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。     

Evaluation of provincial water resources utilization performance in China and its spatial differentiation and driving factor analysisEI北大核心CSCD

采用超效率SBM模型评价了2005—2020年中国省域水资源利用绩效,运用Dagum基尼系数分解法、空间自相关和时空跃迁分析方法解析了其空间分异特征,并利用地理探测器对空间分异的驱动机理进行了分析。结果表明:省域水资源利用绩效水平总体不高;空间差异程度整体呈波动扩大趋势,主要来源为超变密度,其次为地区间空间差异和地区内空间差异;空间分异格局在地理上呈现“东高西低”的空间关联特征,具有显著空间溢出效应,局域空间分布结构较为稳定;人口规模、经济水平和城镇化水平对水资源利用绩效的空间分异具有显著驱动作用,且在不同区域表现不同,全国层面和东部地区属于经济驱动型,中部和西部地区分别为城镇化驱动型和人口驱动型;产业发展水平对水资源利用绩效的空间分异驱动作用具有区域异质性,全国层面和东部地区属于工业驱动型,中部和西部地区分别为建筑业驱动型和农业驱动型。建议各区域根据主导驱动因素制定相关水资源利用绩效协同提升策略。     

Construction of an optimized comprehensive drought index for agricultural watersheds in cold regions and its applicability analysisEI北大核心CSCD

以挠力河流域为寒区农业流域典型区,构建融合多源信息的综合干旱指数用于寒区农业流域干旱特征的评估,并分析其适用性。基于构建的SWAT模型模拟挠力河流域水文气象要素,计算单一的标准化降水蒸散发指数(SPEI)、标准化土壤湿度指数(SSI)和标准化径流指数(SRI),运用主成分分析法和熵权法分别对3种单一干旱指数赋权,通过最小偏差法计算最优组合权重,构建融合气象干旱、农业干旱和水文干旱信息的综合干旱指数(OCDI)。结果表明:OCDI的干旱事件监测结果与历史干旱事件吻合度较高,综合考虑多时间尺度下的OCDI对于挠力河流域干旱状况描述更为准确和全面;3种单一干旱指数监测的干旱程度空间分布差异明显,融合多源信息的OCDI能够从气象干旱、农业干旱和水文干旱多角度揭示挠力河流域综合干旱特征;OCDI与不同类型单一干旱指数均有较高的相关性,在挠力河流域上游对于干旱的综合表征能力更优且年尺度的OCDI综合表征能力优于季尺度和月尺度;OCDI能够较好地识别和区分该流域的综合干旱程度,随着OCDI所识别综合干旱程度的加重,流域实际受旱面积相应增大。     

Supply efficiency of water ecological products and its influencing factors in Zhoushan City based on RSBM-DEA modelEI北大核心CSCD

Based on the construction of the evaluation index system for the supply efficiency of water ecological products in Zhoushan City, the evolutionary characteristics of the supply efficiency of water ecological products in Zhoushan City from 2000 to 2017 were analyzed by using the RSBM-DEA model based on time series data, and the influencing factors were analyzed. The results show that the value of water ecological services in Zhoushan City is mainly reflected in surface water storage and cultural services, showing a fluctuating upward trend. The supporting effect of water ecosystem on the sustainable development of Zhoushan's economy and society has been continuously enhanced. The supply efficiency of aquatic ecological products in Zhoushan City has maintained a fluctuating development trend at a high level, of which pure technical efficiency is the key factor. In 2003 and 2013, it experienced two “trough periods”, mainly caused by the impact of pure technical efficiency. Different factors have different influence directions and degrees on the supply efficiency of water ecological products in Zhoushan City. Among them, the level of science and technology, the construction of water conservancy facilities, industrial structure and the level of economic development have a very significant positive impact, while the annual average temperature and ground hardening rate have a negative impact on the ground hardening rate, and the ground hardening rate has a low impact © 2022, Editorial Board of Water Resources Protection. All rights reserved.     

