基于DPSIR模型的城市水资源脆弱性评价——以西安市为例

结合西安市水资源现状,从驱动力、压力、状态、影响和响应5个层级选取11个指标构建基于DPSIR模型的城市水资源脆弱性评价体系,采用熵权法和模糊数学评价方法对西安市分别进行时间和空间维度上的水资源脆弱性评价。结果表明:2007-2017年西安市水资源脆弱性整体上呈现先下降后上升的趋势,2007-2013明显下降,2013-2017升高,除2013年为不脆弱状态外,其余年份均为轻度或中度脆弱; 2017年水资源评价结果显示,西安市各地区水资源脆弱性存在明显差异,市区水资源脆弱性最高,周至县最低;优化水资源配置,提高水资源利用率,缓解供需矛盾是降低水资源脆弱性的关键。     

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。     

基于模糊集对法的山西省水资源脆弱性评价

依据山西省自然地理及经济发展状况,从自然、人为、承载力等三方面影响水资源脆弱性的因素中选取8个指标构建水资源脆弱性评价体系,运用基于熵权的模糊集对法对山西省11个地级市2012—2018年水资源脆弱性进行评价,并比较了模糊综合法、灰关联分析法和基于熵权的模糊集对法3种方法2018年的评价结果。结果表明,山西省存在用水效率较低、地下水超采、水污染、水土流失等主要问题,整体水资源脆弱性属于比较脆弱和严重脆弱等级;提出通过调整产业结构、优化配置水资源、提高污废水回收利用率、恢复植被等对策改善山西省水资源脆弱性状况。     

宝鸡市水资源脆弱性评价

以宝鸡市为研究区域,针对复杂的人水关系,对1999-2015年间水资源脆弱性进行整体评价,并预估未来趋势,找到影响宝鸡市水资源脆弱性的主导因子,为降低水资源脆弱性提供合理的解决方案。以DPSIR模型为基础,选取出19个能够反映出宝鸡市水资源脆性的指标,依靠层次分析法与熵值法主客观组合赋权的优势,结合模糊综合评价法对各项指标进行综合得分,借助S型曲线对水资源脆弱性与指标综合得分之间建立非线性函数关系,由此对17a间水资源脆弱性进行等级划分。结果表明:宝鸡市水资源整体呈严重脆弱(Ⅳ级),但整体及未来下降趋势明显,降水与工业重复用水率为其主导因子,改善水资源管理模式是水资源脆弱性下降的重要举措。     

基于模糊综合指数法的陕西省水资源脆弱性评价

根据水资源系统的结构和功能,构建了水量、水质、灾害3个准则层,自然因素、人为因素、承载因素3个约束层,27个指标层的水资源脆弱性评价体系。基于层次分析法与熵值法组合定权,运用模糊综合评价法,从时间和空间两个维度对2007-2017年陕西省10个地级市水资源脆弱性进行评价和区划,采用障碍度模型探究水资源脆弱性的障碍因子。结果表明：咸阳市和渭南市的水资源脆弱性为Ⅴ级;西安市、宝鸡市、铜川市、榆林市为Ⅱ级;延安市、汉中市、安康市、商洛市为Ⅰ级。研究期内咸阳市、渭南市、安康市、商洛市的水资源脆弱性呈下降趋势,西安市、铜川市、延安市、汉中市呈增高趋势,宝鸡市和榆林市两市脆弱性不变。在空间上表现出“南北低,中部高”的分布特征。影响水资源脆弱性的主要障碍因子为年降水量变化率、万元GDP用水量、旱涝面积受灾比、万元GDP废水排放量、地下水资源开发利用率。研究表明陕西省各地水资源脆弱状况差异较大,增强和降低趋势并存,有待于进一步开展因地适宜的管理和调控。     

流域水资源可持续脆弱性回顾评价及敏感度分析

流域水资源可持续脆弱性回顾评价不仅能够识别影响流域水资源可持续的潜在风险要素,评估系统的可持续发展能力,而且能够回看水资源政策实施效果,从而为政府完善现有政策提供依据。采用时间序列分析方法,基于欧几里德空间原理,构建了流域水资源可持续脆弱性n维空间评价模型;基于状态空间模型,分析了总脆弱度对资源、环境、社会经济3个维度在时间序列上的敏感度;最后将该模型用于湘江流域以验证其可行性。结果表明:湘江流域水资源系统总脆弱度在2007-2018年间总体呈下降趋势;流域水资源系统总脆弱度对环境维度高度敏感,对资源维度中度敏感,对社会经济维度低度敏感;脆弱性评价结果表明,湘江流域已实施的水资源管理政策成效显著。     

