基于系统动力学模型的郑州市水资源承载力动态模拟

水资源问题制约着缺水城市的可持续发展,近年来郑州市社会经济高速发展,其水资源有限的现状与用水需求快速增长之间的矛盾愈加凸显。为科学研究郑州市水资源承载力远期发展情况,根据郑州市经济社会现状的水资源供需和发展状况,采用多系统综合的系统动力学方法(System Dynamics,SD),结合水资源、生态、经济社会、水利工程四个子系统,构建郑州市水资源承载力研究的SD模型。将2010-2019年的历史数据与SD方法的模拟数据进行比较,平均误差均小于10%,具有较高的可信度,可用来预测郑州市未来的水资源承载力发展情况。在此基础上,通过设定现状延续、控污节流、开源控污和开源节流4种不同方案,对2020-2030年水资源承载力系数进行动态模拟预测。结果表明:2030年4种方案下的水资源承载力系数分别为1.24、1.18、1.00、0.89,现状延续和控污节流方案下的郑州市水资源承载力随着时间的推移呈现严重超载状态,无法承载郑州市经济社会的快速发展;开源控污方案在预测期内的水资源承载力超载状态会对经济社会发展产生较大阻力。故开源节流方案为最佳方案,水资源承载力系数小于1,在研究期内未出现超载状态,可有利缓解郑州市的缺水状况,促进经济社会的发展。结合4种方案的优点,提出有利于郑州市水资源可持续发展的建议与对策。

天津市1997年-2006年相对资源承载力的动态测度与分析

采用相对资源承载力的研究思路与计算方法,计算1997年-2006年天津市相对自然资源承载力、相对经济承载力和综合承载力及其变化过程。研究表明:(1)与全国比较,天津市资源综合承载力处于富余状态,且经济资源对综合承载力的贡献占大部分;(2)与北京、上海、广东等发达省市相比,天津市综合承载力处于超载状态,自然资源承载量占优势,但经济资源水平有较大差距。(3)相对水资源承载力对相对自然资源承载力的贡献率基本在50%以上,水资源对其发展具有至关重要的作用。针对天津市相对承载力方面存在的问题,提出了天津实现可持续发展的对策建议:大力发展经济,保护和合理开发利用自然资源,保护生态环境,遏制环境恶化趋势,控制人口增长,不断协调人口、资源、环境和发展的矛盾,逐步走向可持续发展。

流域国土空间水资源承载力评价及保护方法研究

量化测度水资源承载力并制定相应的水资源保护措施,对于区域国土空间可持续发展极为重要。运用DPSIR框架,评价了梁子湖流域的水资源承载力,并对评价结果进行空间落位。基于评价结果,使用FLUS模型模拟未来发展趋势,划定了区域国土空间功能优势区,并综合评价模拟结果,确定了梁子湖流域的水环境保护格局。从量化测度和情景模拟两个方面构建了一套切实可行的流域国土空间水资源保护规划技术路径,可为区域水资源保护目标导向下国土空间规划与生态保护提供参考。

基于熵权TOPSIS的黄河流域甘肃段水资源承载力评价

为评价黄河流域甘肃段水资源承载力,以黄河流域甘肃段4个二级分区为研究对象,初选20个评价指标,利用信息敏感性和相关性分析法剔除敏感性较低和相关性较高的7个指标,最终确定13个评价指标。从系统角度将指标分为水资源、社会、经济、生态环境4个子系统,利用熵权法与TOPSIS模型结合的方法计算综合得分,并利用障碍因子诊断模型分析4个二级分区的水资源承载力障碍因子。结果表明:空间维度上,黄河流域甘肃段水资源承载力存在空间差异性,龙羊峡以上分区水资源承载力最高,龙羊峡—兰州分区与兰州—河口镇分区水资源承载力次之,龙门—三门峡分区水资源承载力最低;时间维度上,除龙羊峡以上分区外其余3个二级分区水资源承载力均有缓慢上升趋势;人均水资源量、产水模数、人均供水量、人口密度、城镇化率及生态环境用水率是影响黄河流域甘肃段水资源承载力的主要障碍因子,建议优化水资源配置、调整用水结构、促使经济发展与水资源承载力相匹配等,以提升及保持黄河流域甘肃段水资源承载力。

