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哈尔滨市水资源发展态势及可持续利用评价研究

尹鹏  
【摘要】:水资源是人类生存和社会发展的重要基础资源,传统的开发模式已经造成了水资源日益贫乏和水环境污染日益严重等问题,严重制约了社会经济的发展,影响社会安定和威胁人类生存,水资源可持续问题已经引起了社会各界的广泛关注。 本论文立足于黑龙江省哈尔滨市,采用现代数据处理方法和手段,对哈尔滨市水资源多时间尺度特征、水资源未来发展趋势、水资源可持续利用评价进行深入研究,主要研究内容如下: (1)从水资源多时间尺度、水资源发展态势以及水资源可持续利用评价等三个方面系统分析了国内外的研究现状,总结了目前国内外在水资源方面存在的问题。同时,对水资源可持续利用的内涵、哈尔滨市水资源现状、开发利用情况及存在的问题、未来水资源供需状况进行分析。 (2)首先概括采用小波变换对水资源多时间尺度特征进行分析的意义和步骤,再分别对哈尔滨市1961-2008年的年降水量和主汛期降水量、哈尔滨水文站1989-2008年的年径流量和主汛期径流量进行多时间尺度特征分析,最后利用方差分析确定水资源多时间尺度变化的主周期。 (3)通过寻求EMD理论和谐波分析的结合点,提出基于EMD的谐波分析模型,并对哈尔滨市年降水量和主汛期降水量进行动态预测;利用1898-2001年哈尔滨站年径流量和主汛期径流量作为网络的输入,2002-2009年数据进行预留检验,构建哈尔滨站年径流量和主汛期径流量动态预测的BP神经网络模型,通过确定网络结构、输入和输出层样本,对哈尔滨站年径流量的动态发展趋势进行预测;将蚁群算法应用到灰色GM(1,1)模型方程参数的求解中,构建基于蚁群优化的GM(1,1)模型,分析哈尔滨市年平均地下水埋深的变化趋势。 (4)采用DPSIR模型对哈尔滨市水资源可持续利用评价指标体系进行详细的论述,分别从驱动力指标、压力指标、状态指标、影响指标和响应指标等五个方面对哈尔滨市水资源系统现状进行分析,对各因素的指标范围进行初步确定。在对哈尔滨市水资源可持续利用评价指标体系框架、评价指标体系构建原则进行分析的基础上,筛选出哈尔滨市水资源可持续利用评价指标,并对指标的含义进行论述和具体数值进行计算。同时,为了检验所建立指标体系的有效性,采用克朗巴赫a系数对所建指标的内部一致性进行检验 (5)分别采用基于实数编码加速遗传算法优化的层次分析法和基于粒子群算法优化的投影寻踪模型,确定哈尔滨市水资源可持续利用评价指标体系中指标层和准则层中各指标的主观权重和客观权重,然后分别取主观权重和客观权重的50%作为综合权重,评价哈尔滨市2000年至2008年水资源可持续利用总体发展趋势,评价驱动力、压力、状态、响应和影响等准则层五大因素对哈尔滨市水资源可持续利用的变化情况。 (6)从社会管理、行政管理、经济和产业化管理、社会体制管理等几个方面,提出加强哈尔滨市水资源可持续利用的策略。


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