基于熵权法的流域水资源脆弱性评价——以淮河流域为例

流域水资源脆弱性评价可以量化表现出水资源的脆弱性程度,客观地反映研究区的水安全状况。根据水资源脆弱性的表现形式及成因,设置了水量、水质、洪涝灾害、旱灾4个一级指标,自然因素、人为因素、承载因素3个二级指标,分级构建了水资源脆弱性评价指标体系,在线性加权法的基础上采用熵权法构建了水资源脆弱性评价模型。以淮河流域为例进行实证分析,从时间、空间2个维度上对2003—2012年淮河流域整体及流域内的4个省份进行水资源脆弱性评价。结果表明时间上,10 a间淮河流域整体水资源脆弱度数值逐年减小,水资源脆弱性呈现好转趋势,流域内河南、安徽、江苏、山东4省的水资源脆弱性在10 a间均有所缓解;空间上,淮河流域水资源自西向东越来越脆弱。研究结果表明目前淮河流域水资源脆弱性状况呈现好转趋势,但仍然存在一些问题,有待进一步管理和调控。     

流域水资源可持续脆弱性回顾评价及敏感度分析

流域水资源可持续脆弱性回顾评价不仅能够识别影响流域水资源可持续的潜在风险要素,评估系统的可持续发展能力,而且能够回看水资源政策实施效果,从而为政府完善现有政策提供依据.采用时间序列分析方法,基于欧几里德空间原理,构建了流域水资源可持续脆弱性n维空间评价模型;基于状态空间模型,分析了总脆弱度对资源、环境、社会经济3个维度...     

海河流域水资源脆弱性及其评价

水资源脆弱性是评价水资源系统对自然条件变动或人类开发利用影响承载能力的重要指标,其评价对于水资源保护工作非常重要。从自然因素、人为因素、综合因素三方面给出13个指标,利用层次分析法确定各指标的权重,综合相关研究及经验确定各指标的标准值,综合进行区域水资源脆弱性评价。以海河流域为例开展了实例研究,海河流域现状的水资源脆弱度为59.7,属于中度脆弱区;在未来气候变化条件下,经过人工水资源调控措施,海河流域2020年、2030年水资源脆弱度分别为58.64、58.63,证明水资源调控措施将会改善海河流域水资源条件。该方法对流域级水资源系统的脆弱性评价有重要意义。     

变化环境下水资源脆弱性及其适应性调控研究——以海河流域为例

依据国内外最新研究进展,提出了变化环境下新的内涵的水资源脆弱性与适应性管理的新概念与定义并建立了耦合环境变化对水资源影响的暴露度、水旱灾害、敏感性和抗压性的水资源脆弱性评价模型,对海河流域水资源脆弱性现状和未来气候变化影响最不利情景下的海河流域水资源脆弱性进行了定量分析研究。针对水资源脆弱性的适应性调控设置了用水总量调控、用水效率调控、水功能区达标调控、生态需水调控和综合调控五个不同方案进行分析研究。分析结果表明:从海河流域各级分区的减少水资源脆弱性目标看,单项调控最为敏感的是水功能区达标调控,其次是水资源利用效率、用水总量与生态用水控制,在所有适应性调控方案中,综合调控方案最优。     

基于熵权法的西安市水资源系统评价研究

针对水资源评价中各指标的不确定性与模糊性,在用熵权法对各指标赋权基础上构建水资源系统评价方法。对西安市水资源系统从相对承载力、脆弱度、水贫困、和谐度4个方面进行整体评价,并分析变化趋势。计算结果表明:①西安市水资源系统相对于陕西全省来说长期处于超载状态,尤其是经济承载力超载部分长期处于可承载能力的3倍以上;②西安市水资源系统整体呈中等脆弱,其脆弱性突出表现在旱灾方面;③西安市水贫困的主要障碍因子为利用能力,用水效率的低下造成了水贫困日益严重;④西安市水资源循环利用与经济发展有序度逐年提高,但二者和谐性较差,和谐度远低于0.8,说明水资源循环利用模式远滞后于高速的经济发展,未来西安市水资源循环利用依旧有较大发展潜力。研究结果对西安市水利事业未来发展方向具有一定参考价值。     

