中国七大流域水资源综合管理绩效动态评价

通过国内外相关文献研究与实地调研,结合流域水资源管理的社会经济发展目标,提出了流域水资源综合管理绩效评价的内涵,构建了我国七大流域水资源综合管理绩效评价指标体系与动态评价模型。并应用该模型实证分析了1999~2010年我国七大流域水资源综合管理绩效指数动态变化趋势,对水资源综合管理绩效水平优劣进行对比分析,揭示水资源综合管理绩效指数动态变化的动因。评价显示,1999~2010年,七大流域水资源综合管理绩效指数均有不同程度的提升,按提升速度排序依次为海河、黄河、松辽、太湖、珠江、长江、淮河,按相对管理绩效水平排序依次为海河、珠江、黄河、松辽、太湖、长江、淮河;研究表明,水资源综合管理绩效指数受人均用水量、综合耗水率、农业用水比例、万元工业增加值用水量、万元GDP废水排放量、水资源开发利用率的影响较大     

太湖流域水供给服务供需时空演变分析

太湖流域是我国经济发展最快、人口最密集的地区之一。受土地利用和降水条件变化的影响,太湖流域水供给服务供需关系也发生着变化。通过分别设置1995～2015年太湖流域不同降水条件和土地利用变化情景,利用Invest模型定量评估水资源供给量,同时利用空间离散法定量评估水资源需求量,并进一步分析供需赤字和盈余区域的时空变化。结果表明:1995～2015年随着土地利用变化,尤其是建设用地的扩张(20年来涨幅达106%),水资源需求占供给量的比重由73%升至90%,需要依赖外来客水的县域面积占整个流域的比重由19%升至33%;2015年在不同降水条件下供需关系变化更为明显,降水量越少,供需赤字的县域越多,在干旱年份整个流域需求量占供给量的117%,供给量已不能满足需求量,且赤字县域的面积占整个流域的47%。两种情境下,太湖流域东北部水供给服务供需关系均比西南部紧张。作为影响太湖流域水资源供需变化的主要因素,土地利用和降水条件变化分别通过影响需求量和供给量改变供需关系。     

城镇化进程中的江苏水资源承载力研究——基于组合赋权和升半Γ型分布函数

水资源承载力评价是把水资源利用和生态环境问题综合考虑的一种研究手段,其结果可以用来清晰判断一个区域经济社会的发展潜力。在层次分析法和变异系数法组合赋权的基础上,运用基于PSO优化的升半Γ型分布指数,对2003~2013年江苏省的水资源承载力进行评估。结果表明,太湖蓝藻事件爆发是促进江苏水资源承载力提高的重要转折点,2003~2008年江苏水资源承载力处于Ⅱ级承载力水平,均值为0.414,2009年起提升至Ⅲ级水平,此后承载力水平虽略有波动,但始终处于Ⅲ级的最高状态。对比江苏城镇化进程,认为注重两型社会和生态文明建设的城镇化进程可以较大幅度提升水资源的承载力。据此,提出通过供给侧改革转变经济发展模式、全员参与推进节水型社会建设以及统筹协调加强太湖流域管理等对策。     

太湖流域水资源阈值探析

针对经济社会高速发展背景下水资源可持续利用问题,从水资源自然属性和社会属性出发,探讨了水资源阈值概念与内涵,提出水资源阈值可以表述为基于自然属性的水资源规模阈值和基于社会属性的水资源配比阈值,区域水资源阈值应为二者的有机耦合。以太湖流域为例,分析计算了太湖流域的水资源阈值：太湖流域的水资源规模阈值为1788亿m3;根据流域经济发展现状及未来规划目标,在流域生态和环境系统用水控制目标以及水体纳污能力约束下,社会经济系统用水阈值为156.4亿m3,占流域水资源规模阈值的531%;生态用水配比占流域水资源规模阈值的469%,充分体现了以生态为主、人水和谐的可持续发展理念。与2030年社会经济发展目标相对应的社会经济系统内部配比阈值分别为：生活用水98%;一产用水266%;二产用水582%;三产用水54%,为流域水资源持续利用提供了可资借鉴的依据     

