基于Logistic关联分析的水资源承载力评价

区域水资源承载力评价是开展水资源承载力监测预警的重要基础。为定量评价区域水资源承载状况及时空演变特征,将区域水资源承载力系统分解为承载支撑力、承载压力和承载调控力3个子系统,采用Logistic关联模型计算了不同子系统与不同承载等级之间的联系数,再用风险矩阵综合各子系统的水资源承载力评价结果,形成基于Logistic关联分析的区域水资源承载力评价方法。将上述方法应用于安徽省水资源承载力评价中,结果表明:①安徽省水资源承载力整体呈变好的发展趋势,皖北大部分地区呈现超载状态,皖中处在临界超载状态,皖南处在可载状态,水资源承载状况由北往南逐渐好转;②安徽省水资源承载支撑力子系统皖南地区优于皖中和皖北地区,压力子系统皖北地区优于皖中和皖南地区,调控力子系统皖中和皖南地区较好。     

基于集对分析和风险矩阵的水资源承载力评价方法

为综合评价区域水资源承载状况,提出了集对分析与风险矩阵相结合的区域水资源承载力评价方法。首先,根据研究区域水资源-经济社会-生态环境复合系统的实际情况,建立由水资源承载支撑力、承载调控力、承载压力3个子系统和15个指标的区域水资源承载力评价指标体系,确定1级(可载)、2级(临界超载)、3级(超载)评价标准;其次,采用基于遗传算法的改进层次分析法确定各评价指标的权重;最后,建立了基于集对分析和风险矩阵的水资源承载力评价模型(WCC-SPARM),并用其评价2010~2015年安徽省淮北市水资源承载力。结果表明:2010~2015年淮北市水资源承载力级别分别是2级、3级、3级、2级、3级和3级,这与基于集对分析方法的评价结果(2级、3级、2级、2级、3级和3级)总体上相一致,说明WCC-SPARM模型在区域资源、环境承载力综合评价中具有较大的推广应用价值。     

水资源承载力动态评价的引力减法集对势方法

为动态分析水资源承载力变化状况、准确识别脆弱性指标,采用万有引力和阻尼系数的思想,构造了用以反映集对事件的联系程度及态势的引力减法集对势。将引力减法集对势应用于水资源承载力动态分析评价中,并与现有的减法集对势进行对比分析。结果表明:引力减法集对势对安徽省水资源承载力的动态分析及态势分析的结果与现有的减法集对势结果相一致,这两种集对势之间的相关系数接近1.0;引力减法集对势诊断出以下指标—植被覆盖率、人口密度、入河污水排放达标率、水功能区水质达标率和生态用水率是安徽省2005—2015年水资源承载力评价的脆弱性指标,需重点调控,其他指标需注意做好改善工作。因此,引力减法集对势方法运用于安徽省水资源承载力动态评价与诊断是可行的;该方法解释性强、计算简便、结果符合实际、适用性强,为判断集对事件的当前状态及发展趋势提供了新途径,在系统动态分析评价中具有应用前景。     

投影寻踪方法在水资源承载力评价与预测中的应用

为解决区域水资源承载力综合评价中指标数据高维、非线性的问题,构建基于最大信息熵原理的投影寻踪水资源承载力评价方法,将该方法应用于2015年安徽省16个地级市水资源承载力的空间分布评价中;最后对2005—2015年安徽省全省水资源承载力进行动态评价,将该评价结果与灰色GM(1,1)模型结合,对2018—2020年安徽省区域水资源承载状况进行预测。结果表明:2015年,安徽省水资源承载空间分布状况整体表现为皖南地区优于皖中地区,皖中地区优于皖北地区;2005—2015年期间,全省水资源承载力虽基本处于临界超载状态,但年际间承载状况逐年好转。预测结果表明,2018—2020年全省水资源承载力保持良好的发展态势,总体向可载趋势发展。     

基于"量-质-域-流"的太原市水资源承载力评价

在水资源多维承载要素解析的基础上,从"量-质-域-流"4个维度构建水资源承载力评价指标体系;引入"单指标量化-多指标综合-多准则集成"(SMI-P)综合评价方法,采用层次分析法和熵权法的主客组合赋权法确定评价指标权重,建立基于SMI-P法的水资源承载力评估模型.将建立的评价指标体系与评估模型应用于太原市水资源承载力评价...     

