基于序关系-熵权-独立性权-可拓云的内涝风险评价

随着全球气候变暖和城市化进程的加快,极端降雨引发的城市内涝灾害频发。为科学地计算内陆平原城市各区域内涝灾害风险等级,以西安市为例,从致灾因子、孕灾环境、承灾体和防灾减灾能力4个维度构建风险评价指标体系;引入序关系分析法、熵权法、独立性权法确定指标综合权重,并利用可拓云模型进行定性和定量分析。结果表明：碑林区风险等级最高,为Ⅲ级,属于较高风险等级;莲湖区和新城区为Ⅱ级,属于较低风险等级;未央区、灞桥区和雁塔区为Ⅰ级,属于低风险等级;计算结果与实际情况较为一致,能较好地反映出西安市内涝灾害风险的实际分布情况。研究成果可为有关部门内涝灾害的风险管理提供参考。     

黄河流域11个城市水质与城市发展水平及其耦合协调分析

黄河流域城市快速发展给水环境带来了巨大压力，协调好城市发展和水质之间的关系对保障黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略实施至关重要。通过构建评价指标体系，计算2012—2019年黄河流域11个城市的城市发展水平指数(UDI)和水质指数(WQI),采用耦合协调度模型对城市发展与水质的耦合协调关系进行了研究。结果表明：城市发展水平整体呈逐年上升趋势，UDI在空间上呈现“上下游”高、“中游”低的规律；水质整体稳定在Ⅱ类，污染物以氮磷营养盐为主；研究期内城市发展和水质整体为良好协调发展，水质和城市发展存在良好共生关系。针对各城市特点，提出通过加强污水排放管理和污染治理、以科技创新驱动发展及采取环境治理和保护等措施提升水质和城市发展的耦合协调性。     

三生空间视角下大夏河流域水生态安全评价与预测

为了解三生空间视角下甘肃省大夏河流域水生态安全现状及其变化趋势,建立基于压力-状态-响应(PSR)模型的三生空间理念水生态安全评价指标体系。在运用熵值法和综合指数法评价水生态安全的基础上,进一步采用灰色GM(1,1)模型预测未来大夏河流域水生态安全状况。结果表明：2007—2012年水生态安全等级处于Ⅳ级(风险级),2013—2018年水生态安全等级处于Ⅲ级(敏感级),2019年水生态安全等级处于Ⅱ级(良好级),总体呈现稳定上升趋势。三生空间中生产空间对大夏河流域水生态安全的影响程度最大,其次是生态空间和生活空间;压力指数变化呈现“V”字型,状态指数变化呈波动上升趋势,响应指数变化趋势较不稳定;预测在2023年水生态安全水平将进入安全级,并保持逐年上升趋势。     

黄河流域水资源安全评价及时空格局

为评价黄河流域水资源安全水平,保障流域用水安全、实现水资源与经济社会协调发展,运用DPSIR模型,构建指标体系,对2005—2019年黄河流域水资源安全时空格局进行分析。结果表明：2005—2019年黄河流域水资源安全评价值呈波动上升趋势,水资源安全改善得益于状态和响应指标的提升;经济社会发展未能为水资源安全提供充分的保障,而是形成了压力,水资源一定程度上也对经济社会发展构成了约束;黄河流域水资源安全省(区)间差异性减小,整体形势不容乐观。青海水资源禀赋较好、水资源安全状态为Ⅳ级(较安全);陕西、内蒙古、山东经济相对发达、用水效率较高,水资源安全状态为Ⅲ级(中等安全);河南、甘肃、山西三省水资源安全由Ⅱ级(较不安全)改善为Ⅲ级(中等安全),仍有改善空间;宁夏水资源安全从Ⅰ级(不安全)演变为Ⅱ级(较不安全),水资源不能够满足国民经济和社会可持续发展的需要。未来应遵循“把水资源作为最大的刚性约束,以水而定、量水而行”的用水原则,努力提高流域水资源安全水平。     

