基于集对分析的新疆南疆地区水资源承载力评价

为了综合评价新疆南疆地区水资源承载状况,文中选取10个指标建立水资源承载力评价指标体系,运用基于层次分析法的集对分析法评价南疆地区水资源承载力.结果表明:2016年和2030年,和田河流域、叶尔羌河流域、喀什噶尔河流域、阿克苏河流域、渭干河和开孔河流域水资源承载力等级为III级,水资源承载力达到极限;2016年克里亚河诸小河和车尔臣河诸小河水资源承载力等级为II级,至2030年水资源承载力等级达到I级,水资源开发利用潜力较大,可保障流域社会经济生态的发展.     

水资源承载力评价指标约简方法研究

针对传统水资源承载力评价指标数量较多且分类过细,对资料要求较高,部分指标独立性较低,指标间存在明显相关或间接相关等不足,提出了基于敏感度分析及动态聚类分析的指标约简方法,以剔除不必要的指标,建立一套简洁实用的水资源承载力评价指标体系。首先采用敏感度分析进行指标初步筛选,其次运用关联系数对指标进行动态聚类,根据聚类结果进一步约简指标,实现了评价指标的有效约简。采用上述方法对湖州市水资源承载力评价指标进行约简,将约简后的指标集用于湖州市2011年至2016年水资源承载力动态评价,评价方法采用集对评价法。评价结果表明湖州市2011年至2016年水资源承载状态总体呈向好态势,与湖州市实际情况基本相符,验证了该套指标约简方法在湖州地区的合理性和有效性,为其他地区水资源承载力评价指标约简提供了一些新思路。     

基于集对分析和风险矩阵的水资源承载力评价方法

为综合评价区域水资源承载状况,提出了集对分析与风险矩阵相结合的区域水资源承载力评价方法。首先,根据研究区域水资源-经济社会-生态环境复合系统的实际情况,建立由水资源承载支撑力、承载调控力、承载压力3个子系统和15个指标的区域水资源承载力评价指标体系,确定1级(可载)、2级(临界超载)、3级(超载)评价标准;其次,采用基于遗传算法的改进层次分析法确定各评价指标的权重;最后,建立了基于集对分析和风险矩阵的水资源承载力评价模型(WCC-SPARM),并用其评价2010~2015年安徽省淮北市水资源承载力。结果表明:2010~2015年淮北市水资源承载力级别分别是2级、3级、3级、2级、3级和3级,这与基于集对分析方法的评价结果(2级、3级、2级、2级、3级和3级)总体上相一致,说明WCC-SPARM模型在区域资源、环境承载力综合评价中具有较大的推广应用价值。     

基于灰色聚类集对分析法的水资源承载力评价模型

水资源承载力是评价区域水资源可持续利用的一项重要指标,为定量评价区域水资源承载力,建立了以水资源-社会-经济-生态环境系统为基础的多层次评价体系。考虑到传统集对分析(SPA)模型的不足,引入中心三角白化权函数构建灰色聚类集对分析模型,并利用博弈论确定指标权重。以安徽省为例验证了该评价模型的准确性和有效性,评价结果与实际情况基本一致,结果表明:2008-2013年安徽省水资源承载力评价等级为Ⅲ级,2014-2017年评价等级为Ⅱ级,水资源承载力得到了有效的改善。借助Arc GIS可视化功能实现安徽省16市的水资源承载力区域差异分析,安徽省水资源承载力南北差异较明显,南方水资源承载力较北方更优,这与水资源分布不均、社会发展模式不同和区域生态环境差异有关。为保障安徽省社会经济可持续发展,应结合区域自身发展特性以及生态环境现状,制定科学合理的水资源可持续利用方案。     

基于模糊集对分析-五元减法集对势的新疆水资源承载力评价

为定量评价新疆各地州水资源承载力状况、识别需要进行水资源承载力调控的地区,建立了新疆水资源承载力指标体系与评价等级标准,构建了模糊集对评价模型,结合五元减法集对势对新疆15个地州水资源承载力进行评价并诊断其发展态势。结果表明:新疆水资源承载力呈现出北疆较好、南疆其次、东疆稍弱的情况,评级为Ⅰ级的地区占13.4%,Ⅱ级占20%,Ⅲ级占20%,Ⅳ级占33.3%,Ⅴ级占13.3%,其中伊犁州水资源承载力最强,和田地区承载状况最差;吐鲁番地区的五元减法集对势值为-0.233 02、哈密地区为-0.303 1、阿克苏地区为-0.240 5、和田地区为-0.215 4,属于偏反势发展,需进行承载力调控;模糊集对分析评价结果与模糊聚类、物元分析法评价结果大体一致,具有可靠性。研究结果可为新疆水资源合理配置与调控提供可靠的科学依据。     

