基于灰色关联分析法探析我国水资源开发利用状况

针对我国水资源的利用问题,建立水资源开发利用综合评价模型。利用综合用水指标、农业用水指标和工业用水指标等衡量我国的用水水平,利用地表水开发利用率、地下水开发利用率及水资源总量利用消耗率等指标来对水资源开发利用程度进行分析,使用灰色关联分析法进行对比分析,通过灰色加权关联系数比较各年份水资源利用情况和国家提出的2020年与2030年目标的偏差,并在此基础上提出有助于改善我国水资源现状的建议。     

基于主成分分析的关中—天水经济区水资源承载力评价

[目的]通过探讨关中—天水经济区水资源状况,可为经济区水资源的合理配置与经济社会的协调、可持续发展提供决策参考。[方法]根据关中—天水经济区2007~2016年相关统计资料,采用主成分分析法和构建指标体系对经济区水资源承载力从时间和空间两个角度进行综合评价。[结果](1)经济区水资源承载力得分由2007年的-0.067增加至2016年的1.877,水资源承载力与开发利用潜力呈现由大到小的变化,而水资源开发利用强度则呈逐渐增大趋势。(2)经济区各地市间水资源承载力存在显著差异,西安、咸阳两地的水资源承载力得分最高,均超过1.300,但水资源承载力和开发利用潜力最小;而杨凌、铜川两地的水资源承载力得分最低,均小于-2.250,但水资源承载力和开发利用潜力则最大。(3)经济发展水平、人口数量、水资源供需量、工农业生产用水是影响经济区水资源承载力大小的主要因素;其中,经济发展水平的贡献最大。[结论]经济区水资源承载力与开发利用潜力变小,开发利用强度增大;各地市间水资源承载力差异显著,将在一定程度上对经济区人口、经济、环境可持续发展起着明显的制约作用。为了促进经济区经济社会的健康可持续发展,应加强对水资源的管理与废水处理,合理控制经济区人口容量,提高社会节水意识,转变经济发展模式,大力推行节水型与节约型经济发展道路。     

基于InVEST和CA-Markov模型的瓯江流域“水资源-社会-生态”协调发展评价

为寻求区域的可持续发展,基于InVEST和CA-Markov模型分析了不同时期瓯江流域生境质量,通过构建“水资源-社会-生态”耦合系统的评价指标体系对瓯江流域协调发展状况进行评价。结果表明:2000—2020年瓯江流域内以高生境质量区为主,但生境质量水平呈下降趋势,2030年下降幅度将进一步增加;流域内高生境质量区集中于西南侧,低生境质量区主要在温州龙湾区以及丽水市市中心附近;“水资源-社会-生态”系统建设水平与耦合协调度向好发展,水资源子系统的建设状况是影响整体水平的关键因素。提出了科学引导土地利用、合理规划水资源配置、优化产业结构三方面改进措施,以实现区域生态保护与高质量发展。     

基于WDO-PP模型的文山州近10年水资源承载力评价

利用6个典型测试函数对新型优化算法——风力驱动优化(WDO)算法进行仿真验证,将仿真结果与布谷鸟搜索(CS)算法、差分进化(DE)算法、混合蛙跳算法(SFLA)、粒子群优化(PSO)算法、蚁群优化(ACO)算法、帝国竞争算法(ICA)和模拟退火算法(SA)的寻优结果进行比较。选取水资源开发利用率、降水量等10个评价指标,运用风力驱动投影寻踪(WDO-PP)模型计算文山州2006—2015年的水资源承载力,并对其变化趋势及规划水平年2020年、2030年水资源承载力进行预测及评价分析。结果表明:1无论是单峰还是多峰函数,WDO算法寻优效果远优于CS、DE、SFLA、PSO、ACO、ICA和SA算法,具有较好的寻优精度、收敛速度、极值寻优能力以及收敛稳定性与可靠性。2文山州2006—2014年水资源承载力评价结果均为基本可承载(Ⅲ级),2015年评价结果为可承载(Ⅱ级)。水资源承载力随时间呈提升趋势,且提升趋势显著。规划水平年2020年、2030年水资源承载力预测评价结果分别为可承载(Ⅱ级)和绝对可承载(Ⅰ级)。     