基于全偏确定度的区域水资源承载力动态评价

为尽可能挖掘联系数所隐含的各类信息价值以更准确地评价分析区域水资源承载力时空状况,利用同一度、差异度、对立度之间的模糊关系作为计算基础,求解差异度与同一度、对立度之间的偏确定度,进而改进联系数中对差异度系数的分配方式,并将该方法用于实际区域水资源承载力动态评价中。结果表明:(1)改进的差异度系数分配方式在实际评价中得到的结果与安徽省水资源承载力实际状况基本一致。(2) 2011—2015年安徽省水资源承载力状况随时间有向好的发展趋势,但仍处于临界超载状况; 从空间上看,安徽省水资源承载状况由北往南逐渐向好,其中皖北地区处于超载状态、皖中处于临界超载状态、皖南处于未超载状态; 从承载子系统看,承载支撑力方面皖南较皖中和皖北偏好,承载压力方面皖北较皖中和皖南偏好,承载调控力方面皖中和皖南偏好。(3)评价结果显示皖北处于超载状况,主要是由于水资源支撑力偏弱; 承载子系统间相对均衡发展是皖中处于承载临界状况的主要原因; 皖南水资源承载状况最好,得益于较强的调控力和支撑力。由分析可知,上述动态评价分析结果合理可靠,该方法直观简便、在资源环境承载力动态评价分析问题中具有较好的推广应用价值。     

基于风险矩阵的多要素水资源承载力综合评价方法

为合理综合量-质-域-流四要素评价区域水资源承载力,提出了基于量-质-域-流四要素和风险矩阵的水资源承载力评价模型(QQSS-RM)。首先,构建量-质-域-流四要素子系统下48个初步评价指标,用专家咨询信息和遗传层次分析法(AGA-AHP)计算四要素子系统中各评价指标的权重,通过筛选和分析采用8个综合评价指标构建区域水资源承载力评价指标体系;其次,参考相关文献和专家意见得到8个综合评价指标的4个评价等级标准;最后,构建基于量-质-域-流四要素和风险矩阵的水资源承载力评价模型。将QQSS-RM用于西辽河流域3个水资源三级区的水资源承载力评价,结果表明:西拉木伦河及老哈河、乌力吉木伦河和西辽河下游区间3个水资源三级区的水资源承载力评价等级分别为超载、临界超载和超载,评价结果显示西辽河流域的水资源承载状况较差。该评价结果与西辽河流域的水资源承载状况基本保持一致,表明QQSS-RM应用于区域水资源承载力评价有较好的推广价值。     

基于 WBM 评价模型的水生态承载力评价

为丰富水生态承载力研究方法,将加权 Bonferroni 算子（weighted?Bonferroni?mean,WBM）应用于水生态承载 力评价研究,构建相应的 WBM 评价模型。通过建立水生态承载力评价指标体系,运用层次分析法和改进熵权法 确定指标权重,再利用 WBM 评价模型进行承载力评价,并将其与广泛应用的 TOPSIS 模型评价结果进行对比,以 太原市为例对方法的可靠性进行验证,进一步采用障碍度模型识别影响水生态承载力的关键障碍因素。结果表 明：太原市 2009—2020 年水生态承载力状态于临界承载上下波动,整体变化趋势不显著,近年来呈良好态势发展; 水资源、水生态子系统承载状态波动较大;通过与 TOPSIS 模型对比,该评价模型评价结果较为一致,表明 WBM 模型适用于水生态承载力综合评价;制约该地区的障碍因素主要集中在水资源子系统。     

