基于DPSIRM框架的区域水资源承载力综合评价

综合考虑影响水资源系统的资源、生态、环境、经济、社会等因素,论文通过对水资源系统内在机理研究,构建基于驱动力-压力-状态-影响-响应-管理（DPSIRM）概念框架的水资源承载力DPSIRM评价指标体系,给出各子系统明确的含义,以反映系统内部各要素之间的关系。在此基础上,将模拟退火算法用于投影寻踪优化,构建耦合SA-PP模型。并将模型应用于2003—2012年云南省水资源承载力综合评价,并分析投影特征值的历年变化特征。研究结果表明：2003—2012年云南省水资源承载力呈逐步上升趋势,即在当前社会经济发展水平下,云南省水资源承载力逐步增强,社会经济发展的规模处于水资源可支撑的规模范围内。2006年以前,水资源承载力呈加速增长趋势,其增长潜力较大。2006年以后,水资源承载力波动幅度较大,而2009和2011年年增幅趋于零。最佳投影方向各分量的大小反映了各评价指标对水资源承载力的影响程度,值越大则对应的评价指标对水资源承载力的影响程度越大。对水资源承载力影响程度最大的5项指标依次为：生活污水排放量、“三废”治理投资、人均GDP、单位GDP水耗和森林覆盖率。压力子系统对水资源承载力影响比重为26.15%,表明压力子系统是影响云南省水资源承载力的最重要因子。研究表明此模型具有实用性,可为区域水资源规划与管理提供科学决策依据。     

基于主成分分析的恩施州水资源承载力研究

为了探究恩施州水资源承载力状况,本文根据统计年鉴等资料,选取了13个指标,采用主成分分析法确定了3个主成分,并对恩施州2003—2010年的水资源承载力状况进行了分析与评价。结果表明:社会经济发展水平、人口、水资源利用状况是影响恩施州水资源承载力的主要因素;2003—2010年恩施州水资源承载力整体上呈现稳步上升的趋势。为了进一步提高恩施州水资源能力,建议采取继续降低万元工业增加值用水量、提高水功能区达标率等措施,并严格执行水资源管理制度。     

基于熵模型的城市水资源承载力研究——以开封市为例

城市水资源承载力是水资源对城市社会经济发展规模支撑能力的表征,是城市水安全的基本度量,它是涉及社会经济系统、水资源系统和生态环境系统的一个衡量指标。论文利用灰色系统理论、模糊集理论和最大熵原理相结合的熵模型对开封市未来预测年份水资源承载力进行评价,特别考虑了半湿润地区开封城市主要利用黄河客水资源的特点,选取了客水利用率这一评价指标。研究结果表明,2010年和2020年开封市城市发展无论在哪种预测情景方案下的水资源承载力综合评价都处于2级与3级之间,并且距离2级很近,说明水资源的开发强度很高,继续开发利用的潜力很小。研究成果可为中型城市水资源承载力评价及城市发展规划提供依据。     

水资源承载力评价的升半Г型分布指数公式

正确评价区域水资源承载能力,对合理、充分利用水资源以及促进区域社会、经济的可持续发展具有重要的现实意义。论文采用升半Г型分布曲线模拟水资源承载力各指标对评价过程的影响,并通过区域水资源承载力评价指标体系规范化处理,对升半Г型分布函数进行改进,提出用于水资源承载力评价的升半Г型分布指数公式。经过规范化数据处理方式,升半Г型分布指数公式就可以忽略指标个数的影响,具有普适性。公式中的参数采用粒子群算法优化后,得到适用于多区域、多项指标的具有通用性和普适性的水资源承载力评价公式。将优化好的指数公式应用到玛纳斯河流域和塔里木河流域水资源承载力评价等实例分析,研究结果表明：指数公式的评价结果与其他多种方法的评价结果一致,消除了评价指标数目多少的限制和区域性评价指标各异性的限制,省去了复杂的编程计算工作,具有实用性和可行性。在实际评价中,待评价区域的水资源承载力评价指标体系即使与论文选定的评价指标体系不同,也能经过规范化处理后直接采用该指数公式进行评价,为评价模型的普适化、简单化提供了一条途径。     

