基于供需预测的区域水资源优化配置与产业结构调整研究

发布时间：2020-07-05 10:36

【摘要】：随着城镇化进程的加快、人口与经济的增长,我国多数地区的水资源供需矛盾日益突出,水环境污染问题愈发严重,成为了制约我国经济社会稳步发展的瓶颈之一。同时,水资源水环境问题的出现使得与之关系密切的产业结构发展受到了一定的冲击与影响。随着经济新常态的出现,水资源短缺与水环境污染的双重束缚要求有限的水资源必须更加科学合理的进行配置、产业结构朝着低消耗、低排放、高效益的方向进行调整。面对新疆自治区跨越式发展与丝绸之路经济带的机遇,作为国家节水型城市之一的乌鲁木齐市必须处理好水资源利用、水环境保护以及区域产业发展之间的关系。因此,在努力缓解水资源短缺危机、改善水环境质量的同时,如何保障该地区经济社会健康发展已经成为决策者面临的一道难题。本文在系统梳理总结国内外关于水资源需求预测、优化配置与水资源水环境约束下的产业结构调整等研究成果的基础上,重点分析了乌鲁木齐市水资源利用与水环境变化形势;在此基础上,通过对已有预测优化模型的扩展结合,开展不确定性条件下水资源供需利用预测及城市水资源优化配置的模型体系研究;在分析产业结构与水资源水环境间复杂关联性的基础上,建立了双总量控制下的区域产业结构调控模型,为区域的水资源综合规划与管理提供参考和技术支持。具体的研究内容与结论包括:(1)基于环境库兹涅茨曲线构建了经济增长与水资源利用、污染物排放的动态效应方程,探明了经济增长与两者之间的互动关系以及发展趋势。结果表明,随着经济的快速发展,乌鲁木齐市的水资源需求,特别是工业与生活用水仍然会继续上升,而COD与NH3-N的排放已经呈逐渐降低趋势。(2)针对区域内水资源供需两侧存在的诸多不确定性,分别采用马尔科夫链模型、无偏灰色马尔科夫模型以及马尔科夫二次规划模型对乌鲁木齐市地表径流、用水需求及水资源利用结构进行预测分析,明确未来不同规划年份水资源供需利用形势。结果表明,2017-2022年份乌鲁木齐市中等径流水平对应的概率最大,可利用地表水资源量为[5.54,7.58]×108m3;十三五期间的水资源需求量会以4.20%左右的年均增长率上升;未来年份的农业用水比例将不断降低,相反工业、生活与环境的用水比例将会持续上升。(3)基于供需双侧的不确定性预测结果,结合城市水资源开发利用过程中取水-配水-用水-排水过程,建立基于双随机规划的区间多阶段水资源优化配置模型,寻求乌鲁木齐市多水源多用户多供需情景下的水资源配置方案,实现水资源利用的合理规划。结果表明,各径流情景与需求情景下不同用户的用水满足程度差异较大,生活用水的优先属性不利于公平合理的配置水资源。(4)建立了水资源利用与污染物排放双总量控制下的产业结构调整优化模型,分析各产业行业的发展规模、污染排放以及经济利润,明确各产业优先发展方向,为该市未来产业调整提供一定的决策支持。结果表明,乌鲁木齐市的工业行业应侧重食品加工、金属加工以及石油化工类行业的发展,种植业应重点发展蔬菜、油料作物与棉花,而畜禽养殖应以羊类与猪类的养殖为侧重点。总体来看,研究结果能够帮助管理者正确认识和把握乌鲁木齐地区水资源利用及水环境变化形势,在此基础上寻求科学合理的水资源配置及产业结构调控方案,为协调乌鲁木齐市水资源水环境与经济社会的可持续发展提供一定的指导。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV213.4
【图文】：

地理位置,概况,带状城市,亚欧大陆桥

第３章研究区域概况逡逑第３章研究区域概况逡逑３．１基本概况逡逑３．１．１自然地理逡逑乌鲁木齐市位于亚欧大陆的中心地带，南部毗邻天山山脉的中段，北面临逡逑近我国第二大内陆盆地－准噶尔盆地，是我国在亚欧大陆桥西部的最大城市。该逡逑市的地理坐标为东经８６°邋３７＇邋３３＂邋－邋８８°邋５８＇邋２４＂，北纬４２°邋４５＇邋３２〃邋－邋４４°逡逑０８＇邋００〃，南北最宽处约１５３Ｋｍ，东西最长约１９０Ｋｍ，是一狭长的带状城市。逡逑整个城市的行政面积达１４０００ｋｍ２以上，具体地理位置与所辖７区１县的行政逡逑区划如图３－１所示。逡逑８５°３０＇逦８６°００＇逦８６0３０＇逦８７。００＇逦８７°３０＇逦８８°００＇逦８８0３０＇逡逑

经济发展,人口数,与非,比例

图３－３乌鲁木齐市人口数与非农人丨｜比例逡逑Ｆｉｇ．邋３－３邋Ｕｒｕｍｑｉ＇ｓ邋ｙｅａｒ－ｅｎｄ邋ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ邋ａｎｄ邋ｎｏｎ－ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ邋ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ邋ｒａｔｉｏ逡逑

【参考文献】