基于CRITIC-VIKOR法的哈尔滨市水资源承载力综合评价

为了解哈尔滨市水资源承载能力,以及该市的水资源和社会经济发展协调状况,基于2016—2021年水资源数据,结合水资源现状,采用CRITIC-VIKOR法对市2016—2021年的水资源承载力进行评价。研究结果表明,水资源承载力在2016—2021年波动幅度明显。可以分成两个阶段,第一阶段2016—2018年,该阶段利益比率R值均大于0.5,水资源承载力表现较弱;第二阶段2019—2021年,该阶段利益比率R值均小于0.2,水资源承载力较强。第一阶段的末年R值相比第二阶段初年减幅77.5%。总体上看水资源承载力,处于上升趋势。此次研究对哈尔滨市的水资源开发与利用以及可持续发展提供参考意见。

以崇左市为例的区域自然资源承载力研究

通过建立水资源承载力、土地资源承载力、矿产资源承载力的数学模型,探索区域自然资源承载力的计算和评价方法;并以崇左市为例,计算崇左市2010现状年和2015年、2020年的自然资源承载力,然后评价自然资源对区域人口、经济社会发展及发展规模的承载能力。结果表明,崇左市水资源对区域的发展具有较好的承载能力,现状及未来均未出现超载;土地资源承载力中耕地资源承载力的现状已超载,建设用地资源承载力现状及未来均未超载,表明崇左市土地资源承载力存在一定安全隐患;矿产资源中水泥用石灰岩对经济发展的承载能力较强,煤炭和锰矿资源承载力在2015年和2020年均会超载。

交口灌区农业水土资源承载力评价及障碍因子诊断

【目的】评价交口灌区农业水土资源承载力及其障碍因子。【方法】以交口灌区为研究对象,构建包括水土资源、社会、经济、生态环境4个准则层的水土资源承载力评价指标体系,采用组合赋权的TOPSIS模型对交口灌区水土资源承载力进行综合评价,采用障碍度模型诊断制约灌区农业水土资源承载力的主要障碍因子。【结果】2016—2020年,交口灌区水土资源承载力呈稳步提升态势,各区、县的水土资源承载力差距逐渐缩小;灌区不同区、县的水土资源承载力水平差异显著,灌区北部承载力水平高于灌区南部,各区、县承载力指数介于0.257~0.621;水土资源和生态环境系统中的单位耕地农药施用量、水土资源匹配系数、单位耕地施肥量、垦殖率、生态环境用水率、水资源开发利用率是制约交口灌区水土资源承载力提升的主要障碍因子。【结论】水土资源和生态环境是影响灌区水土资源承载力的关键要素,灌区应以可持续发展理论为导向,注重农业发展与生态保护并重,综合提升灌区承载力。

基于层次分析法的黑龙江省区域水资源承载力研究

为探究区域水资源承载力影响因素及时空演变趋势,以2012—2021年黑龙江省13个地区指标数据为例进行标准化处理,基于PSR模型、层次分析法结合的算法,构建水资源承载力评价模型并进行综合性分析。结果表明:黑龙江省水资源承载力强度排序为大兴安岭(3.472)>黑河(3.306)>齐齐哈尔(3.271)>绥化(3.144)>伊春(3.100)>鸡西(3.014)>佳木斯(3.006)>牡丹江(2.986)>大庆(2.868)>鹤岗(2.825)>七台河(2.796)>哈尔滨(2.493)>双鸭山(2.391);采用自然断点法划分等级,大兴安岭水资源承载力最高,双鸭山水资源承载力最低,总体时空分布呈现由东南向西北逐渐增强的态势。

淮河流域土地资源承载力及其时空分异格局研究

淮河流域作为我国粮食生产大区之一,其土地资源利用效率和方式直接关系到区域农业与城镇经济的发展,因此对淮河流域土地资源承载力及其影响因素进行研究具有十分重要的理论价值与现实意义。本文从承载强度、承载效益和承载潜力三个维度构建了综合评价指标体系,基于熵权TOPSIS模型和空间自相关模型,测算2006—2021年淮河流域35个地级市土地资源承载力水平,实证分析其土地资源承载力的时空分异特征。结果表明,研究期间内,淮河流域各地级市的土地资源承载力水平表现为上升的趋势,呈现东部高、西部低的空间分布格局,且在整体呈现正向空间自相关,在局部上呈现“小集聚、大离散”的空间分异格局。