农业主产区生态系统服务供需格局及影响因素分析——以湖北省四湖流域为例

生态系统服务供需匹配状况可以反映区域生态与社会经济发展的协调程度,探究其空间异质性与主导驱动因子对于农业主产区生态与农业的协同发展具有重要意义。以湖北省四湖流域为研究对象,综合多源数据,应用ArcGIS、InVEST模型和地理探测器等方法,定量分析了四湖流域水源供给、固碳、粮食生产和水质净化等(4)种生态系统服务供需匹配状况、综合供需比及其冷热点区域的驱动因子。结果表明：(1)4种服务供给低值区与需求高值区的空间分布格局相似,主要位于流域西部高城市化区域。(2)除固碳服务外,其他三种服务均能满足流域内部需求,流域综合供需比为0.28,整体处于盈余状态。(3)各项生态系统服务供需比均呈现空间差异性,仅水质净化服务无明显冷点区域,其他服务冷点区域集中在西部高城市化区域,热点区域分布在水域和耕地密集区域。(4)建设用地与耕地分别为影响四湖流域生态系统服务冷点和热点区域供需平衡的主导因子,适当平衡耕地与建设用地的面积,增大湖泊湿地面积是流域实现供需平衡的重要方法。研究结果可为四湖流域和其他类似农业流域的生态系统保护与土地资源可持续利用提供科学支撑。     

商洛市水资源供需分析及合理利用对策

随着人口增长和社会经济的发展,商洛市可利用的水资源已不能满足需水要求,供需矛盾更加尖锐。为了缓解商洛市水资源的供需紧张局面,在分析商洛市水资源开发利用程度的基础上,探讨了影响商洛市水资源开发的制约因素,主要包括供水工程供水能力不足、水污染严重及水资源利用效率低等原因,致使地区水资源不能有效地利用;以2005年为现状年,以2010和2020年为规划年,采用定额法对商洛市供需水量进行了预测,并对商洛市水资源进行了供需平衡分析,得出供水能力的不足是制约商洛市水资源供需平衡的关键;针对各制约因素,提出加快新修水源工程和供水工程建设、发展高效节水农业、建设节水城市及加大污水资源化等实现水资源供需平衡的有效对策,为商洛市的经济社会发展创造契机。     

基于模糊综合评判的新疆水资源承载力评价

选取水资源开发率、水资源利用率、人均水资源量、人均供水量、供水模数、需水模数、生活需水定额及生态用水率共8个主要影响区域水资源承载力的因素作为评价因子,应用模糊综合评判模型对新疆水资源承载力现状进行评价。结果表明:新疆水资源承载力综合评分值为0.3179,新疆水资源开发利用已具有相当规模,水资源供给对国民经济发展有一定的保障,进一步开发潜力较小,在跨越式发展中必须适度发展以保障新疆水资源健康。     

太湖流域近25年土地利用变化对生态耗水时空格局的影响

为了评估流域土地利用变化对生态系统水量调节能力的影响,从生态水文的新角度来管理流域水资源,本文借助遥感、野外监测等方法获取地表基本参数,基于GIS技术与方法,以网格为基本单元,计算流域生态耗水量,评估太湖流域近25年土地利用变化对生态耗水的影响,结果表明:(1)近25年的年总耗水量高值区域主要分布在流域的浙西区、环太湖的北缘以及湖西区林木分布区,耗水量及其截留量、蒸散量等分量的空间分布特征基本和土地利用类型的植被覆盖度一致,耗水量较大值区域对应着植被覆盖度较高区域;(2)太湖流域1985~2000年以及2000~2010年耗水量显著减少的区域明显多于流域耗水量增多的区域,减少区域主要分布在浦东浦西区、苏锡常区和杭嘉湖区三大区域的建设用地的周围,多受建设用地扩张侵占了耕地的影响;(3)1985、2000、2010年年耗水量分别为1068.8、1041.5、960.2 mm,1985~2000年间的减小幅度(2.53%)明显小于2000~2010年间的幅度(7.78%),与太湖流域的近25年耕地面积1985~2000年减少程度(3.99%)和2000~2010年减少程度(11.09%)保持一致。     

太湖流域水敏性与建设用地扩张的关联评价

水是流域空间管理最重要也是最敏感的要素,流域不同区段的水敏性差异会对建设用地扩张形成不同的限制性影响。从流域空间综合管理的视角出发,尝试从水资源、水生态、水环境、水灾害4个方面构建流域水敏性分区评价指标及方法,以太湖流域为例开展基于小流域单元的水敏性评价,并采用1985、1995、2007、2017年4个典型年份的土地利用数据,刻画了过去30余年太湖流域建设用地扩张与水敏性之间的关联关系。研究表明：（1）1985~1995年间,太湖流域建设用地扩张与水敏性基本上没有关联,高水敏区建设用地扩展强度最高;（2）1995~2007年间,空间扩张与水敏性的关联性增强,建设用地扩展强度随水敏性增强而下降,扩展强度较大区域以低水敏区域为主;（3）2007~2017年,建设用地扩展强度显著提升,拓展空间主要布局在低水敏区域,水敏性对空间扩张的约束性在增强;（4）虽然太湖流域水敏性对建设用地扩张的限制作用在提升,但二者关联度还不够高,水敏性还没有成为建设用地扩张的关键约束。研究结果可为协调流域经济社会发展与资源环境关系、制定适应水敏性的空间管理政策提供科学依据。     