基于主成分分析的黑河中游农业水资源承载力评价研究

以黑河中游农业水资源承载力为对象，运用主成分分析法、熵权法对黑河中游农业水资源承载力从时间和空间两个角度进行评价分析。结果表明，（1）影响黑河中游农业水资源承载力的主要因素有耕地灌溉率、地表水与地下水资源量。（2）从时间上来看，2015年、2016年与2017年均处于中等承载力，2018年处于弱承载力，2019年处于高承载力。总体来看，2015—2019年黑河中游农业水资源承载力呈上升趋势。（3）从空间上来看，甘州区处于高承载力，民乐县和临泽县处于中等承载力，高台县和山丹县处于弱承载力且山丹县承载力最小。黑河中游各县（区）农业水资源承载力存在明显差异，要因地制宜，采取针对性措施，提高农业水资源承载力，促进农业生产的可持续发展。     

江西省水资源生态足迹时空格局

基于水资源生态足迹模型和水资源生态承载力模型,构建包括人均水资源生态盈余(赤字)、水资源生态压力指数和万元GDP水资源生态足迹在内的评价指标体系,对2010—2018年江西省水资源生态足迹时空格局进行分析。结果显示:在时间序列方面,江西省及各地级市水资源生态足迹整体呈波动上升趋势,水资源生态承载力波动较大;在空间分布方面,赣州市和宜春市的水资源生态足迹与水资源生态承载力位居全省前列,其他各地级市差异较大;南昌市部分年份出现人均水资源生态赤字,水资源生态压力指数较大,但万元GDP水资源生态足迹低,用水效率全省最高。     

基于双前沿面SBM-DEA模型的农业用水效率评价

基于有效效率前沿(乐观)和无效效率前沿(悲观)面SBM-DEA模型,对中国31个省(市、自治区)2003—2017年的农业用水效率进行评价,并运用Tobit模型对农业用水效率影响因素进行分析。研究发现:中国农业用水综合效率较低,其中,乐观效率呈现小幅度上升趋势,悲观效率呈现下降-上升-下降-上升趋势。不同农业用水区之间用水效率差异较小,高农业用水区农业用水效率最高,中农业用水区次之,低农业用水区最低。第一产业增加值所占地区生产总值比重、节水灌溉技术、水库总库容量与农业用水效率显著正相关,水资源禀赋、地区教育水平与农业用水效率显著负相关。     

江西省水资源生态足迹时空格局

基于水资源生态足迹模型和水资源生态承载力模型,构建包括人均水资源生态盈余(赤字)、水资源生态压力指数和万元GDP水资源生态足迹在内的评价指标体系,对2010—2018年江西省水资源生态足迹时空格局进行分析。结果显示:在时间序列方面,江西省及各地级市水资源生态足迹整体呈波动上升趋势,水资源生态承载力波动较大;在空间分布方面,赣州市和宜春市的水资源生态足迹与水资源生态承载力位居全省前列,其他各地级市差异较大;南昌市部分年份出现人均水资源生态赤字,水资源生态压力指数较大,但万元GDP水资源生态足迹低,用水效率全省最高。     

基于熵权法的海洋生态环境承载力评价——以广西近岸海域为例

利用"压力-状态-响应"概念模型构建指标体系,采用熵权法对指标进行赋权,对2007—2016年广西近岸海域生态环境承载力进行综合评价。结果表明,广西近岸海域生态环境承载状态在研究时序内持续波动,无明显变化趋势,多数年份均为临界超载状态。处于广西沿海的北海、钦州、防城港三市2015年近岸海域生态环境承载力评价结果显示当年三市均未出现超载,承载状态为防城港北海钦州。根据评价结果,提出相应的对策建议:(1)完善海洋特别是近岸海域生态环境保护的法律法规体系;(2)严格遵守海洋用途管制;(3)陆海结合、防控污染。     

郑州市水资源承载力综合评价

从水资源、经济、社会和生态环境4个方面选取17个指标构建评价指标体系,使用熵权法确定指标权重,运用TOPSIS模型对郑州市2007—2016年的水资源承载力水平进行综合评价。研究结果表明:(1)样本期内,郑州市水资源承载力综合评价值由0. 3336上升到0. 7007,总体呈稳步上升趋势,水资源承载力等级由"差"提升到"较好";(2)各子系统对水资源综合承载力的贡献逐年上升,其中生态环境子系统和经济子系统的贡献最大,社会子系统贡献相对稳定,而水资源子系统则因郑州市水资源时空分布不均,呈波动变化趋势。     

