基于组合权重TOPSIS模型的河南省引黄受水区水资源承载力研究

为确定河南省引黄受水区水资源承载力状况,构建了包括水资源、生态环境和经济社会3个准则的指标体系,采用基于AHP法和EWM法组合权重的TOPSIS模型,对该区2010-2021年水资源承载力进行评价。结果表明:2010-2021年河南省引黄受水区水资源承载力呈现上升态势,但水资源承载力等级整体偏低,大多数为Ⅲ级(临界),均未达到Ⅰ级(可承载)水平;2021年河南省引黄受水区水资源承载力障碍因子中供水模数影响最大,城市污水处理率影响最小;从水资源和生态环境准则来看,该地区水资源承载力还有很大提升空间,可以从加大水资源管理力度、加强节水宣传等方面加以改善。

河南省引黄受水区水资源情势分析

为了解河南省引黄受水区水资源开发利用现状,科学认识和掌握水资源的时空分布及其变化规律,为水资源状况评价、水安全评价等提供基础信息支持,以河南省引黄受水区为研究区域,基于2001—2021年气象、水文资料,采用Spearman相关性分析法,识别并分析河南省引黄受水区的水资源情势。结果表明:河南省水资源各要素在时序上变化不大,极端气候条件的影响导致2019年各指标最低、2021年最高,整体基本保持稳定;降水量和蒸散发量是影响水资源情势的重要因子,水资源总量受到降水量影响较大;豫北地区近些年来较为干旱缺水。

河南省引黄受水区水资源安全综合评价

水资源安全直接或间接影响社会、经济、环境等方面的发展,研究水资源安全对区域可持续发展有重要意义。采用层次分析法,从水量、水效、水质3个方面对2019年河南省引黄受水区14个地级市进行水资源安全综合评价,每个方面选取3个代表性指标,对指标数据进行归一化处理后,采用层次分析法得出的指标权重计算水资源安全综合指数,从而得出每个地市的水资源安全综合评价等级。结果表明:河南省引黄受水区鹤壁为"不安全"等级、洛阳为"安全"等级,其他地级市的水资源安全等级为"基本安全"和"较安全",距离"安全"等级要求还有一定的差距,需要从各个方面加强水资源管理、配置,优化利用方案,实现水资源供需平衡。

河南省引黄受水区水资源利用效率综合评价

河南省引黄受水区水资源严重短缺,建立水资源最大刚性约束制度,需要不断提升水资源节约集约利用效率。为科学分析河南省引黄受水区14个地级市的水资源利用效率现状,采用单一评价与组合评价相结合的循环修正评价法,从GDP、工业、农业、生活、生态5个方面,进行水资源利用效率综合评价和分指标单项评价。评价结果表明:河南省引黄受水区整体水资源利用效率不高,各地级市水资源利用效率差异较大;商丘、许昌、平顶山的水资源利用效率较高,濮阳、新乡、济源的较低,其余各地级市的处于中等水平。根据评价结果为河南省引黄受水区各地级市水资源利用效率的提高提出了针对性建议。

河南省引黄受水区发展水平评价指标体系构建及应用

为提高河南省引黄受水区发展水平,需明确河南省引黄受水区当前发展状态。在深刻领会黄河流域生态保护和高质量发展战略内涵的基础上,从资源、生态、经济、社会子系统角度,构建发展水平评价指标体系,并采用单指标量化-多指标综合-多准则集成(SMI-P)法,对河南省引黄受水区2011—2020年发展水平进行评价。结果表明:研究区14个地级市发展水平呈上升趋势,整体由较低水平上升为中等水平;各子系统中,资源子系统发展水平呈下降趋势,生态、经济、社会子系统呈上升趋势;河南省引黄受水区发展水平时空差异十分明显,各地级市发展水平还有待进一步提高。

