基于生态安全的毛乌素沙地水资源承载力评价

毛乌素沙地地区作为我国生态治理成功有效的典型区域,相较于其他主要沙漠、沙地而言,具有资源丰富、水热配合好等优点,同时也是受到人类活动及气候变化威胁较大的生态脆弱区,如何保障生态安全的同时协调社会经济高质量发展,成为了当地所需解决的首要难题。以内蒙古鄂尔多斯毛乌素沙地地区为研究对象,构建基于生态安全的综合水资源承载力评价体系,运用投影寻踪法计算综合水资源承载力评价值,引入障碍度模型遴选地区承载力优势指标与劣势指标,采用耦合协调度模型测算资源-生态-社会系统耦合发展现状。结果表明:2000年至今毛乌素沙地地区的水资源承载力总体时间上呈现曲折上升趋势,但仍有提升空间,在空间上形成了“南北高,中心低”的空间分布特点,期间地下水供水能力、灌溉水利用系数和三产用水定额等是水资源承载力系统的主要“优势指标”,而人口、灌溉面积以及城镇化率则是阻碍水资源承载力提升的关键“劣势指标”,地区内各旗县耦合协调度从“十五”规划至今一直在中等水平范围内浮动。

基于VIKOR-耦合协调度模型的青岛市水资源承载力综合评价研究

基于VIKOR模型和耦合协调度模型,对2015年~2021年青岛市水资源承载力水平进行评价,分析水资源子系统与经济社会子系统的关联度发展状况。构建包括12项指标的评价,对指标数据进行标准化处理;应用层次分析法获取主观权重,变异系数法获取客观权重,进行组合赋予权;利用VIKOR模型计算评价值,并用耦合协调度模型判断两个子系统的协调程度。青岛市水资源负载力整体上升,但存在波动;2015年~2021年水资源与经济社会系统协调程度逐步提高,2017年、2019年水资源协调能力相对较低。青岛市水资源管理成果明显,但仍然需要加强水资源监测与管理,推进两个子系统配置的良好发展,提升水资源与利用效率,确保水资源的可持续利用。

基于WSR方法论的河南水资源承载力综合评价

基于WSR(Wuli-Shili-Renli)方法论构建水资源承载力评价指标体系,运用熵权法、耦合协调度模型,对河南省2012—2022年的水资源承载力进行综合研究.研究发现:(1)二氧化硫排放总量与废水排放总量之比、无害化处理能力、工业废水污染治理投资占GDP比、工业用水总量占比等是影响河南省水资源承载力的重要因素.(2)“水体污染物”子系统“、水资源使用”子系统整体呈上升态势“,水污染技术治理”子系统波动较大.(3)河南省水资源承载力综合评价指数整体发展态势良好.(4)河南省水资源承载力系统耦合协调总体越来越优,从濒临失调到中级协调.

基于组合赋权和GRA-TOPSIS法的湖南省水资源承载力综合评价

本文以湖南省为研究对象,基于GRA-TOPSIS模型构建水资源-经济-生态三维指标体系,通过CRITIC-熵权进行组合赋权,并结合耦合协调度模型和障碍度模型对水资源承载力进行综合评价。结果表明,2006—2020年湖南省水资源承载力与耦合协调发展态势较好,但年际变化显著,不同子系统增长幅度差异较大;影响水资源承载力提升的主要障碍因子为生活用水总量、人口自然增长率、废水排放总量和除涝面积,可通过推进节水型社会建设、兴修水利工程、加强生态环境保护等措施提高湖南省水资源承载力,保障经济社会的可持续发展。

