水资源承载力理论基础探析:定义内涵与科学问题

水资源承载力是评判水资源与经济社会及生态环境之间是否协同发展的一项综合指标,研究水资源承载力对实现人水和谐具有重要的意义。在综述水资源承载力研究进展基础上,以现阶段人类活动对水资源要素利用和水资源系统扰动的主要方式为出发点,从水量、水质、水域空间和水流状态4个维度赋予了水资源承载力新的内涵,并基于新内涵构建了水资源承载力评价指标体系。认为在水量上应以保障生态用水为前提,确定地表水可利用量和地下水可开采量阈值;在水质上应满足水功能区划水质目标及生物多样性的需求,确定保障鱼类等正常生长的浓度阈值;在水域空间上应统筹考虑防洪、生态、景观等需求,确定不同降水条件下的适宜水域面积阈值;在水流状态上应侧重水系连通对水生态的影响,确定不同水系连通指标的阈值。最后,指出水资源承载力"量-质-域-流"四维演变机制、"水资源-经济社会-生态环境"系统的承载弹性阈值、经济社会发展与生态环境保护之间的"平衡点"以及水资源承载力调控机制是水资源承载力研究的四大关键科学问题。     

水资源承载力指标体系及评判准则研究

随着社会用水和排泄强度的不断增大,水资源数量和质量成为区域生态环境和社会经济协调发展的主要约束因子,也是影响水资源承载的主要因素。本文从水资源、经济社会、水生态、水环境综合角度,基于"量、质、域、流"四大方面构建水资源承载力"四层三级"评价指标体系,提出水资源承载状况的评价标准、评判方法和水资源承载类型的划分方法,为水资源承载力评估和状态诊断提供方法支撑。本文以天津市为例开展现状水资源承载力评估分析,研究表明:天津市在入境和本地水总水量35.98亿m~3、生态补水2.8亿m~3、出境水量12.95亿m~3、污水一级A出水COD水质标准的情况下,天津市水量承载力区间为1 686万~1 772万人,水质承载力区间为1 169万~1 393万人,水资源承载力区间为1 169万~1 393万人,均值1 281万人;天津市水资源承载状况属于水资源超载区,类型为水质超承载型。     

基于TOPSIS模型的郑州市水资源承载力研究

郑州市作为中原城市群核心城市,其水资源的变化与城市经济、社会等方面的发展密切相关.为科学分析郑州市水资源承载力现状,从水量、水质、水域和水流四维角度出发,在分析郑州市水资源现状的基础上,构建"量-质-域-流"水资源承载力评价指标体系,采用主客观赋权法和TOPSIS模型对郑州市2010-2019年水资源承载力进行评价.结...     

水资源承载风险的理论、方法与实践

阐述了基于风险理论的水资源承载力概念与内涵,分析了水资源承载风险的要素组成,构建了基于水量、水质、水域、水流的水资源承载力系统,从水资源承载系统脆弱性和危险性两方面发展了水资源承载力风险的评估方法,系统评估了气候变化、城镇化以及产业结构变化背景下全国水资源承载力的风险,并对水资源承载风险在水资源管理中的应用进行了展望。水资源承载力风险研究为水资源管理与风险预警提供了科学支撑,对于区域水资源可持续利用具有重要意义。     

南京市江宁区水资源承载力特征分析及评价

针对水资源承载力多元复杂综合体系,在江宁区水资源承载力特征分析基础上,突出水质、水生态区域水资源承载力的重要作用,对区域水资源承载力定义进行了界定。基于水资源的水量、水质、水生态3个要素,构建由目标层、要素层、表征层及指标层构成的多层次、分要素、能力-负荷双向表征的水资源承载力评价指标体系,采用单要素评价法对江宁区水资源承载力进行了现状评价。结果表明,江宁区现状水量要素能支撑人口经济发展,水质、水生态状况相对较差,对区域人口经济的承载能力薄弱。     