半偏减法集对势在引黄灌区水资源承载力动态评价中的应用

为有效处理、充分挖掘水资源承载力动态评价中评价样本与评价标准之间的不确定性,分析识别区域水资源承载状态及其变化的物理机制,构建了引黄灌区水资源承载力动态评价的半偏减法集对势方法(SSSPP)。SSSPP在河南省大功灌区的应用结果表明:从承载力系统角度看,灌区总体承载状态得到改善,且从2013年起更为明显,2017年灌区5县均为水资源临界超载,其中距离黄河干流越远的县承载状态越差;从承载力子系统角度看,各县的承载支撑力均呈小幅恶化态势,这是限制灌区承载力提升的主要原因,承载压力在波动中减小、承载调控力显著增强;从承载力评价指标角度看,各县的支撑力指标人均水资源可利用量、水资源开发利用率长期处于反势,压力指标人均GDP、缺水率长期处于反势或偏反势,这些均是灌区承载力调控的重点对象,而部分县调控力指标灌溉水有效利用系数、生态环境用水率由反势逐步发展为偏同势或同势,这是承载力提升的重要原因,反映其对农业和生态用水的管控。可见,SSSPP可分别从承载力系统、子系统和评价指标三个层次定量解析引黄灌区水资源承载状态及其演变特点,既可测度灌区承载力的强弱,又可诊断影响承载力的重要子系统和关键指标。半偏减法集对势的内涵更具解释性、方法直观、计算简便,是减法集对势与一阶效应全偏联系数相结合的一种改进减法集对势,为准确判别资源、环境、生态承载力动态评价等集对系统所处状态及其发展趋势提供了新的有效途径。     

基于模糊集对分析-五元减法集对势的新疆水资源承载力评价

为定量评价新疆各地州水资源承载力状况、识别需要进行水资源承载力调控的地区,建立了新疆水资源承载力指标体系与评价等级标准,构建了模糊集对评价模型,结合五元减法集对势对新疆15个地州水资源承载力进行评价并诊断其发展态势。结果表明:新疆水资源承载力呈现出北疆较好、南疆其次、东疆稍弱的情况,评级为Ⅰ级的地区占13.4%,Ⅱ级占20%,Ⅲ级占20%,Ⅳ级占33.3%,Ⅴ级占13.3%,其中伊犁州水资源承载力最强,和田地区承载状况最差;吐鲁番地区的五元减法集对势值为-0.233 02、哈密地区为-0.303 1、阿克苏地区为-0.240 5、和田地区为-0.215 4,属于偏反势发展,需进行承载力调控;模糊集对分析评价结果与模糊聚类、物元分析法评价结果大体一致,具有可靠性。研究结果可为新疆水资源合理配置与调控提供可靠的科学依据。     

基于DPSIR-TOPSIS及耦合协调度的安徽水资源承载力的时空变化

为加快产业承接步伐,将安徽打造成长三角高质量承接产业转移的优选地,保障安徽省水资源的可持续开发利用十分重要。本研究依据安徽省2010—2020年的相关数据指标,结合安徽省实际发展状况,基于DPSIR-TOPSIS模型选取22个评价指标构建评价体系,通过障碍度模型分析影响安徽省水资源承载力的主要因素及障碍度。采用空间自相关法分析安徽省各市水资源承载力的关联程度,采用耦合协调度模型分析各子系统间的耦合协调度。结果表明：安徽省水资源承载力指数从0.326 9上升至0.728 6,呈向好趋势;影响水资源承载力的主要子系统为压力系统和影响系统,影响因子主要是自然保护区面积、工业废水排放量、工业SO₂排放量,障碍度分别占比14.80%、10.61%、8.68%;安徽省耦合协调度较为稳定,处于濒临失调状态;安徽省各市水资源承载能力整体向好,但内部空间差异较明显。加强安徽省水资源承载力的关键在于提高生态环境治理水平,研究结果可为安徽省未来水资源配置和高效利用提供科学依据。     

