时空异质性视角下长江经济带水资源系统韧性评估及调控因子分析

水资源系统韧性的评估与调控是缓解水资源危机和规避水资源风险的重要途径之一。从水资源的自然资源、社会经济、生态环境等属性出发,综合考虑水资源系统韧性的抵抗性、恢复性、适应性特征,构建了包含水资源、水经济、水福利、水管理、水生态和水环境6个维度的水资源系统韧性评价指标体系,建立了基于麻雀搜索算法的投影寻踪模型,运用自然断点法识别区域空间分异特征,采用因子探测识别影响水资源系统韧性空间分布格局的调控因子。通过对2010—2019年长江经济带11个省(市)水资源系统韧性的分析发现,在空间上,长江经济带水资源系统韧性表现为西部最优、东部次之、中部最末,且南部优于北部;在时间上,长江经济带水资源系统韧性虽有波动但整体呈现上升的趋势。从6个维度来看,水生态韧性维度的韧性值区间跨度较大,在0.08~0.52之间波动,水福利韧性最高,水环境韧性次之。水资源和水福利的相关因子对水资源系统韧性的影响较为明显,水经济中的工业废水治理投资占GDP的比重和万元工业增加值用水量2个指标以及水福利中的供水管道密度和人均供水量2个指标的影响力逐渐上升。通过对长江经济带水资源系统韧性和调控因子的分析,有针对性地提出了提高长江经济带水资源系统韧性的对策建议。

滇中地区社会-生态-水资源系统耦合协调发展评价

探讨滇中地区社会、生态与水资源三者的耦合协调关系,对滇中地区及云南的可持续发展具有重要意义。基于能值分析与二元水资源可持续发展理论构建区域社会-生态-水资源系统能值评价指标体系,利用耦合协调度模型探讨2006—2020年滇中地区系统发展指数及耦合协调度。结果表明:近15 a来,滇中地区社会经济发展较快,水资源与生态环境发展相对较慢,复合系统耦合度高于协调度,且耦合协调度呈整体正向发展态势,多数地区为IV级以上。2006年耦合协调度空间分布呈北高南低趋势,北边六州市、南边红河分别处于初级、勉强耦合协调发展阶段;2015年呈西高东低走势,均达到初级协调发展阶段及以上,丽江变化较大,为中级耦合协调发展阶段;2020年呈四周高中间低分布,丽江仍处于中级耦合协调发展阶段领先位置,其余州市均处于初级耦合协调发展阶段。

水网水资源系统协同信息平台架构的设计与应用

水网水资源系统协同信息平台是为解决水资源管理中信息共享与协同问题而设计的一种系统架构。该平台以满足水资源管理需求为目的。通过水网水资源系统协同信息平台的应用,实现了水资源信息的高效管理与协同共享,提高了水资源管理的效果和水资源利用的效率。文章为水资源管理提供了一种新的解决方案,促进了水资源管理的现代化和科学化。

基于多种方法的信阳市水资源系统韧性评价

随着经济社会的发展,水资源系统面临的风险日益严重,探究水资源系统韧性对合理利用水资源、促进水资源可持续发展具有重要意义。根据信阳市水资源实际情况,从抵抗性、恢复性、适应性层面选取18个指标确立信阳市水资源系统韧性评价指标体系,基于熵权法确定各评价指标权重,采用模糊综合评价法、灰关联分析法、TOPSIS法,分别从评价对象的优劣等级、评价对象与最优方案之间关联度和评价对象与最优方案的接近程度等3个方面对信阳市2012—2021年的水资源系统韧性展开评价。结果表明:模糊综合评价法能更好地界定水资源系统韧性的评价标准;基于模糊综合评价法,2012—2021年信阳市水资源系统韧性水平主要为等级Ⅱ和Ⅲ,变化趋势总体是上升的,但仍存在提升的空间。

水资源系统分析职业素养和创新精神培养

在水资源系统分析教育中,如何通过职业规划来培养学生的职业素养和创新精神,阐述了职业规划在水资源系统分析教育中的重要性。通过职业规划理念,培养更具有职业适应性和创新能力的水资源系统分析人才。未来需要加强实践教学,完善职业规划指导机制,并不断探索教育模式的创新,以更好地满足未来水资源系统分析人才的职业需求。需要不断探索教育模式的创新,结合行业需求和人才培养的目标,开展针对性的课程设计和教学方法创新,满足水资源系统分析人才的职业需求。

