基于壓力狀態(tài)響應(yīng)模型沿海地區(qū)水資源承載力

[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、社會經(jīng)濟3個子系統(tǒng),選取評價指標(biāo),建立多層次模糊綜合評價模型對該市水資源承載力進行評價。[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經(jīng)濟發(fā)展。其中水資源子系統(tǒng)指數(shù)處于波動緩慢下降狀態(tài),生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)指數(shù)呈持續(xù)上升趨勢,社會經(jīng)濟子系統(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)動因素,而社會經(jīng)濟子系統(tǒng)是水資源承載力提高的主要壓力源。

本文采用多因素綜合評價模型定量評價了遼中地區(qū)水資源承載力,研究結(jié)果表明:2020年遼中地區(qū)水資源承載力接近滿載,到2030年后將處于超載狀態(tài),需要考慮區(qū)域外調(diào)水以及利用非常規(guī)水資源來滿足區(qū)域水資源的可持續(xù)發(fā)展和需求。研究成果對于遼中地區(qū)水資源承載力分析和水資源持續(xù)發(fā)展提供參考價值。

本文采用多因素綜合評價模型定量評價了遼中地區(qū)水資源承載力,研究結(jié)果表明：2020年遼中地區(qū)水資源承載力接近滿載,到2030年后將處于超載狀態(tài),需要考慮區(qū)域外調(diào)水以及利用非常規(guī)水資源來滿足區(qū)域水資源的可持續(xù)發(fā)展和需求。研究成果對于遼中地區(qū)水資源承載力分析和水資源持續(xù)發(fā)展提供參考價值。

為更加系統(tǒng)、全面的反映區(qū)域水資源狀況,文章以遼寧省為例對承載力評價代表性指標(biāo)運用灰色關(guān)聯(lián)模型進行選擇,然后對指標(biāo)權(quán)重與綜合得分利用熵權(quán)法確定。結(jié)果顯示:萬元gdp耗水量、污水處理率為影響遼寧省水資源承載力的關(guān)鍵因素；遼寧省2010-2015年水資源承載力綜合得分總體呈現(xiàn)出不斷上升的變化趨勢,并于2016年達到最大該區(qū)域水資源狀況呈轉(zhuǎn)好趨勢。

為探討武漢市水資源承載力是否能適應(yīng)其經(jīng)濟發(fā)展的要求,根據(jù)城市水資源承載力的理論研究,運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)濟發(fā)展的需求,然而從其長遠發(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)動力學(xué)方法建立了淳化縣水資源承載力系統(tǒng)動力學(xué)模型.把水資源系統(tǒng)分為社會、經(jīng)濟、生態(tài)和水資源4個子系統(tǒng),在現(xiàn)狀發(fā)展型、經(jīng)濟發(fā)展型、資源環(huán)境保護型、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態(tài)變化.結(jié)果表明:方案1~3都很難達到淳化縣以后社會經(jīng)濟發(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.

水資源是社會和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的最重要支撐之一。本文采用物元模型和可拓關(guān)聯(lián)度進行區(qū)域水資源承載力的評價。根據(jù)評價區(qū)實際數(shù)據(jù)建立評價方案和理想方案的物元模型,然后通過可拓關(guān)聯(lián)度直接評價方案的優(yōu)劣。關(guān)聯(lián)度是評價區(qū)域水資源承載力的重要標(biāo)準,越接近理想方案則關(guān)聯(lián)度越大,表明該區(qū)域水資源承載力值越大。實例表明:基于可拓理論的水資源承載力評價是是可行的,結(jié)論是合理的;這為區(qū)域水資源承載能力評價提供了一種新方法。

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中的有效性和可行性。從水資源系統(tǒng)、經(jīng)濟社會系統(tǒng)和水環(huán)境系統(tǒng)遴選14個指標(biāo)構(gòu)建區(qū)域水資源承載力評價指標(biāo)體系及分級標(biāo)準,利用gsa算法優(yōu)化pp模型最佳投影方向,提出gsa-pp水資源承載力評價模型,并構(gòu)建粒子群優(yōu)化(pso)算法、差分進化(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為例進行實例研究。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)縣和文山市的評價結(jié)果為“可承載”,對其余5縣的評價結(jié)果為“基本可承載”。gsa-pp模型對實例評價及排序結(jié)果與de-pp模型相同;與pso-pp、cs-pp模型評價結(jié)果相同,但在排序上存在差異。實例驗證了智能算法求解精度的高低決定著評價效果的優(yōu)劣。