全国水-社会经济耦合协调时空演变及其障碍因子分析

【目的】针对全国社会经济发展布局与水资源承载力不相匹配,导致资源与经济的协调发展受到约束等问题,以优化全国社会经济的适水发展布局为目标,剖析31个省级行政区现状水资源与社会经济发展水平的协调程度。【方法】通过构建水资源-社会经济复合系统耦合协调评价指标体系,建立耦合协调度模型,从时间、空间两个维度探究全国水资源与社会经济耦合协调发展关系的时空演变规律,并借助障碍度函数进一步分析影响二者耦合协调发展的主要障碍因子。【结果】结果表明:2010—2020年,全国水资源与社会经济的耦合协调发展水平呈上升趋势,耦合协调度值由2010年的0.11提高到2020年的0.69;各省的耦合协调发展水平总体也呈上升趋势,31省耦合协调度的数值范围由2010年的0.10~0.42提高到2020年的0.46~0.69,且变化趋势表现为3种类型:26省为“上升型”,福建、西藏、浙江3省为“平稳型”,青海和海南2省为“波动型”。【结论】2020年,19省达到协调发展水平,12省仍处于过渡阶段且均为社会经济过快发展型地区;主要障碍因子有人均水资源量、人均综合用水量与人均GDP等,各省之间存在地区差异。以湖北省为例,分析新冠疫情前后(2019—2020年)水资源与社会经济耦合协调趋势发生突变的原因,表明分析结果与实际情况基本相符。研究成果可为优化全国层面社会经济发展布局、促进水资源空间均衡提供参考。

哈长城市群水资源承载力时空格局及耦合协调度

为客观认识哈长城市群建设与发展中水资源承载力现状,保障水资源开发利用的可持续发展,本研究构建哈长城市群水资源承载力评价体系,采用改进熵权TOPSIS模型、空间自相关分析、耦合协调度评价模型综合评价2012—2019年哈长城市群水资源承载力时空变化格局及各子系统间的耦合协调度。结果表明:(1)哈长城市群水资源承载力呈先降后升趋势变化,整体处于水资源合理状态,水资源禀赋是影响水资源承载力提升的主要因素;(2)水资源承载力空间分布上黑龙江省城市水资源承载力水平优于吉林省城市;(3)城市群各子系统承载力评分中社会经济子系统评分(0.22)最高,其次是水资源子系统(0.18),生态环境子系统(0.07)最低,水资源子系统评分城市间差异较大,主要受人均水资源量、产水模数、年降水量影响;(4)城市群水资源承载力与耦合协调度之间存在较强的正相关关系,哈长城市群平均耦合协调度为0.37,整体水平较低,处于轻度失调状态。

江苏典型灌区农业水土资源匹配现状及其承载力特征

[目的]客观分析灌区农业水土资源匹配状况和承载力水平,进而促进灌区农业高质量发展和保障国家粮食安全。[方法]以江苏典型灌区为研究对象,通过计算基尼系数与农业水土资源匹配系数进行水土资源匹配现状分析,通过构建涵盖水土资源、经济、生态和社会子系统的灌区农业水土资源承载力评价体系,运用熵权法TOPSIS(technique for order preference by similarity to ideal solution)、障碍度和耦合协调度模型,对典型灌区农业水土资源承载力系统健康度、影响因子和耦合协调度开展了研究。[结果](1)典型灌区基尼系数G=0.26,优于同期全国水土资源匹配水平,各灌区水土资源匹配系数为2800~11500 m^(3)/hm^(2),水土资源匹配水平差异显著;(2)各灌区水土资源承载力系统处在中低等水平,现状条件下开发潜力有限,社会子系统为影响承载力系统健康度的关键因素;(3)各灌区水土资源承载力系统处在基本协调发展状态,耦合协调度与承载力系统健康度呈正相关关系,系统耦合协调性很大程度地限制了农业水土资源承载力的发展。[结论]江苏典型灌区整体水土资源均衡,各灌区之间水土资源匹配水平和承载力健康度差异显著,灌区各子系统之间存在不均衡发展,社会子系统成为限制承载力系统健康度发展的关键因素。

陕西省榆林市水资源承载力与协调发展

[目的]分析陕西省榆林市水资源承载力状况,为该区水资源开发利用和协调发展提供科学参考。[方法]构建水—经济—社会—生态评价体系,利用AHP、熵权法并结合TOPSIS方法评价榆林市水资源承载力,引入耦合协调度和障碍度模型分析区域协调发展水平和承载力主要障碍因素,结合发展规划进行承载力演化分析和预测。[结果]榆林市各区县水资源承载力整体处于中等偏弱水平,榆阳区、神木市、定边县等存在发展不协调问题,人口密度大、农业用水量高是榆阳区承载力主要障碍因素,生态环境用水需求是神木市主要障碍因素,水资源本底弱、可利用量低和水土流失问题是东部区县承载力的主要障碍因素。2020年区域水资源承载力较2016年整体提升,未来经济社会发展和引水工程实施下,榆阳区、神木市、府谷县和横山县水资源承载力提升,其他区县受经济社会发展等因素影响水资源承载力进一步弱化。[结论]榆林市水资源承载力和地区协调发展存在局部脆弱和失衡问题,应进一步调整用水结构、优化水资源配置,统筹规划水—粮食安全—生态保护。