基于水质-水量-水生态-社会-经济指标体系的洛阳市水资源承载力分析

文章在对洛阳市水资源时空分布特征研究的基础上,构建了基于水质-水量-水生态-社会-经济的水资源承载力评价指标体系,计算不同区域2020和2030水平年的水资源承载力。结果表明:在保障区域可持续发展条件下,各水平年的水资源承载力较强;在2020和2030年,水资源承载力更强,全市以及各个区县也均满足承载力需求,总人口承载力比预测人口的数值分别多238. 05万人和315. 71万人。     

河流连通性及其对生态水文过程影响研究进展

为研究流域水资源开发利用对生态系统和水资源承载力的影响,梳理了河流连通性的内涵、分类及评价方法,并着重探讨了河流的纵向连通性,从水质、水量和生物3个方面剖析人工构筑物对水生态系统的影响机理。认为河流连通性是一个具有4维尺度的概念,即1个时间维度、3个空间维度,影响生态水文过程及群落结构的抵抗力与生态系统整体的稳定性,对其评价应该考虑时空变异性。指出后续的研究方向为:从指示物种层面进一步明晰河流连通性程度与生态水文过程的交互影响机理;统一河流连通性程度定量化评价方法和标准,增加不同河流、同一河流不同时期之间的可比性,为面向水资源承载力提升的河流可持续开发与保护提供理论基础。     

水资源承载力内涵的新认识

分析了水资源承载力研究中的方向和重点,另行定义了水资源承载力的概念,提出了以水质和水量双要素为支撑的水资源承载力概念,从时间尺度、空间尺度、智力条件、边界条件和承载对象方面进行了论述。从社会经济、技术、生态和系统角度论述了水资源承载力的内涵。     

滦河流域水生态承载力评估研究

滦河流域是我国重要生态保障地区,亟需开展水生态承载力评估,识别承载力限制因素,以指导流域生态文明建设。针对滦河流域水资源矛盾突出、水生态系统服务功能退化等问题,采用WaREES框架从"水资源-水环境-水生态-水安全"4个维度构建承载力评估和指标贡献量化方法,对滦河流域进行水生态承载力评估研究。结果表明:滦河流域水生态承载力指数(HECCI)介于43. 8～53. 8之间,总体呈临界超载状态;水环境呈安全承载状态(均分为61. 3),水安全和水生态均为临界超载状态,而水资源呈超载状态(均分为22. 9);水资源禀赋弱和开发强度大是限制流域承载力的关键短板,水资源禀赋和水资源利用指数对流域HECCI的贡献率分别为6. 4%和5. 5%;水生生境质量、生物完整性和水文调节功能是水生态和水安全临界承载的主要控制因素。提出的水生态承载力评估技术方法具有科学性和实用性,对流域/区域水生态环境管理具有参考价值。     

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...     

水资源承载能力三层次评价指标体系研究

在总结已有水资源承载能力指标体系的基础上,结合定义,提出了水资源承载能力三个层次的概念,即水资源承载主体的水资源系统、作为承载客体的社会经济系统及生态环境系统和承载水平以及水资源合理配置下的主客体耦合,并建立指标体系的4点原则,即目的性原则、可证实性原则、适当超前原则和可操作性原则,在此基础上,提出了水资源承载能力三个层次的评价指标体系。应用指标体系计算出了海南省水资源承载能力状况,而评价结果与海南现状实际情况也是一致的。     

钱塘江流域水资源承载力指标体系研究

流域水资源承载力指标体系的建立是研究流域水资源总量的重要手段。系统地论述了建立流域水资源承载力指标体系的原则与方法，并根据钱塘江流域水资源特性构建了流域水资源承载力指标体系，提出了流域水资源承载力评判指标，包括流域水资源承载指标、压力指标及承载度指标的计算方法，对于评判流域水资源承载状态具重要意义。     

