多因素綜合評價(jià)模型的遼中地區(qū)水資源承載力分析

[目的]研究影響水資源系統(tǒng)承載力變化的關(guān)鍵因素,為貴陽市水資源的可持續(xù)利用及合理管理政策的制定提供決策依據(jù)。[方法]以貴陽市為例,將水資源系統(tǒng)分為水資源、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)3個(gè)子系統(tǒng),選取評價(jià)指標(biāo),建立多層次模糊綜合評價(jià)模型對該市水資源承載力進(jìn)行評價(jià)。[結(jié)果]整體上,2003—2013年貴陽市水資源承載力狀況不斷提高,可較好地支持貴陽市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。其中水資源子系統(tǒng)指數(shù)處于波動(dòng)緩慢下降狀態(tài),生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)指數(shù)呈持續(xù)上升趨勢,社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)指數(shù)呈下降趨勢。[結(jié)論]水資源子系統(tǒng)對水資源承載能力的貢獻(xiàn)率逐漸降低,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的改善是水資源承載力提高的主要驅(qū)動(dòng)因素,而社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)是水資源承載力提高的主要壓力源。

根據(jù)水資源承載力分析的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在傳統(tǒng)多目標(biāo)分析決策技術(shù)的基礎(chǔ)上,將熵值法與屬性識(shí)別模型相結(jié)合,建立了基于熵權(quán)的屬性識(shí)別水資源承載力評價(jià)模型,應(yīng)用熵值法來確定權(quán)重系數(shù),避免了權(quán)重系數(shù)確定的主觀性問題,用一種新的方法進(jìn)行水環(huán)境承載力評價(jià).結(jié)合實(shí)際應(yīng)用的結(jié)果表明,其評價(jià)結(jié)果合理,適用于水環(huán)境承載力評價(jià).

以人水和諧的理論為核心,以＂健康、發(fā)展、協(xié)調(diào)＂為3大量化準(zhǔn)則,構(gòu)建了基于和諧論的水資源承載力評價(jià)指標(biāo)體系。并以阜陽市為例,構(gòu)造層次分析-模糊綜合評判模型對該市各縣區(qū)的水資源承載力進(jìn)行綜合評價(jià)。結(jié)果表明,阜陽市整體水資源承載力較差,且各縣區(qū)水資源的承載能力不均衡,沿淮縣市情況相對較好。

以人水和諧的理論為核心,以\"健康、發(fā)展、協(xié)調(diào)\"為3大量化準(zhǔn)則,構(gòu)建了基于和諧論的水資源承載力評價(jià)指標(biāo)體系。并以阜陽市為例,構(gòu)造層次分析-模糊綜合評判模型對該市各縣區(qū)的水資源承載力進(jìn)行綜合評價(jià)。結(jié)果表明,阜陽市整體水資源承載力較差,且各縣區(qū)水資源的承載能力不均衡,沿淮縣市情況相對較好。

區(qū)域水資源承載力是進(jìn)行生態(tài)環(huán)境建設(shè)和確定社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。分析了水資源承載力的內(nèi)涵及其評價(jià)方法,選取人均供水量、水資源利用率、單位gdp用水量、供水模數(shù)、需水模數(shù)、生態(tài)用水率等6個(gè)主要因素作為評價(jià)指標(biāo),建立了水資源承載力模糊綜合評判模型,并應(yīng)用該模型對榆林市水資源進(jìn)行綜合評價(jià)。結(jié)果表明:榆林市水資源開發(fā)利用已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)規(guī)模,在現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下,該地區(qū)的水資源承載潛力已相對較小,水資源供需矛盾突出。同時(shí),提出了提高水資源承載力的對策,為今后的區(qū)域水資源開發(fā)利用提供依據(jù)。

基于在保證區(qū)域水資源合理配置、生態(tài)良性循環(huán)的基礎(chǔ)上,對廣東省水資源承載力進(jìn)行多層次模糊綜合評價(jià),從水資源、生態(tài)環(huán)境以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?fàn)顩r出發(fā),構(gòu)建其子系統(tǒng)的水資源承載力評價(jià)指標(biāo)體系,定量評價(jià)2008-2015年廣東省水資源承載力水平變化情況。結(jié)果表明,廣東省水資源承載現(xiàn)狀為可承載狀態(tài),符合廣東省實(shí)際情況,并且認(rèn)為生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量變化是廣東省水資源承載力提高的主要驅(qū)動(dòng)力,而社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的人口密度增長與經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展卻是水資源承載力的主要壓迫因素。由此,建議未來應(yīng)加大水利設(shè)施建設(shè),開發(fā)利用地下水資源,節(jié)約用水,提高水資源利用率,以提高水資源承載能力。

