DPSIR模型在流域生态安全评估中的研究

流域生态安全评估是人类社会发展与自然环境相互关系的研究热点,DPSIR模型作为一种在环境系统中广泛使用的评价指标体系概念模型,在构建、修正和规范水资源承载能力综合评价指标体系、水环境安全评价指标体系、区域环境可持续发展指标体系、流域农业生态安全评价指标体系等中广泛应用,是进行流域生态安全评估的有效工具。文章介绍了DPSIR模型特点及其发展和改进,综述了模型生态安全指标体系和评价技术方法的相关研究和该模型在流域生态安全评估中的研究进展,对该模型在流域生态安全评估中的应用进行了展望。     

巢湖流域水资源可持续性评价方法研究

水资源可持续性评价模型(WRSEM,Water Resource Sustainability Evaluation Model)能够定量地评价流域水资源的可持续性,是流域水资源管理的一个有效工具。本文为了科学地衡量巢湖流域水资源开发、利用和管理的可持续性,构建了巢湖流域水资源可持续性评价模型和评价指标体系。巢湖流域水资源可持续性评价指标体系由4个一级指标(经济效率、社会公平、环境保护和保障能力)和20个二级指标构成。最后根据相对权重综合计算得到流域水资源可持续性指数。评价结果表明了巢湖流域水资源可持续性的程度,同时研究结果为巢湖流域水资源管理及其相关政策制定提供了科学依据。     

河西走廊灌溉农业发展的水资源承载能力分析

论文采用模糊综合评判方法,对河西走廊灌溉农业发展的水资源承载能力进行了分析,建立了评价的数学模型。研究表明,该区水资源开发利用已近于其饱和容量,发展节水灌溉,充分提高水的利用效率,是保障和发展干旱区农业的根本出路。     

河西走廊灌溉农业发展的水资源承载能力分析

论文采用模糊综合评判方法,对河西走廊灌溉农业发展的水资源承载能力进行了分析,建立了评价的数学模型。研究表明,该区水资源开发利用已近于其饱和容量,发展节水灌溉,充分提高水的利用效率,是保障和发展干旱区农业的根本出路。     

水资源安全的度量:水资源承载力的研究与挑战

水资源承载力是对水资源安全的一个基本度量,研究水资源承载力对于认识和建设水资源安全保障体系具有重要意义。基于水资源承载力的定义和水资源承载力系统关系,论文给出了水资源承载力的度量与计算方法,包括可利用水资源量、水资源需求量的计算,流域水资源承载力平衡指数、水资源承载力分量的测度等。西北干旱区是我国水资源极为短缺的地区,因此,论文就西北干旱区水资源承载力综合研究的一些关键问题,如变化环境下的流域水循环模拟研究、生态需水研究等进行了重点讨论,并认为水资源承载力的进一步研究应加强水文基础与水资源、社会经济学科的综合研究,促进RS、GIS等信息技术和现有模型方法的结合,并重视区域差异研究。     

资料缺乏地区地下水资源承载能力研究

资料缺乏且水资源已严重超载地区水资源承载能力的分析研究无法应用传统的方法,论文以内蒙古自治区阿拉善盟巴润绿洲灌区2010、2015水平年地下水资源的承载能力为研究对象,通过对有限的基础资料进行分析,以水资源供需平衡原理为依据,应用非线性回归分析方法,提出了新的评价准则,建立了区域地下水资源承载能力分析模型,并应用拉格朗日乘数法进行模型求解,结果表明,论文提出的研究方法可应用于资料缺乏且水资源超载地区的地下水资源承载能力的分析研究,为其它资料缺乏地区的水资源承载能力的分析研究提供参考与借鉴作用。     

人类活动对干旱区内陆河流域景观格局的影响分析——以新疆和田河中游地区为例

通过对新疆和田河中游地区1959年及2000年景观格局的对比分析,结果表明,干旱区内陆河流域基本维持了原宏观景观格局。但在小尺度上,人类通过调控水资源在空间分布的格局,影响了水在景观格局发展中的生态作用,进而影响了区域景观格局。人工渠、水库、居民地、农耕区等人为景观的出现及增多越来越影响着区域内的景观格局。这说明人类活动虽不是区域内景观格局发展的主导因素,但它对干旱区内陆河流域景观格局的影响力度与影响范围却越来越大。     