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。     

海河流域水资源脆弱性及其评价

水资源脆弱性是评价水资源系统对自然条件变动或人类开发利用影响承载能力的重要指标,其评价对于水资源保护工作非常重要。从自然因素、人为因素、综合因素三方面给出13个指标,利用层次分析法确定各指标的权重,综合相关研究及经验确定各指标的标准值,综合进行区域水资源脆弱性评价。以海河流域为例开展了实例研究,海河流域现状的水资源脆弱度为59.7,属于中度脆弱区;在未来气候变化条件下,经过人工水资源调控措施,海河流域2020年、2030年水资源脆弱度分别为58.64、58.63,证明水资源调控措施将会改善海河流域水资源条件。该方法对流域级水资源系统的脆弱性评价有重要意义。     

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。     

论淮河流域水污染及其防治

以淮河流域水污染的主要污染指标高锰酸盐指数和氨氮评价淮河流域的水污染状况,分析淮河干流、省界监测断面和全流域历年水质变化情况,结合入河排污口的实测资料,评价主要河流以及流域内河南、安徽、江苏和山东四省入河污水量和主要污染物的变化情况。基于流域内已发生的水污染事故、现状水质和入河污染物的状况,简要分析淮河流域水污染防治面临的困难,结合流域经济发展水平和水资源开发利用现状,对水污染防治与水资源保护需研究的主要问题进行了讨论。     

淮河流域水资源短缺风险评估与时空分析

根据2003-2013年淮河流域五省的降水量、径流系数、人均水资源量、人均GDP、人口密度等相关数据,构建水资源短缺风险评价体系,用熵权法对指标赋值,运用可变模糊模型对淮河流域及各省的水资源短缺风险进行评估和时空差异分析。结果表明:2003-2013年间淮河流域水资源短缺风险值总体较高,且呈缓慢的增长趋势,2004年降水较少,风险值达到最高;十年间河南省风险增加最为明显,而山东省较为稳定,风险增加也最低;在淮河流域五个区域中,河南省的风险程度最高,达到3.52;江苏省、山东省次之;安徽省和湖北省相对较低,达到2.86和2.51。水资源短缺风险二级指标分析发现,危险性最强的是河南省,安徽省最小;水资源短缺易损性最强的是山东省,湖北省最小;水资源短缺暴露性最强的是江苏省,山东省最小;水资源短缺可恢复性最好的是湖北省,河南省最差。同时,所有评价指标中人口密度、人均GDP、降水量对水资源短缺风险的影响较大。     

淮河流域水质污染时空变异特征分析

选取淮河流域的82个水质监测站,对各站点的1986—2005年水质监测数据进行统计分析,探讨了全流域内水体污染物浓度变化的时空变异特征,为淮河流域水污染治理、水环境保护以及生态修复提供依据。采用时间序列法分析水体污染物浓度的时间变化规律,应用Mann-Kendall检验法对流域范围内水体污染物浓度变化趋势进行了分析。研究结果表明,淮河流域水质变化主要受到入河排污量、上游来水量、闸坝调控方式以及气候条件等方面因素的影响。蚌埠站的水体污染物浓度多年变化规律表明,1995年是水体污染物浓度变化的转折点,1995年前水体污染物浓度不断恶化,1995年后水体污染物浓度逐渐好转。DO浓度的年内变化主要受到水温的影响,表现为冬季浓度高于夏季浓度;CODMn浓度同时受到闸坝调控方式以及区域来水量的影响,汛期浓度低于非汛期。从全流域的水体污染物浓度变化规律看,有机污染物浓度呈显著上升趋势的河段主要分布在淮北支流上,说明在20世纪90年代后期,虽然流域进入相对丰水期以及进行了大规模的水污染联防工作,淮河流域水质污染得到了一定程度的改善。但在2000年后,随着流域内入河污水量和污染物排放量的增加,淮河流域的水质污染依然严重。     

1960年-2010年淮河流域降水量时空变化特征

采用淮河流域25个代表性站点降水量资料,运用线性回归法、累计距平法以及Mann-Kendall趋势检验与突变检验的方法综合分析了该流域降水量在时间上与空间上的变化特征。结果表明:在时间尺度上,淮河流域多年降水量总体上呈现微弱的上升趋势,但中间多年都保持下降的趋势,突变起始年为1965年;在空间尺度上,淮河流域降水量由南向北逐渐减少,上游、中游多呈现上升趋势,下游多呈现下降趋势。对淮河流域时空上的降水量的趋势特征和突变特征分析,可以为淮河流域的洪涝灾害防治提供参考依据。     

