水资源环境与农业经济的系统耦合及协调发展

随着农村城镇化进程加快及农业生产规模不断扩大,农业水资源环境问题日益突出,构建水资源环境与农业经济的系统耦合模型对促进农业可持续发展具有指导意义。在分析水资源环境与农业经济耦合关系的基础上,从系统维度研究了农业水资源、农业经济、水污染治理和水环境等四个子系统的耦合机理,从过程维度分析了系统投入、系统生产和系统产出等过程的耦合,并提出耦合过程受到水资源承载力、生态环境意识、水污染治理措施及水环境安全等约束条件限制;最后提出水资源环境与农业经济协调发展的构想。     

基于熵权-云模型的湖北省水资源可持续性评价

为实现湖北省高质量发展,提高湖北省水资源集约节约利用水平,基于“人-资源-自然”构建了湖北省水资源可持续性评价指标体系,由水资源条件、社会经济、环境生态3个子系统和19项指标构成,并确定了评价指标5级分级标准。基于熵权法和云模型构建了湖北省水资源可持续性评价模型,对2019年湖北省17个市州的水资源可持续性进行评价。结果表明,湖北省水资源分布不均,大部分城市水资源短缺,城市之间水资源供需不平衡;部分城市农业用水量过大,水资源浪费严重,影响经济发展;大部分城市污水处理能力不够,水环境受到污染。评价结果与实际情况比较吻合,说明所建模型合理可行。     

水资源管理中的水-能源-经济耦合关系

为研究水资源、能源与社会经济之间的耦合协调关系及时序变化特征,基于水资源管理"三条红线"制度的内涵,建立了水资源-能源-经济系统的耦合协调评价指标体系,利用耦合协调模型定量分析整个系统的协调发展水平及子系统相互之间的耦合关系。以山东省为例,分析其2005～2016年水-能源-经济系统的耦合协调发展水平及变化特征。发现山东省水资源、能源与社会经济一直处于高水平耦合阶段,相互作用程度显著;耦合协调度呈波动式上升状态,从勉强协调发展类升至中级协调发展类,但三者之间仍存在较大的耦合协调空间,故应提高水资源与能源的开发利用效率,加强环境保护力度,促进区域经济的协调可持续发展。     

基于模糊集对聚类评价模型的云南省区域水资源用水效率评价

为给云南省15个市(州)实施最严格水资源管理提供技术依据,基于模糊集对聚类评价模型,选择了万元GDP用水量等11项指标构建了区域用水效率评价指标体系,确定了评价标准并计算了各个评价指标值及权重,进而构建集对并计算了15个市(州)的联系度,最终从经济、社会、生态三个方面综合评判了各地的水资源用水效率,并与数据包络分析法的计算结果做了比较。结果表明,利用该模型评判的区域水资源用水效率符合当地实际情况,且计算方便,易于操作、评价结果可行、有效。     

基于耦合模型的福州市暴雨内涝研究

以福州市内涝问题为例,通过耦合协调度模型分析了福州市的城市化与水环境耦合关系,并运用综合风险指数评估了福州市内涝风险情况.结果表明,福州市城市化与水环境耦合协调度整体上呈上升趋势,目前已达到优质协调高水平耦合阶段,但城市内涝风险值却不断上升.因此,耦合关系并不能完全表明城市化与水环境的内部矛盾趋势,现阶段仍需注重水环境...     

近十年来湖南省产业结构与用水结构的耦合协调关系

为研究湖南省产业结构与用水结构的协调耦合关系,运用灰色关联度模型寻求湖南省产业结构与用水结构间的互动影响因素,辅之耦合协调度模型,从时空尺度定量分析两者的耦合协调程度及其变化过程。结果表明,湖南省产业结构与用水结构的关联度均在0.5以上,处于高关联水平;从时间上看,湖南省产业结构与用水结构耦合关系可划分为磨合阶段(2007～2009年)、拮抗阶段(2010～2013年)、初级协调阶段(2014～2016年)三个阶段;湖南省14个市州产业结构与用水结构的耦合度在空间分布上差异明显,大致可分为初级协调型(长沙市、株洲市、湘潭市、岳阳市、常德市)、磨合型(益阳市、衡阳市、郴州市、娄底市)、拮抗型(怀化市、永州市、邵阳市)、失调型(张家界市、湘西州)四种类型。研究成果对湖南省产业结构升级及水资源合理配置有一定指导意义。     

流域复合系统协调度的评价方法研究

以江苏里下河地区为例,研究了流域协调度的评价方法,针对流域的水资源、生态环境、社会经济三大子系统建立了流域协调度的评价指标体系,确定了流域协调度的评价模型,从流域发展协调度和流域对比协调度两方面对流域复合系统协调度进行了计算分析.结果表明,该区域协调发展,并通过对比寻求制约因素,针对现状提出了相应的改善对策.     

