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。     

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。     

基于灰色三角白化权SPA模型在水资源脆弱性评价中的应用

文章从外部压力驱动和内部自然承载两方面探讨了水资源脆弱性评价中存在的不确定性要素,在此基础上建立了综合评价指标体系,分析灰色聚类法理论和SPA模型对联系度分量采用灰色聚类系数进行替代;针对等级标准中的不确定性信息利用灰色三角白化权函数进行处理和分析,依据各评价指标的主客观影响因素进行指标权重的求解并构建评价模型,以浑河流域为例利用所建立的模型进行水资源脆弱性综合评价分析。研究表明:浑河流域2016年水资源脆弱性为不脆弱标准等级,评价结果与该流域实际状况保持良好的一致性,优化后的评价模型可针对等级标准中存在的不确定性信息进行更好的处理;文章的研究成果可为提高浑河流域水资源利用效率并制定科学有效的管理机制提供一定的参考。     

疏勒河流域昌马灌区水资源脆弱性分析

依据疏勒河流域昌马灌区水资源现状,运用层次分析法,建立了水资源脆弱性评价指标体系和脆弱度判定标准,分析了灌区水资源的自然脆弱性、人为脆弱性和承载脆弱性等敏感指标,结合2008年资料对灌区脆弱性进行了评价。结果表明:昌马灌区的自然脆弱性、人为脆弱性、承载脆弱性和综合脆弱性指标值分别为1.17、4.11、4.48和4.05,综合属微脆弱态势,但自然脆弱性较强,较符合灌区现状。     

基于系统动力学模型的南渡江流域水资源脆弱性评价

水资源安全影响区域社会经济的健康发展,全球气候变化与人类活动已对流域水资源安全造成巨大压力。建立水资源、水环境及社会经济系统动力学(SD)模型,以层次分析法构建水资源脆弱性评价指标体系与评价标准,设置常规、技术革新型、经济优先型以及综合发展4种模式,采用综合指数加权法对2010—2035年南渡江流域水资源脆弱性进行评价预测并探究水资源脆弱性成因及机理。结果表明:各产业生产用水、城乡用水、GDP增长率与流域水资源脆弱度呈正相关,污水处理率、三产/工业比例与其呈负相关;4种情景都经历中等、轻微和不脆弱3个阶段,整体脆弱度呈现下降趋势,且情景3、情景1、情景2、情景4下降幅度依次增加;情景3整体脆弱度最高,均值为43.81,情景4整体脆弱度最低,均值为33.48;综合发展模式最适合南渡江流域健康发展。     

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。     

基于压力-状态-响应模型的新疆水资源脆弱性评价

鉴于脆弱性要素（暴露度、敏感性和适应性）与压力-状态-响应（pressure-state-response,?PSR）模型结构有很好 的对应关系,基于 PSR 模型开展新疆维吾尔自治区 2010—2019 年的水资源脆弱性评价。筛选人均用水量等 25 个评价指标,构建目标层-准则层-指标层评价体系并利用熵权法计算指标权重;将水资源脆弱性划分为不脆弱、 轻度脆弱、中度脆弱、重度脆弱和极脆弱 5 级,利用集对分析法和置信度准则计算得到 2010—2019 年的水资源 脆弱性水平;将指标层和准则层脆弱性与系统综合脆弱性进行对比,分析各指标与准则层脆弱性水平和变化趋势 与系统脆弱性的关系,探究影响水资源系统脆弱性的主要原因,成果可为新疆水资源管理提供参考。     

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。     

黄河上游水资源脆弱性评价研究

以地级行政区为评价单元,建立评价指标体系,采用熵权法计算指标权重,对黄河上游地级行政区进行了水资源脆弱性评价。结果表明,黄河上游地区水资源脆弱性呈明显的空间分异,不脆弱地区主要为半湿润区,极脆弱地区主要为半干旱区、干旱区;干旱半干旱的自然气候条件是研究区水资源脆弱性的主要因素,随着水资源脆弱性的提高,反映水资源开发利用程度的供需比迅速成为主导影响因素;水资源脆弱性评价结果相近的地区,影响因素有可能不同。根据评价结果,提出了提高水资源利用效率、严格控制水资源开发利用量、积极开发新水源和控制污染排放等适应性对策。     

变化环境下尼洋河水资源脆弱性评价

以尼洋河流域为研究区,考虑气候变化和人类活动的影响,借助DPSIR模型为基础筛选16个指标,构建尼洋河水资源脆弱性评价系统,通过熵值法确定指标权重,进行模糊综合评价。结果表明:尼洋河流域整体上为中等脆弱,其中,下游地区为重度脆弱区,中游为中等脆弱区,上游为比较脆弱地区。     

GEF海河流域水资源与水环境综合管理知识管理系统

GEF海河流域水资源与水环境综合管理知识管理系统是GEF海河项目的核心内容之一,是海河流域水资源和水环境管理信息的存储、管理和共享交换中心;利用先进的3S（GIS/RS/GPS）和IT技术,建设流域水资源与水环境知识共享平台,实现海河流域水利与环保部门之间的信息交流与共享;以遥感监测ET为管理措施、水功能区为管理单元、水权为管理核心、模型为支撑工具、取水许可与排污许可为控制手段,构建海河流域水资源与水环境综合业务管理系统;该系统的建设为加强海河流域水资源与水环境综合管理,促进各级水行政管理部门间的协调合作,改善海河流域水资源与水环境状况提供了重要的技术手段和成功经验。     