新型城镇化与水资源承载力耦合协调的空间联系——基于长江经济带的实证

为促进长江经济带区域城镇化和水资源系统协调发展,在构建系统综合评价指标体系的基础上,采用熵权TOPSIS模型、耦合协调度模型以及空间引力模型对2005~2020年长江经济带新型城镇化和水资源承载力系统协调发展的动态演进特征及空间联系结构进行了实证分析。结果表明:①从时间序列上看,2005~2020年长江经济带新型城镇化与水资源承载力耦合协调度呈持续上升趋势,新型城镇化指数增长速度远快于水资源承载力增长速度。②从空间格局上看,长江经济带耦合协调度呈现出中游<上游<下游的空间差异格局;而从省域视角分析,耦合协调发展水平在空间上呈“东北高、西南低”的衰减格局。③区域耦合协调的空间联系渐趋紧密,空间网络密度整体呈“东密西疏”的空间分布特征,耦合协调度的空间联结格局变化较为稳定,且上、中、下游三大分区也表现出显著的空间异质性,其中上海市、江西省和重庆市分别成为长江经济带东部、中部和西部地区的核心增长极和辐射带动省份。研究成果可为该地区水资源承载力提升、水环境转优以及城市发展总体布局的提升提供参考。

基于水资源承载力与城市经济社会发展水平耦合协调度模型的遵义市发展评价

基于2011—2020年《遵义市统计年鉴》和《遵义市水资源公报》,采用多因子的熵权法确定水资源承载力水平和城市经济社会发展水平综合评价指标体系各指标的权重,在此基础上构建了能够反映社会、经济、人口、水量、水质等多因子的水资源承载力与城市经济社会发展水平耦合协调度模型,分析了遵义市现城区和规划城区水资源承载力与城市经济社会发展水平的时空耦合协调关系。结果表明:遵义市现城区和规划城区水资源承载力与城市经济社会发展水平的时空耦合协调度在2011—2020年均呈现总体上升趋势;时间上,现城区耦合协调度受经济社会发展水平的影响较明显,规划城区北扩区域目前经济布局较少,使得经济社会发展水平有所降低,说明城市北扩有利于促进城市经济社会高质量发展;空间上,遵义市现城区水资源承载力与城市经济社会发展水平耦合协调度在发展进程中有明显的空间差异且差异逐渐缩小,规划城区耦合协调度呈现“南强北弱”的格局,说明经济社会发展对水资源需求程度高的区域在南部,未来经济布局可逐步北移、东扩,并继续实行严格的水资源管理制度,优化水资源配置,缓解水资源短缺等问题,保障经济社会可持续发展。

基于指标概率分布的大湾区水资源承载力分析

大湾区是中国改革开放的前沿和经济增长的重要引擎,而水资源成为带动或制约大湾区经济可持续发展的关键因素。以大湾区为研究对象,构建以水资源环境和经济社会2个子系统的水资源承载力三级指标体系。提出指标概率分布的水资源承载力分析模型,并结合耦合协调度分别对大湾区9个市水资源承载力开展综合评价,两方法相互验证。研究结果表明:大湾区各市水资源承载力大多位于Ⅲ级,佛山略高于Ⅲ级值,位于Ⅳ级,其中珠海相对较优,佛山相对较差。水资源环境和经济社会协调度结果是佛山为中度失调,其他城市均为低度协调。建议控制用水总量,合理配置水资源,优化调整产业结构,提高用水效率、保护水环境及加强节约用水。