中国区域水资源系统韧性与效率的发展协调关系评价

在界定水资源系统韧性概念的基础上,综合应用赋权法、SBM-DEA模型及发展协调度模型对2000—2016年全国31个省区的区域水资源系统的效率、韧性以及两者之间的发展协调关系进行评价。结果如下:①中国区域水资源系统效率整体上处于非有效区,在研究期间呈现出在波动中上升的趋势。②中国区域水资源系统韧性的平均值为0.39,总体水平较低,研究期间整体上呈波动上升趋势。③中国区域水资源系统效率与韧性的发展度总体呈现平稳上升—较快上升—急剧下降—上升的趋势,呈倒"U"型发展;协调度在研究期间呈现波动中上升趋势,大部分省区的发展度较好,而协调度较弱。④2000—2016年,水资源效率与韧性的发展协调度一直维持着"东-中-西"阶梯式递减格局,失调省区的数量降低,初级协调、中级协调、良好协调省区的数量逐渐提升,整体向协调趋势发展;空间格局上呈现由2000年倒"E"型对称式分布格局向如今北部围绕天津、中部围绕上海、南部围绕广东的三级格局演变,格局分布与中国三大经济区基本吻合,可知中国水资源系统效率与韧性的发展协调水平与经济发展水平之间有明显的关系.

水资源系统调度研究进展

本文研究了水资源系统和水资源系统调度的概念,对国内外水资源系统调度的研究进行了评述,并且指出了水资源系统调度研究的发展方向。

基于耗散结构理论和灰色关联熵的水资源系统演化方向判别模型研究

水资源系统是一耗散结构 ,本文以水资源量作为序参量 ,来描述水资源系统的有序性和演化方向。依据协同学理论 ,水资源系统要维持有序就要求经济、社会、生态子系统相互协调 ,系统序参量之间相互协同。应用耗散结构理论和灰色系统理论 ,把灰关联度与熵结合起来 ,以序参量为基础 ,建立了基于灰关联熵的水资源系统演化方向的判别模型 ,为水资源系统分析提供了新方法。并将该模型应用于黄河流域水资源系统的演化评价 。

基于规则的水资源系统模拟

本文在归纳总结国内外水资源系统模拟研究现状的基础上,提出以规则控制方式实现水资源系统模拟。通过分析水资源系统供、用、耗和排各个环节中所涉及的各类元素及其作用,抽象概括出系统中存在的主要对象,建立符合实际的水资源系统节点图。模型以不同类型的规则描述水利工程的运行和水源对用户的分配,以及天然与人工二元耦合关系下各类水源在网络系统的运移转化和相互作用,实现对系统水量运移转化的透明化控制,建立适用于不同区域的通用化模型。实例证明,通过该种模拟方式可以结合不同区域实际状况、用户需求和实际经验,灵活制定和调整计算规则,提供可靠有效的模拟结果。

黑河流域水资源系统演变和人类活动影响

黑河流域降水集中于山区,平原稀少。50多年来,除了20世纪70—80年代上游的中东部地区降水偏多外,其它区域为正常变化;蒸发量从山区向平原逐渐增大,除了中游蒸发量显示稳定变化外,山区和下游区表现为减少趋势;黑河多年出山径流量呈现稳定变化,但在中下游盆地间的正义峡水文站,径流量自20世纪80年代中期以来,出现了非常明显的减少过程:这是受到中游地区地下水开采量增加、补给量减少和水位下降的影响,主要是中游地区人口数量增多、大规模扩耕灌溉和水工建设作用的结果。计算表明,人类活动影响强度:20世纪50年代占18%,60—70年代占28%,80—90年代占54%;上游占1%,中游占87%,下游占12%。这说明黑河中游80—90年代是人类活动影响强度达到最大的地区。因此,提出了充分认识流域水资源系统演变规律性,约束人类活动的影响,均衡保护利用流域水资源的有关建议。

基于DPSIR概念模型的水资源系统脆弱性分析

从水资源复杂系统角度结合DPSIR概念模型,构建了水资源系统脆弱性评价指标体系。利用大样本数据、投影寻踪、粒子群算法、插值型曲线,建立了基于粒子群投影寻踪插值的水资源系统脆弱性评价模型。结合河北省南水北调受水区水资源系统的实例,从驱动力-压力-状态-影响-响应等5个方面计算分析了该系统的脆弱性。结果表明,以资源型缺水为主导的水资源基础条件薄弱已成为受水区水资源系统脆弱性的制约因素,且在未来很长一段时间内难以改变。

基于分形理论的区域水资源系统脆弱性评价

根据资料获取的难易程度以及指标的科学性、可比性、全面性和动态性等原则，构建了区域水资源系统脆弱性评价指标体系，并对河北省水资源系统的脆弱性进行了评价。结果表明，在实施南水北调工程、强化本地节水措施力度、努力保证生态环境用水的条件下，2000～2030年河北省水资源系统的脆弱性程度将逐步改善。