基于投影寻踪模型的城市建设用地综合承载力水平差异研究 ——以辽宁省为例

基于遗传算法优化的投影寻踪模型(GA-PPE),利用投影寻踪模型解决承载力评价指标权重拟定的主观性过强问题,从经济、社会、生态三系统构建城市建设用地综合承载力评价指标体系,采用2009—2017年的相关指标统计数据,对辽宁省14个城市的近九年的城市建设用地综合承载力的差异进行评价与分析,得出以下结论:(1)沈阳、大连作为辽宁省两座副省级城市,其城市建设用地综合承载力在九年内均位于全省前二位;(2)在辽宁沿海经济带及沈阳经济区的区域发展带动下,营口、盘锦、辽阳和鞍山等城市的建设用地综合承载力在省内位居前列,并且不断提高;(3)辽西北城市的建设用地综合承载力普遍较低,位于全省末位;(4)沿海经济带中的丹东、葫芦岛及沈阳经济区中的抚顺、本溪等城市的建设用地综合承载力与区域内其他城市有较大差距,区域承载力水平参差不齐。     

基于熵权TOPSIS模型西北地区资源环境承载力动态评价

文章以西北地区（陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆）为研究对象,从经济发展、资源承载、环境承载角度构建熵权TOPSIS模型对资源环境承载力进行综合评价,并根据熵值法计算权重分析影响地区资源环境承载力发展的关键因素。结果表明：（1）2006—2020年西北地区资源环境承载力呈逐渐上升趋势,陕西省承载力水平明显高于其余四个省（区）;（2）各个子系统评价值中,经济发展力子系统呈线性增长趋势,资源与环境承载力两个子系统均呈现波动增长趋势;（3）根据熵值法权重计算结果可得,森林覆盖率、卫生机构个数、地均GDP等指标所占比重较高,对西北地区资源环境承载力水平影响较大。     

基于熵权Topsis的淮河生态经济带水资源承载力评价

[目的]评价发展规划驱动下的水资源承载力特征,为区域发展提供科学依据。[方法]以淮河生态经济带为对象,采用熵权重的Topsis评价方法,分析淮河生态经济带水资源承载力的区域差异及其影响因素。[结果] 2015年不同市县水资源承载力综合得分介于0. 305 8～0. 698 8之间,其中盐城市最高,桐柏县最低;境内江苏、安徽、河南3省的水资源承载力分别为0. 585 2、0. 478 2、0. 524 9。[结论](1)淮河生态经济带水资源承载力具有在淮河干流上、下游承载力高,但中游偏低的空间分布特征。(2)水资源系统层面,水资源总量是承载力高低的供给侧决定性因素,是水资源承载力高低的重要基础。(3)社会系统中,用水量与用水结构是提升和优化水资源承载力的调控性因素。(4)城镇化发展与人口增加是水资源承载力高低的胁迫性因素,而经济发展水平是水资源承载力调控的重要保证。     

哈尔滨市水资源可持续发展状况评价

本文利用国际通行的水资源紧缺指标对哈尔滨市水资源可持续发展状况进行评价,结果表明,除通河县外,其他地区均为缺水地区。可见,水资源紧缺已经成为哈尔滨经济可持续发展的瓶颈,需要对其水资源可持续利用进行综合评价。在系统性、全面性和可操作性的原则下,选用了9个指标,建立了水资源可持续利用综合评价指标体系,对11个县（市、区）的水资源可持续利用进行综合评价,对哈尔滨市经济的发展、生态环境的改善提供较为科学的参考依据。     

京津冀粮食安全与农业用水安全耦合协调研究

[目的]粮食安全与农业用水安全协调发展是实现农业可持续发展的前提与保障。[方法]文章通过构建粮食安全与农业用水安全评价指标体系,基于耦合协调模型、空间自相关、GWR模型,分析1985—2018年京津冀粮食安全与农业用水安全耦合协调度时空格局及驱动力。[结果]（1）粮食安全与农业用水安全评价指数及二者综合评价指数均呈波动上升趋势;（2）时间上,两者始终处于高耦合水平,耦合协调度呈波动上升趋势,协调程度整体较低,没有达到高度协调;空间上,各县域基本都为高耦合水平,耦合协调度冀中南功能拓展区高、冀西北生态涵养区低,整体处于濒临失调和基本协调之间;（3）耦合协调度空间集聚特征显著,中南部高―高集聚,西北部低―低集聚;（4）耦合协调度驱动力中,农业人口占比、高程和坡度主要为负向作用,农业产值占比、人均耕地面积、粮食单产、有效灌溉率及节水灌溉率主要起正向作用;高程、坡度、农业人口占比及粮食单产的影响较小,人均耕地面积、有效灌溉率、节水灌溉率及农业产值占比的影响程度大,其中人均耕地面积影响更显著。[结论]该文表明京津冀粮食安全与农业用水安全耦合协调关系有待进一步提升,各功能区内耦合协调关系发展差距较...     

