水资源空间均衡系数计算方法及其应用

为分析水资源在空间分布、开发利用及经济效益方面的均衡状态,采用基尼系数与协调发展度的方法,基于水资源负载指数、水土资源匹配系数和用水效益计算水资源空间均衡系数,并对水资源负载指数、水土资源匹配系数和用水效益的均衡性进行计算分析,确定了合理的权重。以全国31个省级行政区为计算单元计算了2017年全国水资源空间均衡系数,结果表明,各省级行政区水资源压力极不均衡,水土资源匹配差异较大,用水效益与经济社会发展有一定的关系,沿海经济比较发达的地区用水效益明显高于中西部地区;全国水资源在时空分布、开发利用以及对经济社会发展的支撑作用中表现为不均衡状态。     

基于有序联系度熵的水资源空间均衡综合评价方法

实现水资源空间均衡目标是当前我国水资源集成化管理实践的重要思路。为有效描述水资源空间均衡不同子系统及均衡指标之间的关系结构特征及整体均衡态势,提出从水资源承载压力、支撑力及调控力三大子系统之间的作用关系角度出发,采用集对分析三元联系数刻画不同均衡指标与相应承载等级之间的单指标联系属性,利用有序度熵与三元联系数耦合模型表征水资源空间均衡系统整体均衡态势及其变化趋势,并依据减法集对势诊断识别制约水资源空间均衡态势变化的关键影响因素,最终提出了基于有序联系度熵的水资源空间均衡综合评价方法（OCDE）。上述方法在安徽省不同地市2009-2018年水资源空间均衡综合评价的应用结果表明：皖南地区水资源空间均衡程度最高,皖中次之,皖北最差,全省2009-2018年水资源空间均衡系统整体均衡态势呈现逐渐改善的趋势,且人均水资源量和产水模数是制约全省及不同地市水资源空间均衡系统均衡态势变化最主要的负向驱动因素。上述计算结果与安徽省历史年份经济社会发展统计数据基本一致,表明构建的水资源空间均衡综合评价模型计算结果合理有效,可为制定和实施区域水资源空间均衡措施及方案提供科学有效的决策依据。     

水资源空间均衡理论应用规则和量化方法

空间均衡是新时期水利发展的重要导向,是水利工作开展所需要遵循的基本要求。如何实现水资源空间均衡管控是水利发展的重要内容和挑战。在前期水资源空间均衡理论方法及应用框架研究的基础上,阐述了水资源空间均衡的理论需求及基本原理,以回答“为什么要实施水资源空间均衡？”; 介绍了水资源空间均衡的理论体系框架与主要内容,以回答“水资源空间均衡理论是什么？”; 提出了水资源空间均衡理论的应用规则和量化方法,以回答“水资源空间均衡理论如何应用？”。其应用规则包括遵循三大规律、符合三条原则、承担四项任务、具备三大功能,是正确应用水资源空间均衡理论的守则。其量化方法包括水资源空间均衡判别准则量化、水资源空间均衡度计算、水资源空间均衡优化模型、水资源空间均衡规划方法、水资源空间均衡预警评价与综合调控。研究认为,水资源空间均衡理论是指导区域或流域水利乃至综合空间均衡发展的一个重要支撑,为完善水资源空间均衡理论、落实空间均衡管控提供了解决途径和具体方法。     

基于联系数和耦合协调度的水资源空间均衡评价方法

为定量分析评价水资源空间均衡状况和空间差异,采用联系数和耦合协调度相结合的方法对区域水资源空间均衡进行评价.综合考虑水资源-经济社会-生态环境的复合关系,构建了由水资源承载支撑力和承载压力2个系统、15个评价指标组成的水资源空间均衡评价指标体系,并采用基于加速遗传算法的模糊层次分析法计算了评价指标权重,提出了基于联系数...     