汉江流域水资源供需平衡及其承载力研究

2020年南水北调中线一期工程及引汉济渭工程的实施将对汉江流域水资源形势产生影响,本文对汉江流域水资源的可供给量、需求量进行了分析,研究流域实际可供水量和余缺水量.水资源供需平衡计算表明:调水工程实施后,汉江流域上游供水可以满足需水要求,汉江中下游流域将缺水54.81×108m3;全流域将缺水10.41×108m3,南水北调中线工程及引汉济渭工程对汉江中下游甚至整个流域产生缺水性影响.从水资源条件、生态环境、社会经济3个方面选择评价指标,以层次分析法确定评价指标权重,采用距离指数法对汉江流域进行水资源承载能力分析,并对汉江流域水资源承载能力进行评价.评价结果表明,受调水及水利工程建设的影响,汉江流域水资源已处于不可承载状态.     

模糊物元模型在流域水资源可再生能力评价中应用

为遵循水资源可持续发展原则,解决流域内水资源供需矛盾。寻求一种物理意义明确、简单、实用的评价模型来精确反映流域内实际水资源可再生能力等级具有极为重要的理论研究价值和现实意义。为此,在建立流域水资源可再生能力的复合模糊物元和差平方复合模糊物元基础上,结合欧式贴近度的概念,并通过采用反映指标特征值之间差异性的统计参数-变异系数作为评价指标权重,实例介绍了该方法的具体应用,并与其它几种方法比较,结果表明该方法实用、可行。     

基于水循环过程的水量水质联合评价

水量水质联合评价是我国水资源综合管理中一项基础性研究工作。但是如何摸清缺资料地区或者是未来变化环境下的水资源质与量的分布和变化特征,是目前水资源评价中的难点之一。论文将分布式水量水质耦合模型引入水资源评价中,提出了基于水循环过程的水量水质联合评价方法,有效解决了水量水质资料系列缺乏或不同步,以及未来环境变化对水量水质联合评价带来的束缚,最后成功应用在海河流域水污染严重地区之一--涉县。研究结果表明：涉县境内主要河流清漳河2004年水资源总量为2.46×10⁸m³,其中Ⅰ～Ⅲ类水仅占全年水资源量的28.0%;2006年水资源总量为2.36×10⁸m³;其中Ⅰ～Ⅲ类水占全年水资源量的55.4%。通过两年的水污染整治,清漳河可利用水资源量大幅度增加。该方法对现有水量水质联合评价方法有所补充,对解决资料缺乏地区以及未来变化环境下水资源评价提供了一种新的途径,为流域水资源综合规划、配置和管理的提供技术支撑。     

基于结构方程的流域水环境承载力评价——以湟水流域小峡桥断面上游为例

针对流域水环境承载力评价中指标体系构建及权重确定缺乏客观依据的问题,以湟水流域小峡桥断面上游为例,通过兼顾压力与水环境承载力的控制断面水质影响路径分析,建立了面向水环境承载力评价的结构方程模型(Structural Equation Modeling, SEM);在此基础上,构建了湟水流域的水环境承载力综合评价体系,并获得各指标权重,进而利用向量模法对流域水环境承载状态进行了综合评价.结果表明:SEM模型能够定量反映土地利用/景观格局及污染物排放因素与水环境承载状态的相关关系;SEM模型的路径分析可为水环境承载力综合评价指标体系的建立提供科学依据;由SEM模型得到的路径影响相关系数,可为权重的确定提供新的科学方法;研究区16个控制子单元呈上、中、下游水环境承载状态逐渐变差的梯度特征;最后,针对湟水流域不同区域的社会、经济、环境和资源差异,从流域水环境承载力双向调控的角度,提出改善水环境承载状态的相关建议,进而为流域水系统持续协调发展提供精细化管理支撑.     