滇池流域水环境承载力及其动态变化特征研究

为了定量分析人口增长、经济发展、资源短缺和环境污染等因素对流域水环境的综合影响,建立了湖泊水环境承载力多目标优化模型.同时,选取人口、灌溉面积、国民生产总值(GDP)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)作为水资源和水质量承载力指标,运用层次分析法(AHP)确定各指标对湖区水环境承载力的权重,并运用指标体系评价法分别计算了2003—2010年滇池流域水环境承载力.结果表明,流域内人口承载度超标,经济承载压力显著增长,富营养化指标——TP、TN呈高负荷波动状态.滇池流域水环境承载力为负承载,水质量承载力影响程度更大.研究结果可为滇池流域的社会经济发展规划、生态环境保护和水资源可持续利用提供科学依据.     

太湖流域水环境承载力评价研究

构建"驱动力D(人口、社会经济发展)-压力P(水资源问题与污染排放)-状态S(水质变化)-影响I(自然生态、水土资源)-响应R(污水处理、用水普及)-管理M(绿化、投资)"(DPSIRM)评价模型,并从社会经济、水资源、水质状态、投资管理等方面选取指标,建立具有3层结构的评价指标体系.引入变异系数法进行各指标权重赋值,计算太湖流域2005~2014年的水环境承载力评价指数,获得相应评价等级.结果表明:太湖流域水环境承载力有明显好转,评价等级从2005年的Ⅲ级转变为2014年的Ⅱ级.压力指标所起作用最为显著,状态指标紧随其后,其次是驱动力指标、影响指标和响应指标,管理指标作用相对较小.10年间,驱动力子系统指数明显呈上升趋势,影响和管理子系统的指数出现波动,压力、状态和响应子系统的指数均随年份增长而呈上升趋势,压力子系统指数上升幅度最大,表明2005~2014年太湖流域水环境对工农经济发展的承载能力在增强.对水环境承载力影响程度最大的指标中,万元GDP水耗和单位工业产值废水排放量都属于压力子系统指标,表明压力子系统指标所起作用最为显著.研究表明,构建的太湖流域水环境承载力评价的DPSIRM模型具有实用性和可行性,可以为区域水环境规划与综合管理的科学决策提供依据.     

区域水资源承载力评价指标体系的研究

论文从区域水资源社会经济系统结构分析入手,围绕水资源承载力研究的核心问题--水资源承载力评价指标体系,提出水资源承载力可以用宏观指标和综合指标来衡量。宏观指标从供需平衡角度描述水资源系统能够支撑的经济规模和人口数量;综合指标反映水资源社会经济系统的承载状态和协调状况。与评价指标相适应,建立了水资源承载力的计算模型与方法。将这一指标体系、模型与方法运用于实际,取得了较好的结果。     

基于GIS的北方典型区水资源承载力研究——以北京市通州区为例

水资源承载力研究是保证水资源可持续利用,寻求区域可持续发展的重要依据。论文以北京市通州区为例,根据研究区特点,建立了水资源承载力评价指标体系,对各评价指标的可承载极限临界值进行了界定;利用GIS技术的网格剖分法建立了研究区水资源承载力指标数据库;提出了基于GIS技术和模糊综合评判模型的区域水资源承载力综合评价模型,建立了水资源承载力评价数据库,实现区域内水资源承载力的空间差异分析。结果表明,通州区内部水资源承载力与区域发展水平的差异一致,由城区到远郊,水资源承载力呈逐渐减弱趋势,伴随城区不断发展,影响范围的扩大,预测通州区到2020年水资源承载力整体处于一个较高水平。     

松花江(黑龙江省段)流域水环境承载力指标体系构建研究

针对流域水环境承载力指标体系亟待解决的问题,介绍了流域水环境承载力指标体系构建进展与存在的问题,提出了流域水环境承载力指标体系构建的改进措施,对松花江流域水环境承载力指标体系构建,提出了改进指标体系的构建原则、构建程序,分析影响因素,提出流域水环境承载力内涵,从水资源量、水资源消耗量、水资源质量影响三方面出发选取了指标,构建了松花江流域水环境承载力的三层递阶层次结构的指标体系,为评价与预测该流域水环境承载力奠定理论基础。     