Analysis of decoupling relationship between carbon emissions and water resources utilization in the Qinhe River Basin based on Tapio and LMDI modelsEI北大核心CSCD

在界定沁河流域研究范围和对沁河流域碳排放趋势特征分析的基础上,采用Tapio脱钩模型分析了碳排放与水资源利用的脱钩关系,并采用LMDI模型分析影响碳排放的主要驱动因素。结果表明:沁河流域整体碳排放呈现波动增长态势,但碳排放增长率波动下降;沁河流域碳排放与水资源利用多数时间处于强负脱钩和扩张负脱钩状态,但逐渐出现强脱钩与弱脱钩状态,水碳关系逐渐向好;水资源利用效应和碳排放强度效应是驱动沁河流域碳排放增长的主要因素,用水效益效应是驱动碳排放减少的主要因素,碳排放强度效应与供水结构效应驱动效果逐渐变得更为显著。     

Study on water resources dispatching and allocation in Jiangsu Section of Eastern Route Project of South-to-North Water Diversion ProjectEI北大核心CSCD

针对南水北调东线工程江苏段受水区的水资源调度与配置问题,以受水区总缺水量最小和泵站总能耗最小为目标,建立南水北调东线工程江苏段水资源优化调度模型。将南水北调工程调水与本地水资源进行联合配置,并以经济效益、社会效益、环境效益最大为目标,构建南水北调东线工程江苏段水资源配置模型。采用基本方案和节水方案进行了模型模拟,结果表明,在降水保证率分别为50%、75%和95% 3种情况下,受水区节水方案缺水率比基本方案分别下降了2.91%、3.61%和3.83%;受水区节水方案下各工程基本完成了受水区的供水任务,且优先利用了泵站单位能耗较小的运西线进行调水,说明优化调度配置方式在保障受水区用水的基础上,能够以更为经济节能的方式运行。     

Analysis of water resources spatial equilibrium in Guangdong,Hong Kong and Macao Greater Bay AreaEI北大核心CSCD

依据2009—2019年粤港澳大湾区社会经济指标和水资源数据,通过泰尔指数、基尼系数对人口、GDP与水资源空间分布的均衡性进行研究,并构建了水资源负载指数模型,分析了区域水资源开发程度。结果表明：2019年粤港澳大湾区人口与水资源量、GDP与水资源量的匹配程度较低,基尼系数分别为0.520和0.651,属于高度不平均等级,且基尼系数呈上升趋势;通过泰尔指数得到了相同的结论,区域间差异对总体差异贡献率较大,而区域内的人口、GDP与水资源匹配差距不突出;2019年粤港澳大湾区水资源负载指数为4.0,等级为Ⅲ级,开发利用程度为中等水平,各城市水资源负载差距悬殊,且呈逐年增加趋势,表现为经济总量大、人口密集、水资源条件相对不足的地区,开发利用程度高、潜力小;粤港澳大湾区水资源空间分布与生产力布局不协调,且水资源空间不均衡性有进一步加剧的趋势。     

基于集对分析联系数的合肥市水资源承载力评价

为科学指导合肥市水资源综合规划与管理,在综合分析水资源承载力与水资源-社会经济-生态环境系统相互关系的基础上,从支撑力、压力、调控力子系统选取13项指标,建立合肥市水资源承载力评价指标体系,运用集对分析联系数评价模型对合肥市2011-2016年水资源承载力进行综合评价。结果表明:合肥市2011-2015年水资源承载力评价等级为3级,2016年为2级,整体形势严峻,承载能力较差,但已有所改善,发展趋势良好;运用减法集对势理论,确定指标人均水资源量、产水模数、植被覆盖率、人口密度、水资源开发利用率、生态用水率是导致合肥市水资源承载力不足的主要因素。     

基于模糊集对分析的新疆水资源脆弱性评价

为科学评价新疆维吾尔自治区的水资源脆弱性状况,基于自然、人为和承载力3个子系统构建水资源脆弱性评价指标体系,通过模糊集对分析模型从时空维度对新疆15个地区(州、市)的水资源脆弱性进行评价,并利用五元引力减法集对势识别其目标层发展趋势。结果表明：空间分布上,水资源脆弱性呈现出东疆较强、南疆次之、北疆较弱的规律;时间趋势上,19.03%的地区脆弱性等级呈上升趋势,18.88%的地区较为稳定,62.09%的地区呈下降趋势,总体上脆弱性状况有所改善,但需对水资源脆弱性状况发展态势恒为偏反势的乌鲁木齐市、哈密市和昌吉回族自治州以及出现反势态势的喀什地区给予密切关注和调控。研究结果可为新疆水资源的高效利用和优化管理提供理论依据。     

