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。     

基于动态差异度系数的区域水资源承载力评价与诊断

为定量识别区域水资源承载状态及其障碍因子，充分挖掘评价样本与等级标准之间的微观不确定性，提出了随实际样本值连续变化的动态差异度系数计算方法，构建了基于联系数值的区域水资源承载力评价与诊断模型，并在安徽省各市进行了实证研究。结果表明：安徽省水资源承载力联系数值由2011年的-0.171逐步增长至2018年的0.067,说明近年来安徽省水资源承载形势仍相当严峻，但各市均已向良好态势发展，且2013年后趋势更为显著；皖北、皖中和皖南地区2011—2018年的联系数均值分别为-0.235、0.071、0.114,说明安徽省不同地区水资源承载状态差异明显，呈皖南优于皖中、皖北较差的空间分布；补充水资源量、提高植被覆盖、控制水资源开发、增加生态用水和发展节水灌溉是改善安徽省水资源承载形势的有效手段；基于动态差异度系数的区域水资源承载力评价与诊断模型应用结果合理，为保障区域水安全提供了决策支撑。     

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。     

基于联系云和风险矩阵的水资源承载力评价

为结合定量模型和水资源承载力的内在机理评价安徽省16个地级市的水资源承载力状况,构建基于非对称联系云和风险矩阵的水资源承载力评价模型。首先确定水资源承载力评价指标体系,利用基于加速遗传算法的层次分析法确定各评价指标的权重,然后结合规定的评价标准构建基于非对称联系云和风险矩阵的水资源承载力评价模型(ACCRMM)。将该模型对2015年安徽省的水资源承载力进行应用的评价结果显示:16个地级市的水资源承载状况存在明显的区域差异,从南到北有依次减弱的趋势;皖北地区6个地级市的水资源承载力评价等级均为Ⅲ级;皖中地区4个地级市的水资源承载力评价等级为Ⅱ级;皖南地区的马鞍山、芜湖市的水资源承载力评价等级为Ⅱ级,而铜陵、池州、黄山、宣城市的水资源承载力评价等级为Ⅰ级。评价结果与安徽省水资源现状基本一致,表明ACCRMM用来评价区域水资源承载力具有较高的应用价值。     

基于联系数的安徽省水资源承载力动态诊断评价研究

为定量评价安徽省水资源承载力的整体状况和发展趋势、识别引起水资源承载力不安全的主要因素,采用"评价-诊断-调控-再评价"的研究思路,构建了基于联系数的区域水资源承载力诊断评价模型,对安徽省水资源承载力进行了动态诊断评价研究,并利用减法集对势识别水资源承载力的脆弱性指标。结果表明:安徽省2005-2015年的水资源承载力综合评价等级值均处于2级临界超载附近,虽存在缓慢改善的趋势、但承载状况不理想;将诊断识别出引起水资源承载状况不安全的主要指标进行调控后,再次对水资源承载力的总体安全状况进行综合评价,调控后再评价的承载状况结果得到明显改善;上述所采用的诊断评价方法及研究思路可为安徽省水资源合理配置与调控提供技术支持。     

新疆纺织工业基地水资源承载力评价及预测

根据新疆地区水资源开发利用结构特点和纺织产业发展对水资源的影响,构建用水总量控制条件下的多目标决策分析模型,采用逐步约束法对现状年及规划年新疆纺织工业基地所在区域水资源承载力进行定量计算。结果表明:2015年南疆的阿克苏地区、喀什地区及全疆整体水资源承载状况不容乐观,均为超载状态;随着用水效率的提高,2020年、2030年各区域水资源承载力将有较大的提升。针对综合评价区域水资源承载状况和潜力,提出实现新疆纺织行业绿色可持续发展的优化调整对策。     

基于有序联系度熵的水资源空间均衡综合评价方法

实现水资源空间均衡目标是当前我国水资源集成化管理实践的重要思路。为有效描述水资源空间均衡不同子系统及均衡指标之间的关系结构特征及整体均衡态势,提出从水资源承载压力、支撑力及调控力三大子系统之间的作用关系角度出发,采用集对分析三元联系数刻画不同均衡指标与相应承载等级之间的单指标联系属性,利用有序度熵与三元联系数耦合模型表征水资源空间均衡系统整体均衡态势及其变化趋势,并依据减法集对势诊断识别制约水资源空间均衡态势变化的关键影响因素,最终提出了基于有序联系度熵的水资源空间均衡综合评价方法（OCDE）。上述方法在安徽省不同地市2009-2018年水资源空间均衡综合评价的应用结果表明：皖南地区水资源空间均衡程度最高,皖中次之,皖北最差,全省2009-2018年水资源空间均衡系统整体均衡态势呈现逐渐改善的趋势,且人均水资源量和产水模数是制约全省及不同地市水资源空间均衡系统均衡态势变化最主要的负向驱动因素。上述计算结果与安徽省历史年份经济社会发展统计数据基本一致,表明构建的水资源空间均衡综合评价模型计算结果合理有效,可为制定和实施区域水资源空间均衡措施及方案提供科学有效的决策依据。     

