区域用水结构演变规律与调控对策研究

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1、中国人口·资源与环境２０１１年第２１卷第２期ＣＨＩＮＡＰＯＰＵＬＡＴＩＯＮ，ＲＥＳＯＵＲＣＥＳＡＮＤＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＶｏｌ２１Ｎｏ２２０１１区域用水结构演变规律与调控对策研究１，２１，２１，２２，３王小军张建云贺瑞敏王炎灿（１．南京水利科学研究院，江苏南京２１００２９；２．水利部应对气候变化研究中心，江苏南京２１００２９；３．河海大学水文水资源学院，江苏南京２１００９８）摘要我国水资源严重短缺，在新的形势下，必须根据经济发展调整用水结构。本文以地处西北干旱区的榆林市为例，通过收集榆林市１９９０－２００５年国民经济各行业用水量，结合信息熵原理，计算出不同年份用水量熵值及优

2、势度动态演化情况。结果表明，榆林市用水系统熵值由１９９０年的０．５６９增加到２００５年的０．６６７，总体呈上升趋势，表明榆林市用水结构趋向无序。同时，系统的均衡度也呈增加趋势，这表明当地用水系统在趋于无序发展的同时，用水系统的均衡程度有所提高，系统均衡性增强。从地区来看，南六县的用水系统熵值要高于北六县，且南六县用水系统熵值一直处于下降趋势，北六县则在波动中表现出一定的上升趋势，这与南六县长期从事特色农业，产业结构相对比较稳定，而北六县主要发展工业，导致用水结构中农业、工业、生活用水结构变化较大有关。最后，结合榆林市实际，提出“南护水源，北抑需求”的总体调控思路，通过建立权威、高效

3、、协调的管理机制，推进水管理体制改革、加强立法和执法监督，规范水资源管理行为、因地制宜，调整和优化产业结构，大力发展生态型低耗水产业、明确水权、建立水市场，制定合理水价、广泛宣传，积极引导，改变用水观念等措施，不断调整用水结构，最终实现经济社会可持续发展。关键词信息熵；用水结构；需水管理；榆林市中图分类号Ｆ３２３．２１３文献标识码Ａ文章编号１００２－２１０４（２０１１）０２－００６１－０５ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－２１０４．２０１１．０２．０１１８３［６－７］１９４９年至２００５年，我国用水总量由１０３１×１０ｍ增用水结构也会发生明显的规律性变化。鉴于此，笔者

4、８３到５６３３×１０ｍ。与此同时，用水结构也发生了相应变以榆林市１９９０－２００５年国民经济各行业用水量为依据，化。但总体来看，农业依然是用水大户，而部分地区灌水将信息熵方法引入用水系统，并针对榆林市行政区域存在方法十分粗放，灌溉水利用率低，这与我国严重的水资源明显差异的实际情况，结合榆林市、南六县、北六县不同年［１］短缺局面极为矛盾。要实现２１世纪我国发展的战略目份工业、农业、生活用水实际情况，对榆林市以及南北六县标，必须有可靠的用水保证，但当前的用水效率低下，用水用水结构演变规律进行分析。在此基础上，根据能源化工结构不合理，在新的形势下，必须根据经济发展做相应的基地长远规划，针

5、对不同行业、不同行政区域提出具体调调整。选取一些有代表性的区域做实例，分析总结用水结控措施，以确保能源化工基地用水要求，做到未雨绸缪。构的演变规律，并提出相应的调控对策，对于实现区域社［２－５］会经济的协调发展均具有重要意义。１基于信息熵的用水结构演化分析榆林市地处黄土高原腹地，水资源时空分布极不均１．１信息熵的概念及其含义匀，加之生态环境脆弱，水资源开发利用条件不佳，相关研熵最早是由Ｒ．Ｃｌａｕｓｉｕｓ于１８６５年引入热力学中的一究亦较少。随着我国能源生产战略重点西移，榆林已成为国家西煤东运、西气东输、西电东送建设的重要源头，被个物理概念，通常称之为热力学熵。后来Ｌ．Ｂｏｌｔｚｍ

6、ａｎｎ赋誉为“中国科威特”，是我国重要的能源重化工基地。随予熵统计意义上的解释，称之为统计热力学熵。为了与热着基地“三个转化”战略的实施，当地经济结构将发生明力学过程有所区别，１９４８年，Ｓｈａｎｎｏｎ为解决通信工程中显改变，出于经济结构和空间结构演化的客观要求，当地不确定性信息的编码和传输问题创立信息论，首先在信息收稿日期：２０１０－０７－１６作者简介：王小军，博士生，主要研究方向为水资源规划研究。通讯作者：张建云，教授，主要研究方向为水文水资源研究。江苏省“３３３高层次人才培养工程”科研项目“气候变化对区域水安全影响及对策研究”；现代水利科技创新项目“全球气候变化对水利影响的

7、研究”（编号：ＸＤＳ２００８－０１）。·６１·中国人口·资源与环境２０１１年第２期论中引入了熵的概念，将其定义为信息熵。即对于一个不２榆林市用水结构演变规律与调控对策确定性系统，用随机变量Ｓ表示其状态特征；对于离散型随机变量，设Ｘ的取值为Ｘ＝｛ｘ１，ｘ２，ｘ３，……，ｘｎ｝，每一２．１榆林市用水结构演变规律个值对应的概率为Ｐ＝｛ｐ１，ｐ２，ｐ３，……，ｐｎ｝，存在∑ｐｉ＝榆林市下辖榆阳、神木、府谷、定边、靖边、横山、佳县、１，该系统的信息熵定义为：米脂、吴堡、绥德、清