基于DPSIRM模型的河北省水资源承载力评价

针对河北省水资源短缺现状,结合"水专项"污染防治工作进展情况,构建基于DPSIRM模型定性与定量相结合的水资源承载力评价指标体系,并应用模糊物元综合评价法计算河北省水资源承载力。结果表明,河北省水资源承载力指标体系中压力子系统占比较高,生活、生产和水环境变化对水资源影响较大;管理子系统占比较小,当前水环境管理水平较低。整体上水环境承载力处于Ⅲ级水平,各年承载力水平呈上升趋势,2015～2017年承载力水平较高。研究成果可为后续水环境治理提供参考。     

杭州市用水效率与经济耦合协调发展评价研究

根据杭州市实际情况,从用水效率、经济发展角度选取20个指标构建了评价杭州市用水效率与经济耦合协调发展的指标体系,采用熵权法对选取的评价指标进行权重计算,根据耦合协调模型分析了杭州市的用水效率与经济耦合协调发展情况。结果表明,杭州市处于粗放型用水阶段,用水效率与经济发展水平的相对发展度波动较大,主要与用水效率波动较大有关;耦合度在0.48～0.50之间,处于拮抗阶段,接近磨合阶段;耦合协调度处于0.40～0.50之间,并且越来越接近0.5,处于中度协调耦合阶段,并向高度协调耦合阶段过渡,用水效率与经济发展的协调发展趋势更加明显。     

江苏省经济发展与水土资源的耦合协调度研究

水土资源的合理利用不仅影响到区域水土资源安全，还对经济能否持续健康发展具有决定作用。为此，基于熵值赋权法，构建了经济—水资源—土地资源系统内三者间的耦合协调度模型，研究了2004～2019年江苏省经济发展与水土资源的整体耦合协调度及经济发展、水资源、土地资源三个子系统两两间的耦合协调度。结果表明，2004～2019年间，江苏省经济发展与水土资源耦合协调程度总体处于基本协调水平；经济发展与水资源、经济发展与土地资源的耦合协调度不断下降，自2013年起该省经济发展进入水土资源开发过度型经济发展模式；水土资源之间的耦合协调度总体相对平稳且多为水资源供给充足型土地利用模式。     

江苏省生态河湖建设效果评价

为科学评价生态河湖建设效果,从水安全保障、水资源保护、水污染防治、水环境治理、水生态修复和水文化建设6个方面优选出包括23个评价指标的指标体系,耦合G1法和熵权法确定指标权重,构建了改进灰色聚类集对分析评价模型,并利用该模型对江苏省2015～2019年的生态河湖建设效果进行评价。结果表明,江苏省生态河湖建设效果逐年提高,并在2019年评价等级达到优秀,与实际情况基本一致。可见该评价模型合理、结果可信。     

近10年间南京市生态环境与水资源的耦合关系

为评价南京市生态环境与水资源之间的耦合协调程度,基于相关统计数据,建立了南京市生态环境和水资源综合指数评价指标体系。利用耦合协调度模型,定量分析了南京市2005~2014年生态环境与水资源之间的耦合关系。结果表明,南京市生态环境状况前期良好,后期有所恶化,水资源发展水平逐步改善,生态环境与水资源基本处于协调发展状态,但离高度协调还有一定差距,且两系统间空间差异明显。南京市应进一步提高水资源利用效率,加强环境保护力度,确保两者的协调状况稳中趋优。研究成果可为南京市水资源开发及生态环境建设提供理论依据。     

基于承载过程的安徽省水资源承载力动态评价

针对水资源-经济社会-生态环境复杂系统的水资源承载力评价问题,提出从水资源支撑力、水资源压力、水资源调控力三个子系统选择指标,建立基于承载过程的水资源承载主客体耦合评价模型,对安徽省水资源承载力进行动态评价。结果表明,安徽省各评价年水资源总体处于可载状态,承载支撑力不足地区人口趋于超载,经济超载地区多为重工业城市,皖北地区承载力总体小于皖南和江淮地区。计算结果符合研究区域实际情况,可为安徽省水资源的可持续承载提供依据。     

基于DPSIR模型的长江流域中部地区水环境治理绩效评价

为评价水环境的治理绩效,构建了基于主成分分析法的水环境治理绩效评价DPSIR模型,对长江流域中部地区的湖南、湖北、江西、安徽四省2011～2017年的水环境数据进行主成分分析,并定量评价了长江流域中部地区四省在2011～2017年间的水环境治理绩效情况。结果表明,驱动力、压力、状态、影响、响应的权重值分别为0.3135、0.1901、0.1932、0.1632、0.0615,湖北、湖南、江西、安徽等中部四省的水环境综合治理指数分别为-0.1730、0.4109、-0.3758、-0.5809。可见2011～2017年湖南省水环境治理综合效果最好;江西省2016～2017年治理综合指数涨幅最大,发展协调度最好。     

