西北地區(qū)生態(tài)城市建設(shè)水資源安全保障基礎(chǔ)研究——以寶雞市為例.pdf

1、西北地區(qū)城市面臨的一個共性問題就是氣候干旱,降水量少且時空分布不均,造成城市的資源性缺水,城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)所需的大量環(huán)境用水又會在一段時間內(nèi)加劇城市有限水資源的供需矛盾。在這種背景下,進(jìn)行相應(yīng)的水資源安全保障基礎(chǔ)研究,對保障城市水安全,促進(jìn)西北地區(qū)生態(tài)城市的可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論和實際意義。論文結(jié)合當(dāng)前寶雞市生態(tài)城市發(fā)展面臨的水資源安全問題展開多方面研究,主要研究內(nèi)容和成果如下：(1)從生態(tài)城市的內(nèi)涵出發(fā),分析了生態(tài)城市用水系統(tǒng)的特點

2、及生態(tài)城市建設(shè)的水資源制約因素；結(jié)合日益豐富的城市水安全的觀點,探討了城市水資源安全保障體系研究的方向。(2)對寶雞市降雨系統(tǒng)的演變特征進(jìn)行了分析研究,結(jié)果表明,年雨日數(shù)呈遞減趨勢,雨日數(shù)和降水量線性相關(guān)顯著；用去趨勢波動分析法獲得降雨序列的長程相關(guān)性在不同研究尺度上表現(xiàn)有所不同,未來一段時期內(nèi)年降雨量總趨勢減少；經(jīng)干旱變化特征分析表明降雨量變化具有多階段性和突變性,90年代后旱情發(fā)生頻率增加,2000年左右發(fā)生突變后,旱情有所緩解,但

3、仍處于較少水平；基于干旱預(yù)測模型探討了未來年份寶雞市干旱發(fā)生情勢。(3)基于高階統(tǒng)計理論,在對寶雞市河流徑流序列進(jìn)行非線性辨識基礎(chǔ)上,深入分析研究了其趨勢性,持續(xù)性、分形特征及混沌特性,結(jié)果表明：作為寶雞市農(nóng)業(yè)、工業(yè)及生活用水重要水源的渭河干流、支流千河及清姜河徑流系統(tǒng)均具有分形結(jié)構(gòu)和混沌特性,三條河流年徑流量均呈現(xiàn)出顯著的下降趨勢,且都具有較強(qiáng)的持續(xù)性。(4)采用Copula函數(shù)構(gòu)造河川徑流的聯(lián)合分布,具體分析了寶雞市區(qū)段渭河干流及其

4、最大一級支流千河的豐枯遭遇情況,結(jié)果表明：干支流同時出現(xiàn)豐、平、枯水年的概率分別為0.72,0.45和0.21；干流出現(xiàn)平水年,支流出現(xiàn)豐水年與枯水年的概率分別為0.5和0.248；支流出現(xiàn)枯水年,干流出現(xiàn)豐水年的概率為0.25。(5)分析研究了寶雞市歷史供用水結(jié)構(gòu)變化特點及節(jié)水現(xiàn)狀。結(jié)果表明,寶雞市目前供水結(jié)構(gòu)單一,主要依賴常規(guī)水源,而非常規(guī)水源的開發(fā)利用和節(jié)水具有一定潛力。(6)針對生態(tài)城市需水系統(tǒng)的復(fù)雜性,進(jìn)行了城市需水量預(yù)測方法

5、研究。將灰色理論與自憶性原理相結(jié)合,研究了城市用水系統(tǒng)的自憶性并進(jìn)行了城市需水量預(yù)測；基于寶雞市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及其國內(nèi)生產(chǎn)總值,建立了相應(yīng)的可拓物元法需水量預(yù)測模型；將結(jié)構(gòu)分析法和未確知數(shù)學(xué)方法相結(jié)合,構(gòu)建了基于盲數(shù)理論的城市需水量不確定性預(yù)測模型。(7)探討了生態(tài)城市河流生態(tài)需水量的研究意義及西北地區(qū)生態(tài)城市河流需水量的確定方法,計算表明,在充分考慮城市污水處理能力建設(shè)條件下,寶雞市市區(qū)渭河干流的生態(tài)需水量為3.2079億m3,才能保證城市