威海市生态用水及水资源合理配置研究

论文摘要

本文首先收集了威海市的水资源、植被、土地利用、森林资源和水土保持等背景资料,对此进行合理整理和筛选,在分析与预测威海市水资源态势的基础上,讨论了生态用水和生态需水概念,并分析界定了威海市生态用水的组成,进而以植物蒸散理论、水量平衡理论等为基本依据,推算威海市林木耗水与需水系数,计算出林木生态用(需)水量、河道内生态需水量、水土保持生态需水量、湿地生态需水量以及城市生态需水量。在此基础上,进行统计分析,并采用生态用水系数Cu的概念对生态用水现状进行探讨,预测2010和2020的生态需水。在计算社会经济需水的基础上,界定了威海市水资源规划中需要配置的生态需水量,从而建立了考虑生态需水的水资源优化配置模型,生成多个水资配置方案,建立了基于模糊优选理论的水资源配置方案评价优选模型,以及评价指标体系对方案进行了评价及优选。本文在界定威海市生态用水的基础上,首次全面计算和分析了威海市的生态用水及生态需水。在考虑生态需水与经济社会需水的基础上,提出水资源配置中应当首先界定需要配置的生态需水量,进而建立了考虑生态需水的水资源优化配置模型,并建立了方案评价指标体系及基于模糊优选理论的水资源配置方案评价优选模型,从而实现水资源配置方案的优化与选择。研究结果表明:(1)①以1956～2000年降水量资料系列为基准,威海市五十年代、六十年代、七十年代降水量偏多,八十年代、九十年代降水量偏少。自1956年至2000年降水量有下降的趋势,六十年代降水量平均每年减少5.8mm,七十年代降水量平均每年减少6.2mm,八十年代降水量平均每年减少6.6mm,九十年代降水量平均每年减少9.2mm,减少量有逐年加大的趋势。总减少量约占1956～2000年多年平均降水量的36.5%。②地表水资源量的变化趋势与降水量的变化趋势基本相同,以1956～2000年径流量资料系列为基准,威海市五十年代、六十年代、七十年代径流量偏多,八十年代、九十年代径流量偏少。威海市径流量从六十年代起有下降的趋势,每年的减少量为5.2mm。水资源总量在减少,而用水量却在不断增加,供需矛盾更加突出。(2)威海市现状生态用水总量为12.26×10~8m~3,在总的生态用水中,消耗性生态用水量为10.13×10~8m~3,其中降水消耗性生态用水量为7.54×10~8m~3,占生态用水总量的61.3%;径流消耗性生态用水量为2.59×10~8m~3,占生态用水总量的21.1%;而非消耗性生态用水量为2.13×10~8m~3,占生态用水总量的17.3%。而在消耗性生态用水中,林木植被生态用水量为7.54×10~8m~3,占生态用水总量的61.3%。可以说,威海市林木植被生态用水在总的现状生态用水中所占的比例最大,降水消耗性生态用是现状生态用水的主体。(3) 2010年威海市总生态需水量为17.68×10~8m~3。在总生态需水量中,林木植被生态需水量为12.47×10~8m~3,占总生态需水量的70.5%;随着生态环境的改善,森林植被、城市绿化、湿地改造及恢复,水利事业发展等,生态需水量将进一步增大。2010年比现状增加了5.43×10~8m~3,2020年比现状增加了6.64×10~8m~3,生态需水量增幅最大的是林木植被生态需水量,分别增长了4.93×10~8m~3、5.95×10~8m~3,从预测的结果看,生态建设的规模适度。但在制定未来生态环境建设规划的同时,应首先进行威海市降水资源、水资源和生态用水的合理配置规划,否则生态建设用水和国民经济建设用水的矛盾会逐步暴露出来,结果必然影响生态建设规划的落实。(4)①界定威海市需要在水资源规划中配置的生态需水主要为河流生态用(需)水、湿地(包括水库)生态用(需)水及城市绿地生态用(需)水。在水资源配置模型中可以作为决策变量或约束项来体现。②在引入规划的外调水、加大中水、海水利用后,2010、2020年威海市城镇需水仍难以得到满足。为了达到水资源供需平衡,只有调整并压缩农林灌溉用水:通过采用喷灌、微灌等节水灌溉措施,提高水的利用率;加大海水利用量和污水回用量这三种主要方案进行解决。(5)威海市水资源可利用量受出境水量控制,水质污染严重,供水与用水矛盾日趋突出,若不采用应急方案,2010年与2020年水量基本都难以平衡,如考虑水质,则水资源短缺更为严重,局部地区会出现严重缺水。因此,一是加快多种新水源工程和水利设施改造建设,通过提、引、拦蓄等措施进一步稳定和增加可供水资源量,特别是完善胶东调水工程。二是建设节水型威海,通过节水型农业、节水型工业、节水型城乡生活、节水型生态环境建设及控制水质污染,提高中水利用等,合理配置水资源。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 生态用水研究进展