基于Bayes-TOPSIS模型的赣州市水资源承载力综合评价

为协调水资源紧缺与赣州市深化振兴发展之间的关系,构建了包含水资源、社会、经济、生态环境四个子系统的评价体系,应用Bayes-TOPSIS模型对赣州市2010～2018年的水资源承载力状态进行评价分析。结果表明,2010～2018年赣州市水资源承载力状态在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三个等级之间波动;水资源承载力状态从良到差排序为2011、2018、2016、2010、2017、2012、2013、2014、2015年;影响水资源承载力的主要评价指标依次为环境污染治理投资指数、人均水资源量、产水模数、第三产业比重和城镇生活污水日处理能力;赣州市可在生态环境治理、产业结构优化、节水等方面加大工作力度以提高水资源承载力。     

光伏产业与环境支撑体系的耦合协调研究

以光伏产业发展与环境支撑体系之间的协同关系评估为主要研究目标，在确定评价指标和利用层次分析法对其进行赋权的基础上，构建二者的耦合协调度模型，计算得到2014—2020年全国总协调度和各个地区的协调度。结果表明：在2014—2020年，全国光伏产业与环境支撑体系的总协调度呈逐年递增趋势；其中，海南与重庆的耦合协调度最低；甘肃、青海与西藏等地高度耦合。为了更好地评估全球气候变暖导致的辐照变化可能给光伏产业发展带来的影响，在运用区域气候模式PRECIS预测得到未来气候变化条件下（RCP4.5与RCP8.5两个情景）辐照量的基础上，计算了气候变化条件下2030—2060年全国总协调度和各个地区的协调度。相较于现状评估结果，未来辐照量的增加、光伏发电技术的不断发展和配套基础设施的逐渐完善，全国的总协调度和各个地区的协调度均高于现状值，在合理的政策支持和技术创新条件下，有望进一步达到高度耦合协调甚至是优质耦合协调状态。     

水文-水力耦合法河流生态需水量计算方法研究

结合汉江中下游这类南方河流面临的水资源紧缺与水环境恶化问题,建立了分别基于水文学与水力学的河流生态需水量计算模型,提出了水文-水力学耦合生态需水量计算方法。经汉江中下游河道多个不同河段、不同典型年、河流生态需水量计算研究,得出了该河流分段生态控制流量。本研究为河流生态需水量计算理论的发展,和南水北调中线工程实施后丹江口水库的合理调控以及汉江中下游地区水资源科学管理提供了依据。     

我国区域用水结构与产业结构的协调评价

为分析区域用水结构与经济发展的协调性问题和响应关系,以各行业用水消耗水平、可持续发展水平、居民生活用水结构水平为参考给出用水结构评价指标,以产业结构高度化水平、区域科技发展水平、对外开放水平、能耗水平为参考给出产业结构评价指标,构建了区域用水结构与产业结构协调评价体系,建立了区域用水结构与产业结构的协调度评价模型。并对全国经济及水资源原始数据进行处理计算,用层次分析法和熵值法确定指标权重代入协调度评价模型,获得了全国用水结构与产业机构协调度水平排名。结果表明,全国用水结构与产业结构基本协调,产业结构水平不容乐观,部分地区尤其是水资源丰富地区用水结构亟待合理化,建议应调整产业结构、优化用水结构。     

城市水环境治理效率时空演变及影响因素研究

以湖北省16个市州为例，从非期望产出角度出发，运用DEA-SBM模型对2014～2018年16市州水环境治理效率进行测算，结合GIS空间分析法，探究城市水环境治理效率时空变化特征，采用多元线性回归模型分析城市水环境治理效率的影响因素。结果表明，湖北省城市水环境治理效率呈上升趋势，但不同城市之间水环境治理效率时序变化存在差异；湖北省城市水环境治理效率呈中部地区低，东部、西部地区高的空间分布态势；基础设施水平、环境规制对城市水环境治理效率呈显著正向影响，城镇化水平对水环境治理效率呈显著负向影响。     

唐山市水安全现状综合评价与预测

针对唐山市地域特征和水安全现状,采用压力一状态一响应模型(PSR)建立了唐山市水安全评价指标体系,利用层次分析法确定各指标权重,对唐山市2004~2012年水安全状况进行综合评价,并在此基础上利用灰色系统模型GM(1,1)对唐山市2013~2020年的水安全状况进行预测。结果表明,唐山市2005~2009年的水安全状况处于基本安全状态,2012年水安全状况转为安全,但仍在安全与不安全状态的边缘波动,2013~2020年城市水安全状况会逐渐好转,但压力、状态、响应因子呈现不同的变化幅度,说明人类社会经济活动对水环境的影响较大,仍需加大水环境保护投资和水环境污染治理力度,提高水资源承载力才能形成生态环境与社会经济和谐发展的局面,从而确保城市用水安全。