基于水资源配置的空间均衡度评价方法

为量化水资源配置对空间均衡的提升作用,系统评价水资源配置方案空间均衡度,研究基于水资源配置系统“水源-供水设施-受水区-用水户”的整体结构,从水源均衡、设施均衡、单元均衡和用户均衡4个方面分别选择了均衡度评价指标,构建水资源配置空间均衡度综合评价指标体系,并提出基于熵权-TOPSIS法的水资源配置空间均衡度评价方法。以昌邑市水资源配置系统为例,设置12种水资源配置方案来探究不同调控措施对水资源配置空间均衡度的影响。结果表明：该方法不仅可以量化不同调控措施对水源均衡、设施均衡、单元均衡和用户均衡的影响效果,还能够评估配置系统整体的水资源配置空间均衡度,可为水资源配置与空间均衡相关研究提供借鉴。     

京津冀地区水资源空间均衡评价及调控措施

为科学诊断京津冀地区水资源空间均衡状态、切实提高京津冀协同发展水安全保障水平,通过河道内外、地表地下水资源供需分析,计算各评价单元的综合缺水量和综合缺水率,以水资源空间均衡度为评价指标对京津冀地区水资源空间均衡进行了评价。评价结果表明,现状情景下京津冀地区整体处于不均衡状态,沧州、衡水等6个评价单元处于严重不均衡状态;未来情景下随着调水和节水力度加大,水资源空间不均衡状态得以改善。基于评价结果从供、需两端提出了确定开发上限、强化节约用水、退减不合理用水、保障生态环境用水、多渠道增加供给和健全法制体制机制等水资源空间均衡调控措施。     

水资源空间均衡理论方法及应用研究框架

面对日益凸显的水资源空间不均衡问题和矛盾,推进和落实水资源空间均衡已成为当前水利工作的一项重要内容。但是到底什么是水资源空间均衡以及其理论方法是什么,是当前迫切需要回答的问题。通过对现有空间均衡研究的梳理和分析,结合水资源空间均衡发展理念的形成背景,提出了水资源空间均衡的定义以及水资源空间均衡理论的概念;在对水资源空间均衡原理理解的基础上,提出了水资源空间均衡理论体系框架,并对其主要研究内容进行了介绍;最后,从理论、方法和应用3个方面对水资源空间均衡研究的下一步工作进行了展望。总体来看,水资源空间均衡理论方法的研究对解决我国现代治水实践中的空间不均衡问题,支撑国家现代化水利建设论证与规划,促进水资源、经济社会和生态环境空间均衡发展具有重要的指导作用,可为今后开展水资源空间均衡管控与实践奠定基础。     

基于区间直觉模糊TOPSIS法的水资源空间均衡评价

为更好体现指标值的模糊性以及评价结果的客观性,将区间直觉模糊集引入水资源空间均衡评价,构建包含水资源禀赋和水资源利用两个子系统的评价指标体系。采用改进的区间直觉模糊TOPSIS法计算相似度、区间直觉模糊熵法确定权重,构造不均衡系数,建立基于改进区间直觉模糊TOPSIS法的水资源空间均衡评价模型。将模型应用于山西省2015—2019年水资源空间均衡评价,结果表明：山西省水资源空间均衡等级总体为中部均衡、北部较均衡、南部较不均衡,其中太原市为水资源空间不均衡等级;该模型能够反映各地级市水资源空间均衡程度并揭示其空间不均衡的原因,有效评价水资源空间均衡。     

基于联系数的大型灌区水资源空间均衡评价与优化调控

区域水资源空间均衡评价与调控是水资源开发利用与经济社会协调发展的重要技术基础和科学管理手段。可供水量与需水量是区域自然资源条件和经济社会活动对水资源系统的综合体现指标,二者之间的平衡关系可以直观地揭示水资源系统的单元供需均衡和空间均衡程度。针对水资源空间均衡研究现状,首先以供需差占供需总量比定义并计算水资源系统的单元供需均衡度;再以各单元面积、人口和经济占比确定单元的系统权重,并运用七元联系数将各单元均衡度综合为系统空间均衡等级并识别均衡状态;以淠河灌区现状及远景规划年为例,对有无水量调配下水资源空间均衡状态开展评价计算与对比分析,最后针对性地提出提高灌区水资源空间均衡状态的优化调控方案。研究结果表明:现状水平年灌区水资源空间均衡状态经系统内水资源调配后有明显提升;远景规划年不同来水情景下,水资源供需矛盾较为尖锐,只有在充分节水基础上借助系统内、外多水源调配方能使灌区水资源系统达到基本均衡;单元供需均衡度能同时表达缺水型失衡和余水型失衡而更有普适性;改进的七元联系数评价模型可更加细致地刻画复杂水资源系统的不确定性,为准确判别区域水资源系统所处空间均衡状态提供了新思路新途径;大型灌区内部...     

