基于河流健康的渭河经济用水与生态用水合理配置研究

发布时间：2020-10-24 11:30

　　 水资源是可持续发展的核心。随着社会经济的快速发展,经济用水呈现出不断增长的发展趋势,水资源短缺成为可持续发展的限制性因子之一。渭河被誉为陕西关中地区的母亲河,然而近年来渭河水量明显减少,地区传统水资源的开发潜力也十分有限,这对关中地区的可持续发展带来了挑战。水资源合理配置被认为是解决水资源短缺的有效途径,然而现代水资源合理配置的内涵是从传统的以经济效益为主的水资源开发利用转变为面向生态自然需求的水资源开发利用模式,综合考虑水资源的经济、社会和生态效益,兼顾社会—经济—资源—环境复合系统的需求。本文将采用系统分析的方法,运用系统动力学仿真模型来系统研究水资源—社会经济—生态环境之间的关系,并以关中地区为例,探求经济用水与生态用水的合理配置。本文主要研究结果如下:(1)基于河流健康的理念,分析了河流健康的内涵及其重要性,提出了渭河河流健康的评价指标,并根据不同河流生态功能划分了三种生态用水方案。结合渭河流域关中地区的实际状况,通过分析不同环境流量的计算方法,对比各类研究方法的优缺点,根据不同河流生态功能发挥的需求维护渭河河流健康的生态基流、自净水量和输沙水量所需的环境流量设定值分别为16.00×10~8m~3、29.3×10~8m~3和60.89×10~8m~3。(2)利用系统分析的方法建立渭河关中经济用水与生态用水合理配置模型,将生态用水与经济用水一同进行配置,并给予生态用水更高的优先度。该模型以水资源供需平衡为核心,综合考虑水资源—社会经济—生态环境三个方面的内容,将系统划分为7个子系统,共包含162个变量。同时使用Vensim软件,绘制系统流程图,并对模型进行了有效性检验和误差检验,结果显示绝大部分参数的误差均未超过10%,MARE为0.018和0.055,模型具有较好的可靠性。(3)应用渭河关中经济用水与生态用水合理配置模型,对关中地区未来40年社会经济发展、水资源配置及水资源供需平衡进行了现状延续情景下的仿真模拟。通过模拟结果可知,在生态基流与自净需水两种配置方案下关中生态用水与经济用水能够保持协调,水量平衡分别达到30.39×10~8m~3和17.09×10~8m~3。而考虑输沙水量配置方案在模拟后期达到极限值为-10.41×10~8m~3,预测2055年关中地区将会面临水资源短缺的风险,从而对社会经济发展产生负面影响。同时,在现状发展模式下,三种环境流量方案的用水配置均呈现出不可持续的特征,水资源可持续利用存在一定的问题。(4)通过情景分析法设置了一组对比情景和四种替代性发展情景。模拟结果显示,调水工程的实施为关中受水区年提供水量27.5×10~8m~3,有效提高了关中地区水资源承载能力,可以保障关中未来近20年的发展需求,在现状发展模式下每补充1.35×10~8m~3水资源可以支撑关中地区未来一年内的发展需求。此外,在替代性发展情景中,现状发展模式和低发展模式的三种环境流量方案下的经济用水与生态用水配置均呈现出不可持续的特征,中等发展模式下这种不可持续性得到了遏制,而高发展模式能够更好的促进水资源可持续利用,实现经济用水与生态用水合理配置。(5)基于情景模拟分析的结果,关中地区可持续发展的适应性措施应主要依靠技术措施的改进,更为高效的用水效率、低废水排放率、较高的废水处理率以及水的重复利用率是促进经济用水与生态用水合理配置的长久之计。其次,制定合理的发展目标与加强水资源规划管理对促进经济用水与生态用水协调发展也具有积极作用。此外,关中地区在水资源开发过程中需要注重对生态环境的保护,同时加强对非传统水源的开发和利用。
【学位单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TV213.4
【部分图文】：

图 3 关中地区 2001-2016 年国民经济生产总值中地区工业最为发达，主要包括电力、煤炭、电子、化工是我国西北地区功能全面的工业基地。近年来，关中地区科技产业，依靠高、精、尖技术在宝鸡、咸阳和西安相继与铜川依靠煤田和矿产兴起了以能源为核心的产业带。到二产业增加值达 5735.92 亿元，约占关中地区 GDP 总量业增加值的 61％。地区的长期发展为第三产业的腾飞奠定了基础，城市集中善、医疗卫生条件先进和旅游资源丰富，这些对渭河关中了重要作用。到 2016 年末，关中第三产业增加值达 576DP 总量的 46％，占陕西省第三产业增加值的 71.32％。地面积约为20220万亩，其中山丘约占总面积的84％，平原

西北大学硕士专业学位论文律差异较大，呈现出由南向北逐渐递减的趋势，渭河以南至秦岭北麓降水年平均降雨量在 800 mm 以上；而中部平原地区多年平均降水达 600 mm根据行政区划进行统计的结果发现，陕西省渭河流域各市区降水量中，水量均比多年平均偏少，其中偏少幅度最大的为咸阳市，减少了 28.7％；小的是杨凌区，减少了 10％。陕西省渭河流域行政分区降水量与多年平如图 4 所示。陕西省渭河流域水面蒸发量与降水量呈现出相反趋势，即由递增。流域多年平均蒸发量 660～1600 mm，其中，夏季蒸发量大而冬季降雨、气候变化和近地表条件的影响，渭河流域陆地蒸发量一般在 500m

系统动力学主要方程示意图
【参考文献】

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本文编号：2854405