水资源系统模拟模型研究进展

回顾了国内外水资源系统模拟模型的研究历程,结合当前水资源领域发展方向,介绍了目前的研究现状。分析了以集成方式研究水资源系统模拟技术的必要性,评述了几类当前比较有影响的水资源系统模拟方法以及相应软件。阐述了面向对象技术(OOT)以及地理信息系统(GIS)等在流域水资源模拟中的应用。指出以计算机技术为先导,考虑不同的流域实际状况进行系统分析是构造通用水资源模拟模型的必要条件和发展方向。

交互式多目标决策新方法及其在水资源系统规划中的应用

在目标满意度和目标总体协调度的基础上构造了一种新的交互式多目标决策方法,运用欧式距离判断来描述目标总体协调度,避免了目标权重人为确定的任意性,且能充分体现决策者的主观愿望,便于实际操作应用。水资源系统规划的多目标决策实例分析表明该方法有效可行。

条件模拟原理和技术进展及在水资源系统中的应用

在简要介绍条件模拟基本原理基础上 ,重点评述了国外 2 0世纪 90年代新的数学方法和计算技术进展及在国内外水资源系统应用的主要成果 。

区域水资源系统可持续发展评价研究

简要地分析了区域水资源系统及其可持续发展的内涵,建立了区域水资源系统可持续发展评价的指标体系:由一个目标层、一个准则层和两个指标层构成的层次体系,其中,目标层直接通过准则层加以反映,准则层由指标层Ⅰ反映,指标层Ⅰ由指标层Ⅱ予以反映.介绍了模糊层次评价方法,并对天津市1985～1998年水资源系统可持续发展状况进行了评价研究.

区域水资源系统动力学特征分析

对南水北调中线工程河南受水区水资源系统动力学特征进行了分析研究,给出了各子系统动力学特征指标和水循环之间的定性关系,揭示了各子系统的分形特征、复杂程度和演化规律。结果表明,该水资源系统具有明显的分形结构和混沌特征,为一个非线性系统,且系统演化存在一个奇异吸引子;从大气降水-地表水-浅层地下水-深层地下水水循环角度看,该系统的开放程度和受外界干扰的程度逐渐减小;从大气降水-地表水-浅层地下水的水循环角度看,该系统的复杂程度符合水资源系统的一般情况。分析成果对该区寻求改善水资源系统行为的机会和途径具有重要参考价值。

基于集对分析模型的巢湖流域水资源系统脆弱性评价

鉴于水资源系统脆弱性是一个复杂的系统工程,从水资源脆弱性、生态环境脆弱性和承载能力脆弱性三方面构建了流域水资源系统脆弱性指标体系,利用同异反层次法联系数建立了流域水资源系统脆弱性评价的集对分析模型,并对巢湖流域水资源系统脆弱性进行了综合评价。结果表明,巢湖流域水资源系统脆弱性为中度脆弱,各区域承载能力脆弱性均较高,但水资源脆弱性和生态环境脆弱性也不容忽视,应加强流域水资源综合治理,提高综合治理成效。

水资源系统等级评价的一种非参数方法

水资源系统等级评价是目前水资源系统工程研究的热点和难点之一,常规评价方法需要根据先验知识预先设定评价函数的具体结构形式,难以适应复杂多变的实际评价系统。为此,提出了一种非参数评价新方法(NGEM)。NGEM无需假定评价函数的具体表达形式,直接挖掘评价标准数据本身所隐含的评价信息,它用基于加速遗传算法的投影寻踪方法客观地确定各指标权重,用非参数回归方法建立评价函数。实例计算结果说明,NGEM直观简便、有效通用,在各种系统预测与模拟中也具有应用价值。

基于可持续能力和协调状态的水资源系统评价方法探讨

基于可持续理论、系统协调理论内涵,从区域资源条件、生态环境、水资源开发利用水平及经济社会现状要素相互耦合、共同支撑水资源系统的角度,应用压力-状态-响应模型(PSR模型)构建了区域水资源系统综合评价指标体系,借鉴前人研究成果提出了水资源系统可持续度、协调度概念及其定量表征方法,在此基础上提出水资源系统综合评价方法,并结合有关数据对2003—2013年辽宁省水资源安全形势演进态势进行实证分析。结果表明:1研究时段内辽宁省水资源系统可持续度呈整体上升趋势,自然因素导致资源子系统可持续度变化不稳定,其余3个子系统可持续度基本呈现逐年提升态势;2研究时段内辽宁省水资源系统协调度波动变化,是资源条件、生态环境、开发利用水平和经济社会发展因素的耦合导致子系统之间的协调关系不稳定;3在研究时段内辽宁省水资源系统安全等级逐渐提高,安全态势趋于好转。未来,有关部门应在加大自然资源和生态环境保护力度、提高水资源开发利用水平和促进区域经济与社会发展的基础上,努力探索区域水资源系统协调发展和统一管理的新思路和新方法,将水资源纳入区域可持续发展进行综合管理和优化配置,以期实现区域水资源系统和谐、可持续的发展目标。