
8.1.1 大、中型水庫(kù)工程 148
8.1.2 小型水庫(kù)、塘壩工程 149
8.1.3 引水、提水工程 149
8.1.4 地下水工程 150
8.1.5 非常規(guī)水源工程 150
8.2 可供水量計(jì)算成果 150
8.2.1 大中型水庫(kù)可供水量 150
8.2.2 小型水庫(kù)、塘壩可供水量 152
8.2.3 引水、提水工程可供水量 153
8.2.4 地下水工程 154
8.3 主要水利工程可供水量預(yù)測(cè) 154
8.3.1 水利工程規(guī)劃概況 154
8.3.2 小型農(nóng)田水利工程 155
8.3.3 大、中、小型水庫(kù)建設(shè) 156
8.3.4 水庫(kù)水閘除險(xiǎn)加固工程 156
8.3.5 引水、提水工程 157
8.3.6 調(diào)水工程 157
8.3.7 河湖連通工程 158
8.3.8 非常規(guī)水源工程 158
8.4 主要水利工程可供水量預(yù)測(cè)成果 159
8.4.1 規(guī)劃水平年可供水量預(yù)測(cè)值計(jì)算 159
8.4.2 供水分析計(jì)算結(jié)果 160
8.4.3 合理性分析 161
8.5 小結(jié) 161
參考文獻(xiàn) 161
第9章 欽州市水資源三次供需平衡分析 163
9.1 水資源三次供需平衡 163
9.1.1 水資源供需平衡分析方法 163
9.1.2 水資源供需平衡分析原則 164
9.1.3 水資源三次供需平衡原理 165
9.2 供需平衡分析 165
9.2.1 一次供需平衡分析 165
9.2.2 二次供需平衡分析 167
9.2.3 三次供需平衡分析 169
9.4 平衡分析結(jié)論 171
9.5 小結(jié) 172
參考文獻(xiàn) 172
第10章 “三條紅線”約束下的水資源優(yōu)化配置模型 174
10.1 水資源優(yōu)化配置的目的 174
10.2 水資源多目標(biāo)優(yōu)化配置研究現(xiàn)狀 174
10.3 基于“三條紅線”約束下欽州市水資源優(yōu)化配置方法 176
10.3.1 優(yōu)化配置原則 176
10.3.2 目標(biāo)函數(shù) 176
10.3.2 約束條件 177
10.4 水資源優(yōu)化配置模型求解方法 178
10.4.1 多目標(biāo)規(guī)劃轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)問(wèn)題求解方法 178
10.4.2 遺傳算法概述 178
10.4.3 多目標(biāo)優(yōu)化及Pareto最優(yōu)解 181
10.4.4 精英策略快速非支配排序遺傳算法概述 181
10.4.5 NSGA-II算法與gamultiobj函數(shù) 182
10.4 小結(jié) 184
參考文獻(xiàn) 184
第11章 水資源優(yōu)化配置模型求解 186
11.1 優(yōu)化配置方案分析 186
11.2 模型參數(shù)與水資源限制量確定 186
11.2.1 模型參數(shù) 186
11.2.2 紅線約束量 188
11.3 模型求解 188
11.3.1 模型求解步驟 188
11.3.2 模型求解結(jié)果 190
11.4 方案評(píng)價(jià) 195
11.5 措施與建議 197
11.6 小結(jié) 198
參考文獻(xiàn) 199
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