四川省水资源生态足迹与生态承载力的时空分析

根据水资源生态足迹的基本原理和计算模型,对四川省2001-2009年水资源生态足迹、生态承载力进行分析。结果表明,在2001-2009年间四川省人均水资源生态足迹总体上呈上升趋势,万元GDP生态足迹呈下降趋势,水资源利用率在逐步提高;干旱灾害对水资源生态承载力影响较大,四川省历年水资源生态承载力均大于生态足迹,存在一定的生态盈余,水资源可持续开发利用情况较好。四川省水资源存在严重分布不均的现象,经济较为落后,对水资源需求量较小的西部高原地区水资源丰富,水资源生态盈余较大;经济较为发达,对水资源的需求量大的东部盆地地区水资源量小,生态盈余较低,在绵阳、遂宁、内江、自贡等地出现生态赤字,水资源利用呈现不安全状态。水资源生态足迹的变化与社会经济发展密切相关,应该充分考虑四川省水资源的时空分布情况,调整产业结构,合理调度、利用水资源,促进四川省整个社会经济的持续发展。     

广州市水资源人口承载力研究

水资源是城市可持续发展的重要基础,科学分析城市水资源承载力与经济社会发展的关系,并基于此协调人口与水资源的关系,建立适应于城市水资源承载力的人类生活与生产方式,将有助于实现城市经济社会可持续发展。本文的计算思路是在对广州市水资源现状进行分析的基础之上,构建广州市水资源承载力评价指标体系,划定水资源承载力等级,对市各辖区相应的水资源承载力进行评价,同时结合广州市人口规划预测的人口数量及未来的供水能力等进行预测,以此提出提升水资源承载力的相关政策和措施。     

基于时差相关分析和模糊神经网络的白洋淀流域水环境承载力评价预警

为实现水环境承载力评价和预警,运用耦合DPSR模型和时差分析方法构建了白洋淀流域水环境承载力监测预警指标体系,并结合神经网络与模糊数学构建了T-S模糊神经网络模型,根据控制图法确定了监测预警指标阈值,解决了水环境系统的随机性和模糊性问题,最终实现了白洋淀流域水环境承载力的有效评价和预警。结果表明:1)白洋淀流域水环境承载力在2012-2015年处于较弱承载状态,在2016,2017年处于中等承载状态,现状评价等级由Ⅳ级(橙色警灯)转变为Ⅲ级(黄色警灯);2)在现状发展趋势下,2018-2035年白洋淀流域水环境承载力整体呈先上升后下降趋势,自2026年以后流域水环境整体呈恶化状态,水环境承载力逐渐从中等承载(黄色警灯)向较弱承载(橙色警灯)和弱承载状态(红色警灯)转变;3)未来区域人口的增长和雄安新区的快速发展会给白洋淀流域水环境带来巨大压力,因此可加大区域水环境保护力度,实施基于空间单元的精细化环境管控方案,推动区域经济绿色转型,促进区域水环境质量全面改善和良性发展,以提高区域可持续发展水平。     

流域水环境承载力聚类分区方法研究——以湟水流域小峡桥断面上游为例

流域内社会经济发展水平与水资源环境条件存在空间差异,导致水环境承载力具有空间差异特征.因此,有必要在流域水环境承载力分区基础上,实施差异化监管.以湟水河流域小峡桥监测断面上游为例,基于国家控制单元划分16个子单元,从水环境承载力大小、水环境承载状态、水系统脆弱程度及水环境承载力开发利用潜力4个角度,构建水环境承载力聚类分区指标体系,并对其进行量化.在此基础上,利用k-均值聚类法对控制子单元进行合并分区.通过轮廓系数验证,将研究区划分为4类最合理,即重点保护水环境敏感区、限制开发水资源约束区、控制开发水环境超载区和优化开发高开发潜力区.针对不同分区特点,提出具有针对性的水环境承载力双向调控措施,为流域水系统精细化管理及可持续发展提供科学依据.     