基于改进TOPSIS算法的鄂尔多斯市水资源承载力综合评价

为了对鄂尔多斯市水资源承载力进行综合评价研究,实现水资源高效利用与经济发展相协调,采用鄂尔多斯市2008—2018年的资料,从水资源、社会经济、生态环境、政策管理4个方面构建水资源承载力评价指标体系;采用G1序列法与熵权法组合赋权确定评价指标权重,利用改进的TOPSIS算法对鄂尔多斯市水资源承载力进行综合评价,并利用障碍度模型诊断影响鄂尔多斯市水资源承载力的障碍因子。分析表明：2008—2018年鄂尔多斯市水资源承载力等级大多处于Ⅲ级,属于临界超载状态,2012年和2016年水资源承载力等级上升为Ⅱ级,属于弱可承载水平;产水模数、人均水资源量、水资源开发利用程度、万元GDP用水量、生态用水率、水利及公共管理投资占比6个指标是影响鄂尔多斯市水资源承载力提升的主要障碍因子。水资源子系统目前是制约鄂尔多斯市水资源承载力提升的首要子系统,在区域水资源量明显减少的年份,水资源压力形势依然严峻。     

抚顺市水生态承载力评价

为揭示抚顺市水生态系统在城市建设发展过程中的变化特征，从水资源、水生态、水环境和水安全的角度选择24项典型指标构建评价体系，运用PCA主成分分析法评价2012-2020年抚顺市水生态承载力变化趋势，并结合水生态文明城市建设试点相关数据评价各区(县)水生态承载力。结果表明：2012-2020年抚顺市水生态承载力表现出明显上升趋势，从2012年的超载逐渐转变成2020年的良好状态；各区（县）2018年较2015年水生态承载力显著增强，清原县、新宾县从原来的Ⅳ级超载转变成Ⅱ级良好和Ⅲ级临界状态，顺城区从原来的Ⅲ级临界转变成Ⅱ级良好状态，其它区(县)水生态环境有所改善但承载力等级无变化。通过综合分析抚顺市水生态承载力变化特征，可为科学治理、保护和管理抚顺市水生态环境提供一定支持。     

基于流向跟踪和差异度的引黄灌区完备度评价

针对目前引黄灌区存在的用水效率较低、定额配水管理方式较落后等问题,以三义寨灌区为研究区域,对引黄灌区综合完备度的量化评价开展研究。采用用水流向跟踪法识别综合完备度相关的影响因子,构建了由2个子系统9个指标组成的定量评价指标体系,利用相对差异度函数构建了综合完备度模糊可变计算模型。以三义寨灌区2005—2014年数据为基础,根据设定的5级标准对灌区进行综合完备度评价,结果显示:2005—2007年三义寨灌区综合完备度为Ⅱ级(较差),2008—2014年为Ⅲ级(中等),呈逐年上升趋势,2012年评价分值最高,为74.81分。通过实例验证认为,构建的模型能够准确、清晰地对引黄灌区进行综合完备度评价,为引黄灌区找到工程、管理方面存在的短板提供依据,为实现引黄灌区"以需定供,以耗定供"供水方式奠定基础。     

鄱阳湖生态经济区生态化评价及其对策研究

根据江西省各市的相关生态化统计数据,利用SPSS统计分析软件进行相关性分析,构建了包括4个一级指标和30个二级指标的生态化评价指标体系,并利用Yaaph层次分析法确定了各指标权重,构建了鄱阳湖区生态化评价模型。应用评价模型对研究区域的南昌市、九江市、景德镇市、上饶市、宜春市和鹰潭市进行了生态化指数评价。评价结果表明：近年来,鄱阳湖生态经济区生态化水平趋于平稳;2006~2010年,南昌市生态化水平呈现上升趋势,总体发展较好;2006~2008年间景德镇市、鹰潭市、宜春市生态化水平较好,2008~2010年间呈现下降的趋势;上饶市的生态化总体水平在2006~2010年间先上升后下降。针对各市环境、经济、社会等生态化评价因子的现状和差异,讨论了提高鄱阳湖生态经济区生态化整体水平的相关对策。     

基于GIS的黄土高原地区退耕还林绩效分析

根据黄土高原地区退耕还林实际、退耕还林影响度以及区域社会经济条件等,建立了退耕还林绩效评价指标体系,在GIS平台上运用PCA方法,对黄土高原地区1998—2007年10 a间退耕还林的成果进行价值核算和绩效评价。结果表明:陕西省退耕还林的效果最为明显,绩效等级一直居于Ⅰ类;甘肃省自2002年开始,绩效等级由Ⅲ类上升为Ⅱ类;河南省退耕还林效果较为明显,2000年绩效等级由Ⅴ类上升为Ⅳ类,2001年、2002年由Ⅳ类上升到Ⅲ类,2003—2005年由Ⅲ类下降为Ⅳ类,之后的两年又恢复到Ⅲ类;内蒙古2005年由Ⅴ类上升为Ⅳ类。     