以遼寧省沿海地區(qū)為例,基于壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型建立了水資源承載力評價(jià)指標(biāo)體系和等級分級標(biāo)準(zhǔn),并對各指標(biāo)權(quán)重運(yùn)用ahp法進(jìn)行求解,然后對該區(qū)域水資源承載力利用可變模糊識(shí)別模型進(jìn)行了客觀、系統(tǒng)地評價(jià)。結(jié)果顯示:沿海地區(qū)水資源承載力與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、用水技術(shù)進(jìn)步以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等密切相關(guān),在研究期間整體呈現(xiàn)出波動(dòng)上升的變化特征；為進(jìn)一步緩解該區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源開發(fā)利用之間的矛盾關(guān)系,應(yīng)加大對該區(qū)域水質(zhì)的保護(hù)力度,加強(qiáng)海水的利用并促進(jìn)產(chǎn)業(yè)用水結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級,同時(shí)還要考慮工程建設(shè)的配置。

文章針對水資源承載力的評價(jià),綜合社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和水資源的復(fù)合系統(tǒng)來構(gòu)建評價(jià)體系,并從物理性和經(jīng)濟(jì)性角度分析水資源稀缺狀況,建立模糊綜合評價(jià)模型、灰色預(yù)測模型;同時(shí)運(yùn)用matlab軟件求解得出山東省近10年的水資源承載力水平,并預(yù)測未來15年水資源承載力的發(fā)展趨勢,發(fā)現(xiàn)山東省現(xiàn)處于重度缺水狀態(tài),若不加以治理未來15年將會(huì)步入水資源過度短缺階段。

文章以2006-2015年湘西自治州水資源和國民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用模糊綜合指數(shù)評價(jià)方法，對湘西自治州水資源承載力進(jìn)行分析評價(jià)，并對該地區(qū)2020、2025、2030年的水資源承載能力進(jìn)行預(yù)測。研究結(jié)果表明未來湘西自治州水資源承載力逐步下降，水資源短缺將成為制約該地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、人民生活水平提高、生態(tài)環(huán)境可持續(xù)健康發(fā)展的重要因素。

在對汕頭市水資源狀況調(diào)查的基礎(chǔ)上,選取適合汕頭地區(qū)水資源承載力評價(jià)的指標(biāo),并針對水資源系統(tǒng)的不確定性、模糊性以及其他評價(jià)方法存在的問題,采用模糊層次綜合評價(jià)法對汕頭地區(qū)水資源承載力進(jìn)行評價(jià),并將評價(jià)等級劃分為3級,結(jié)果表明,2000—2009年,汕頭市水資源承載力總體情況較好,多數(shù)年分為1級,2004、2009年為2級,但近年有逐步惡化趨勢。

[目的]對腰壩綠洲未來水資源承載力進(jìn)行評價(jià)和預(yù)測研究,為該地區(qū)水資源的可持續(xù)利用及合理管理政策的制定提供決策依據(jù)。[方法]取2016年為現(xiàn)狀水平年,2020,2025,2030年為規(guī)劃水平年,根據(jù)綠洲發(fā)展歷史和現(xiàn)狀及相關(guān)規(guī)劃,對社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行預(yù)測,進(jìn)而對各水平年的需水進(jìn)行預(yù)測。選取9個(gè)評價(jià)指標(biāo)構(gòu)建水資源承載力評價(jià)指標(biāo)體系,建立水資源承載力模糊綜合評價(jià)模型,對各水平年水資源承載力進(jìn)行評價(jià)分析。[結(jié)果]水資源承載力綜合評判值2016年僅為0.2512,表明水資源承載力已達(dá)到飽和；至2030年,上升至0.4344,水資源承載力處于較高的可承載水平,但區(qū)內(nèi)地下水資源開發(fā)潛力仍然有限。[結(jié)論]現(xiàn)狀年水資源承載力處于超載狀態(tài),水資源供需矛盾突出,社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)是水資源承載力提高的主要壓力源,通過采取一系列的措施,未來水資源承載力狀況將逐漸好轉(zhuǎn),需采取全面有效的措施使水資源承載力提升至較高水平,將研究區(qū)打造成為和諧高效的綠洲。