基于ESEF的汉江生态经济带水生态承载力评估

本文基于ESEF的水生态承载力评估方法,探讨了水产品、水污染、水资源足迹、承载力与水生态足迹、承载力之间的函数关系,对区域水生态承载力进行评估。以汉江生态经济带中心城市襄阳市为例,对其2008—2017年的水生态承载能力进行了评估,比较了有无水质标准与环境功能分类时的评估结果,对求平均和求并集两种方法进行了实证分析。结果表明:无论考虑水质标准和环境功能分类与否,两种方法均反映出襄阳市2008—2017年水生态承载力指数先减小后缓慢增大的变化态势。而求并集的方法说服力更强,对实际的指导意义更大。     

基于集对分析法的水资源承载能力评价研究

为了评价水资源承载能力,根据水资源可持续利用的量度需求,采用定量和定性相结合的方法,从社会经济系统、生态环境系统和水资源系统3个方面,构建了水资源承载能力评价指标体系,给出了5级评价标准。针对评价体系,提出水资源承载能力集对分析评价模型,并对模型的优越性进行了分析。最后选取南京市高淳区为实例,介绍了集对分析评价模型的应用方法,为水资源承载能力研究提供了一种新方法。      

江淮分水岭地区水资源承载力系统结构模型评价

江淮分水岭地区是安徽省重要的粮油畜禽生产基地,但区域土壤不肥,易旱缺水。基于江淮分水岭地区水资源现状,从"水环境-社会经济-生态环境"复合系统出发,依据水资源支撑力、水资源压力、水资源承载调控力3个子系统在水资源承载过程中的相互作用,建立了区域水资源承载力系统结构模型,用于对江淮分水岭地区水资源承载力进行评价分析。研究表明:在保障生态用水与生活用水前提下,当前该区域水资源承载力总体处于可载状态,但时空差异明显。时间尺度上,2005～2015年间,区域单位GDP综合用水量大幅减少,水资源所承载的经济总量呈现明显的上升趋势;区域降水量和水资源可利用量年际变化较大,可承载的人口规模波动趋势明显。空间尺度上,各市间水资源可承载的经济总量与可承载的人口规模差异极大,可承载的经济总量上合肥最大,淮南最小;可承载的人口规模上六安最大,淮南同样为最小,合肥次之。水资源承载潜力上六安巢湖滁州合肥淮南;在各市的水资源承载状态中,合肥在研究期内有4 a处于超载状态,超载范围在9.87%～31.46%,超载率最高年份为2008年,淮南各年均处于超载状态,平均超载率为59.79%,2010年超载率最高达70.18%,区域化水资源问题趋于严重。水资源可承载的人口规模与区域降水量大小显著相关,用水效率的提高及产业结构的合理性调整可降低单位GDP综合用水量,大大提高水资源承载能力。根据研究结果,建议各市应根据水资源承载力实际状况,提高用水效率,合理调整产业结构,促进区域水资源与社会经济协调发展。     

基于协调性的区域水资源承载力评估模型

基于水资源、社会、经济和生态环境4个系统提出了水资源承载力评价指标体系,以系统宏观行为为研究对象,通过引入影响系统演变过程的序参量,构建了基于系统协调性的水资源承载力评估模型,并以2019年广州市水资源承载力评估为例对模型进行了验证。结果表明,从化区、中心区以及番禺区区域处于水资源超载水平,黄埔区和南沙区具有较好的水资源承载力,花都区、增城区在不同程度上面临着水资源紧张的问题,存在超载的风险,该评价结果符合广州市实际,验证了模型的有效性和适用性,可为区域水资源规划与管理提供参考。     

山东省水环境承载力动态变化趋势分析

在综合分析水环境承载力概念的基础上,重点考虑与水环境系统的水量、水质和水生态直接相关的变量,兼顾技术和管理等社会调节活动对水环境系统功能的影响,设计构建了水环境承载力的评价指标体系,并采用向量模法对山东省的水环境承载力进行了定量评价。结果表明:受用水效率提高、水污染控制能力增强等因素的影响,山东省水环境承载力整体上呈上升趋势,其评价值由2001年的0.4601提高到2009年的0.8488。