河北省城市生活节水水平评价

做好城市生活节水水平评价,是实现城市生活用水合理化、科学化的基础。本文应用水资源供需分析计算中的“定额指标法”,确定不同类型城市的人均用水定额标准参考值,提出了节水指数计算公式,用以评价城市生活用水节水水平。最后对河北省各城市生活用水节水水平进行了实例分析。     

基于投影寻踪法的城市水生态文明建设评价

基于水生态文明城市建设的理念和要求,从水安全、水生态、水管理、水景观、水文化5个方面,构建了包含29项指标的城市水生态文明评价指标体系;综合考虑国内外的经济社会发展水平和区域特征,确立了理想、和谐、基本和谐、不和谐、极不和谐5个评价等级标准,建立了基于实数编码的加速遗传算法(real coded accelerating genetic algorithm,RAGA)的投影寻踪评价模型,并以安徽省马鞍山市为例,对其2012年的水生态文明建设情况进行等级评价。结果表明,马鞍山市2012年的水生态文明处于基本和谐的状态,与实际情况相符。     

基于耦合协调度模型的城市扩张生态环境效应研究——以重庆市为例

城市化与生态环境之间存在复杂的相互耦合关系,开展城市扩张的生态环境效应研究是厘清"社会经济发展-土地利用-生态环境"协调发展机制的有效手段。以5期连续遥感解译的土地利用数据为基础数据源,借助"P-S-R"模型构建评价指标体系,综合分析2011～2015年重庆市城市扩张的生态环境效应时空分异特征,运用耦合协调模型及其分类原则揭示二者协调发展格局。研究结果表明:①重庆市城市扩张的社会经济压力和土地状态指数总体较低,生态环境响应指数维持在中等水平。②重庆市城市扩张的生态环境综合效应总体处于较低水平。综合效应指数总体轻微下降,整体和局部变化幅度均不超过10%,且空间差异不显著。原因在于经济社会压力、土地利用状态和生态环境响应三者效益叠加,相互制约和促进。③全市"社会经济-土地-生态"耦合度和耦合协调度皆呈波动下降态势,协调度均值在0.543～0.581之间,处于勉强协调阶段。④主城九区及涪陵、万州、永川城市扩张属于经济先行型发展模式,土地利用严重滞后是制约其系统协调发展的主导因素;除城口外其余25个区县属于生态先行型发展模式,其中渝东南和渝东北经济发展水平严重滞后是导致系统失调的重要因素,主城东和主城西社会经济发展和土地利用均相对滞后的是制约其协调发展重要原因。     

水资源效益与城乡供水一体化发展耦合效应分析——以洛川县为例

为了研究水资源效益与城乡供水一体化发展之间的协调程度,以延安市洛川县为例,在建立水资源效益系统和城乡供水一体化发展系统的评价指标体系的基础上,运用脉冲响应函数(IRF)、耦合度及耦合协调度模型等方法对洛川县水资源效益系统与城乡供水一体化发展系统进行耦合效应分析。结果表明:节水灌溉面积的增加与城乡供水一体化发展水平的提高彼此之间具有相互促进作用,农业万元GDP用水随着城乡供水一体化发展水平的提高先是持续减小,后有所增加,而城乡供水一体化发展水平对农业万元GDP用水增大的响应却相反;2007-2015年洛川县水资源效益综合评价指数整体呈增大趋势,城乡供水一体化发展综合评价指数逐年增大,且两者之间相关系数高达0.965;洛川县水资源效益系统与城乡供水一体化发展系统之间耦合度均在0.4~0.5之间,耦合协调度逐年提升,从2007-2010年的失调阶段发展到2011-2015年的协调阶段。     

城市水资源可持续发展公众化评价研究

城市水资源可持续发展微观尺度的评价系统一直是环境可持续发展理论领域的空白。本研究提出了城市水资源可持续发展公众化的概念,讨论了城市水资源可持续发展公众化系统组成,构建了城市水资源可持续发展公众化评价指标体系、计算方法与评价等级。提出通过多边形包络评价法进行城市的社会经济科技发展水平评价计算,作为验证手段检验本理论与方法正确性。最后指出,进行城市水资源可持续发展公众化评价理论及其体系研究对城市科学发展的重要意义。     

