水资源安全的度量:水资源承载力的研究与挑战(一)

变化环境下的水文循环时空变化规律、可持续发展理论、“水-生态—经济社会”复合系统理论是水资源承载力研究的理论基础,并对水资源承载力研究的基本内容、评价指标体系的建立和评价方法进行了概括和总结。针对目前水资源承载力研究的不足,认为RS、GIS等信息技术和现有模型方法的结合是促进水资源承载力研究深化的必然技术手段,而将区域合理配置(包括水土资源配置,上、中、下游的城市与产业合理布局,水源保护区区域范围内的人口、产业布局等)纳入水资源承载力研究的范畴,不但是水资源承载力研究的一个重要方面———区域差异研究的需要,而且也将使水资源承载力研究成果对社会实践具有更明确的指导作用。     

基于可变模糊集理论的生态脆弱地区水资源承载力时空变化研究

科学地评价水资源承载力对区域可持续发展具有重要意义。以玛纳斯河、塔里木河流域为例,根据生态脆弱的西北内陆干旱区水资源的开发利用特点,从社会、经济、环境等不同方面选取主要影响区域水资源承载力的因素作为评价因子,运用可变模糊集理论,对玛纳斯河流域2000、2010、2020年水资源承载力进行评价,并分析了随时间变化趋势,水资源承载力水平随年限的增长逐渐上升;对塔里木河流域内5个不同区域的水资源承载力进行评价,并分析了空间变化趋势,水资源承载力从大到小依次为克州、巴州、和田、喀什、阿克苏;将结果与其他方法所得结果进行对比分析,验证了可变模糊集理论的合理性和优越性,解决了水资源承载力评价中各评价指标的不确定性、模糊性问题。     

多目标优化模型在城市水资源承载力研究方面的应用

探讨了水资源、社会经济发展和生态环境之间的相互作用关系，提出了区域水资源承载力的定义，建立了水资源承载力的多目标评价模型，为研究区域水资源承载力提供了一种可行的方法。并以苏州市为例，应用多目标规划理论对不同方案下的水资源承载力作了定量计算，为城市水资源的可持续发展提供理论参考。     

区域水资源承载力研究综述

随着经济社会的发展,水资源短缺问题凸显。区域水资源承载力的研究对于区域水资源优化利用、制定科学的区域发展规划、实现区域可持续发展具有重要意义。文章对前人水资源承载力的研究历程进行归纳总结,在分析现有对区域水资源承载力的概念、内涵、特性和量化研究方法的基础上,指出了当前研究中存在的不足,探讨了区域水资源承载力的未来研究趋势,认为加强区域水资源承载力基础理论体系的研究、拓展量化研究方法、完善指标体系及加强实践应用将是未来研究的重点。     

基于不确定性分析方法的水资源承载力评价研究

选取云南省16州(市)为研究对象,利用变异系数法计算指标权重,采用4种不确定性分析方法对研究区域的水资源承载力进行评价,评价结果虽有一定的差异,但4种方法的评价结果均能较好地反映研究区域的水资源承载力状况。结果表明,昆明、玉溪等5个地区的水资源承载力为Ⅰ级;保山、昭通等10个地区水资源承载力为Ⅱ级;曲靖的水资源承载力为Ⅲ级。总体看来,云南省多数地区水资源承载力较好,开发利用潜力较大,还能进行一定规模的开发利用。     

基于博弈论和五元引力减法集对势的区域水资源承载力动态评价方法

为了解区域水资源承载力状态的发展趋势、识别影响区域水资源承载力的关键指标,采用博弈论确定评价指标的组合权重,引入五元引力减法集对势判断区域水资源承载力发展趋势、识别影响区域水资源承载力的关键指标,建立了基于博弈论和五元引力减法集对势的区域水资源承载力动态评价方法,将评价方法应用于广东省水资源承载力评价,结果表明：2013—2019年广东省水资源承载力承载状况良好且向好发展,2014、2017年出现波动性下降,五元引力减法集对势识别出影响广东省水资源承载力的关键指标包括单位面积水资源量、环保投资占GDP比重、城市化率、万元工业产值用水量。基于五元引力减法集对势的区域水资源承载力评价方法计算简便、成果可读性强,可为区域水资源承载力动态评价提供新的方法。     

基于可变模糊集理论的区域水资源承载力评价

本文在水资源承载力概念的基础上,基于"压力-状态-响应"模型,构建了包含目标层、准则层和指标层的区域水资源承载力评价指标体系,将评价等级划分为很强、强、中等、弱、很弱5个级别,确定了各评价指标的计算方法及其分级阈值。采用熵权法确定各评价指标权重,建立了基于可变模糊集理论的水资源承载力评价模型。以山东省济宁市为研究对象,对其2010—2018年的水资源承载力进行评价,结果表明:济宁市水资源承载力有逐年转优的变化趋势,评价等级由弱变为中等。由水资源承载力的贡献程度分析可知,为了提高其水资源承载力,应继续加大城市污水处理率和回用率,强化生态补水,积极推进海绵城市建设,普及节水措施和提高节水水平等。     

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。     

基于生态足迹模型的浙江省水资源生态承载力评价研究

介绍了生态足迹的基本概念与理论,将其应用于区域水资源生态承载力系统的研究中,建立了水资源生态足迹模型、水资源生态承载力模型以及水资源生态承载力评价模型,引入了能够较为准确评价水资源生态承载力的指标—人均水资源生态盈亏、水资源生态压力指数、万元GDP水资源生态足迹.以浙江省为例,真实、客观地分析了2006-2010年浙江省水资源开发利用的情况及发展趋势,为区域水资源可持续利用的定量评价提供了新思路.     