青岛市大沽河流域水资源承载力计算

水资源承载力作为某一区域自然资源承载力的重要组成部分,是评价水资源短缺地区能否满足人口、经济和社会发展的一个重要指标。水资源的短缺已经制约了许多地区经济和社会的发展,提高水资源承载能力,对经济的发展和社会的进步具有重要作用。在探讨水资源承载力的概念及评价标准的基础上,对青岛市大沽河流域的水资源承载能力进行了预测。结果表明:到2015年,2020年和2030年青岛市大沽河流域水资源相对承载指数分别为1.06,1.05,1.05,水资源承载力均会出现轻度超载现象,不利于整个流域内的经济社会发展,为了促进流域水资源的可持续利用,提出了提高水资源承载能力的措施。     

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。     

基于基尼系数和联系数的区域水资源空间均衡评价模型

为定量评价研究区及其子区域的水资源空间均衡程度、分析水资源空间均衡的分布特征,针对基尼系数无法单独评价子区域均衡性的问题,提出基尼系数和联系数相结合的水资源空间均衡评价模型。该模型在应用洛伦兹曲线计算得到基尼系数的基础上,通过分级分区,采用联系数计算反映研究区隶属于均衡、临界均衡、不均衡3个不同空间均衡等级的隶属度,再结合减法集对势对脆弱性子区域进行诊断识别。将该模型应用于安徽省水资源空间均衡评价中,分别对16个地市的人口与水资源、GDP与水资源的空间均衡状况进行差异性分析。结果表明:安徽省2011—2018年人口、GDP与水资源量的基尼系数高于国际警戒线0.4,长期处于较不均衡和不均衡状态;水资源空间均衡状况从南向北逐渐变差;2018年安徽省水资源空间均衡脆弱性区域有合肥、淮北、亳州、宿州、蚌埠、阜阳、淮南、马鞍山、芜湖、铜陵10个地市,这些地市应作为水资源空间均衡的主要调控对象。     

水资源-环境承载能力评价——以湘潭市岳塘区为例

为全面系统地分析湘潭市岳塘区水资源-环境的整体承载状况,采用主成分分析法构建了涵盖水资源、社会经济、生态环境系统等16项指标的水资源-环境承载能力评价指标体系,借助于SPSS 19.0软件分析了岳塘区2005~2015年的水资源-环境承载能力变化趋势及其影响因素。研究结果表明:2013~2015年岳塘区水资源-环境承载能力处于I级(优秀)状况;除2007,2011年有较小的波动外,总体呈逐年上升的趋势;承载能力变化主要受城镇污水处理率、万元GDP用水量、人均水资源量等指标的影响。研究成果可为岳塘区产业结构调整、用水方式改进提供参考。     

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。     

湖北省水生态足迹时空动态分析

随着人口增长和经济发展,自然环境面临的压力显著增加,与人类生存息息相关的水首当其冲,对水这种人类赖以生存的自然资源进行评价具有重要意义。搜集了湖北省2005—2018年的水文和社会经济发展资料,利用生态足迹法,分析湖北省水资源生态足迹、生态承载力、生态盈余/赤字、水资源负载指数和万元GDP生态足迹的年际变化,探讨了丰、平、枯水3个典型年湖北省水生态足迹的空间分布特征。结果显示:湖北省2005—2018年水资源生态足迹逐年增大,而水资源生态承载力不呈显著增大或减小趋势,年际变化较大,湖北省在2005—2018年间均为生态盈余,水资源负载指数年际变化较大,万元GDP生态足迹呈逐年下降趋势;从空间分布上看,武汉、襄阳、孝感水资源负载指数较大,而恩施、咸宁、神农架水资源负载指数较小。这说明湖北省水资源总体上较为丰富,足以维持该地区可持续性发展,但水资源地区分布不均匀,对于工业型城市而言用水压力仍然较大。     

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。     

基于GRA-TOPSIS法云南省水资源承载力评价及障碍因子诊断

云南省水资源时空分布不均,供需矛盾日益突出。定量评价云南省水资源承载力,诊断障碍因子,可为云南省合理开发利用水资源提供理论依据。从水资源、生态环境、经济社会3个子系统中选取了21个指标构建评价指标体系,运用GRA-TOPSIS法和障碍度模型测算云南省2005-2018年的水资源承载力,诊断主要障碍因子。结果表明： 2005-2018年云南省水资源承载力呈上升趋势,综合指数由0.468 4增大到0.612 3,增幅为30.72%。不同子系统的趋势变化和增长幅度差异较大,水资源和生态环境在2010-2011年出现承载力指数大幅减小的情况;2005-2018年云南省水资源承载力的主要障碍因子为其他水源供水占比、人口密度、生态用水比例、第三产业占GDP的比重、废水排放总量、废水中COD排放量、人均水资源量。云南省可通过实施优化产业结构、提高水资源利用率、深入推进生态环境保护等措施提高水资源承载力,以保障经济社会的可持续发展。     

基于经济社会发展水平的延安市水资源承载力分析及预测

选取延安市近十年的总人口、GDP等14项统计资料,利用主成分分析法分析研究了水资源承载力变化的驱动因子和总体趋势,并通过多元线性回归模型,基于经济社会发展目标对2015年和2020年延安市水资源的供需状况进行了预测。结果表明:社会经济状况、农业发展水平和水资源条件是影响承载力变化的三大成分,人口、GDP是主要驱动因子。近十年来水资源承载能力呈逐年下降趋势,随着社会经济的快速发展,2015、2020年仍将缺水0.38、0.46亿m3,水资源承载能力严重不足。