中国东部季风区水资源脆弱性评价

以中国东部季风区的八大流域为例,从水资源供需安全的角度,对2000年水资源状况和未来气候变化情景下的水资源脆弱性进行了评价。结果表明:海河流域是中国水资源的严重脆弱区,黄河和淮河均处于高度脆弱状态,辽河流域、松花江流域、长江流域、东南诸河和珠江流域绝大部分地区处于中度脆弱状态;未来气候变化使得中国东部季风区八大流域的水资源脆弱性均明显加重,黄淮海流域均上升到严重脆弱状态,对气候变化极度敏感,必须采取相应措施来积极应对气候变化对流域水资源的不利影响。     

宝鸡市水资源脆弱性评价

以宝鸡市为研究区域,针对复杂的人水关系,对1999-2015年间水资源脆弱性进行整体评价,并预估未来趋势,找到影响宝鸡市水资源脆弱性的主导因子,为降低水资源脆弱性提供合理的解决方案。以DPSIR模型为基础,选取出19个能够反映出宝鸡市水资源脆性的指标,依靠层次分析法与熵值法主客观组合赋权的优势,结合模糊综合评价法对各项指标进行综合得分,借助S型曲线对水资源脆弱性与指标综合得分之间建立非线性函数关系,由此对17a间水资源脆弱性进行等级划分。结果表明:宝鸡市水资源整体呈严重脆弱(Ⅳ级),但整体及未来下降趋势明显,降水与工业重复用水率为其主导因子,改善水资源管理模式是水资源脆弱性下降的重要举措。     

江西省水资源生态足迹评价与预测

为了定量评价江西省水资源生态安全的状况，采用水资源生态足迹模型、系统动力学法和情景分析法，通过构建江西省水资源利用系统动力学模型，设计了保持现状(JS1)、经济增长(JS2)、节约用水(JS3)、综合发展(JS4)4种发展情景，对现状(1999～2021年)和未来(2022～2050年)江西省水资源生态足迹进行评价与预测。结果表明：现状年份江西省水资源生态足迹和生态承载力均呈缓慢平稳上升趋势，水资源生态协调性较好，处于较安全的合理利用水平；未来年份4种发展情景下江西省水资源生态足迹呈增长趋势、水资源生态盈余呈下降趋势，除情景JS3外的其余情景均出现了水资源利用不安全的情况。经过比较，情景JS4具有较适中的水资源可持续利用评价指标，能够兼顾经济的发展和水资源的保护，是满足江西省水资源可持续利用的最佳情景。江西省在未来应采取节约用水、提高用水效率、合理调整产业结构等措施保证社会经济和水资源的可持续发展与利用。研究成果可为区域水资源可持续发展提供科学依据。     

云南省滇中地区水资源脆弱性评价

阐明水资源脆弱性的概念和内涵,提出水资源脆弱性评价指标的构建原则。以云南滇中为例,构建滇中地区在水循环、社会经济和生态环境领域内的水资源脆弱性评价指标体系,运用相对偏差距离最小法对滇中地区的水资源脆弱度进行分析评价。研究结果表明:滇中地区的水资源脆弱度普遍偏高;除丽江外,其他地区水资源介于中度脆弱与重度脆弱之间。     

基于系统动力学的珠澳地区取用水系统水资源承载力

珠澳地区经济社会快速发展导致水资源问题日益突出。综合考虑珠澳地区经济社会发展和水资源开发保护,基于系统动力学理论设置现状趋势发展、经济优先发展、环境优先发展及综合发展4个情景方案,分析4个情景下珠澳地区“水-社会-生态”复杂水系统水资源承载力状况,并预测2020-2030年综合水资源承载力发展趋势。结果表明：预测期内各情景下的水资源承载力均呈上升趋势,而综合发展情景下至2030年用水总量低于广东省最严格水资源管理制度中所要求的6.84×10⁸ m³,整体优于其他情景;珠海市对澳门供水约占供水总量的15%,经济发展及人口增长会导致澳门用水出现供需缺口,综合发展情景可以缓解珠海市的供水压力;对各发展情景下用水效率分析发现,降低工业用水有利于环境保护,但会阻碍经济发展,提高工业用水效率并实施节水措施可实现环境保护与经济发展的双赢。珠海市与澳门取用水具有联动调控特点,水资源面临较大承载压力,采取适宜措施有利于提高珠澳地区水资源承载力。     

