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,结果表明：2009—2018年太原市各维度水资源承载力指数均呈上升趋势,水资源综合承载力处于超载状态;未来太原市水生态环境保护工作应主要集中在污水治理、湿地修复、水土流失治理等方面,即主要提高太原市水质和水域维度承载力。     

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。     

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。结果表明:研究期内郑州市水资源承载力呈现波动增长趋势,2015年之后水资源承载力持续增长,2018年水资源承载力等级达到Ⅰ级。分析各维度水资源承载力发现,郑州市属资源型缺水城市,应进一步提升城市节水水平,优化水资源配置。     

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。     

基于组合权重TOPSIS模型的新乡市水资源承载力评价

为了准确评价新乡市水资源承载力状况,构建了由“水资源-社会-经济-生态”组成的水资源承载力评价指标体系,采用熵值法和层次分析法相结合的组合权重赋权的TOPSIS模型对新乡市2006-2018年的水资源承载力进行综合评价,并对评价结果进行障碍度分析。结果表明：2006-2018年新乡市水资源承载力在逐年提升,中间虽有所降低,但整体上呈现逐年增强的趋势。新乡市水资源承载力发展的主要障碍因子集中在生态和水资源维度方面,生态环境用水率是阻碍水资源承载力提升的第一障碍因子;产水模数是阻碍水资源承载力提升的第二障碍因子;供水模数、引黄水量和城市污水处理率是阻碍水资源承载力提升的第三障碍因子。今后新乡市的发展需要注重生态环境的保护和引黄水量利用效率的提高,同时要促进节水产业和第三产业的发展。     

基于DPSIRM模型的太原市水资源承载力研究

基于DPSIRM模型,结合太原市的水资源现状,构建了包含驱动力、压力、状态、影响、响应、管理6个子系统,选取15个评价指标,运用熵权TOPSIS评价模型对2011-2018年太原市水资源承载力进行评价。同时,采用障碍度模型对影响水资源承载力的关键因素进行分析。结果表明：在研究期间内,太原市水资源承载力2011-2012年为超载状态,2013-2018年为临界超载状态;2015-2018年太原市水资源承载力快速提升主要是由于状态、管理子系统的提升;城镇人均生活用水量和地下水超采系数两项指标在未来还有很大的提升空间。     

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。     

中国中东部水资源承载力评价及障碍因子识别

为了正确认识地区水资源支撑能力,促进水资源可持续利用,针对中国中东部地区构建了涵盖水资源、社会经济、生态环境3个子系统的水资源承载力评价指标体系,采用变异系数法和熵值法组合赋权的TOPSIS模型,对中东部地区19个省份2011～2017年的水资源承载力状况进行综合评价;同时,借助障碍因子诊断模型,识别了承载力的主要障碍因子。结果表明:(1)研究期内,中东部地区水资源承载力呈现出低值小幅度的波动不变趋势,整体处于中级水资源承载力水平,承载力有待进一步提升;(2) 19个省份中,仅上海市和江苏省的水资源承载力处于警戒及以下水平,其余17个省份均处于中级及良好水平;(3)生态环境用水率、供水模数、人口密度、水资源开发利用率、人均水资源量和产水模数是影响中东部地区水资源承载力的主要障碍因子。研究结果可为中东部地区水资源可持续利用及其管理政策的制定提供实证依据。     

虚拟水影响下区域水资源承载力评价

针对当前我国水资源短缺问题,结合虚拟水概念及其特性,构建了水资源量、虚拟水、生态环境和社会经济4个维度的区域水资源承载力评价指标体系,利用变权法确定指标权重,建立了评价虚拟水影响下水资源承载力的改进物元可拓模型,并应用于粤港澳大湾区9市水资源承载力评价。评价结果表明,深圳水资源超载,广州、佛山为临界超载,其他地市为弱可承载或可承载,模型评价结果可为区域水资源优化配置提供参考。     

水流分质排放分质处理技术和应用

在保护水域水质、控制水污染过程中,水域通常只是被动地接纳水体,对水体水质和水量的感知量,被分割在两类不同的体系或载体中进行监测和管理,没有组成共同的数据信息链,需要改变这一状态来提高水污染防治效果.水流分质排放分质处理方法及研制出的成套设备集成系统,通过在线实时分级方式,快速获取同一载体上的水质和水量的感知量,使水域能按照设定的水功能区域的水质管理目标,主动地选择水体,使水流按照水质的状态和要求,分流至相应区域,实现水流执行机构控制与水质环境感知一体化,实现分质排放和分质处理.它为我国实施最严格的水资源管理制度,控制水污染排放和扩散,合理利用水资源,提供了一套新思路、新方法和新装备.     