水足迹视角下辽宁省春玉米生育期水土资源匹配特征研究

随着气候变化及种植结构调整,农业水土资源配置状况发生改变,研究农业水土资源匹配特征对农业可持续发展具有重要意义。基于作物生产水足迹视角,采用广义农业水土资源匹配系数的计算方法,对 1985—2018年辽宁省春玉米生育期的水土资源匹配特征进行分析。结果表明：1985—2018 年间辽宁省春玉米农业水土资源匹配系数变化波动明显,总体以 14 m³/（hm²·a）增长,多年平均农业水土资源匹配系数值为 5733 m³/hm²。同时,1985—2018 年间辽宁省春玉米农业水土资源匹配状况呈现向好趋势,东部农业水土资源匹配良好的地区增多,西北部农业水土资源匹配较差的范围缩小。未来辽宁省玉米种植结构调整,应立足各地区农业水土资源匹配特征,构建水土资源空间均衡的农业生产体系。     

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。      

基于减法集对势的漳河上游水资源冲突风险评价与态势分析研究

为有效预防漳河上游水资源冲突,积极维护地区水安全,科学合理地评价水资源冲突风险和预测风险态势演化尤为重要。基于水量、用水效率、水质、生态环境和社会经济等5个维度构建了水资源冲突风险评价及态势分析框架,运用熵权法和集对分析理论构建了基于减法集对势的水资源冲突风险评价及态势分析模型,对漳河上游2011-2020年的水资源冲突风险进行评价,通过五元减法集对势动态分析风险发展态势。结果表明：漳河上游水资源冲突风险水平较低且呈现下降的态势;3个省份水资源冲突风险等级由高到低依次为山西省、河北省、河南省。从水资源冲突的5个维度来看,河北省需重点关注水量和用水效率引起的冲突风险,河南省整体情况较好,山西省则需重点关注水量、水质和社会经济引起的冲突风险。研究结果对识别漳河上游水资源冲突风险、缓解水事纠纷和维护地区稳定具有重要的现实意义。     

基于模糊集对分析法的新疆水资源安全评价

根据区域水资源现状,选取18个评价指标,建立了包括水资源、经济社会、生态环境、供需4个准则层的区域水安全评价指标体系;通过熵权法确定指标权重,采用基于模糊集对分析的水资源安全评价方法,对2016年新疆水资源安全状况进行了评价。结果表明:新疆水资源整体的安全状况属于基本安全等级,空间分布上北疆优于南疆和东疆;评价结果与物元分析法和综合指数法评价结果总体上一致,评价结果具有合理性。     

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...     

基于集对分析与可变模糊集的城市水资源安全评价

城市水资源安全定量评价对于制定合理的城市水资源发展战略,促进水资源可持续利用,实现社会经济可持续发展圴具有重要的意义。为此,建立了包括水量安全、水环境安全和社会经济安全3个子系统在内的城市水资源安全评价指标体系。借助于层次分析法和熵值法得到了评价指标的组合权重,构建了集对分析与可变模糊集耦合的城市水资源安全评价模型,并以广州市为例,应用该模型分析了2004～2014年广州市水资源安全状况及其主要障碍因子。分析结果表明:广州市水资源安全水平总体上在不断提高,安全级别从较不安全上升至临界安全水平;水量安全是影响广州市水资源安全的首要因素,人均水资源量、产水模数、客水比例等是阻碍水资源安全水平提升的主要障碍因子。评价模型能够较客观地反映城市水资源安全的时序演变特性和主要制约因素,评价结果比较贴近实际情况,可为城市水资源安全评价提供一种有效可行而又直观的方法。     

面向关系结构的水资源集对分析研究进展

水资源-经济社会-生态环境复杂系统的智能分析是水利科学发展和经济社会发展的重要研究,面向关系结构的集对分析从确定性不确定性的联系和转换的角度提供了一种全面、细致、动态分析该复杂系统的基本途径,对定量处理水资源复杂系统确定性不确定性问题具有重要意义。基于文献计量方法分析指出水资源集对分析研究正发展为一个新兴领域,主要研究成果集中于水利工程、土木工程和资源科学领域,研究热点主要有集对分析中的联系度和联系数方法、水资源分析预测与评价方法及其在水资源承载力、水资源可持续利用、水安全、水资源-经济社会协调发展中的应用。基于上述研究热点,在阐述水资源集对分析的关系结构特征基础上,重点综述了水资源集对关系结构分析、水资源集对预测、水资源集对评价、水资源集对决策调控4个方向的研究进展,并展望了水资源集对分析研究的未来发展趋势,以期进一步推动水资源集对分析的发展,为水资源复杂系统分析管控提供重要理论支撑。