烟台水资源与社会经济可持续发展协调度分析

在对烟台市水资源现状分析的基础上,从水资源量及其开发利用、区域发展和生态环境等三个方面选取了7类指标建立评价指标体系,并对烟台市所包括的13个县区的水资源支撑能力进行了分析和评价。综合分析评价结果得出结论:①烟台市的水资源和人口、经济、耕地以及生态环境等不协调,水资源对社会经济发展的支撑能力相对不足;②烟台的莱山区、开发区、龙口市、莱州市、招远市、长岛县6个区县的水资源和区域发展不相匹配,水资源不足将严重制约这些地区的社会经济发展;③烟台市水资源的支撑能力有一定的空间差异性,水资源与区域社会经济发展的匹配程度在地域分布上基本是从东南丘陵向西北平原由高到低过渡。因此,在未来的发展中应继续坚持科学的发展观,对水资源进行科学管理、合理开发和优化配置,以保障社会经济的可持续发展。

基于水资源承载力的干旱内陆河流域城市适度规模研究——以石羊河流域凉州区为例

以典型的干旱内陆河流域城市武威市凉州区为研究对象,对水资源承载力、城市适度规模的内涵进行阐述;基于可利用水量、水权及水质三要素建立水资源承载能力及城市适度规模计算模型,构建了城市适度规模与实际人口的距离协调度评价模型,并给出评价区间标准;对未来可利用水量、未来可能配水量、未来城市适度规模、水资源超载度进行预测并分析。结果表明:近10 a凉州区的地表径流量变化幅度不大,相比20世纪50年代下降程度显著,凉州区水资源超载度逐年增长,城市适度规模与实际人口的距离协调度处于初级协调发展绿灯区向濒临失调衰退黄灯区过渡阶段。未来20 a水资源超载度增长率降低,基于水资源承载力的城市适度规模远小于预测的城市人口规模,城市适度规模与实际人口距离协调度进入轻度失调双黄灯警区。

干旱区城镇化与水资源承载力协调性分析——以国家级经济开发区喀什为例

基于资源要素流动理论,从复合系统论角度出发,采用模糊层次分析法,建立城镇化质量与水资源承载力协调度评价模型,计算城镇化与水资源承载力协调发展度。研究发现:1经济城镇化与生活城镇化步调不一致,提高人们的收入是关键;2城镇化质量逐渐提高,水资源承载力从轻度超载向濒临超载状况转好,城镇化与水资源承载力的复合系统协调性从明显不协调向轻微协调转变;3城镇化质量的提高与水资源之间存在双向作用关系。

烟台市水资源与社会经济可持续协调度分析

从水资源量及其开发利用、区域发展和生态环境3个方面对烟台市经济社会可持续发展的水资源支撑能力进行了定量分析和判断。(1)总体来说,烟台市的水资源和人口、经济、耕地以及生态环境等不协调,水资源对社会经济发展的支撑能力相对不足,且具有一定的空间差异性;(2)莱山区、开发区、龙口市、莱州市、招远市、长岛县6个区县的水资源和区域发展不相匹配,水资源短缺将严重制约这些地区的社会经济发展。因此,在未来的发展中应对烟台市的水资源进行科学管理,合理开发和优化配置,以保障社会经济的可持续发展。

农业水足迹生产和消费协调度评价及调控研究

水资源是京、津、冀区域发展的最大短板,农业用水所占比例虽然持续降低,但2018年仍占用水总量的54.1%,评价农业水足迹生产和消费协调度状况对提高水资源承载力有一定意义。基于京、津、冀农业灌溉用水、气象、作物产量等数据,核算并分析作物水足迹的生产和消费时间变化特征,构建水足迹生产和消费协调度评价模型,基于系统动力学模型模拟农业水资源承载力变化。结果表明:京、津、冀作物虚拟水含量在2000—2015年间年际变化整体呈下降趋势;北京、天津、河北的农业水足迹生产和消费协调度年际变化整体呈上升趋势,用系统动力学模型模拟时,入渗系数上调10%为0.77,灌溉水利用系数取北京市的值0.732,在区域蓝水消耗不增加的状况下,2015年,京、津、冀的小麦、玉米、蔬菜模拟产量分别比实际产量增加43.3万、50.1万、237.2万t,其他作物的模拟产量都可以获得不同程度的提高。

