区域水资源复合系统可持续发展机制研究

区域水资源复合系统在利导因子和限制因子的共同作用下呈S型增长模式,可以用Logistic曲线(L曲线)或Gompertz曲线(G曲线)描述其发展过程。对其微分形式的分析表明,L曲线的成长期和全盛期、G曲线的成长期、全盛期和成熟期分别是其可持续发展区。对L曲线的差分形式分析表明,适当的发展速度是实现系统可持续发展的关键,应尽可能使发展速度处在最优区间,过低会影响当代人的进步,过高又会导致演化过程不稳定,甚至出现混沌。区域水资源复合系统的可持续发展过程是多阶段、多层次的组合S型曲线,可用L曲线或G曲线的起步期、成长期和全盛期作为一个周期,构造系统可持续发展的组合S型轨迹方程。最后拟合了大连市和烟台市水资源复合系统1996-2005年的发展指数,结果均为两层的组合L曲线。

“三条红线”约束下区域水资源复合系统仿真与模拟研究——以菏泽市为例

为了将最严格水资源管理制度落到实处,实现管理制度的可量化和可操作化,在综合考虑用水需求、用水供给和用水特性的基础上,运用系统动力学方法构建了包括人口、经济、用水、资源、环境等系统的水资源复合系统动态模型。并以菏泽市为例,模拟分析了其在现状发展情景下和基于"三条红线"目标约束不同情景下,水资源利用的变化情况。计算结果显示:在现状发展情景下,2020年菏泽市将缺水1.5亿m3,水资源供需平衡比为0.94,水污染比为0.025 8;"三条红线"目标约束情景下,不同的模拟方案结果不同,其中综合效益排名前20%的方案极大地缓解了菏泽市水资源的供需矛盾,减轻了水污染状况,可为探讨制定菏泽市合理的"三条红线"目标提供借鉴。

区域水资源复合系统可持续利用演变轨迹研究

区域水资源复合系统的可持续利用演变呈不同S形增长模式.基于线性假设的Logistic模型不能够反映演变模式的多样性,所以引入更有弹性的Richards模型来描述区域水资源复合系统的演变过程,将其演变模式分为前后相近型、迅速崛起型和缓慢崛起型;并通过分析不同演变模式的特征得出,迅速崛起型的顶峰期前期、缓慢崛起型的起步期后期也是可持续利用的理想区间.在此基础上,进一步分析了区域水资源复合系统可持续利用长期演变轨迹,表明演变是连续性渐变和间断性"涨落"的结合.最后,以大连市为例,做了定量的应用研究.结果表明,大连市水资源复合系统1980～1988年、1990～1998年的演变轨迹呈规则的S形,其演变模式均属于迅速崛起型;1980～2007年的演变轨迹渐变中存在着"涨落",基本符合S形,属于缓慢崛起型.

区域水资源复合系统水资源优化配置研究

水资源生态经济复合系统由水事活动、自然生态系统和社会经济系统复合而成,突破传统的单目标、单属性决策的约束,转向多目标、多属性的多维决策。从系统论出发,在水资源系统-自然生态系统-社会经济系统耦合的基础上,综合考虑水资源对于自然环境和社会经济发展的影响程度,提出并构建基于水资源综合效益最大化的水资源优化配置模型,根据水资源供需平衡状况,诊断出现实的水问题,提出合理建议,为区域水资源的可持续利用和社会经济的可持续发展提供重要的理论意义和实践价值。

广东省社会经济-水资源复合系统协调度评价

社会经济的快速发展导致区域水资源系统与社会经济系统之间存在交互耦合、协同竞争的关系。选取广东省为研究案例,运用相对色散系数法与耦合函数法相结合的耦合协调度评价方法,研究了该区域1980-2017年社会经济与水资源系统的协调度,得出如下结论:①基于物理学"耦合"概念,通过计算社会经济系统与水资源系统之间的相对距离,准确量化了2个子系统的耦合协调程度;②整个研究期间,广东省社会经济与水资源复合系统协调度整体呈现增长趋势。前期1980-2005年社会经济与水资源复合系统处于中等协调水平,后期2005-2017年2个系统之间处于高协调水平。

新疆水资源与农业种植系统耦合协调及时空差异研究——以粮食和棉花种植系统为例

为研究新疆水资源状况与农业种植发展的耦合协调性及时空差异性,以新疆粮食和棉花种植系统为例并基于2005—2019年14个地州的水资源、农业种植相关数据,运用熵值法、耦合协调度模型和探索性空间数据分析对水资源系统、农业种植系统的综合发展指数及水资源-农业种植复合系统(简称“复合系统”)的耦合协调度与时空演化规律进行测算研究。结果表明:(1)新疆复合系统综合发展指数在空间上表现出“中轴高,两翼低”的特征,其中水资源系统整体水平较高,农业种植系统增长趋势更快。(2)新疆复合系统耦合协调水平总体呈现出“北高南低,但差距逐渐缩小”的发展趋势,并且因区域差异致使农业种植系统逐渐成为阻碍复合系统耦合协调发展的短板。(3)新疆复合系统的耦合协调度存在显著的空间集聚特征,但其正相关性则表现出由强减弱的变化态势。研究结果对新疆水资源可持续利用与农业种植系统产业的良性协调发展具有理论实践意义。

基于综合评价法的水资源承载能力研究

为了研究郑州市水资源综合承载力情况,对郑州市水资源综合承载力指标体系进行了构建,依据学者对水资源承载力指标体系的构建内容与原则,建立水资源承载力综合模型,结合郑州市区域发展以及自然特征,将处理后的指标进行模型计算。研究得出:郑州市水资源综合承载力主要是由水资源复合系统压力指数(CCI)、人口压力指数(F_pI)、经济压力指数(F_eI)、水资源系统协调指数(CHI)共同决定的,其中郑州市水资源综合承载力变化曲线呈现"V"字形,变化趋势为先下降后上升。研究为郑州市水资源的可持续发展提供了技术支持。

临海市水资源承载力动态变化及驱动因素分析

水资源是制约社会经济发展的重要因素之一,以浙江省临海市为研究区域,分析城市水资源承载力的动态变化及引起变化的主要驱动因素。基于城市水资源承载力复合系统分析,采用模糊评判法和熵值法联合评价临海市2010-2015年水资源承载力水平,并采用单因素敏感性分析方法和情景分析法进一步分析临海市水资源承载力动态变化驱动因素。结果表明:近年来临海市水资源承载力水平总体上呈波动上升趋势,社会经济发展是水资源承载力水平动态变化的主要驱动来源;城镇化率、第三产业占GDP比重、工业用水重复利用率为主要驱动因素,其中第三产业占GDP比重的驱动影响较为突出。研究为临海市实现城市水资源可持续利用提供决策参考。