水資源承載力評價(jià)是水資源安全管理的基礎(chǔ)。以喀斯特典型省份廣西壯族自治區(qū)為研究對象,選取評價(jià)指標(biāo)并用熵權(quán)法賦權(quán),構(gòu)建模糊綜合評價(jià)模型,對2013年廣西各地市水資源承載力進(jìn)行綜合評價(jià)分析。評價(jià)結(jié)果顯示:2013年廣西水資源承載力狀況總體較好,其中桂林市、柳州市處于理想可承載狀態(tài),貴港市處于不可承載狀態(tài),其他地市均處于可承載狀態(tài)。從各子系統(tǒng)來看,供需子系統(tǒng)總體狀況較好,防城港市的供需子系統(tǒng)評價(jià)指數(shù)最高,南寧市和貴港市的評價(jià)指數(shù)最低;生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)評價(jià)指數(shù)普遍較低,桂林市的評價(jià)指數(shù)最高;社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)方面,柳州市、桂林市和防城港市評價(jià)指數(shù)最高,而貴港市的評價(jià)指數(shù)最低。評價(jià)結(jié)果對廣西及各地市水資源規(guī)劃和水資源可持續(xù)開發(fā)利用具有一定的借鑒和參考價(jià)值。

在遺傳算法與誤差反向傳播網(wǎng)絡(luò)(bp網(wǎng)絡(luò))結(jié)構(gòu)相結(jié)合的基礎(chǔ)上,提出了利用改進(jìn)的遺傳算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行水資源承載力綜合評價(jià)的新方法,將該方法應(yīng)用于淮河流域水資源承載力綜合評價(jià),實(shí)例表明是可行的,為水資源承載力定量分析開辟了新的途徑.

為得出適用于安徽省六安市水資源承載力綜合評價(jià)模型，消除以往評價(jià)模型的主觀性，基于六安市近10年的實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)，利用突變級數(shù)法中的突變理論對六安市近10年的水資源承載力進(jìn)行綜合評價(jià)，建立水資源承載力評價(jià)綜合模型。將突變級數(shù)法共分為4種模型，分別為折疊模型、尖點(diǎn)模型、燕尾模型和蝴蝶模型，分別計(jì)算該模型的歸一化公式用于綜合評價(jià)水資源承載力，選取當(dāng)?shù)?2種指標(biāo)。結(jié)果表明，該模型計(jì)算簡單、思路明確，可以彌補(bǔ)靜態(tài)模型中的不足，同時(shí)消除主觀評價(jià)方法的主觀因素，相較于其他方法，在保證計(jì)算結(jié)果精確性的前提下，大大降低了工作量。經(jīng)過模型計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，六安市近10年水資源承載力呈先提高后平穩(wěn)趨勢，但水資源承載力普遍較低。在2007—2009年，水資源綜合評價(jià)指數(shù)均在0．88以下，最高時(shí)僅在2015年達(dá)到弱承載標(biāo)準(zhǔn)，其余時(shí)段均為低承載標(biāo)準(zhǔn)。所得結(jié)論符合實(shí)際情況，證明該模型的科學(xué)性，可為當(dāng)?shù)厮Y源治理措施的制定提供科學(xué)依據(jù)。

為研究引力搜索算法(gsa)-投影尋蹤(pp)模型應(yīng)用于區(qū)域水資源承載力評價(jià)中的有效性和可行性。從水資源系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)和水環(huán)境系統(tǒng)遴選14個(gè)指標(biāo)構(gòu)建區(qū)域水資源承載力評價(jià)指標(biāo)體系及分級標(biāo)準(zhǔn),利用gsa算法優(yōu)化pp模型最佳投影方向,提出gsa-pp水資源承載力評價(jià)模型,并構(gòu)建粒子群優(yōu)化(pso)算法、差分進(jìn)化(de)算法和布谷鳥搜索(cs)算法優(yōu)化的pp模型作對比,以文山州8縣市水資源承載力評價(jià)為例進(jìn)行實(shí)例研究。結(jié)果表明:gsa算法連續(xù)10次優(yōu)化pp模型獲得的適應(yīng)度值均為1147.9363,均優(yōu)于pso、de和hs算法,具有較高的求解精度和穩(wěn)定性能。gsa-pp模型對麻栗坡縣、馬關(guān)縣和文山市的評價(jià)結(jié)果為“可承載”,對其余5縣的評價(jià)結(jié)果為“基本可承載”。gsa-pp模型對實(shí)例評價(jià)及排序結(jié)果與de-pp模型相同;與pso-pp、cs-pp模型評價(jià)結(jié)果相同,但在排序上存在差異。實(shí)例驗(yàn)證了智能算法求解精度的高低決定著評價(jià)效果的優(yōu)劣。

隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,水資源成為影響城市可持續(xù)發(fā)展的重要因素,而水資源承載力能夠客觀、科學(xué)的評價(jià)一個(gè)城市水資源對于經(jīng)濟(jì)、社會(huì)持續(xù)發(fā)展的承載能力。本文以臨沂市為研究區(qū)域,主要運(yùn)用主成分分析法對臨沂市水資源承載力進(jìn)行綜合評價(jià),結(jié)果表明臨沂市水資源開發(fā)利用程度已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)規(guī)模,部分縣區(qū)水資源承載能力已接近飽和值,進(jìn)一步開發(fā)利用的潛力較小。

通過建立模糊綜合評判模型,對瑪納斯河流域不同水平年水資源承載力狀況進(jìn)行了綜合評價(jià)。結(jié)果表明,通過采取節(jié)水技術(shù)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等綜合措施,瑪納斯河流域未來20年水資源承載力水平將有所提高,水資源供需矛盾將得到一定的緩解。

dpsir是一種在環(huán)境系統(tǒng)中得到廣泛使用的評價(jià)指標(biāo)體系概念模型,它被作為衡量環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展的一種指標(biāo)體系而開發(fā)出來,主要是從系統(tǒng)分析的角度看待人和環(huán)境系統(tǒng)的相互作用。以宜昌市為例,基于dpsir模型系統(tǒng)框架,構(gòu)建了\"水資源-社會(huì)經(jīng)濟(jì)-生態(tài)環(huán)境\"復(fù)合系統(tǒng)承載力評價(jià)指標(biāo)體系；運(yùn)用ahp法確定了各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重；基于logistic對數(shù)增長方程,提出了logistic對數(shù)承載模型；同時(shí),引入了可持續(xù)發(fā)展綜合指標(biāo)測度,對社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展及社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展條件進(jìn)行了判斷；最后,對宜昌市水資源承載力和可持續(xù)發(fā)展水平進(jìn)行了綜合評價(jià)。通過對評價(jià)結(jié)果進(jìn)行對比分析,可以看出:2005～2015年宜昌市水資源綜合承載力發(fā)展?fàn)顟B(tài)較好,除了2011,2013年和2015年以外,社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展是可持續(xù)的；除了2013年以外,社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境是良性發(fā)展的。因此,建議宜昌市在釋放社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿Φ耐瑫r(shí),應(yīng)加強(qiáng)水資源保護(hù)和生態(tài)環(huán)境的治理工作。

為探討武漢市水資源承載力是否能適應(yīng)其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求,根據(jù)城市水資源承載力的理論研究,運(yùn)用主成分分析法和多元線性回歸模型,分析影響武漢市水資源承載力的驅(qū)動(dòng)因素,預(yù)測從2015年到2020年的年需水量.結(jié)果表明,武漢市萬元gdp用水量和萬元工業(yè)增加值用水量兩者逐年下降,其用水效率有所提高,水資源承載力尚能滿足其當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,然而從其長遠(yuǎn)發(fā)展來看,如何提高水資源承載力仍是武漢市亟需解決重要問題.

基于淳化縣水資源現(xiàn)狀,采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法建立了淳化縣水資源承載力系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型.把水資源系統(tǒng)分為社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和水資源4個(gè)子系統(tǒng),在現(xiàn)狀發(fā)展型、經(jīng)濟(jì)發(fā)展型、資源環(huán)境保護(hù)型、綜合發(fā)展型4種方案下模擬了2014-2030年淳化縣水資源承載力的動(dòng)態(tài)變化.結(jié)果表明:方案1~3都很難達(dá)到淳化縣以后社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,而方案4是能夠提高淳化縣水資源承載力的可行方案.

以禹州市水資源供需現(xiàn)狀為依據(jù),應(yīng)用模糊綜合評判模型對禹州市的水資源承載力情況進(jìn)行了分析,建立了以水資源優(yōu)化配置為基礎(chǔ)的水資源承載力模糊綜合評判模型.通過模型運(yùn)算和求解,得出未來10a內(nèi)禹州市水資源的承載人口、經(jīng)濟(jì)等變化趨勢.根據(jù)分析結(jié)果,提出了禹州市水資源持續(xù)利用的優(yōu)化配置方案,可為制定定相關(guān)政策提供參考.

地下水資源承載力是衡量地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要指標(biāo)之一。文章以銀川平原為研究對象,耦合信息熵權(quán)法和模糊綜合評價(jià)法計(jì)算銀川平原地下水資源承載力,并對其進(jìn)行時(shí)空分析。研究表明:銀川平原2006~2014年地下水資源承載力呈先上升后下降趨勢,平均值為0.358,開發(fā)潛力較小,已出現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境問題。從空間上看各地區(qū)間存在差異,地下水資源承載力吳忠市最高,銀川市和石嘴山市次之,但總體上仍處在較低水平。需在今后發(fā)展中加強(qiáng)對地下水開發(fā)利用的管理。