区域水资源-需水量预测与可持续利用评价

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1、河海大学硕士学位论文纯净水维持生活；6月，安徽巢湖北岸的烟墩至义城沿岸，蓝藻暴发，沿岸边水域呈翠绿色、粘稠状，恶臭；7月，因地面水厂取水口遭受新沂河上游不明污染源污染，江苏省沭阳县城区供水系统被迫关闭，城区20万人断水40小时。据环保总局监测，2005年全国七大水系的411个地表水监测断面中有27％的断面为劣v类水质，全国约二分之一的城市市区地下水污染严重，一些地区甚至出现“有河皆干、有水皆污”的现象。(2)水资源过度开发，造成对生态环境的破坏。全国水资源的开发利用率1997年为19．9％，不算很高，但地区间很不平衡。黄河、淮河、海河开发利用率都超过50％，其中海河

2、已近90％。有些内陆河的开发利用率超过了国际公认的合理限度。由于地下水的持续超采，使不少地区地面沉陷，海水入侵。在黄淮海流域，由于水资源的过度开发，造成海河流域的河湖干涸，黄河下游经常断流，甚至淮河中游在1999年也出现了历史上罕见的断流现象。(3)水资源的紧缺与用水的浪费并存。每年我国因缺水造成的经济损失超过洪涝灾害。许多地区由于缺水，造成工农业争水、城乡争水、地区之间争水、超采地下水和挤占生态用水。但与此同时，用水效率不高、用水严重浪费的现象也普遍存在。全国农业灌溉水的利用系数平均约为O．45，而先进国家为O．7～0．8。全国多数城市用水器具和自来水管网的浪费损

3、失率在20％以上，工业万元产值用水量，也远远高于发达国家。这些问题日益突出，如何保持水资源的可持续发展是摆在我们面前的首要问题。水利部部长陈雷在中国水利学会2007年年会报告上提出了可持续发展治水思路的基本要求，即“要坚持水资源可持续利用，通过对水资源的合理开发、高效利用、综合治理、优化配置、全面节约、有效保护和科学管理，满足饮水安全、防洪安全、粮食安全、经济发展用水安全、生态用水安全，以水资源的可持续利用保障经济社会的可持续发展。”所以，开展水资源可持续利用理论的研究对我国社会经济可持续发展具有重要的应用前景，对促进我国人口、经济、社会、资源和环境的协调发展具有重

4、要的意义【3】。1．2国内外研究进展1．2．1需水量预测的国内外研究现状20世纪60年代以来，随着经济的发展，许多国家用水量急剧上升，甚至出现了比较严重的水危机，于是需水量预测得到各个国家的广泛和高度的重视【2l。1968年美国完成了第一次国家水资源评价，研究了美国水资源的现状，给出了2第一章绪论需水预测成果。1975年在第二次评价中综合考虑了水污染、水资源量等因素以及节水措施，使预测结果与目前美国实际用水量很接近。日本从上世纪六十年代开始，把需水预测作为国土规划的一个重要依据，每十年进行一次。苏格兰自70年代开始，分别1973于、1984、1994年进行了三次水资

5、源规划，在1994年的规划中，对需水量的预测值和实际值做了对比，预测结果与实际值比较接近【4】。1981年DRGalla曲er对澳大利亚的需水量模型进行了研究【5】。1986年，Rllmelh越等人在多层神经网络基础上提出BP算法，解决了多层前向神经网络的学习问题。BP网络是目前最常用的神经网络，国外近年来也有学者利用BP网络进行需水量预测【6】。1990年，Mya等根据降水量、水价、人口、收入等影响因子与需水量之间的相关关系，建立了需水量预测的对数和半对数回归模型，并应用于美国的得克萨斯州进行预测，取得了较好的效果。1992年，砌chadN．Pahne【_7】提出

6、了非线性回归模型，将气温和降水量等气候因素考虑进去，充分考虑了用水量的变化特点。2003年，Joseph舢como等【8J建立了Wate硒AP2用水模型，分别预测生活、农业、工业需水量，该模型考虑了国民收入、用水效率及降雨天数等影响因素。我国需水量预测工作在90年代以后得到了长足的发展。1998年，吕谋、赵洪宾等【9】利用季节指数平滑法进行需水量预测。2002年，李晓峰等㈣采用层次分析和自回归模型对城市生活需水量进行预测，模型精度较高。杜国明【ll】利用改进的快速二阶神经网络方法预测用水量。刘洪波等【12】采用三角函数法预测需水量。2004年，阮本清，魏传江【13】

7、在《首都水资源安全保障体系建设》中，建立了水资源农业生产函数、工业生产函数、及城镇居民生活蓄水函数。王弘宇、马放等【14j建立了灰色新陈代谢GM(1，1)模型，该模型一方面继承了常规GM(1，1)模型的优点，另一方面它能够将进入系统的扰动因素及时考虑进去。刘勇键，沈军等【l5】针对BP网络收敛速度慢，易陷入局部极小的问题，提出了改进的基于遗传一神经网络的需水量预测模型。2005年，刘俊良等【l6】应用系统动力学模型预测城市生活需水量。系统动力学模型可以在缺乏基础数据、难以建立表达式的情况下进行预测，它通过对系统反馈机制作用进行分析建立模型，分析过程复杂，工作量极