黄河流域水资源可再生能力评价的云模型

对流域水资源可再生能力进行科学评判,针对评价中存在随机性及模糊性的特征,建立起基于云理论的流域水资源可再生能力综合评价模型。综合考虑水资源条件、社会经济条件及用水条件等11个指标建立水资源可再生能力评价指标体系,利用二元模糊对比法确定各个指标权重,借助云模型定量描述单指标条件下待评价区域水资源可再生能力的等级,并通过模糊变换,确定综合评判等级。云模型将不确定性概念的模糊性和随机性有机地结合在一起,用隶属函数描述评价等级的模糊性,并利用超熵概念考虑隶属度本身存在的随机性,更符合实际评判的情况。应用该模型对黄河流域9个行政分区的水资源可再生能力进行了综合评价,研究表明黄河流域的水资源可再生能力总体上较弱,其中宁夏和内蒙古最弱,其主要原因在于水资源总量短缺且水资源效率低,急需采取相关措施节流开源、提高产业用水效率,特别是需要进一步实施节水灌溉措施,降低农业灌溉定额,从而提高区域的水资源可再生能力。     

昆明市水资源承载力系统动力学模拟

针对昆明市水资源短缺的现状和水资源系统所具有的复杂系统特征,在综合考虑水资源需求、水资源供给、污水再生利用、外地供水、缺水程度的影响等因素的情况下,利用系统动力学(SD)方法建立了昆明市水资源承载力SD模型,在现状延续型、经济发展型、资源节约型、环境友好型和协调发展型5种方案下模拟2015～2030年昆明市水资源承载能力的动态变化,寻求提高昆明市水资源承载力的途径。结果表明:现状延续型用水模式出现十分严重的水资源匮乏问题,水资源承载能力很容易达到极限承载值,不能实现昆明市资源环境与社会经济的可持续发展;经济发展型模式虽然提高了经济水平,但是加剧了生态环境污染和缺水问题,供需比低至0.25;采用资源节约型或环境友好型模式,虽然可以适当缓解生态环境污染及缺水问题,但是随着时间的推移,缺水现象依然严峻;而在建设资源节约型或环境友好型社会的前提下,适当减缓城市发展规模增速,实施水资源集约利用、污水处理再生和加强外地供水的协调发展型方案可以实现昆明市水资源的供需平衡,资源环境与社会经济可持续发展,为5种方案中的最优方案。     

基于供需匹配模型的秦巴山区人地关系均衡状态及空间管控研究

通过构建供需匹配模型对秦巴山区人地关系均衡状态进行定量研究,采用OLS最小二乘法和GWR地理加权法对空间供给能力和空间需求强度间的作用关系和影响机制进行了分析,在此基础上提出针对性、差异化的空间管控模式。结果表明:(1)秦巴山区存在明显的供需空间错位,供给能力中部高、外围低,中部高值区的区县供给指数多处于0.72～1.16之间,外围区县供给指数多小于0.6;需求强度则与供给能力基本相反,中部区县需求强度均小于0.14,外围和东部区域需求强度普遍较高,最高值主要位于秦岭北麓、东麓和汉江中游的区县;这种供需错位源于复杂地形阻隔下的空间资源配置失效。(2)人-地供需两端相互作用,作用程度在地形影响下存在明显空间分异。(3)人地关系均衡指数总体较低,且分布极不平衡,呈现明显的"中部低、外围高"特征,低效均衡、协调均衡与空间失衡的区县数量比约为11∶3∶2。(4)可将研究区分为发展严控区、发展提升区、发展优化区和发展疏解区四大管控分区,针对均衡状态制定人地调控对策。     

