南水北调受水区水资源利用与优化配置研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 冯子恒 |
| 答辩日期 | 2024-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 孙莉英 |
| 关键词 | 水足迹 时空变化特征 驱动因素 水资源短缺 多目标优化配置 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 南水北调中、东线工程是目前全球规模最大的跨流域调水工程，截止2023年12 月已经累计调水超过670 亿m³，直接受益人口超过1.76 亿，对于缓解我国北方地区水资源短缺、优化水资源配置格局和支撑受水区经济社会发展等具有重大意义。分析调水后受水区水资源利用现状、评估调水量与缺水量匹配关系及提出水资源优化配置方案可为受水区社会经济高质量发展提供有力支撑。本研究以南水北调中、东线受水区为研究区，通过自上而下的简单算法核算受水区2005-2020 年的区域水足迹并利用Mann-Kendall 检验、Sen’s slope 和Dagum 基尼系数的方法分析了水足迹时空变化特征；基于用水部门贡献率和对数平均迪氏指数（LMDI）分解法分析了影响南水北调受水区水足迹变化的主要用水部门以及关键驱动因素；采用缺水指数、水压力指数和水资源盈缺量分析受水区水资源短缺现状，提出调水贡献度、缺水与调水匹配度指标分析调水量对受水区水资源利用贡献以及调水量与缺水量的匹配程度；构建社会效益、经济效益、环境效益多目标水资源优化配置模型，通过非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ确定正常情景和节水情景下受水区水资源优化配置方案，并分析不同方案的缺水状况，提出水资源管理对策。主要结论如下： （1）揭示南水北调受水区水足迹2005-2020 年时空变化特征。2005-2020 年中线受水区年均总水足迹为350.76 亿m³，无显著变化趋势；东线受水区年均总水足迹为533.34 亿m³，呈显著下降趋势（Q=-1.16%，?≤0.05）。南水北调受水区29 个城市农业水足迹呈显著减少趋势，30 个城市生活生态水足迹呈显著增加趋势。中线受水区总水足迹空间差异主要来源于省级之间的差异（? =44.17%），水足迹强度空间差异主要来源于市级之间的差异（??=48.36%）。东线受水区总水足迹和水足迹强度的空间差异均来源于省级之间的差异。 （2）揭示南水北调受水区水足迹变化的主要来源及驱动因素。水足迹变化主要来源于农业部门，平均贡献率为40.59%；生活生态部门对水足迹变化平均贡献率为23.85%。LMDI 分解模型结果表明有效灌溉面积、第二产业产值比重和建成区面积分别是农业、工业和生活生态水足迹变化的关键驱动因素，2005年-2020 年的驱动效应分别为1.25 亿m³、-0.64 亿m³和1.10 亿m³。 （3）评估南水北调受水区水资源短缺现状及受水区缺水量与调水量匹配程度。中线受水区均处于长期水资源短缺状态，天津市缺水指数（2.00）和水压力指数（2.48）最高，河北省缺水量（-48.17 亿m³）最多。东线受水区仅天津市和河北省处于长期水资源短缺状态。天津市、河北省、河南省的调水贡献度均呈快速上升的趋势，北京市、山东省调水贡献度则呈先增后减趋势。自南水北调中、东线一期工程通水以来，北京市、天津市、河北省、河南省、山东省调水量不足的年份频率均超过50%，天津调水不足的年份频率达到100%。 （4）确定南水北调受水区社会经济正常发展情景和达到节水目标情景下社会效益、经济效益、环境效益多目标最优的水资源配置方案，并提出相应水资源管理建议。与正常情景相比，节水情景下北京市、天津市、河北省、河南省和山东省不同供水频率优化配置方案的最小缺水量平均值在2025 年分别减少7.77 亿m³、6.36 亿m³、14.21 亿m³、12.76 亿m³和20.92 亿m³，在2030 年分别减少19.00 亿m³、16.11 亿m³、32.47 亿m³、28.39 亿m³和48.19 亿m³。节约用水能够有效减少受水区的水资源短缺量。但即使达到节水目标，河北省、河南省和山东省当供水频率P=95%时仍处于缺水状态，可酌情适当加大外部调水规模，缓解受水区的用水压力。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 133 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/208089]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 冯子恒. 南水北调受水区水资源利用与优化配置研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2024. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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