基于空间均衡的水资源合理配置研究

水是经济社会发展的基础性、先导性、控制性要素,水的承载空间决定了经济社会的发展空间,而水资源短缺且空间分布不平衡的矛盾在我国北方地区尤为突出。研究引入“空间均衡”治水思路,在传统水资源配置基础上,加入空间均衡的目标函数与约束条件,构建以空间均衡、经济、社会、生态环境为目标函数,以空间均衡、可供水量、变量非负为约束条件的水资源双层多目标配置模型,并采用改进遗传算法进行求解。将模型应用于内蒙古自治区通辽市科尔沁区进行水资源合理配置研究。结果表明：规划年水资源空间均衡水平明显提高,2025年水资源总体空间均衡度由现状年的0.40提高到0.71,空间均衡水平达到较均衡等级,2030年水资源总体空间均衡度将继续提高至0.83,达到基本均衡等级。本研究更新了水资源配置思路,可为科尔沁区水资源精细化管理提供技术支撑,也可为我国北方干旱地区开展水资源规划配置工作提供参考和借鉴。     

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。     

基尼系数在调水水资源分配中的应用研究

跨流域调水是调整水资源空间分布,提高水资源与人口、土地、生产力布局匹配程度的有效途径。借鉴经济学中洛伦兹曲线和基尼系数的概念,提出采用水资源与耕地、GDP和人口3项匹配基尼系数指标来分析跨流域调水工程水源区与受水区的水资源空间匹配程度,并以南水北调中线工程为例进行实例计算和分析。计算结果说明了方法的有效性,研究成果可供跨流域调水决策参考。     

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。     

引汉济渭受水区用水结构及水资源空间匹配分析

以引汉济渭调水工程受水区——陕西省关中地区为研究区域,引入洛伦兹曲线、基尼系数,对调水前后关中地区的用水结构及水资源的空间匹配情况展开研究。研究结果表明:(1)调水后,水资源量与各要素的基尼系数均有所下降,说明调水工程可以改善水资源与各要素之间的空间匹配程度,促进水资源与人口等要素间的协调发展;(2)工业用水、生活用水以及生态用水的基尼系数均有所下降,农业用水的基尼系数有所上升。由研究结果可以看出,调水工程可以改善工业、生活、生态用水空间分布的均衡性,而使农业用水空间分布更为集中,有利于促进关中地区整体生态文明的建设,推动关中地区的可持续发展,使得农业用水集约化,对优化关中地区的产业格局可以起到一定的促进作用。     

基于洛伦兹曲线的甘肃省用水结构分析

辨析区域用水结构特征,对于优化区域水资源配置、社会经济与生态环境协同发展具有重要意义.利用洛伦兹曲线、基尼系数、洛伦兹不对称系数等方法,对甘肃省各区域近10 a来用水结构时空分布特征、均衡差异性、主要用水指标(万元GDP用水量、万元工业增加值用水量、人均综合用水量和净灌溉用水量)进行研究,并对研究结果进行定量分析.结果...     

中国水资源与经济社会发展匹配度的动态分析

以中国六大地理分区2004～2015年间的水资源量为基础数据,以GDP、人口和耕地面积作为经济社会发展要素,构建和计算六大分区的水资源与经济社会发展要素之间的基尼系数。在此基础上,运用MannKendal检验法对六大地理分区的水资源与经济社会发展要素的基尼系数进行趋势分析。研究结果表明:(1)华北地区最强的水资源约束是水资源与GDP不匹配;(2)中南地区最强的水资源约束是水资源与耕地面积不匹配;(3)西北地区最强的水资源约束是水资源与人口不匹配。其中,中南地区水资源与经济社会发展要素不匹配程度较轻,华东地区、西北地区和西南地区的水资源与经济社会发展要素不匹配程度较重。另外,全国各分区的水资源与经济社会发展要素的基尼系数在2004～2015年间没有明显变化的趋势。