改进可变模糊算法在水资源承载力评价中的应用

针对可变模糊算法在评价指标体系构建时没有考虑指标间的相关性对评价结果造成的影响,以及该算法在水资源承载力评价时没有对研究区域水资源承载力的时序变化特征进行探讨,引入了主分量分析(PCA)法以筛选出彼此间相关系数较低的指标来构建评价指标体系。因此对可变模糊算法进行了改进,旨在分析不同年份下的样本水资源承载状况的时序变化特征;同时,以大同市为例,对该地区(2010～2017年)的水资源承载状况进行评估。评估结果表明:改进后的算法与改进前的相比,在维持评价等级不变的前提下,级别特征值的稳定范围明显缩小,减少了误差范围,提高了评价等级精度。该改进算法进一步拓展和丰富了可变模糊集理论,可为后续评定其他区域的水资源承载状况提供一定的参考。     

河南省新乡市水资源承载力评价研究

以河南省新乡市为研究对象，基于支持向量机理论，建立了新乡市水资源承载力评价支持向量机模型，并根据水资源承载力影响因素，提出了8指标的评价体系，利用水资源承载力指数对研究区的水资源承载能力进行了评价。结果表明，1995~2008年间，研究区的水资源承载能力指数在0.22~0.55之间，属于弱承载。随着节水型社会建设工作的推进、再生水的利用，研究区水资源承载力指数明显提高，2015年水资源承载力指数可以达到0.6以上。研究结果可促进当地的水资源开发利用，并为类似地区水资源承载力的评价分析提供了新方法。     

基于DPSIR-TOPSIS模型的河北省水资源承载力评价及障碍因素研究

水资源承载力评价是了解水资源发展水平的关键,在水资源可持续发展中具有重要作用。基于DPSIR概念模型选取14个指标构成评价体系,采用熵权TOPSIS方法和障碍度模型对河北省2010-2017年水资源承载力进行分析研究。结果表明：2010-2017年河北省水资源承载力水平呈上升趋势;从分类指标来看,除影响子系统承载力水平下降外,其余子系统承载力水平都有不同程度的提升;从障碍度分析来看,影响水资源承载力发展的主要因素为压力子系统,就主要障碍因子而言,2010-2013年为工业用水量、人均用水量以及生态环境用水比重;2014-2017年为农业化肥施用量、人均水资源量、建成区绿化覆盖率。DPSIR-TOPSIS模型对河北省水资源承载力评价有较好的适用性,对该地区经济社会和生态环境的发展具有重要意义。     

云南省水资源承载力与可持续利用研究

云南省水资源承载力研究中,采用了主成分分析方法,建立了反应云南省水资源承载力指标体系,在现有的资料基础上,选取12个指标进行主成分分析,从中提取3个主成分进行研究。从评价结果看出,云南省水资源承载力得分在2009年以后总体呈现下降趋势,2011年达到最低值,为-1.219 9,导致了水资源可持续利用受到影响,水资源承载力评价结果对可持续利用对策具有理论参考。     

城市化影响下区域水资源承载力评价

通过研究城市化下水资源承载力作用机理及特性,分析了城市化下水资源承载力的主要影响指标,构建了基于“量-质-域-流”4 个维度的区域水资源承载力评价指标体系及评价模型,并应用混沌粒子群遗传算法(CPSGA) 进行模型求解。以江苏省南京市为应用实例,对2015—2018 年南京市水资源承载力状况进行了评价,结果表明:构建的综合评价模型应用于城市化影响下区域水资源承载力评价较为合理,CPSGA 算法能够高效地优化指标权重,降低了传统评价方法进行指标赋权时的主观性,使评价结果更为科学合理。