【摘 要】
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水是生态之基,是城市系统的基础要素。作为我国北方典型缺水城市,太原市经济发展和城镇化进程中水资源供需矛盾日益突出。近年来,城市生态环境用水增长迅速、水资源配置不合理,使水资源短缺情况愈加严重。本文在梳理太原市资源、环境、社会、经济等相关资料的基础上,对水资源开发利用现状进行了分析,总结了水资源开发利用存在的突出问题。面对生态环境用水增长过快的情况,以太原市市区为对象,开展生态环境需水内涵、分类和核
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水是生态之基,是城市系统的基础要素。作为我国北方典型缺水城市,太原市经济发展和城镇化进程中水资源供需矛盾日益突出。近年来,城市生态环境用水增长迅速、水资源配置不合理,使水资源短缺情况愈加严重。本文在梳理太原市资源、环境、社会、经济等相关资料的基础上,对水资源开发利用现状进行了分析,总结了水资源开发利用存在的突出问题。面对生态环境用水增长过快的情况,以太原市市区为对象,开展生态环境需水内涵、分类和核算研究,计算出市区的河流、湖泊、植被和清洁环境的现状需水量,揭示了城市生态环境用水需求增长与实际供水不足之间的突出矛盾。基于城市水资源约束,开展了生态环境用水限制理论的讨论,提出了加强城市生态环境用水需求侧管理的建议。在考虑市区生态环境用水约束的条件下,预测了2025年各水源、部门的供需水量,建立了多目标水资源优化配置模型,计算得出综合效益最佳的水资源配置方案,为太原市水资源管理提供科学依据。研究成果主要体现了以下几个方面:（1）对太原市市区长系列降水量和径流量数据分析发现,降水量年内分配差距悬殊,夏季占比为59%,年际降水量大约每5年增加23.5 mm;径流量年内分布不均,夏季占比为39%,年际径流量逐年减少,每5年约减少1.2×10~9 m~3。对2015～2019年五年间市区供用水量进行分析,市区供用水量逐年上涨,其中,生态环境用水增幅最快。同时,实地调研发现生态环境用水不足,河流断流、湖泊水质恶化、植被生长状况不佳,可以看出,太原市生态环境用水存在供需失衡问题。（2）对城市生态环境需水的内涵和组成要素进行了讨论,依据太原市的特点,采用功能法建立了河流、湖泊、植被和城市清洁四类生态环境需水量计算方法,计算得出太原市市区四类生态环境年需水量分别为1.59×10~8 m~3、3.46×10~7 m~3、2.27×10~7 m~3、6.90×10~6m~3,供需分析发现实际供水远未满足用水需求,生态环境年缺水量达8.07×10~7 m~3。基于城市水资源约束,对城市生态环境用水限制性理论进行了探讨,提出了加强生态环境用水需求侧管理的建议。（3）本文对太原市市区规划水平年（2025年）的供需水量进行预测分析,随着市区引黄水规模的扩大,规划水平年总供水量可达7.28×10~8 m~3。在充分考虑水约束的条件下,本研究对生态环境需水量进行预测,通过调整水面率、绿化增长速度等影响因素,使生态环境需水量趋于合理。依据规划和政策文件,市区的规划水平年总需水量为7.71×10~8 m~3。通过增加供给和减少需求,市区缺水量为4.26×10~7 m~3,缺水率可控制在5.5%。在此基础上,结合水资源配置思路,建立了多目标、多水源、多部门的水资源优化配置模型,使用MATLAB软件的fgoalattain函数计算出生态环境、社会、经济目标的综合效益最佳的水资源配置方案。在此方案下,分配水量可以满足各部门的保证率。最后对配置方案从供水、需水层面提出若干保证措施和水资源利用建议,为太原市水资源可持续利用提供管理依据。
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