基于组合赋权TOPSIS模型的宿州市水资源承载力评价及障碍因子研究

研究区域水资源承载力是发现和解决区域水资源问题的重要途径。针对皖北平原水资源短缺和水环境污染等问题,以宿州市为例,基于主体框架法构建评价指标体系,采用组合赋权的优劣解距离法对宿州市2012—2021年水资源承载力进行了评价,并引入障碍度模型识别全市水资源承载力提升的障碍因素。结果表明:2012—2021年,宿州市水资源承载力状况呈现波动变化的趋势(临界超载—轻度超载—临界超载),全市水资源供需处于紧平衡状态;人均供水量、万元GPD排放COD量、城市污水处理厂日处理能力是阻碍宿州市水资源承载力提升的主要障碍因子。该评价结果及评价方法合理可靠,可为其他城市水资源承载力评价提供有益参考。

安徽省资源型城市水资源承载力时空演变及其驱动因素分析

以安徽省资源型城市为样本区域,建立“人口-水质-水量-社会”评价体系;采用秩和比综合评价法,分级评价安徽省资源型城市水资源承载力;借助标准差椭圆和地理探测器分析研究区域水资源承载力的空间分异性及驱动因子的解释力大小。结果表明:2011—2021年,安徽省资源型城市的水资源承载力指数整体相对较低,2011—2015年以Ⅱ级(超载)状态为主,2015—2021年逐渐改善为Ⅲ级(临界)或Ⅳ级(不超载);安徽北部城市水资源承载力比南部城市更低,但增速较快,不均衡的水资源承载力分布格局正逐步改善;对各市水资源承载力空间分异性解释力最大的因子为生态补水用水量,其次为水污染次数和采掘业从业人员数。

黑龙江省相对资源承载力分析

本文以全国为参照区域,对黑龙江省各类相对资源承载力及其变化趋势进行计算分析。结果表明:自然资源为黑龙江省优势资源,自然资源相对可承载人口数量相较于全国一直处于盈余状态,经济资源相对可承载人口数量处于超载状态,经济资源是制约黑龙江省可持续发展的主要障碍因素。

基于系统动力学的察尔汗盐湖钾盐资源承载状态预断评估

针对察尔汗盐湖钾盐开采规模不断扩大引发的资源可持续问题,构建了钾盐资源承载率指标,基于系统动力学搭建了察尔汗盐湖钾盐资源可持续利用系统仿真模型;利用所建模型,对2020—2040年间察尔汗盐湖钾盐资源承载状态进行预测评估;模拟预测了5种开发情景下盐湖水资源与氯化钾资源承载状态的变化情况。研究结果表明:受柴达木盆地气候变暖趋势影响,未来察尔汗盐湖钾盐资源承载率将由2022年的2.3降低至2040年的1.2;通过降低开采强度与提高技术水平等方法可以有效缓解钾盐资源承载率过高的情况,同时需要通过合理制定生产计划与提高技术水平研发等手段以确保氯化钾资源长期稳定供应。

甘肃省各地区相对资源承载力及可持续发展研究

根据相对资源承载力研究方法,以全国及甘肃省为参照区域,计算了2001—2008年甘肃省各地区相对自然资源承载力、相对经济资源承载力和综合资源承载力.结果表明:甘肃省的承载状态在2001—2002年呈超载状态,但自2003年以后处于富余状态;甘肃省超载最严重的是临夏,其次是陇南,然后依次是天水、甘南、定西、武威.省会兰州、嘉峪关、金昌、白银、酒泉的承载力都属于富余状态,张掖、平凉和庆阳除了极个别年份超载,大多数的承载力也都属于富余状态.造成甘肃省各地区相对资源承载力差异的主要原因是历史与文化、资源禀赋及人才与制度.

基于热传递减法集对势的区域水资源承载力评价

为有效评估区域水资源承载力系统演变特征并诊断脆弱性影响因素,引入物理学热传递思想,在集对分析传统减法集对势基础上进一步深化确定性项和不确定项之间的势差概念,构建了基于热传递减法集对势的区域水资源承载力评价方法,并应用于安徽省江淮丘陵区。结果表明:2011—2018年安徽省江淮丘陵区除合肥市外,其余地市水资源承载力水平整体有所改善,合肥市水资源承载力等级较低;人均水资源量、产水模数、生态用水率等因素是影响安徽省江淮丘陵区水资源承载力变化的重要脆弱性因素。整体而言,本文计算分析结果与传统减法集对势及半偏减法集对势计算结果基本一致,这表明构建的基于热传递减法集对势的水资源承载力评价方法计算结果合理有效,且丰富和发展了集对势的内涵,可为开展区域水资源承载力评价及脆弱性因素识别提供新的研究途径。