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。     

基于改进模糊集对评价法的水资源承载力评价——以龙川江流域为例

水资源承载力对一个国家或地区可持续发展有至关重要的影响。综合考虑滇中龙川江高原流域特点和影响水资源承载力的因素,选取14项指标,建立水资源承载力评价指标体系;以集对分析理论为基础,对模糊集对评价模型进行改进,采用最小信息熵原理将层次分析法和熵权法确定的权重进行主客观耦合得到综合权重,建立水资源承载力的模糊集对评价模型。为比较,分别采用改进的模糊集对评价模型和模糊综合评价模型对龙川江高原流域进行水资源承载力评价分析,结果表明:采用模糊综合评价法,5个水平年的水资源承载力等级均为2级,采用模糊集对评价法,5个水平年的水资源承载力分别为2级、1级、2级、2级和1级。通过比较分析得出改进的模糊集对评价模型,对指标信息挖掘充分、计算简洁,评价结果可为龙川江高原流域进一步推行"河长制"的水资源保护与管理和清洁小流域治理提供科学依据。     

基于集对分析理论的云南省水资源承载力评估模型

综合考虑支持力指数、压力指数和协调指数三个因子,构建了基于集对分析理论的水资源承载力评估模型。筛选出影响水资源承载力变化的7个代表性指标,并针对指标的不确定性,运用集对分析和熵权赋值的方法,以云南省16个市、自治州为例,进行区域水资源承载力评价。结果表明:云南省各区域水资源承载力情况良好,多数地区水资源盈余,可开发利用价值较大,其中经济发展良好的地区人水矛盾较为突出,而各区域水资源承载力差异主要受当地社会经济发展水平和人口因素影响。基于集对分析理论的水资源承载力评估模型,能够有效地对高原区域水资源承载力进行评估,与其他方法对比表明,集对分析法具有客观性、可比性和公正性的优势,计算方法简单有效,评价结果直观。     

半偏减法集对势在引黄灌区水资源承载力动态评价中的应用

为有效处理、充分挖掘水资源承载力动态评价中评价样本与评价标准之间的不确定性,分析识别区域水资源承载状态及其变化的物理机制,构建了引黄灌区水资源承载力动态评价的半偏减法集对势方法(SSSPP)。SSSPP在河南省大功灌区的应用结果表明:从承载力系统角度看,灌区总体承载状态得到改善,且从2013年起更为明显,2017年灌区5县均为水资源临界超载,其中距离黄河干流越远的县承载状态越差;从承载力子系统角度看,各县的承载支撑力均呈小幅恶化态势,这是限制灌区承载力提升的主要原因,承载压力在波动中减小、承载调控力显著增强;从承载力评价指标角度看,各县的支撑力指标人均水资源可利用量、水资源开发利用率长期处于反势,压力指标人均GDP、缺水率长期处于反势或偏反势,这些均是灌区承载力调控的重点对象,而部分县调控力指标灌溉水有效利用系数、生态环境用水率由反势逐步发展为偏同势或同势,这是承载力提升的重要原因,反映其对农业和生态用水的管控。可见,SSSPP可分别从承载力系统、子系统和评价指标三个层次定量解析引黄灌区水资源承载状态及其演变特点,既可测度灌区承载力的强弱,又可诊断影响承载力的重要子系统和关键指标。半偏减法集对势的内涵更具解释性、方法直观、计算简便,是减法集对势与一阶效应全偏联系数相结合的一种改进减法集对势,为准确判别资源、环境、生态承载力动态评价等集对系统所处状态及其发展趋势提供了新的有效途径。     

基于集对分析的黄河三角洲东营市水资源承载力评价

在深入分析研究区水资源开发利用现状的基础上,建立了由25个指标组成的黄河三角洲水资源承载力评价指标体系和分级标准。利用集对分析理论,通过采用三标度层次分析法赋权,构建了基于三标度层次分析法的集对分析模型,并运用该模型对黄河三角洲水资源承载力进行评价。结果表明:研究区水资源承载力处于较低的水平,继续开发的潜力较小。针对评价结果,提出了提高水资源承载力的建议。     

基于CRITIC-VIKOR法的云南省水资源承载力综合评价

为衡量云南省经济、社会、生态发展协调程度,针对云南省水资源综合开发利用程度构建涵盖水资源、生态环境、经济社会的水资源承载力评价指标体系,采用CRITIC-VIKOR法对2004—2018年云南省和2018年云南省各地级市(自治州)水资源承载力进行综合评价。结果表明：2004—2018年云南省综合水资源承载力有所增大且具有改善潜力,水资源子系统和生态环境子系统的水资源承载力总体呈增大趋势,经济社会子系统水资源承载力最稳定且有明显提升空间;2018年云南省红河州、普洱市、丽江市、玉溪市、大理州的综合水资源承载力在各市(州)中位于前5位,综合水资源承载力评价值分别为0.057 5、0.101 9、0.113 3、0.207 6和0.281 5;怒江州、临沧市、昭通市、保山市水资源综合承载力位于后4位,综合水资源承载力评价值分别为0.634 5、0.814 4、0.908 1和0.918 2。该研究对云南省水资源综合开发利用和保护具有参考意义。     