考虑非合意产出的省际水资源利用效率及驱动因素研究——基于SE-SBM与Tobit模型的考察北大核心CSCDCSSCI

水资源短缺与水生态恶化成为制约我国水资源利用的主要问题,提高水资源利用效率是解决水资源可持续利用的根本途径,也契合经济新常态与供给侧改革,研究水资源利用效率问题具有必要性和现实意义。国家相继实施最严格水管理制度,确立水资源利用三条红线,从水资源消耗总量和强度采取水资源管理双控行动,将"河长制"提升为全国性治水方略。本文选取资本、劳动力、用水总量为投入指标,以实际GDP与废水排放总量作为期望与非期望产出,利用非期望产出SE-SBM模型估算2003—2015年各省市水资源利用效率,并采用Tobit模型探究水资源利用效率的驱动因素。结果显示,水资源利用效率总体上呈现先下降后上升的U型发展趋势,虽研究时限内绝大多数省区水资源利用效率均有大幅度提升,东、中、西部水资源利用效率存在显著差异,京津沪等省份水资源利用效率最高,西北省份效率最低,通过变异系数分析比较得出区域差异呈现不断收敛的趋势,水资源利用效率驱动因素上,地区经济的发展水平、水资源的丰富程度、工农业结构、政府干预强度与水资源利用效率呈现负相关,进出口需求对其影响并不显著。提高水资源利用效率,国家要充分考虑各区域的实际情况,因地制宜地制定水资源利用效率目标及水资源管理政策,应大力发展节水技术,发挥价格杠杆在水资源利用效率中的作用,利用正向空间溢出效应,推动跨区域合作,以弱代强,推动省际水资源治理协同发展。     

基于洪旱灾害的雅鲁藏布江流域水资源脆弱性时空差异分析

水资源脆弱性分析是确立区域水资源问题和调控水安全的重要环节。雅鲁藏布江流域水资源丰富,但时空分布不均,洪旱灾害频发、经济欠发达,导致水资源脆弱性明显。基于1965～2014年的气象月尺度数据,分析流域降水分布特征、确定其干湿分区;采用标准化降水指数认识流域洪旱灾害时空分布状况,并从洪旱灾害及沙漠化、供用水及用水效益、调控能力3个方面构建流域水资源脆弱性指标评价体系,运用熵权法分析时空差异特征。结果表明:(1)流域多年平均降水量458 mm,空间上从西北向东南方向递增,上游日喀则市大部、中游拉萨市和山南地区属于中等干旱区,下游林芝市为湿润区;(2)流域内4区/市均易发生春旱和盛夏洪涝,干旱灾害发生率高于洪涝灾害发生率,拉萨市和林芝市易发生干旱重灾,山南地区易发生洪涝重灾;(3)流域及4区/市在2005～2014年间水资源脆弱性均呈下降趋势,山南地区、林芝市的降幅大于日喀则市、拉萨市;(4)流域水资源脆弱性的主导因子为干旱、洪涝、用水效益、管理能力、地区生产总值。流域水资源脆弱性特征为由洪旱灾害主导、调控能力弱、水资源利用效率低。     

长三角地区城市建设用地扩展的水资源约束

基于资源约束理论,构建城市建设用地扩展的水资源约束模型,并测算2002-2013年期间长三角地区地级及以上城市建设用地扩展中的水资源约束强度。结果显示,研究时段内长三角地区城市建设用地扩展受到水资源的明显约束,区域建设用地扩展速度比没有水资源约束时年均下降0.35%;水资源约束强度具有空间分异规律,形成了以"苏州—杭州—宁波"、"南京—苏州"为中心地区向江苏北部和浙江南部区域逐步衰减的空间变化特征;水资源约束与城市经济总量和城市规模等级紧密相关,总体上城市经济总量大,规模等级高,建设用地扩展受水资源的约束越大。依据水资源约束强度大小将长三角地区城市归为强约束、中约束、低约束和无约束四类,发现不同类型城市在劳动力增长率、水资源供给增长率、经济产出对建设用地扩展的弹性上存在明显差异。研究还表明,即使在河网密布的长三角地区,城市用地扩展也受到水资源的约束,其他地区务必重视水资源重要性,严格遵循"以水定产、以水定城"的管理政策,提高水土资源利用效率,促进城市可持续发展。     

基于综合指数法的鄱阳湖流域水资源安全评价研究

从“状态 压力 响应”指标系统框架出发,建立了鄱阳湖流域水资源安全评价指标体系。采用综合指数法,构建变异系数对指标权重进行客观赋值,对鄱阳湖水资源安全进行评价。结果表明：河网密度和农业生产化肥农药施用量等指标对鄱阳湖水资源安全有较大影响。在2000～2010年鄱阳湖流域水资源安全经历了由一般状态（状态Ⅲ）到良好状态（状态Ⅳ）,再到一般状态（状态Ⅲ）,最后发展为较差状态（状态Ⅱ）的过程。从警源上分析发现,这种变化主要由区域经济不断增长,人口压力增大,工农业生产生活用水增加,化肥农药施用量增加所致。从总体趋势上看,鄱阳湖流域水资源安全状态呈现恶化的趋势,虽然近年环保意识逐渐增强,在环保投资方面有所增加,并且提高了污水处理率,加强了工业废水排放管理,但还是难以承受经济社会发展的压力,使得水资源安全暴露出逐渐恶化的趋势,最后定量地分析了水资源安全状态变化原因,并针对水资源保护提出了具体保护措施,给出经济发展的用水约束条件以保障鄱阳湖流域水资源安全。对水资源安全做出合理定量的评价,可为鄱阳湖流域水资源合理开发和可持续利用提供科学依据     