辽宁省水资源生态经济系统协调发展评价

通过分析水资源约束下生态环境与社会经济复合系统的竞争与合作关系,构建基于模糊数学的水资源-生态环境-社会经济复合系统协调发展模型,选取辽宁省2000～2010年的水资源、社会经济和生态环境发展数据,研究和探索区域社会经济的可持续发展策略.结果表明：辽宁省经济有序度增加较快,水资源有序度受水资源总量影响波动较大,但人均水资源生态赤字逐渐减少,2004～2010年水资源基本处于一种安全状态,生态环境有序度变化不稳定,系统总体协调度不高,呈现初级协调特征.根据计算结果的客观评价,辽宁省水资源生态经济系统具有协调可持续发展的潜力.

基于耗水视角的水资源承载能力及其支撑流域调水规模研究

为科学地评价流域水资源承载能力,提出耗水视角下水资源支撑的最大经济规模和最大人口规模指标,构建了考虑流域节水、调水的水资源承载能力评判模型。以汉江流域为例,分别对流域不同水平年、不同调水规模情景下的水资源承载能力进行综合评判。结果表明:2020年、2030年规划水平年,流域在实施南水北调中线工程一期调出水量95亿m 3、引汉济渭工程调出水量10亿m 3后,流域水资源不仅仍能维持本流域发展,还能向外流域调出的最大水量分别为19.7亿m 3和15.6亿m 3。然而,2030年加大调水规模,实施南水北调中线工程调出水量130亿m 3后,流域水资源不足以维持流域内社会经济的可持续发展,需要考虑外流域补水。在此基础上,基于协同学理论,构建考虑耗水因素的水资源承载系统序参量,建立协调度评估模型,以汉江流域襄阳地区为例从宏观层面评估水资源支撑流域社会经济发展态势。结果表明,襄阳地区水资源承载能力协调态势在2011—2017年间由较不协调逐步发展为基本协调,在考虑节水情况下水资源承载能力整体趋于良性发展。研究成果可为汉江流域远景跨流域引调水规模研究和确定长江补水规模提供科学依据和技术支撑。

陕西水源区城镇化质量与资源承载力协调性分析

为了实现城镇化质量与资源承载力水平的协调发展,促进西部水源区新型城镇化进程,将因子分析法与协调度模型相结合,测算了陕西南部安康、商洛、汉中三市2011—2015年城镇化质量、资源承载力水平以及二者的协调发展度变化趋势.结果显示,"十二五"期间陕南三市城镇化质量和资源承载力水平的协调发展度处于中等发展水平,并具有一定的起伏变化.安康市为资源承载力超前发展型,汉中市为城镇化质量超前发展型,商洛市为二者交替发展型.通过分析陕南水源区城镇化质量与资源承载力水平之间的作用关系与协调发展程度,寻求影响水源区城镇化质量与资源承载力协调发展的关键因素,为水源区新型城镇化进程中资源承载力水平的合理调控和提升以及推进水源区城镇化质量和资源承载力可持续发展起到决策支持作用.

沈阳市2005—2012年水足迹与水资源承载力分析

为衡量城市人类活动对水资源的真实利用情况,以水足迹(water footprint,WF)理论为基础,计算了沈阳市2005—2012年水足迹和水资源承载力基础指标;对比分析了社会经济发展对水资源系统造成的压力以及水资源系统对社会经济发展的支撑能力;利用水足迹指标构建了耦合协调度评价指标体系;借鉴容量耦合模型对沈阳市水资源承载力的耦合度和耦合协调度进行了时序分析。结果表明:沈阳市2005—2012年水足迹整体呈波动下降态势,水足迹年平均值保持在约36.54×10~8m^3;农业虚拟水消费量是城市水足迹的主要组成部分,人口数量和饮食习惯差异是导致城镇居民虚拟水消费量较大的主要原因;从水资源承载力基础指标来看,沈阳市对水资源的开发利用处于不可持续状态,人口增长和经济发展已导致水资源供给乏力;从历年耦合度和耦合协调度计算结果来看,沈阳市水资源承载力系统处于拮抗状态。除2005年外,沈阳市"水资源-社会-经济"系统始终处于轻度失调状态。