西部地区资源承载力探析

通过对Solow模型和干中学模型的扩展,阐述了资源承载力研究的理论基础和现实意义,并从实证角度分析了西部地区资源承载力的差异,结论表明:西部地区生态环境受到一定破坏,资源承载力一直处于超载状态,其经济发展在一定程度上以牺牲环境为代价;西部12省市资源承载力存在差异;西部地区和东、中部地区资源承载力存在差异。相对于东、中部地区,西部地区虽然综合承载力增强,但资源承载力处于超载状态,尤其是与东部地区相比,超载状态非常显著。

基于改进模糊综合评价的十堰市水资源承载力评价

十堰市是南水北调中线工程调水源头所在地和核心水源区,为全面了解十堰市水资源可持续性开发利用情况,基于水资源、生态环境、社会经济三个层面构建了十堰市水资源承载力评价指标体系,使用灰色关联分析法对指标体系进行筛选,采用熵权法-层次分析法组合权重计算指标权重,通过改进的模糊综合评价法评价了2010~2021年十堰市水资源承载力情况。结果表明,十堰市水资源承载力整体呈波动上升趋势,2016年开始稳定达到可承载状态,丰水年可达到良好承载状态;生态环境子系统和社会经济子系统呈上升趋势,而水资源子系统波动较大,无明显规律;十堰市应继续加大污、废水治理力度,调整用水结构,建设节水型社会,以实现水资源与人类社会和谐发展。

基于改进TOPSIS模型的山西省水资源承载力与协调发展分析

【目的】为了评估山西省水资源承载力并为未来区域水资源规划与管理提供实际指导,【方法】从水资源、社会、经济、生态四个子系统构建了水资源承载力评价指标体系,利用基于改进组合权重的TOPSIS模型对山西省2011—2020年水资源承载力进行综合评价,并引入改进的耦合协调度模型以准确阐明水资源与经济的耦合协调关系。【结果】结果表明,改进的AHP与反熵权法相结合,可以避免传统AHP中主观因素和熵权法中数据随机性造成的偏差,从而准确估计水资源承载力。评价年份内,山西省水资源承载力逐年提升,总体呈增大趋势。此外,山西省水资源与经济系统间耦合协调程度得到改善,但总体仍处于较低的协调状态,且改进耦合协调度结果能更客观与动态反映水资源与经济子系统之间的耦合协调类型。【结论】2011—2020年山西省水资源承载力呈总体上升趋势但仍有较大提升空间,其中水资源与经济发展之间仍存在局部不协调问题,应进一步优化区域经济产业结构,改善水资源配置,统筹各系统协调发展以综合提升区域未来水资源承载力。

基于耗水平衡的喀什噶尔河流域水资源承载能力研究

喀什噶尔河流域作为塔河“九源一干”之一,在经济发展过程中暴露出一系列的水资源问题,为了更好地了解流域社会经济发展阈值和水资源开发能力,以现状水资源开发利用问题为导向,通过规划修编中开展的水资源评价成果,在分析水资源量、现状耗水分析的基础上,建立了基于耗水的水资源承载能力供需平衡模型,提出不同情景下,在确保生态安全的前提下流域所承载的灌溉面积。结果表明,流域在实施工程措施和节水措施的条件下,按照“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”的原则,流域可承载的灌溉面积约为841万亩,若流域用水节水水平达到先进水平,或可承载当前灌溉规模。流域水资源承载能力研究对流域经济社会高质量发展、贯彻落实粮食产能提升行动具有重要战略意义。

动态差异度系数在淮北平原水资源承载力评价中的应用

为科学有效地评价区域水资源承载力,基于现有动态差异度系数的相关研究,充分挖掘评价样本与等级标准之间的不确定性信息,推导出随样本值变化而变化的差异度系数计算式,构建了基于动态差异度系数的四元联系数值法的区域水资源承载力定量评价方法。该方法在安徽省淮北平原的应用结果表明:2015—2019年安徽省淮北平原六市水资源承载状况均处于2级临界可载与3级临界超载之间,说明水资源承载状况较差;联系数值法得出的评价结果与级别特征值法、四元减法集对势基本相同,联系数值法较其他两种方法更客观,灵敏度更高;联系数值法可准确判断集对系统的发展趋势,为解决水资源、水环境等领域类似评价提供参考。