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。     

连云港市水资源承载能力评价研究

为客观评价连云港市水资源承载状况,构建了包括水量、水质、水生态3个要素及6项指标的水资源承载能力评价体系,并制定了评价方法,根据评价结果划定了超载区、临界超载区、不超载区,并分别绘制县域水资源承载状况图。结果标明,2016年,灌云县水资源综合承载状况为临界超载,其他各县区均为超载,全市水资源综合承载状况表现为整体处于超载状态,其中市区最严重。造成全市超载的主要原因是水功能区达标率较低、地下水过度开采和入河污染物量超标等,评价成果可为连云港市水资源开发利用和保护提供决策依据。     

基于 WBM 评价模型的水生态承载力评价

为丰富水生态承载力研究方法,将加权 Bonferroni 算子（weighted?Bonferroni?mean,WBM）应用于水生态承载 力评价研究,构建相应的 WBM 评价模型。通过建立水生态承载力评价指标体系,运用层次分析法和改进熵权法 确定指标权重,再利用 WBM 评价模型进行承载力评价,并将其与广泛应用的 TOPSIS 模型评价结果进行对比,以 太原市为例对方法的可靠性进行验证,进一步采用障碍度模型识别影响水生态承载力的关键障碍因素。结果表 明：太原市 2009—2020 年水生态承载力状态于临界承载上下波动,整体变化趋势不显著,近年来呈良好态势发展; 水资源、水生态子系统承载状态波动较大;通过与 TOPSIS 模型对比,该评价模型评价结果较为一致,表明 WBM 模型适用于水生态承载力综合评价;制约该地区的障碍因素主要集中在水资源子系统。     

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。     

区域水资源承载力时空分异及驱动因子分析：以安徽省为例

【目的】研究区域水资源承载力是发现和解决区域水资源问题的重要途径。【方法】基于“驱动力-压力-状态-影响-响应”的DPSIR模型，构建安徽省水资源承载力评价指标体系，利用熵权法与变异系数法组合赋权，使用TOPSIS、标准差椭圆、空间自相关法和地理探测器，测算并分析2011—2020年安徽省水资源承载力时空分异特征，探究造成水资源承载力时空异质性的驱动因子。【结果】(1)研究期内，安徽省水资源承载力水平由0.279增加到0.703,等级Ⅳ区域由0个增加到11个，等级Ⅰ区域由8个减少到0个。(2)安徽省水资源承载力空间上呈现“南-中-北”阶梯式递减分布格局，其北部地区水资源承载力增速相对较强，且各地级市水资源承载力的空间聚集性不断弱化。(3)各驱动因子在不同时期对水资源承载力的时空分布影响程度有显著差异，主导驱动因子趋于多元化，但自然禀赋始终是核心因子。任意因子交互作用后，均表现为双因子增强(68.57%)或非线性增强(31.43%)。【结论】整体来看，安徽省水资源承载力水平逐渐提高，为进一步提高水资源承载力，各城市需因地制宜制定发展规划，重点关注影响水资源承载力的主导因子。     

水功能区水域纳污能力及限制排污总量分析——以重庆市奉节县为例

通过对长江上游干流区奉节段及县境内涉及主要河流和水库水功能区的相关水文水资源调查,并对水功能区水质水量同步监测、入河排污口调查和监测,分析计算水功能区水域纳污能力,确定各类型水功能区的限制排污总量,提出限制排放总量意见、保护对策措施与建议。为长江上游干流区以及奉节县水资源保护规划和监督管理提供科学依据,为水域的开发利用和保护管理提供科学依据,以实现水资源的可持续利用。     

海城市水资源承载能力评价

以海城市为例,选择现状(2020年)、近期规划(2025年)和远期规划(2030)水平年,从水质与水量两个角度,利用双要素水资源承载力计算模型科学评价研究区现状和规划水平年的承载能力。研究表明:在评价分析城市水资源承载能力方面基于双要素的计算模型表现出较强的可操作性、数据易获取性等优势,现状、近期和远期规划水平年海城市水资源均处于不超载状态,为区域水资源合理开发和可持续利用提供参考。     

黄河流域十大孔兑地区多维水资源承载力分析

针对黄河流域内蒙古段十大孔兑地区地下水超采、“粮能争水”导致的黄河流域局部地区水资源短缺问题,基于“量、质、域、流”多维水资源承载力评价框架,利用层次分析法和熵权法对评价指标进行主、客观组合赋权,应用TOPSIS模型对区域水资源承载力进行多维度综合分析。结果表明：2000—2020年研究区水资源综合承载力呈上升趋势,但整体处于临界可承载状态;水资源维度承载力：量>流>质>域,水资源承载子系统承载力：利用方式>承载体>承载对象。总体来看,国家最严格水资源管理制度“三条红线”的刚性约束以及河(湖)长制的全面推行,倒逼区域水资源“质”和“流”维度承载力提升,但持续高强度的水资源开发利用,使得“量”和“域”维度承载力下降显著;未来需要进一步优化农业与工业用水格局,重点解决“粮能争水”问题,加大对现有河湖水资源引入等措施来实现经济社会的可持续发展与水资源荷载平衡。     

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。     

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。