基于均方差法的郑州市土地综合承载力评价

［目的］开展土地综合承载力评价是科学编制国土空间发展战略的基础。通过构建包含水土资源承载力、经济承载力和生态承载力3个维度土地综合承载力评价指标体系,定量刻画郑州市城市土地综合承载力的特征与轨迹。［方法］运用均方差法,选取2010—2016年郑州市城市土地综合承载力评价指标,分析其土地综合承载力特征。［结果］（1）总体上,郑州市城市土地综合承载力不断增强,水土资源承载力呈现先升—降—升的动态演变特征; 经济承载力持续增长,这源于郑州市土地经济效益的大幅提升; 生态承载力呈现波动性增强的演变特征。（2）郑州市城市土地综合承载力经历了较低—中等—较高发展历程,但土地综合承载力处于低层次的较高阶段,仍有较大提升空间。（3）为提高郑州市城市土地综合承载力,应加快“多规合一”规划的编制,科学划定城市增长边界和“三生”空间,转变城市发展理念,优化发展发展路径,提升城市土地综合承载力水平。［结论］郑州市城市土地综合承载力仍有较大提升空间,应加快建立土地综合承载力扩容的有效机制。     

基于三角白化权函数的重庆市水资源承载力灰色聚类评价

水资源可持续承载力是区域可持续发展综合评价的重要指标。文章从重庆市水资源系统、社会经济系统及生态环境系统等3个方面考虑,选取24个水资源承载力影响因子建立了水资源可持续利用评价指标体系。基于三角白化权函数的灰色评估是灰色聚类分析法中划分对象类别的一种新方法,将这种方法应用于重庆市水资源可持续承载力评价中,把重庆市2000~2009年的水资源可持续承载力状况分成劣、差、中、良、优等5个灰类进行综合聚类评估。结果表明:(1)2000~2009年间,重庆市水资源可持续承载力总体上处于上升趋势,排列顺序为:2008200020092004200220032007200520062001;在2000年、2008年及2009年属于优灰类,2001年属于劣灰类,2002年、2003年、2004年及2007年属于良灰类,2006年属于差灰类,2005年属于中灰类;(2)基于三角白化权函数的灰色评估评价得出的结果比较客观,重庆市水资源可持续承载力对水资源子系统依赖程度较高,制约重庆市未来水资源可持续利用的主要因素在于年际间的干旱灾害,应引起相关部门的高度重视。     

湖北省各市(州)土地资源承载力区域差异性研究

运用层次分析法从人口、经济、社会和生态环境四个方面建立了土地资源综合承载力评价指标体系,运用矢量投影的方法,从时间和空间两个维度对湖北省各市(州)土地资源承载力进行评价并建立分级评价体系,讨论了全省17个市(州)近10年来土地资源承载力的发展趋势。研究结果表明:(1)总体看来,湖北省土地资源承载力正在逐步增强,但土地人口承载力相对滞后;(2)湖北省土地资源承载力不稳定,鄂东南地区土地资源承载力明显高于其他地区,鄂西地区土地资源承载力较低,这与经济发展水平有较大关系。建议:(1)实行严格的耕地保护制度,提高人均耕地面积;(2)注重资源与环境问题,促进可持续发展。     

无锡市水生态足迹与水资源可持续发展评价

分析评价无锡市水资源可持续发展水平,基于水生态足迹和水生态承载力计算模型,构建包含水生态盈亏、万元GDP水生态足迹、水生态可持续指数3个指标的水资源可持续发展综合评价模型,并结合ARIMA模型对无锡市水资源可持续发展趋势进行预测。结果表明:2008—2015年无锡市水生态足迹波动上升,万元GDP水生态足迹逐年下降,除2013年出现水生态赤字,水资源呈弱不可持续发展状态外,其余年份水生态承载力均略大于水生态足迹,水生态可持续指数维持在0.55~0.66,处于弱可持续发展状态;若维持目前的水资源利用模式,预测得2016—2020年无锡市水生态足迹逐年增加,水生态可持续指数有降到弱不可持续水平的风险。     

我国用水总量确定的方法与结果

根据1980—2015年中国用水总量与主要影响因素的系列数据,建立经过统计检验的中国用水总量预测模型,对中国用水总量极值及出现的时间进行预测。为了验证模型预测结果的正确性,提出利用中国人均综合用水量预测中国用水总量极值的方法,在对比国外近几十年人均综合用水量的趋势及中国人均综合用水量特性的基础上,预测了未来中国人均综合用水量的趋势。再根据中国人口峰值及出现的时间,预测出在2030年前后中国用水总量极值达6 500亿m3,之后与中国总人口一起下降,这个结果与模型预测的结果一致,说明该确定中国用水总量极值的模型、方法与结果是合理的,可在其他区域(省、市、区等)借鉴与使用。