基于云模型的太湖流域农村水环境承载力动态变化特征分析——以太湖流域镇江区域为例

农村水环境承载力的定量估算及其动态变化特征研究有助于了解农村地区水资源供需平衡和水环境质量状况,为新农村建设规划和水环境可持续发展提供科学依据。本文以太湖流域镇江区域为研究对象,结合云模型改进模糊综合评价法,构建农村水环境承载力的PSR分析框架和评估指标体系,并结合雷达图、云模型发生器分析其动态变化特征及影响因素。结果表明:云模型能够较好地表征农村水环境承载力的变化特征;农村水环境承载力对太湖流域镇江区域的工农业废水排放、供水总量和治水投入的要求更高;2010~2014年太湖流域镇江区域农村水环境承载力基本保持稳中上升的趋势,但总体处于弱承载状态,且丹阳丹徒润州京口。     

太湖流域近20年社会经济发展对水环境影响及发展趋势

太湖流域历来是我国经济比较发达地区之一。分析了流域近20年来社会经济发展状况和水环境变化,探讨了两者之间的关系,并在社会经济预测基础上对水环境未来演变做了定性的研究。结果表明：近20年太湖流域GDP年均增长率为11.6％,城市化率提高31个百分点,工业总产值增长了13倍,作物播种面积和有效灌溉面积逐年减少;与此同时,超标河长的比例在20世纪90年代上升了23个百分点,太湖水质20年来下降了两个级别;经济的发展和居民生活水平的提高,使流域用水总量逐年上升,特别是生活用水量;工业废水排放量随着工业产值增加有下降趋势,而生活污水排放量却大幅上升,农业化肥使用、畜禽和水产养殖对水环境质量的影响程度越来越大。未来太湖流域的经济还将保持10％左右的发展速度,用水量将持续上升,水环境污染在短期内还有加重的趋势。     

基于水贫乏指数的长江流域水资源安全评价

针对长江流域水资源安全问题,选取水贫乏指数作为评估水资源安全的指标。综合考虑影响水资源安全的关键因素,选取了水资源状况、供水设施状况、利用能力、利用效率和水环境5个子系统共22个分指标,建立了水资源安全评价指标体系。采用改进的水贫乏指数计算方法,对长江流域各省级行政区的水资源安全现状进行了评估,并简要分析了导致水资源安全状况恶化的原因。研究结果表明,水贫乏指数能够较好的反映水资源安全所涉及到的社会、经济、资源、环境等诸多方面的状况,为水资源安全评估提供了有益借鉴。     

基于模糊联盟合作博弈的流域水资源优化配置研究

水资源短缺是我国面临的十分重要的资源问题,随着人口的不断增长,对水资源的需求也逐渐增加。水资源短缺已成为经济发展和社会和谐的一个主要瓶颈,如何将一个流域有限的水资源合理地分配给流域内不同的行政区域、区域内不同的产业是水资源规划与管理领域学术研究的核心内容。流域是一个自然形成的空间范围,往往涉及多个不同的行政区域,流域水资源分配牵涉到流域内不同利益主体,公平有效地进行流域水资源配置以达到水资源的可持续利用已经成为流域经济发展和社会稳定的重要因素。本文采用流域水资源分配的二次配置模型,在流域水资源初次分配当中考虑公平,建立基于用水主体需求的水资源分配优化模型,使得各主体需水量和分配水量的离差平方和最小,并得到初始水资源分配结果;在流域水资源二次分配当中考虑效率,建立流域水资源二次分配的模糊联盟合作博弈模型以最大化流域整体收益,并将由合作带来的流域整体收益的增加部分采用模糊夏普利值的方法分配给参与模糊联盟的各个用水主体,同时流域水资源得到有效再分配。最后,将上述流域水资源二次分配模型运用到一个算例当中,验证了模型本身的有效性和适应性。模糊联盟合作博弈模型对于促进流域水资源规划与管理具有借鉴意义。