鄂尔多斯市综合节水技术和需水量预测研究

论文摘要

鄂尔多斯市是国家重要能源重化工基地。随着国家西部大开发和国家能源基地向西部战略转移的进程加快,鄂尔多斯市抓住和利用这一机遇,凭借资源的优势,发展煤化工、天然气化工和煤炭电力等行业,水资源短缺已成为经济稳定增长的主要制约因素。本文针对上述问题对鄂尔多斯市水资源开发利用现状和水资源承载能力等方面进行了定性分析和定量研究,提出了水资源开发利用中存在的问题、综合节水技术措施和节水指标评价体系等,在此基础上进行了需水量预测研究,为我国能源重化工基地全面建设节水型社会提供科技支撑。取得以下主要研究成果:1.采用灰色关联分析法,建立了水资源承载力综合评价模型,从整体上看,鄂尔多斯市水资源开发尚处于发展阶段,已经具有一定的规模,仍具有一定的潜力,但局部地区水资源承载力已接近饱和。2.采用模糊综合评价模型对鄂尔多斯市的节水灌溉工程进行了综合评价,根据相对优属度越大方案越优原则,得出鄂尔多斯市节水灌溉工程技术排序为:卷盘式喷灌、大型喷灌机、移动式喷灌和低压管道灌溉。3.采用多目标遗传算法,建立了农牧业产业结构优化模型,得出了作物总种植面积增加了10.66×10~4hm~2,小麦、玉米和薯类的种植面积下降了4.83×10~4hm~2,经济作物种植面积增加了8.64×10~4hm~2,饲草料作物种植面积增加了6.85×10~4hm~2,粮经饲比例由50.0:11.7:38.3调整为29.1:26.9:44.0,农牧业种植业结构趋于合理化。4.利用可拓物元分析方法建立了工业节水评价模型,结果为鄂托克前旗工业综合节水水平为差,杭锦旗工业综合节水水平为一般,达拉特旗工业综合节水水平为好,其余旗(区)工业综合节水水平为较好。5.将小波分析理论用于农业需水量的预测中,通过小波变换将非平稳的需水量序列分解为低频逼近信号和高频细节信号,分别采用灰色预测模型和ARMA模型进行预测,最后综合得到需水量预测的结果。该模型预测精度较高,为需水量预测提供了一种新的方法。6.采用定额法和增长比率法预测工业需水量,这两种方法用于预测鄂尔多斯市工业需水量是可行的,其成果对于鄂尔多斯市水资源综合规划以及长期进行供水规划的制定具有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图和附表清单
• 1 前言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 水资源承载力
• 1.2.2 农业节水灌溉
• 1.2.3 黄灌区水权转换
• 1.2.4 灌区节水灌溉工程技术模式
• 1.2.5 农牧业节水的产业结构优化
• 1.2.6 工业节水
• 1.2.7 需水量预测
• 1.3 研究目标
• 1.4 研究内容
• 1.4.1 基于灰色关联分析鄂尔多斯市水资源承载力研究
• 1.4.2 黄灌区水权转换试验监测研究
• 1.4.3 节水灌溉工程技术综合评价研究
• 1.4.4 不同类型灌区节水技术模式研究
• 1.4.5 基于多目标遗传算法农牧业产业结构优化研究
• 1.4.6 工业节水评价指标体系研究
• 1.4.7 工业节水综合评价模型研究
• 1.4.8 基于小波分析理论的农业需水量预测研究
• 1.4.9 鄂尔多斯市工业需水量预测研究
• 1.5 研究技术路线
• 2 水资源开发利用现状
• 2.1 水资源
• 2.1.1 水资源总量
• 2.1.2 水资源可利用总量
• 2.2 水利工程现状
• 2.2.1 地表水工程
• 2.2.2 地下水工程
• 2.3 供水、用水、耗水和排水
• 2.3.1 供水
• 2.3.2 用水
• 2.3.3 耗水
• 2.3.4 排水
• 2.4 水生态环境
• 2.4.1 地表水情况
• 2.4.2 地下水超采情况
• 2.5 经济社会发展概况
• 2.6 用水总体效率分析
• 2.7 水资源开发利用面临形势和存在问题
• 2.7.1 面临形势
• 2.7.2 存在问题
• 3 水资源承载能力分析
• 3.1 灰色关联分析模型
• 3.1.1 确定参考序列和比较序列
• 3.1.2 数据的无量纲化处理
• 3.1.3 关联系数
• 3.1.4 关联度排序
• 3.2 变异系数法确定权重
• 3.3 水资源承载力评价
• 3.3.1 评价指标的确定
• 3.3.2 评价标准分级
• 3.3.3 水资源承载力评价
• 3.3.4 评价结果及解决措施
• 3.4 小结
• 4 现代农业综合节水指标与评价
• 4.1 典型节水灌溉工程技术指标测试
• 4.1.1 黄灌区水权转换试验监测
• 4.1.2 井灌区节水灌溉工程技术经济指标测试
• 4.2 节水灌溉工程技术综合评价
• 4.2.1 评价指标体系的建立
• 4.2.2 评价指标分析
• 4.2.3 基于模糊综合评价模型建立
• 4.2.4 模型应用
• 4.3 小结
• 5 现代农业综合节水技术模式
• 5.1 黄灌区节水技术模式
• 5.1.1 黄灌区节水灌溉技术
• 5.1.2 黄灌区综合节水技术模式
• 5.2 井灌区节水技术模式
• 5.2.1 井灌区灌溉节水技术
• 5.2.2 井灌区灌溉综合节水技术模式
• 5.3 基于多目标遗传算法农牧业产业结构优化模型
• 5.3.1 农牧业产业结构内涵
• 5.3.2 农牧业产业结构优化的涵义
• 5.3.3 农牧业产业结构优化的作用
• 5.3.4 基于多目标遗传算法优化模型建立
• 5.3.5 模型参数确定
• 5.3.6 模型求解
• 5.3.7 模型结果与分析
• 5.4 小结
• 6 工业综合节水技术
• 6.1 工业用水分析
• 6.1.1 工业用水特点分析
• 6.1.2 工业用水影响因素分析
• 6.2 工业节水分析
• 6.2.1 工业节水的涵义
• 6.2.2 工业节水评价指标体系
• 6.3 工业节水综合评价
• 6.3.1 工业节水综合评价方法
• 6.3.2 工业节水综合评价模型
• 6.4 工业节水存在问题
• 6.5 工业节水改进措施
• 6.5.1 降低万元产值取水量
• 6.5.2 降低万元增加值取水量
• 6.5.3 提高工业用水重复利用率
• 6.5.4 降低万元产值废水排放量
• 6.5.5 降低单方工业节水投资
• 6.5.6 提高思想认识，健全水价机制
• 6.6 小结
• 7 基于小波分析的需水量预测
• 7.1 农业需水量预测
• 7.1.1 小波分析理论
• 7.1.2 灰色预测模型
• 7.1.3 ARMA 模型
• 7.1.4 小波预测方法
• 7.1.5 需水量预测
• 7.2 工业需水量预测
• 7.2.1 定额法
• 7.2.2 增长比率法
• 7.3 小结
• 8 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介