發(fā)布時間：2017-12-28 19:24

  本文關(guān)鍵詞：寧夏水資源優(yōu)化配置決策支持系統(tǒng)研究　出處：《寧夏大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：水資源短缺已成為制約寧夏經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要瓶頸之一。2011年中央一號文件明確提出,實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度,建立用水總量控制、用水效率控制和水功能區(qū)限制納污“三項(xiàng)制度”,相應(yīng)地劃定用水總量、用水效率和水功能區(qū)限制納污“三條紅線”。那么如何在“三條紅線”水資源管理制度的約束下,在既保持人與水的自然和諧關(guān)系,又兼顧水資源貧富區(qū)域的社會公平與經(jīng)濟(jì)效益的條件下,解決水資源在地區(qū)間、部門間和各用水目標(biāo)間的優(yōu)化分配問題是水資源和節(jié)水灌溉領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題。 本文針對氣候變化和人類活動條件下寧夏水資源如何優(yōu)化配置的實(shí)際問題,研究了氣候變化條件下寧夏ETo的時空分布、影響ETo的主要?dú)夂蛞蜃右约癊To預(yù)測方法；分析了近53年來(1960-2012)寧夏氣候變化的主要特征,未來變化趨勢以及未來氣候變化對農(nóng)業(yè)用水的影響；建立了多目標(biāo)水資源優(yōu)化配置模型,并運(yùn)用新型多目標(biāo)優(yōu)化模型求解框架對其進(jìn)行求解；研制了融合3S技術(shù),氣候分析模型的,交互型,集成化的水資源優(yōu)化配置決策支持系統(tǒng),為寧夏水資源持續(xù)利用和合理開發(fā)提供輔助決策,提出水資源優(yōu)化配置方案,為實(shí)現(xiàn)有限水資源量在寧夏各行政區(qū)、各用水部門間的優(yōu)化配置提供決策依據(jù)。主要研究成果有： 1、寧夏ETo空間分布整體態(tài)勢是由南向北逐漸增加,以中部干旱帶為最大,南部山區(qū)最小。寧夏地區(qū)的年內(nèi)ET0分配差異較大,最大值出現(xiàn)在6月份,為151.8mm/月；最小值則出現(xiàn)在12月份,為26.7mm/月。寧夏全區(qū)及各分區(qū)(北部引黃灌區(qū)、中部干旱帶、南部山區(qū))的ETo年際變化有明顯增大趨勢；全區(qū)尺度上的ETo增速達(dá)到10.7mm/10a,全區(qū)多年ET0均值在1020mm。影響寧夏地區(qū)ET0的主要?dú)庀笠厥瞧骄鶞囟?寧夏地區(qū)在近53年氣溫有顯著上升,這是導(dǎo)致ET0增加的主要原因。率定了寧夏地區(qū)應(yīng)用Hargreaves公式的經(jīng)驗(yàn)系數(shù),為只有最高、最低溫度,其它氣象數(shù)據(jù)缺測的情況下計算寧夏ETo提供依據(jù)和方法；探索了運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘算法KNN預(yù)測ET0的新途徑。 2、在全球氣候變化的影響下,近53年來寧夏氣溫明顯上升,氣候有暖干化趨勢,1960-2012年間平均氣溫增速為0.32℃/10a。利用Mann-Knedall突變檢驗(yàn)方法,發(fā)現(xiàn)寧夏地區(qū)氣溫存在突變,在1990年前后進(jìn)入相對偏暖的氣候；水面蒸發(fā)量也存在突變現(xiàn)象,各分區(qū)的突變時間并不一致,北部引黃灌區(qū)在上世紀(jì)70年代末期,中部干旱帶在上世紀(jì)80年代初期,南部山區(qū)在上世紀(jì)80年代末期；突變時間點(diǎn)后蒸發(fā)減少。本文發(fā)現(xiàn)寧夏地區(qū)存在“蒸發(fā)悖論”現(xiàn)象,并揭示了氣溫日較差的顯著下降是產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因。運(yùn)用小波分析法,研究了近53年寧夏氣候變化周期,結(jié)果表明：寧夏地區(qū)降水、水面蒸發(fā)量和平均氣溫都存在28a的主周期。在上述研究的基礎(chǔ)上,設(shè)置不同氣候變化情景,研究了在現(xiàn)狀灌溉面積,種植結(jié)構(gòu)不變情況下,氣候變化對作物灌溉需水量的影響；結(jié)果表明：氣候變暖導(dǎo)致寧夏農(nóng)業(yè)灌溉水量增加,這將加劇寧夏區(qū)域用水矛盾。 3、分析了現(xiàn)狀年(2009)的寧夏地區(qū)各行業(yè)的用水效率；預(yù)測了寧夏區(qū)域不同頻率(50%、75%、90%)不同規(guī)劃水平年(近期2020年,遠(yuǎn)期2030年)的可供水量和各用水部門的需水量,并分析了未來寧夏供需水的關(guān)系和形勢；建立了寧夏水資源多目標(biāo)優(yōu)化配置模型,運(yùn)用多種多目標(biāo)優(yōu)化算法(ε-NSGA-Ⅱ, ε-MOEA,GDE3, MOEA/D, NSGA-Ⅱ)對模型進(jìn)行求解,最后對各求解算法的性能和水資源優(yōu)化配置結(jié)果做了全面分析。總體來看,寧夏地區(qū)未來用水形勢不容樂觀,需要加強(qiáng)節(jié)水型社會建設(shè),加強(qiáng)水資源統(tǒng)一管理,緩解寧夏區(qū)域水資源供需矛盾。 4、分析了在新時期新形勢下傳統(tǒng)水資源優(yōu)化配置決策支持系統(tǒng)存在的不足,提出了基于3S.W的水資源優(yōu)化配置決策支持系統(tǒng),該系統(tǒng)在傳統(tǒng)決策支持系統(tǒng)四庫的基礎(chǔ)上耦合3S(GIS、RS、GPS)和氣候(Weather)分析模型及技術(shù),突出地區(qū)長系列氣象數(shù)據(jù)的存儲以及對氣象數(shù)據(jù)的分析能力,強(qiáng)調(diào)綜合運(yùn)用3S技術(shù)處理數(shù)據(jù)的能力。詳細(xì)描述了該系統(tǒng)的架構(gòu)及其內(nèi)部氣候子系統(tǒng),3S子系統(tǒng)的組成、集成模式、模型方法等內(nèi)容；建立了混合編程框架,解決了異構(gòu)組件集成技術(shù),定義了多語言混合編程接口,制定了數(shù)據(jù)封裝傳遞協(xié)議,最后開發(fā)了寧夏水資源優(yōu)化配置決策支持系統(tǒng)。
[Abstract]:The shortage of water resources has become one of the main bottlenecks that restrict the economic development of Ningxia. 2011 central document clearly, the implementation of the most stringent water management system, establish the total control of water, water efficiency control and water pollutant limits the function of "three systems", the delineation of water quantity, water use efficiency and water pollutant limits the function of the "three red lines". So how in the "three line" system of water resources management under the constraints in the natural harmonious relationship between human and water is maintained, and both social equity and economic benefits of regional water resources rich and poor conditions, solve the optimal allocation problem of water resources in the region and department and the water target is the hot and difficult problems of water resources and water-saving irrigation areas.
【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TV213.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1347128