基于数字流域的地表水资源模拟

简要讨论了数字流域的概念,基于地理信息系统、遥感和数据库技术构建了数字淮河流域。根据其中的史灌河流域下垫面数据以及水文气象等时间序列数据,利用美国农业部开发的SWAT模型软件包AVSWAT,构建了逐日的史灌河流域地表水资源评估模型。以2003年淮河水利委员会基于逐项还原法计算的史灌河流域地表水资源系列为"真值",对该模型进行率定和验证。结果表明,模型成功地模拟了该流域的地表水资源系列,可以应用于流域水资源系列的模拟计算。该模型的构建和应用表明了数字流域是现代化流域管理的有效手段,展示了数字流域广阔的应用前景。     

流域水资源脆弱性评价与适应性治理研究框架

针对流域水资源脆弱性与适应性问题,提出了脆弱性分析与适应性治理研究框架,包括水资源脆弱性的影响因素分析,面向治理决策的水资源脆弱性评价指标体系构建,基于粗集-BP神经网络模型进行水资源脆弱性评价。分析了流域水资源脆弱性的原因和产生机理,针对不同脆弱性机理拟定了适应性治理组合方案。最后运用奈特不确定性REU模型通过概率分布函数和效用函数的二次期望求解,对拟定的备选治理方案进行了决策选择。所提出的研究框架为流域水资源脆弱性评价与适应性治理研究奠定了基础。     

基于结构熵权的黄河上游水资源脆弱性模糊综合评价

从水资源脆弱性产生的内部因素和外部因素两方面考虑建立水资源脆弱性评价指标体系.利用结构熵权法,定性分析与定量分析相结合确定指标权重,结合模糊综合评价法评价了黄河上游水资源脆弱性.结果表明:从河源到河口镇水资源内部脆弱性逐渐明显,由于各省区社会经济及供用水不同,水资源脆弱性综合评价表现为一定的差异性.     

长江流域水资源配置的几个关键问题思考

根据长江水资源特点,对长江流域水资源配置的理论方法、配置重点、配置管理等方面的几个关键问题进行了初步的探讨。长江流域具有水资源总量相对丰富但时空分布不均的特点,局部地区存在季节性缺水。长江流域水资源配置需要考虑水量分配的时间过程,强调水资源量与质的统一管理,以及水资源和社会、经济、生态环境的联合优化;根据新时期实施最严格水资源管理制度的要求,对重点地区、重点时段的水资源配置进行研究,并结合最严格水资源管理实现水资源的合理配置。     

基于Mann-Kendall的嘉陵江流域降水量时空分布规律研究

了解流域尺度降水的变化,对于研究气候变化对水资源和水文过程的影响具有重要意义。本文对嘉陵江流域9个气象站点的1961—2018年58年间的实测降雨资料,进行Mann-Kendall非参数检验,并结合GIS空间分析技术,探讨了嘉陵江流域降水强弱时间周期及降水分布特征。结果表明:流域多年平均降水量为954.1mm, 1984年发生明显突变之后开始明显减少;流域降水呈梯度变化,由东南至西北方向逐步下降。研究表明,流域降水区域性明显,东南部整体偏涝;从时间上看1984年后整体偏旱。     

淮河流域水系盒维数与连通度相关性研究

在自然演变和人工干预双重影响下,河湖水系的发育程度和连通效果在不断变化,进而影响到流域水资源的合理开发利用。本文以淮河流域作为研究对象,从数字高程模型中提取了全流域水系结构图,并根据其他资料对结果进行修正;基于当地人工水系建设背景,运用分形理论计算了全流域13个水资源三级分区有、无人工水系情况下的水系分形盒维数;基于河道闸坝工程建设背景,运用图论方法计算了全流域13个水资源分区有、无闸坝工程情况下的水系连通度;最后,采用统计学方法研究了淮河水系盒维数指标与水系连通度指标之间的联系。结果显示,剔除人工水系后的各分区水系盒维数有不同程度的下降,且下降程度与区域水系个数、面积一定程度上成正比例关系;考虑有无人工水系、闸坝工程影响的各分区水系连通度,有的增大,有的减小;水系盒维数与连通度间大体上呈现正相关的趋势关系。研究成果可为有关部门开展淮河流域水系建设工作提供理论支撑,为摸清自然规律和人类活动对水系形态结构、发育情况和连通性的影响提供技术支持。