区域复合系统视域下广东省水资源承载力研究

建立健全水资源承载力监测机制是保障区域水安全的重要举措。以影响水资源承载力的复杂多要素作为研究视角,基于经济子系统、水资源子系统、水环境子系统和社会子系统,运用系统动力学方法构建广东省水资源承载力复合系统仿真模型,在验证模型一致性的基础上,提出零参数、节水型、产业结构优化型、环境保护型和综合型5种不同调控情景假设,分析各情景下广东省水资源承载力变动趋势。结果表明:零参数调控情景下水资源承载力变动相对稳定,节水型、产业结构优化型、环境保护型可对区域经济、水资源消耗、可用水资源量和生态环境产生局部改善,而综合调控型情景能够实现各水资源承载力评价指标的系统优化,满足协调推进水资源承载力提升的要求,可为推动节水型社会建设提供决策支持。     

Regional Water Use Structure Optimization Under Multiple Uncertainties Based on Water Resources Vulnerability Analysis

In this paper, a modeling framework by combining system dynamic (SD) model and optimal allocation model was developed to study water resources vulnerability and optimal water use structure, and the framework was applied in the middle reaches of Heihe River basin, northwest of China. The SD model could describe the dynamical change of water resources vulnerability by integrating water resources with socio-economic effect. The sensitivity analysis of SD model was then conducted to design appropriate scenarios for finding out the optimal development pattern, and based on which, an integrated water-saving scenario with lower water resources vulnerability was identified for optimization modeling. Then, an inexact fuzzy-parameter two-stage programming (IFTSP) model was developed and applied to optimize water use structure among industries under uncertainties. This study addresses the water resources vulnerability analysis in considering both water resources system and socio-economic system. Water resources vulnerability analysis was combined with optimization model to make adaptive water resources management plans. And the optimal allocation schemes under lower water resources vulnerability are more advantageous for regional sustainable development.     

河南省典型枯水年水资源脆弱性评价及贡献因子识别

水资源脆弱性评价是水安全的重要度量方式,水资源安全是区域可持续发展的基础。以河南省18个市区为研究单元,从自然条件、社会经济、供用耗水等3个子系统选取指标建立评价体系,运用熵权法、线性加权法求解其典型枯水年水资源脆弱性,从城市、区域、全省角度分析水资源子系统指数、脆弱性指数,并采用贡献度模型识别了水资源脆弱性主要贡献因子,以期为河南省水资源管理提供科学依据。结果表明:（1）整体上看,3个子系统水资源脆弱性指数大小排序为自然条件>供用耗水>社会经济;城市和区域的水资源子系统指数、脆弱性指数存在一定的差异,且有自西南向东北逐渐增大的趋势;全省水资源为Ⅲ级中等脆弱性。（2）18个市区及全省水资源脆弱性3个子系统贡献度排序为自然条件>供用耗水>社会经济;水资源脆弱性的主要贡献因子集中在自然条件子系统的4个指标。此外,社会经济子系统中的亩均化肥折纯量和供用耗水子系统中的人均综合用水量、亩均灌溉用水量也是主要贡献因子。最后,提出“多渠道供水,提高供水侧能力”“合理扩张城镇、优化人口经济结构,提高城市水平”“提高用水效率,节约用水”的差异化“降脆”策略,以实现水资源可持续发展。     