西北内陆干旱区水资源承载能力研究

在西北内陆干旱区水资源生产能力分析的基础上,定量地给出了该区域重点地区的水资源承载力。针对生态环境脆弱的内陆干旱区特点,探讨了水资源承载力的主要研究内容、特性和影响它的主要因素,然后提出了水资源承载力的指标体系、计算流程和边界条件,分析计算了其水资源生产能力。研究结果表明,利用新疆、河西、宁夏的农产品弥补关中和柴达木农业生产的不足,利用新疆、关中、柴达木的工业生产弥补河西、宁夏工业生产的不足,2020年西北重点地区完全可以承载其6384×104人的预测人口,且能保证每人有年均400kg粮食和2×104元以上的富裕生活水平。     

黄河流域水资源承载力评价

定量评价水资源承载力,可为有效调控水资源,提高水资源承载力和消除水资源超载区提供依据。从水资源承载力新内涵出发,构建“量—质—域—流”的四维水资源承载力评价指标体系,确定指标评价等级标准。针对水资源承载力评价涉及许多不确定因素以及指标间存在耦合关系等特点,采用可考虑指标间耦合关系的EFAST算法计算权重,结合可处理评价不确定性问题的联系熵模型进行水资源承载力评价。以黄河流域为例,计算得权重与熵权法进行比较,对2015年流域61个地市的水资源承载力状况进行了综合评价。结果表明：EFAST算法计算权重比熵权法更合理;黄河流域水资源承载力处于Ⅰ级（极高）、Ⅱ级（较高）、Ⅲ级（中等）、Ⅳ级（较低）和Ⅴ级（极低）的地市数量占评价总地市数的比例分别为0、4.9%、18.1%、63.9%和13.1%,其中Ⅳ级和Ⅴ级分布在除青海省外的其他省区的地市。     

北运河北京段水生态承载力研究及关键控制要素识别

北运河水系一直存在水资源缺乏、水环境污染、水生态功能不足等问题,未来北京市副中心高标准建设的加速还会增加流域的生态环境负担.因此需明确北运河北京段水生态承载力的时空变化特征,识别其关键控制要素,提升水生态承载力以满足区域发展需求.本文从水资源、水环境、水生态3个方面构建区域水生态承载力评价指标体系,收集1995-2018年北运河北京段的评价指标数据,运用熵权法确定指标权重,分析北运河北京段的水生态承载力状况及关键控制要素.结果表明:1995-2015年,北运河北京段整体处于超载或临界超载状态,2018年水生态承载力有所提升,达到安全承载状态;各子流域间水生态承载力差异显著,其中,位于北运河上游的沙河子流域在1995-2000年处于安全承载状态,在2005-2018年处于临界超载状态,水生态承载状态相对较好,但仍有改善的空间;1995-2018年,清河、温榆河和凉水河等子流域水生态承载状态处于超载状态,水生态承载状态相对较差,需加大水生态承载力提升力度;影响区域水生态承载力的关键要素为河岸带林草覆盖率,其次水环境质量也对水生态承载力具有重要影响.研究显示,北运河北京段水生态承载力的提升需在改善区域生态环境状况的同时加强对水资源的综合利用.      

基于VIKOR法的潍坊市水资源承载力综合评价

水资源承载力综合评价通常涉及到社会、经济、资源和环境等多种因素的影响.多准则妥协解排序法（VIKOR）可协调处理多种因素间的相互关系,是评价城市水资源承载力的有效手段之一.本文利用VIKOR法对潍坊市水资源承载力进行综合评价,通过构建水资源承载力综合评价指标体系,利用CRITIC法计算权重,标准化数据并进行分析计算和排序,以利益比率Q_i作为综合评价值,Q_i值越小,表明水资源承载力越高.结果发现,在2008-2017年,潍坊市水资源承载力综合评价值呈下降趋势,从2008年的0.7378下降至2017年的0.0000,表明潍坊市水资源承载力稳步提高.通过分析潍坊市水资源承载力各子系统的变化趋势发现,潍坊市水资源承载能力依然有较大的提升空间.通过对2017年潍坊市各市、区、县水资源承载力进行对比可知,诸城市、青州市、安丘市和临朐县综合评价值较低,分别为0、0.1645、0.2267和0.2503,说明水资源承载力较高;潍城区、坊子区、寒亭区和奎文区综合评价值较高,分别为0.3475、0.4739、0.5938和0.9131,说明水资源承载力较低.表明潍坊市部分地区产业结构和布局与水资源条件不相匹配,水资源开发利用水平超出当地水资源承载力.