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。     

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...     

基于基尼系数的山西省水资源空间匹配度分析

根据山西省多年的水资源统计数据,采用洛伦兹曲线和基尼系数法构建水资源基尼系数评价法。通过绘制水资源与耕地资源、区域GDP及人口的洛伦兹曲线并计算其基尼系数,分析山西省水资源的空间匹配度。结果表明:山西省水资源的空间匹配度整体较好,3个评价指标分别达到了高度平均、相对平均和比较合理状态,但存在个别地区间差异明显的情况。通过对差异原因进行分析,提出对山西省水资源分布不合理的地区采取适当的调水措施,并针对总体缺水状况采取有效的节水措施。     

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...     

基于基尼系数的邯郸市水资源空间分配公平性分析

为了分析邯郸市水资源在空间分配上的公平性问题,通过Matlab软件积分求解基尼系数,应用基尼系数分析水资源与耕地、第二产业和人口的匹配程度。结果表明,邯郸市水资源与耕地、第二产业总产值和人口的空间匹配基尼系数分别为0.4548,0.3244,0.4971。依据联合国对基尼系数的划分标准,邯郸市水资源匹配度处于较差或一般水平,即该市水资源空间分配公平度较差。在未来水资源的优化配置过程中,相关部门应注意水资源空间匹配的合理性问题和统筹规划,以提高水资源利用效率。     

基于联系数的城市水生态文明建设评价方法

为对不同不确定性条件下城市水生态文明建设进行定量评价,识别城市水生态文明建设中的薄弱指标并判断建设状态的发展趋势,提出了采用遗传模糊层次分析法筛选评价指标,采用联系数方法进行定量评价,并综合运用级别特征值法、属性识别法、减法集对势法和加权综合得分法来评价城市水生态文明建设状态的城市水生态文明建设评价方法。以安徽省马鞍山、淮北、六安、池州城市水生态文明建设评价为例对所提出的方法进行了验证,评价结果与实际情况契合度较高,表明该方法合理可靠;该方法充分利用了相关评价信息,分析和判断结果合理,应用简便,可用于不同城市水生态文明建设动态评价。     

基于联系数的安徽省抗旱能力综合评价模型

为合理确定区域抗旱能力评价指标体系及其评价等级标准,在随机、模糊等不确定性影响因素下建立了有效的抗旱能力定量评价模型,利用基于加速遗传算法的模糊层次分析法和变异系数法分别计算了指标的主客观权重,建立了基于联系数的抗旱能力综合评价模型。该模型从样本、子系统、指标3个层次表达评价样本的抗旱能力,并采用置信度准则对评价结果进行了补充验证。运用该模型综合评价了安徽省17个地级市2007年的抗旱能力,提出了提高抗旱能力的建议。结果表明:①提高农业用水效率、改善种植结构是增强安徽省抗旱能力的有效途径之一;②抗旱能力建设必须在科学的指导下分阶段、有的放矢地进行,短期内应加强工程与非工程抗旱能力建设,长期抗旱能力建设主要是提高科技抗旱水平以及生态抗旱能力,实现人与自然的和谐共处。     

基于投影寻踪权重优化的水资源承载力评价模型

针对基于专家判断的层次分析法(AHP)等主观定权方法存在一定的主观随意性,会导致区域水资源承载力评价结果具有不确定性的问题,提出采用投影寻踪(PP)方法优化AHP确定的指标权重,再结合减法集对势理论,构建了基于PP-AHP方法定权的水资源承载力评价模型,并以安徽省水资源承载力评价为例加以验证.结果表明:该模型能够进一步...     

新疆水资源开发利用的空间均衡分析

为明确新疆水资源开发利用的空间均衡程度,选取与水资源开发利用相关的12个指标,采用空间均衡度计算方法,计算了 2004-2017年新疆各地州各指标的空间均衡系数及水资源开发利用的总体空间均衡度,并与采用基尼系数方法的计算结果进行了对比.结果表明,新疆各地州的城镇化率及单位面积农田灌溉用水量在空间上较为均衡,而水资源开发...     

水资源承载力动态评价的引力减法集对势方法

为动态分析水资源承载力变化状况、准确识别脆弱性指标,采用万有引力和阻尼系数的思想,构造了用以反映集对事件的联系程度及态势的引力减法集对势。将引力减法集对势应用于水资源承载力动态分析评价中,并与现有的减法集对势进行对比分析。结果表明:引力减法集对势对安徽省水资源承载力的动态分析及态势分析的结果与现有的减法集对势结果相一致,这两种集对势之间的相关系数接近1.0;引力减法集对势诊断出以下指标—植被覆盖率、人口密度、入河污水排放达标率、水功能区水质达标率和生态用水率是安徽省2005—2015年水资源承载力评价的脆弱性指标,需重点调控,其他指标需注意做好改善工作。因此,引力减法集对势方法运用于安徽省水资源承载力动态评价与诊断是可行的;该方法解释性强、计算简便、结果符合实际、适用性强,为判断集对事件的当前状态及发展趋势提供了新途径,在系统动态分析评价中具有应用前景。     

广州市用水结构空间均衡差异性分析

以空间均衡治水方针为指导思想,采用基于洛伦兹曲线、基尼系数的方法,对广州市用水结构整体趋势及均衡差异性进行了分析。结果表明:广州市用水结构空间分配不够均衡,大部分区域已超过设定的警戒线标准;农业用水空间分配差距较大,主要集中于从化、花都、增城区等市内非核心区;工业用水结构虽然整体分布较均衡,但黄埔区与其余区域存在巨大差异,区位熵是其他区域工业平均区位熵的3倍;居民生活、城镇公共、生态环境用水结构空间分配差距悬殊,表现为向天河、越秀、荔湾等市内核心区域集中,且用水量保持逐年增加的趋势,这在一定程度上加剧了区域差异性;各类用水结构差异性虽已得到有效控制,空间均衡性处于平稳阶段,但仍未达到"空间均衡"治水目标,应进一步强化用水监督管理,实现用水结构合理布局和水资源的优化配置。     

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。     

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。     

基于联系数的流域水安全评价模型

建立了流域水安全评价指标体系和评价标准,用基于加速遗传算法的模糊层次分析法筛选指标、确定各指标和子系统的权重,用集对分析方法建立了基于联系数的流域水安全评价模型(CN-AM).CN-AM可从指标、子系统和样本3个层次定量地分析流域水安全的复杂状态,既可测度流域水安全整体状态的高低程度,又可识别影响流域水安全状态的重要指标和重要子系统.CN-AM在巢湖流域中的应用结果表明,基于联系数的均分原则评判方法与属性数学的置信度准则评判方法具有一致性和互补性,联合应用可保障CN-AM评价结果的可靠性.巢湖流域水安全系统处于临界安全状态,应提升流域的经济和科技发展水平、推广节水技术、加快城市化进程和控制人口增长,以提高该流域水安全的保障程度.     

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。