• 1.2.2 水资源合理配置研究进展
• 1.3 生态用水类型界定及划分
• 1.3.1 生态用水概念与内涵的讨论与界定
• 1.3.2 生态用水类型的划分
• 1.3.3 生态用水分析理论方法
• 1.4 本文研究目的与意义
• 2 研究区概况及研究目的和方法思路
• 2.1 地理区位及自然概况
• 2.2 气象、水文与地质条件
• 2.2.1 气象条件
• 2.2.2 水文条件
• 2.2.3 地质构造
• 2.3 社会经济概况
• 2.3.1 在山东省和山东半岛城市群中的地位评价
• 2.3.2 产业结构特点
• 2.3.3 经济效益及对外开放
• 2.3.4 生产力布局
• 2.3.5 社会发展现状
• 2.4 生态环境现状
• 2.4.1 环境质量现状
• 2.4.2 生态环境保护现状
• 2.4.3 资源的多样性和分布状况
• 2.5 研究内容
• 2.6 研究方法与技术路线
• 3 威海市水资源态势分析
• 3.1 水资源计算区划分
• 3.2 降水资源量分析
• 3.2.1 降水空间分布不均匀
• 3.2.2 降水时间分布变率大
• 3.3 水资源统计与态势分析
• 3.3.1 地表水资源量
• 3.3.2 地下水资源量
• 3.3.3 水资源总量
• 3.3.4 水资源特点及演变趋势分析
• 3.4 与水相关的生态环境问题
• 3.5 现状水资源开发利用存在的问题
• 4 威海市生态用水研究
• 4.1 威海市生态用水类型界定与划分
• 4.1.1 威海市生态用水类型界定
• 4.1.2 威海市生态用水类型划分
• 4.2 威海市用于生态用水分析的生态分区
• 4.2.1 生态分区原则、方法和依据
• 4.2.2 基本情况及资料整理
• 4.2.3 生态分区及特征
• 4.3 威海市生态用水核算
• 4.3.1 林草植被蒸散量研究
• 4.3.2 林草植被的生态用水量计算
• 4.3.3 水土保持生态用水确定
• 4.3.4 河流生态用水确定
• 4.3.5 湿地生态用水确定
• 4.3.6 城市生态用水确定
• 4.4 生态用水汇总及统计分析
• 4.5 小结
• 5 威海市生态需水预测分析
• 5.1 威海市生态环境建设
• 5.1.1 生态市建设的指导思想
• 5.1.2 生态环境建设目标
• 5.2 威海市生态需水预测分析
• 5.2.1 生态需水量预测
• 5.2.2 威海市生态需水量统计汇总
• 5.3 生态需水量分析
• 5.3.1 生态需水量状况分析
• 5.3.2 生态需水与现状生态用水的比较
• 5.4 小结
• 6 威海市社会经济需水及供水预测分析
• 6.1 威海市社会经济需水预测
• 6.1.1 社会经济需水预测方法
• 6.1.2 威海市社会经济需水预测
• 6.2 威海市供水预测
• 6.2.1 新增地表水工程可供水量
• 6.2.2 新增地下水工程可供水量
• 6.2.3 其它水源开发利用
• 6.2.4 不同水平年供水预测
• 6.3 威海市社会经济需水与供水平衡分析
• 6.4 小结
• 7 基于生态用（需）水的威海市水资源配置
• 7.1 需配置的生态需水界定
• 7.1.1 生态用水量与水资源量的关系
• 7.1.2 需配置的生态需水界定
• 7.1.3 威海市需配置的生态需水界定
• 7.2 水资源优化配置原则及基本方法
• 7.2.1 水资源优化配置原则
• 7.2.2 水资源优化配置基本方法
• 7.3 威海市水资源优化配置
• 7.3.1 水资源配置方案研究
• 7.3.2 威海市水资源配置评价模型及方案优选
• 7.4 小结
• 8 结论与建议
• 8.1 结论
• 8.2 本文创新点
• 8.3 建议
• 8.3.1 研究方面的建议
• 8.3.2 威海市生态用水方面的建议
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 成果清单
• 致谢