河南省引黄受水区水资源空间均衡分析

为了应对河南省引黄受水区水资源不均衡问题并为受水区的水资源合理分配提供参考,利用洛伦兹曲线计算受水区14个地级市的基尼系数,并采用联系数和减法集对势计算方法,对不均衡子区域进行诊断判别。结果表明:2010—2020年,引黄受水区水资源与人口数量及耕地面积的匹配情况处于较均衡或均衡等级,且整体水资源空间均衡等级长期处于均衡和较均衡等级;水资源-人口数量空间均衡等级严峻情况呈现郑州向周边地区辐射的情形,水资源-耕地面积空间均衡等级呈现北差南好的形势;2020年水资源空间均衡脆弱性地区有郑州、濮阳、新乡和安阳,这些城市为水资源均衡分配主要调控对象。

河南省引黄受水区资源-生态-经济系统安全评价与耦合协调分析

资源-生态-经济系统是一个复杂的互馈系统,系统的安全及协调发展关系到一个地区的可持续发展与稳定。以河南省引黄受水区涉及的14个地级市为研究区,采用熵权法与耦合协调度模型,评价和分析了2011—2018年各地级市的资源-生态-经济系统安全水平和子系统间的耦合协调发展关系,结果表明:①河南省引黄受水区各地级市的资源-生态-经济系统安全水平普遍不高,安全评价指数均在0.70以下;②失业率、城乡生活环境用水占比、人均用水量是影响资源-生态-经济系统安全的关键性指标;③资源子系统、生态子系统、经济子系统的空间不均衡发展是制约资源-生态-经济系统安全的根本原因;④资源-生态-经济系统内部存在强烈的作用关系,耦合协调发展水平有待进一步提高。

河南省引黄受水区水资源节约集约度与经济社会要素匹配分析

为揭示河南省引黄受水区水资源节约集约度与经济社会要素的匹配关系,构建了水资源节约集约利用评价指标体系,采用单指标量化—多指标综合法和数列匹配方法,计算了河南省引黄受水区2010—2019年水资源节约集约度,分析了人均水资源量、GDP与水资源节约集约度的匹配关系。结果表明:河南省引黄受水区14个地级市的水资源节约集约度均呈增长趋势,郑州、许昌、三门峡和周口水资源节约集约度普遍较高,其中三门峡、周口人均水资源量相对较大,供水压力小,能够作为水权交易的输出端;新乡、焦作、濮阳、济源和开封水资源节约集约度普遍较低,其中新乡和濮阳本地水资源条件较差,需要积极争取外调水;濮阳、济源和开封经济发展相对滞后,需要调整产业结构,实现经济发展和水资源节约集约度双提升。

基于Google Earth Engine的河南省引黄受水区不透水面时空演变

为了解决城镇化发展中不透水面增大导致的城市洪涝、热岛效应等问题,对不透水面的提取方法和时空演变特征进行研究。基于Google Earth Engine云平台和时序Landsat卫星遥感影像,采用随机森林分类法构建河南省引黄受水区1990—2020年不透水面数据集,并选取面积增长率、扩张强度等指标分析不透水面的变化特征,避免了传统提取方法耗时耗力、无法处理大量数据的缺点。结果表明:河南省引黄受水区不透水面面积呈逐年增大趋势,其中2020年不透水面面积最大,为7598 km^(2);生产总值、人口数量与不透水面面积的拟合优度分别为0.980、0.912,表明不透水面面积与生产总值和人口数量成正相关关系。

引黄水对受水区生态环境恢复的重要性分析

河北省东南部黑龙港及运东平原区为引黄受水区,该区水资源严重缺乏,由于过度开发,对该区水量、水质、水环境造成了严重影响。文中根据河北省的黄河水量分配指标和《河北省引黄工程规划》,分析了该区利用黄河水改善生态环境的必要性和重要性,用足用好黄河分配水量将不仅可以解决该区水资源紧缺的问题,而且对改善该区生态环境具有重要意义。