根據(jù)水資源承載力分析的結(jié)構(gòu)特點,在傳統(tǒng)多目標(biāo)分析決策技術(shù)的基礎(chǔ)上,將熵值法與屬性識別模型相結(jié)合,建立了基于熵權(quán)的屬性識別水資源承載力評價模型,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,用一種新的方法進行水環(huán)境承載力評價.結(jié)合實際應(yīng)用的結(jié)果表明,其評價結(jié)果合理,適用于水環(huán)境承載力評價.

svm模型通過挖掘指標(biāo)因子與水資源承載力等級間的非線性映射關(guān)系獲取學(xué)習(xí)能力,實現(xiàn)自動化測評,評價過程客觀,模型構(gòu)建靈活,可移植性強。本文依據(jù)壓力-狀態(tài)-響應(yīng)概念框架,選取了15個指標(biāo)因子建立區(qū)域水資源承載力評價指標(biāo)體系,并運用svm原理和gis技術(shù),對新疆15個地市水資源承載力進行評價。結(jié)果表明,新疆地區(qū)水資源承載力空間分布不均衡,北疆阿勒泰和天山北麓地區(qū)水資源承載力優(yōu)于南疆地區(qū)。

城市水資源承載力分析方法研究及應(yīng)用

以人水和諧的理論為核心,以＂健康、發(fā)展、協(xié)調(diào)＂為3大量化準則,構(gòu)建了基于和諧論的水資源承載力評價指標(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)的水資源承載力進行綜合評價。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大量化準則,構(gòu)建了基于和諧論的水資源承載力評價指標(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)的水資源承載力進行綜合評價。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。

隨著城市經(jīng)濟的快速發(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)的評價一個城市水資源對于經(jīng)濟、社會持續(xù)發(fā)展的承載能力。本文以臨沂市為研究區(qū)域,主要運用主成分分析法對臨沂市水資源承載力進行綜合評價,結(jié)果表明臨沂市水資源開發(fā)利用程度已經(jīng)達到相當(dāng)規(guī)模,部分縣區(qū)水資源承載能力已接近飽和值,進一步開發(fā)利用的潛力較小。

構(gòu)建了涵蓋水資源、社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境的適于湖南省城市水資源承載力研究的評價指標(biāo)體系,利用模糊綜合評價模型分析了2013年湖南省城市水資源承載力狀況,結(jié)果表明:湖南省城市水資源承載力綜合評分是0.5540,對v2的隸屬度為0.7119,說明湖南省的城市水資源仍具有一定的開發(fā)利用潛力但已具有相當(dāng)規(guī)模;各城市對v2級的隸屬度均在0.5以上,表明湖南省城市水資源開發(fā)利用已具有相當(dāng)規(guī)模,但城市水資源仍具有一定的開發(fā)利用潛力,其中長沙和張家界的水資源開發(fā)利用潛力最大.

在充分理解水資源承載力概念及其影響因素的基礎(chǔ)上,選取水資源利用率、缺水率、灌溉率等7個評價指標(biāo),利用模糊綜合評判法對榆林市水資源承載力進行了評價。結(jié)果表明:榆林市水資源承載力較小,開發(fā)潛力不大。建議:建立地表水、地下水合理調(diào)蓄與調(diào)配運行機制,建立完善的水環(huán)境保護體系。

區(qū)域水資源承載力是進行生態(tài)環(huán)境建設(shè)和確定社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)。分析了水資源承載力的內(nèi)涵及其評價方法,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個主要因素作為評價指標(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行綜合評價。結(jié)果表明:榆林市水資源開發(fā)利用已經(jīng)達到相當(dāng)規(guī)模,在現(xiàn)有經(jīng)濟技術(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,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)。

應(yīng)用模糊綜合評判方法對聊城市水資源承載能力進行了分析評價。結(jié)果表明:聊城市綜合評分值對v1的隸屬度為0.7354,綜合評分值僅為0.178,表明聊城市水資源開發(fā)利用已有相當(dāng)?shù)囊?guī)模,進一步開發(fā)利用的潛力很小。今后應(yīng)該合理利用水資源,節(jié)約用水,加強對水資源的治理及保護。

文章針對水資源承載力的評價,綜合社會、經(jīng)濟、生態(tài)和水資源的復(fù)合系統(tǒng)來構(gòu)建評價體系,并從物理性和經(jīng)濟性角度分析水資源稀缺狀況,建立模糊綜合評價模型、灰色預(yù)測模型;同時運用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)濟與社會發(fā)展統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運用模糊綜合指數(shù)評價方法，對湘西自治州水資源承載力進行分析評價，并對該地區(qū)2020、2025、2030年的水資源承載能力進行預(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)濟社會發(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。

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.

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方法存在的問題,采用模糊層次綜合評價法對汕頭地區(qū)水資源承載力進行評價,并將評價等級劃分為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。