区域水资源承载力研究

在对区域水资源承载力研究现状探讨的基础上,结合主成分分析方法的基本原理,构建了区域水资源承载力的主成分分析评价模型。以临汾市水资源开发利用状况为研究背景,选取水资源开发利用率等9个指标对临汾市水资源承载能力进行综合评价,评价结果客观地反映了临汾市各区县水资源开发利用情况,验证了主成分分析法的合理性和科学性,为综合评价其他区域的水资源承载能力提供了参考依据。     

水资源属性与水资源问题强相关分析

水资源是基础性自然资源,既有自然资源共有的特征,又有着区别于其他自然资源之特性,具有稀缺性、整体性、地域性、社会性、流动性、基础性、时限性、两重性等,表现为"复杂"的自然属性和"公共"的社会属性。现实中日趋严重的水资源问题(水资源短缺、污染、浪费,生态环境恶化)与水资源属性强相关,应运用复合系统观念和方法解决水资源问题。     

再生水资源的水权问题探讨

探讨再生水资源的所有权、使用权问题,认为再生水资源是水资源的一种特殊形式,其所有权归国家所有,其使用权可以通过向水行政主管部门办理取水许可手续后获得,其用水过程应接受水行政主管部门的监督和指导。     

再生水利用--缺水城市的水资源

北京是一个水资源严重短缺的城市,再生水的科学合理利用关系到北京市经济和社会可持续发展.要科学合理利用再生水,必须做好规划,统一开发,合理调配,区别不同用户、不同用途,统筹安排,做到优水优用,在园林绿化、河湖景观补水及其他市政杂用方面,尽可能多地使用再生水替代自来水和天然水源,缓解北京水资源紧缺的压力.     

国内外非传统水资源开发利用

非传统水资源主要包括雨水、污水和海水。雨水收集利用、污水资源化和“海水开源”已经成为城市开发新水源的主要措施。阐述了国内外非传统水资源的开发利用现状和发展，总结国外非传统水资源开发利用的经验．并针对我国与发达国家在此方面的差距提出了相应的建议。     

用户水权交易与水资源配置

随着国民经济的发展,环境污染加剧,人口不断增加,我国淡水资源的缺乏越来越严重。但是,在缺水的同时,水资源的价值却得不到充分体现,水资源无法得到有效利用。改善水资源配置,提高用水效率是缓解我国水资源短缺的客观要求。根据科斯定理,如果产权清晰,交易成本足够低,市场就可以实现资源的最有效配置。据此提出了用户水权交易,由于用户用水的边际收益是不等的,水资源的使用效益也不同,将水资源从低收益的用户向高收益用户转移,可以提高用水的效益。通过可交易的用水凭证,市场可将水资源分配到能够产生最大效益的用户,减少水资源浪费,优化水资源配置,促进水资源的合理利用。     

基于虚拟水和广义水资源的区域水资源可持续利用评价

以虚拟水为切入点,基于对区域虚拟水生产、消费与水资源之间的关系分析,建立了由经济压力指数和社会压力指数构成的区域水资源承载状态评价指标体系。以郑州市为实例进行研究,结果表明,在1998—2005年间,除2000年和2003年外,经济压力指数均小于1,对经济发展而言区域水资源处于超负荷利用状况;社会压力指数均大于1,对社会发展而言区域水资源处于供需平衡状况。结合水资源承载状态的判断标准及类型,郑州市水资源处于超载状况,超载原因主要是区域经济发展过热。水资源承载状态及趋势分析表明,郑州市水资源超载状态持续发展,从长远来看,区域水资源利用是不可持续的。针对郑州市水资源利用不可持续的特点,指出应通过产业结构升级和优化虚拟水生产结构,使郑州市区域水资源的压力状况逐渐改观。     

生态水利与城市水资源科学配置

在综述了国内外有关生态水利研究的基础上，对生态水利的内涵、理论框架及实践原则进行了分析和阐述。对城市水资源的配置进行了分析，认为要把生态水利的发展观充分渗透到城市水资源配置的规划、设计、实施、管理各个层面，提出了基于生态水利思想的城市水资源科学配置的理论框架。     

对水资源资产负债表的初步认识

针对中央提出探索编制自然资源资产负债表和水利部正在开展探索的编制水资源资产负债表工作,在对水资源环境经济核算项目研究及相关工作的基础上,阐述了水资源资产负债表的研究背景和所具有的现实意义,分析了水资源资产负债表编制的统计体系基础,总结归纳了当前国内外相关研究与实践现状,梳理了开展此项工作需要进行的前期准备,并提出了开展水资源资产负债表编制工作需要及时解决的基础性和关键性问题。     

有效水资源可利用量探讨

人为因素造成水质污染,引起河流(湖库)水体功能的衰退,导致可以利用的水量的减少。在水资源可利用量的基础上,提出有效水资源可利用量概念,给出计算方法及应用实例,并以水功能区为单元,进行水资源可利用量与有效水资源可利用量的分析。     

关于创新与发展水资源管理的思考

在分析新形势下水资源开发利用面临新问题的基础上,通过对水资源和水资源管理的再认识,提出水量、水能、水域是水资源必不可缺的、不可分割的最基本的要素,都是水资源的存在形式,缺少其中任何一个要素的严格管理,水资源的管理都是不全面、不到位、不可能真正实现的.本文还对建立水能资源管理制度作了思考.