区域土地资源承载能力研究模式雏议——以甘肃省定西县为例

本文从土地现实生产力分析和作物潜在生产力估算入手,借助IBM-PC计算机,通过土地资源生产力评价的 MFICA 模式和土地资源优化利用模型的建立,初步框算了定西县1990年、2000年,2025年以及2050年之后的区域农业生产力及其土地资源承载力,进尔阐释了该县土地资源承载力的演变及其土地-粮食-人口关系的可能发展趋势。为区域土地资源承载力研究提供了一条切实可行的途径。     

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。     

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.     

基于系统仿真的提升赣江流域水生态承载力的方案设计

保护和改善流域水生态环境已成为环保工作的重要内容和科学研究的重要课题.基于承载力理论和复合生态系统理论,构建了赣江流域水生态承载力系统的概念模型、主导结构模型和系统动力学模型.以2000—2030年为系统仿真区间,仿真结果表明,到2016年赣江流域水生态承载力达到上限,此时可承载人口规模为2566万人,可承载经济规模为11034亿元.赣江流域水生态承载力现状不容乐观,需采取一定的措施.以"节流"、"控污"、"治污"为问题导向,基于"供给管理需求管理"、"末端治理根源治理"、"观念调节行为调节"等公共政策设计的不同视角,初步提出了提升水生态承载力的27个政策干预点,通过政策干预点对系统作用的灵敏性检验,基于识别出的16个灵敏政策干预点,设计了提升赣江流域水生态承载力的综合发展方案.仿真结果表明,到2029年(推后13年)赣江流域水生态承载力达到上限,此时可承载人口规模为2702万人(提升了5.3001%),可承载经济规模为28547亿元(提升了158.7185%).降低人口增长和经济发展速度,提高技术进步和优化产业结构是提升赣江流域水生态承载力的重要途径.     

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。     

南京市水环境承载力动态变化研究

为揭示区域水环境承载力动态变化特征,以南京市为例,从社会经济、水资源和水生态环境3个子系统选取18个指标,构建水环境承载力评价指标体系并确定各指标权重,利用模糊综合评价模型对水环境承载力进行评价,并通过障碍度模型诊断影响水环境承载力的障碍因素.结果表明:①2006-2016年南京市水环境承载力综合评分值从0.345 0增至0.470 0,整体呈上升趋势.②子系统评分值差异较大.水生态环境子系统评分值波动起伏但总体水平较高,年均评分值为0.615 1;社会经济子系统评分值从0.427 6逐年增至0.635 6.二者为承载力的提升奠定了基础.水资源子系统评分值低于0.200 0,极大地制约了南京市水环境承载力的发展水平.③从障碍度分析来看,人口密度、水资源开发利用率、人均水资源量及水功能区水质达标率是水环境承载力的主要障碍因素;就子系统而言,水资源子系统的障碍作用最为显著.研究显示,人口密度偏大、水资源供需矛盾及水功能区水质达标率偏低等是制约南京市水环境承载力的关键因素,也是提升南京市水环境承载力的重点.      

基于熵权可拓决策模型的重庆三峡库区水土资源承载力评价

针对目前水土资源承载力评价中存在的信息屏蔽和主观性问题,以重庆三峡库区为例,在构建区域水土资源承载力评价指标体系的基础上,结合可拓学和熵权理论,对其水土资源承载力进行定量评价.结果表明:重庆三峡库区水土资源承载力超载区及向超载转化区包括渝中区、大渡口区等6个区县,占库区总区县个数的27.27％;满载区及向满载转化区包括北碚区、渝北区和巴南区3个区县,占库区总区县个数的13.64％;承载平衡区及向承载平衡转化区包括万州区、涪陵区等7个区县,占库区总区县个数的31.82％;可盈余承载及向可盈余承载转化区包括巫山县、巫溪县等6个区县,占库区总区县个数的27.27％.单指标评价结果表明,重庆三峡库区水土资源承载力主要影响因子是人均水资源量、废水排放率、人均耕地面积等.研究结果对于促进重庆三峡库区水土资源开发利用,并为类似地区的水土资源承载力评价提供了一种新方法.     

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。