改进的RAGA-PPC模型及其在河流健康评价中的应用

利用山东海河流域骨干河流马颊河2009—2011年水质监测资料及污染调查评价中所取得的数据,通过构造改进的RAGA-PPC模型,将高维数据转换为低维数据,并将此模型应用于马颊河河流健康评价研究。调查断面选取从务庄闸到邓集共12个断面。河流健康评价结果显示:总氮和氨氮在整个河流中总体趋势是增长的,生化需氧量在下游区域的大道王闸到邓集几乎是直线上升;河流中化学需氧量和生化需氧量会随着汛期和非汛期有些起伏,在汛期含量会有所增加;将选取进行综合评价的5个断面的权重值与标准值对比,其值均在0.22~0.15之间,马颊河基本处于亚健康状态。从研究区的人为因素及自然因素方面对马颊河河流健康状况进行了简析,为海河流域河流健康评价及河流污染治理提供了有效的科学依据。     

流域水资源配置方法研究

流域水资源配置解决的主要问题是确定不同天然来水情况下的省际规划出境水量,以及平原地下水规划开采量和入海水量.省际规划出境水量是流域水资源管理的基础指标,平原地下水规划开采量和入海水量是反映生态状况的指标.结合严重缺水的海河流域,研究并提出采用典型年法进行水资源配置的技术路线,提出2010规划水平年满足各项控制指标条件下省际配置分区经济社会发展的可利用水量.     

海河流域洪水资源利用潜力研究

洪水具有水害和水利双重特性，在不同的历史阶段洪水资源利用的表现形式是不完全相同的。从广义和狭义两方面指出了洪水资源利用的内涵。根据海河流域所具有的河系分散、降水区域分布不均匀、洪水相对集中等特点，通过水库、蓄滞洪区、河系连通等工程措施和洪水调度中与水量调度、污染物调度、沙量调度相结合的非工程措施以及洪水资源利用量等方面综合分析，得出了流域洪水资源利用的潜力。指出开展海河流域洪水资源利用的必要性、可行性，并从流域管理角度提出了保障洪水资源利用的具体措施。     

海河流域径流变化趋势及其归因分析

在气候变化和人类活动共同影响下,流域径流发生了很大变化。尤其是海河流域,水资源匮乏的现象更为严重,分析水资源变化趋势对实现水资源的可持续开发利用具有重要意义。根据海河流域实际地形地貌特征及水文站分布情况,选取观台、响水堡、张家坟、下会和桃林口等5个水文站所在的区域,采用Mann-Kendall秩次相关检验法及线性回归方法,分析检验各典型区域年径流量的历史变化趋势。基于半分布式流域水文模型——TOPMODEL,采用水文模拟的途径,定量评估了典型区域气候变化和人类活动对径流变化的影响。归因结果表明:除桃林口外的其他4个水文站的年径流量均呈显著减小趋势,海河典型区域年径流减小主要跟人类活动有关,其占比都在65%以上。人类活动对观台、张家坟和响水堡站径流量减小的影响占比为65%~70%,对桃林口站径流量减小的影响占比为75.4%,对下会站径流量减小的影响占比高达81.7%,主要原因是海河流域自20世纪60年代中后期以来进行大规模水利建设所产生的水文效应。     

Influence of disaster risk,exposure and water quality on vulnerability of surface water resources under a changing climate in the Haihe River basin

A function model was used to quantify the vulnerability of the Haihe River basin on the basis of sensitivity, adaptability of the water resources system, exposure and drought disaster risk. Surface water resources vulnerability was assessed for a benchmark year (2000) using the function and indicator models and for modelled future climate scenarios using only the function assessment model. In the results, surface water resources vulnerability was greater when exposure, disaster risk and water quality factors were considered. Both models gave the result that vulnerability of water resources in study area was high; all the regions were rated ‘highly’, ‘strongly’, or ‘extremely’ fragile.     

华北地区水循环与水资源安全:问题与挑战(二)

华北地区缺水及其日趋严重的生态环境变化是中国首要解决的问题之一。目前,由于山区和平原径流明显减少和过量开发利用水资源,业已造成了地下水漏斗、平原区河道干涸、湖泊湿地萎缩、地表和地下水污染等生态环境恶化问题,严重影响了华北地区水资源安全。以海河流域为重点对象,通过国内外学科前沿进展综述,指出华北地区缺水及其导致的生态环境恶化问题背后的自然和人文因素作用和发展演化的背景,强调高强度人类活动作用下的水循环基础研究的重要性,提出华北地区水资源安全的水循环基础与应用问题研究的若干建议。研究自然和人类活动双重作用下的华北地区水循环过程、水体运动与污染物质输移及其与生态环境演变的耦合机制,阐明华北地区“河道断流,水体污染,湿地消失,地下水枯竭”的成因规律特别是人类活动的驱动分量,提出生态环境修复的理论基础。这不仅对变化环境下流域水环境演变的地学基础科学前沿研究有重大的学术价值,而且对中国可持续发展和社会进步具有重要的战略意义。     

干旱期水安全及其风险评价研究

本文分析了水安全的内涵、研究范畴，提出了水安全的定义，在此基础上结合干旱特征，进一步分析了干旱期水安全的特点，并将水资源系统风险分析中的可靠性指标、恢复性指标和易损性指标应用于区域干旱风险分析。在此基础上建立干旱风险指数。在海河流域水安全风险评价中的应用表明，该方法可用于对于旱期水安全进行评价，并为水资源管理者制定和选择抗旱措施提供科学的决策依据。