基于DPSIR模型的西藏水资源脆弱性评价

西藏地区本身自然地理环境错综复杂,加上人类活动的强烈干扰,导致水资源成为限制区域发展的重要因素,因此,有必要对西藏的水资源脆弱性进行评价。以西藏7个地区的水资源脆弱性评价为例展开研究。从驱动力、压力、状态、影响和响应5个方面筛选出了19个指标,构建了基于"驱动力-压力-状态-影响-响应"概念模型(DPSIR)的水资源脆弱性评价系统,借助于层次分析法和熵值法的综合分析法来确定指标权重,以进行模糊综合评价。评价结果表明:整体而言,西藏水资源比较脆弱;其中,拉萨地区为重度脆弱区,日喀则、那曲、阿里地区为中等脆弱区,昌都与山南地区为比较脆弱地区,林芝地区为不脆弱区。总之,对高海拔地区的水资源脆弱性展开评价研究,可为水资源管理和开发提供理论依据。     

霍林河流域水权制度建设特点及思考

霍林河流域初始水权分配试点的主要工作内容,是霍林河流域水量分配方案的编制,即以现状用水为基础,考虑发展需求,按照分水原则制定出一套省(自治区)际水量分配成果。在下游生态用水和上游工业用水的权衡中,将湿地作为用水户进行水量分配,分配相对充足的水量以保证湿地生态。在工业用水和农业用水分配方案中,优先考虑农业用水。本次水量分配方案考虑了弱势方的基本权利保障,为后续的水权制度建设奠定了基础。     

Vulnerability of Korean water resources to climate change and population growth.

Freshwater availability is affected by changes in climate and growth. We assessed the freshwater vulnerability for five major Korean river basins for 2015 and 2030. We used a regional climate model based on the IPCC SRES A2 scenario, US Geological Survey's Precipitation Rainfall Simulation Model, and population and industrial growth scenarios for impact assessment. The model simulation results suggest increasing spatial and temporal variations of water stress for the basins that are already developed. While freshwater is more vulnerable to growth scenarios than the climate change scenario, climate change alone could decrease mean annual runoff by 10% in four major river basins by 2030. As the first national assessment of climate change, we suggest possible adaptive water resource management and policy strategies for reducing climate related risks in Korea.     

Climate Change Impacts on the Water Supply System in the Warta River Catchment,Poland

The effects of a non-station ary climate on a water management system in the Warta River Catchment in Central Poland which already suffers from seasonal water deficits are exam ined in this paper. To determine a range of possible implications of global change on the region of interest, two scenarios were selected for the study: the warm-dry scenario predicted by the GFDL model, and warm scenario obtained from the GISS model. It is shown that the basin's water supply and demand are both sensitive and vulnerable to clim atic changes. Possible adaptation options to cope with further degradation of domestic, industrial and agricultural water supplies are recommended.     

Quantifying the Vulnerability of Surface Water Environment in Humid Areas Base on DEA Method

Vulnerability of water environmental is defined as a measure of the degree of water pollution and its susceptibility and resilience under the influence of both human activities and natural causes. Analysis in this study indicates that water environment in a humid and intensive human activity area such as Southern China is more vulnerable to water quality than to water quantity. The vulnerability of water environment is the key element of water security in these regions. This study provided a new approach to quantify the vulnerability of surface water environment in humid areas through a case study in Southern China. Taking the pollution of water environment as an input–output process, the classic Data Envelopment Analysis method (DEA) which has often been used in the management science, was introduced to establish an evaluation model to access the vulnerability of surface water environment. The analysis results for the 7 water resources districts in the Pearl River Basin of China using the SEA method showed that majority of these water resources districts have abundant water resources, greater carrying capacity, and less vulnerable to shortage of water resources and contamination of water environment.     

基于灰色预测模型的区域水资源承载力预测分析

水资源承载力研究集综合评价和预测分析为一体。以宜昌市为例,在2005—2015年宜昌市“水资源-社会经济-生态环境”复合系统承载力综合评价基础上,采用GM(1,1)灰色预测模型预测2020年、2025年、2030年水资源承载力;在分析未来水平年预测结果不确定性的基础上,结合最严格水资源管理制度和河长制,探讨4种情景假设下宜昌市社会经济发展模式的可持续性。研究结果表明,未来水平年宜昌市水资源承载力状态良好(2025年左右达到Ⅰ级),建议宜昌市社会经济与生态环境协调可持续发展。