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。      

熵权法-正态云模型在云南省水生态承载力评价中的应用

为科学衡量水生态承载力评价过程中的随机性与模糊性,将正态云模型引入水生态承载力评价,建立熵权法-正态云模型对云南省2006-2016年和2020年水生态承载力进行评价。从水资源系统、水环境系统、经济系统和社会系统遴选19个指标构建水生态承载力评价指标体系和分级标准,采用云模型正向发生器计算水生态承载力分级评价指标的隶属度,利用熵权法求出各指标权重,再根据隶属度矩阵和权重矩阵给出水生态承载力分级确定度并进行评价,将评价结果与模糊综合评价法、投影寻踪法的评价结果进行比较。结果表明:2006-2009年云南省水生态承载力评价为基本可承载,2010-2016年评价为可承载,2020年评价为绝对可承载;评价结果与模糊综合评价法、投影寻踪法的评价结果基本一致;该模型兼具模糊性和随机性,用于水生态承载力评价是可行的,可作为一种新的水生态承载力评价模型。     

区域水资源承载力及可持续发展综合评价研究

DPSIR是一种在环境系统中得到广泛使用的评价指标体系概念模型,它被作为衡量环境及可持续发展的一种指标体系而开发出来,主要是从系统分析的角度看待人和环境系统的相互作用。以宜昌市为例,基于DPSIR模型系统框架,构建了“水资源-社会经济-生态环境”复合系统承载力评价指标体系;运用AHP法确定了各评价指标的权重;基于Logistic对数增长方程,提出了Logistic对数承载模型;同时,引入了可持续发展综合指标测度,对社会经济可持续发展及社会经济与生态环境良性发展条件进行了判断;最后,对宜昌市水资源承载力和可持续发展水平进行了综合评价。通过对评价结果进行对比分析,可以看出：2005~2015年宜昌市水资源综合承载力发展状态较好,除了2011,2013年和2015年以外,社会经济发展是可持续的;除了2013年以外,社会经济与生态环境是良性发展的。因此,建议宜昌市在释放社会经济发展潜力的同时,应加强水资源保护和生态环境的治理工作。     

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。     

海河流域农业水资源承载力评价研究

为充分了解水资源支撑当前农业发展规模所处的状态,以科学调整农业发展战略及相应政策,保障海河流域水安全及粮食安全,开展农业水资源承载力评价研究。在构建农业水资源承载力评价体系的基础上,通过熵权法确定权重,采用基于集对分析理论的五元联系数法对海河流域农业水资源承载力进行评价,并通过模糊综合分析法验证该结果。研究结果表明:两者计算结果基本相同,表明计算方法可行。研究结论为:山西、内蒙古、辽宁的承载潜力处于V_3级临界状态,北京、天津、河北、河南、山东的农业水资源承载力处于V_4级饱和状态,表明海河流域的农业水资源承载力的强弱与地下水失衡状况密切相关。通过承载能力"等级逆推",得出现状条件下流域内各行政区的地下水开采率及有效灌溉面积的适宜区间,即:未来海河流域地下水需减少开采1.782×10~(10)～2.031×10~(10) m~3。     

基于总量和强度控制的区域水资源承载能力评价研究

为了探究基于总量和强度控制的区域水资源承载能力评价指标体系对于区域水资源承载能力评价研究的可行性,在分析水资源双控行动的基础上,构建基于总量和强度控制的南京市浦口区水资源承载能力评价指标体系,并建立模糊综合评价模型对浦口区的水资源承载能力进行综合评价。结果表明:南京市浦口区水资源承载能力2016年为一般,2020年为较好,2025年为较好。这与浦口区经济社会发展相适应,说明在研究区域水资源承载能力时,可建立基于总量和强度控制的区域水资源承载能力评价指标体系。     

基于半偏减法集对势三角模糊数随机模拟方法的水资源承载力评价

为深入挖掘三元联系数所蕴含的不确定性信息,基于三元半偏减法集对势并充分考虑各联系数分量间的相互转化,二次构造三元联系数,再依据三角模糊数和偏联系数理论确定联系数分量的取值区间,采用随机模拟法计算一定置信水平下的联系数值区间,由此构建基于半偏减法集对势三角模糊数随机模拟方法的水资源承载力评价模型（WRCC-SPSS）,并应用于江淮丘陵区水资源承载力评价中,同时与现有常用方法进行对比分析。结果表明：2011—2018年江淮丘陵区域水资源承载力状态稳步提升,其中合肥市承载力水平最差;在二次构造联系数时,对不确定项作进一步划分,从而降低了联系数分量的不确定性,同时采用三角模糊数和随机模拟法确定联系数分量,可获得联系数的置信取值区间,所得结果更为可靠;实例应用结果与现有研究方法评价结果总体一致,WRCC-SPSS方法聚焦不确定性,物理内涵丰富,可实现承载力水平的动态评价。