基于AHP的丹江流域生态修复模式评价指标优选

以丹江流域生态、工程、生态与工程结合、生态移民等4种生态修复模式为评价对象,采用专家咨询、查阅文献、理论分析相结合的评价方法,从生态修复模式产生的生态效益、社会效益、经济效益三方面,按4个层次初步构建丹江流域生态修复模式评价指标体系。运用专家打分法和层次分析法相结合的方法对初步选择的评价指标进行定量分析,计算各个指标的权重,并进行定性分析,对初选指标进行分析、筛选、优化。最终,舍弃了劳动生产率、收入递增率和地表径流模数指标,得到最终的评价指标为土壤侵蚀模数、植被覆盖率、泥沙拦截量、蓄水保土、人均纯收入、人均产粮、劳动力利用率。     

基于系统动力学的水资源承载力可持续发展评估——以重庆市为例

水资源承载力的可持续发展不仅是重庆市城市建设及生态安全的基础,也是重庆市社会经济协调发展的关键保障之一。在对重庆市工业状况、人口规模、自然环境进行分析的基础上,将模糊数学隶属度与系统动力学相结合,构建了水资源承载力可持续发展的指标评价体系及系统动力学模型,设计了正常发展、经济优先、环境优先、绿色发展4种水资源承载力情景,并对各方案下的水资源承载力可持续发展能力进行动态评价与仿真预测。研究结果表明:在绿色发展情景下,水中COD含量、固体废弃物存量、废水排放率等负面指标都处于较低的水平;相比其他3种方案,绿色发展模式对于重庆市水资源承载力发展有着更好的普适性与拓展性。因此,在产业结构升级的同时,提高固废处理水平,加大水资源处理技术的投入,加强生态环境建设,降低废水排放率,是重庆市水资源承载力可持续发展的保障。该模型及其评价指标适用性较强,研究结果可为重庆市水资源承载力评价提供理论参考。     

基于改进PCA的重庆市水资源可持续利用评价

水资源的可持续利用是区域可持续发展的前提和保障。从水资源、社会、经济、生态环境等4个方面,选取了29个指标构建重庆市水资源可持续利用评价指标体系,收集了2005~2014年的相关指标数据,应用改进的主成分分析法(Modified-PCA)进行评价,得出了重庆市近10 a来水资源可持续利用水平的变化状况,并对其主要影响因素进行了分析。根据分析结果,有针对性地提出了进一步推进重庆市水资源可持续利用系统发展的对策。研究成果对谋求水资源、生态环境、经济以及社会的相互协调,实现重庆市可持续发展有一定的积极作用。     

城市河流生态健康评价体系构建研究

在分析城市河流生态系统健康状况的基础上,概括了河流生态系统健康概念的含义,并从水安全、水生态、水经济3个方面构建了城市河流生态健康的递阶层次结构和评价指标体系,运用层次分析法对影响城市河流生态健康的各个指标进行权重计算和排序,得到了影响城市河流生态健康最主要的因素是非生物系统和生物系统,其中非生物系统又起主导作用,在非生物系统中河床基质、水岸交换力所占的权值又最大;在生物系统的结构、活力、恢复力3个指标中结构对城市河流生态健康的影响最大。     

城市洪涝灾害风险分析与区划方法综述

对城市洪涝灾害风险的概念和内涵进行系统梳理,论述历史灾情统计法、遥感和GIS耦合法、指标体系法和情景模拟法等4种洪涝灾害风险分析方法的应用现状、适用范围和优缺点,着重就应用较为广泛的风险评估指标体系法进行论述,介绍指标体系构建和指标权重确定方法;论述了可应用于城市洪涝灾害风险等级区划的相等间隔法、分位数法、均值标准差法、自然间断法和隶属度函数法等方法,旨在为洪涝风险等级区划提供参考。     

城市水安全指数及其评价标准

考虑现有水安全定义以及水安全系统的特征,在尝试给出城市水安全定义的基础上,从城市规模、防洪安全、供水安全以及水环境安全4个方面,构建了针对南方湿润地区的城市水安全评价指标体系以及评价标准,并选用层次分析法确定了各指标的权重。借鉴边际效益递减原理,利用指数型功效函数实现了指标的标准化。引入协调度和发展度的概念,用于衡量水安全系统及其子系统发展的有序性、稳定行和协调性。利用该模型对武汉市2003年-2009年水安全状况进行了评价,计算结果表明,水安全目前处于"相对安全"状态,并且有逐年改善的趋势。实例应用结果验证了该模型的可行性与有效性,在城市水安全评价中有一定应用价值。