基于协同学原理的水资源配置综合评价

为合理评价多种水资源配置方案的优劣,根据协同学原理中的序参量和有序度概念,对经济子系统、社会子系统、生态环境子系统各设置了一正一负的序参量指标,给出了阈值范围和有序度、协调度的计算公式,构建了基于协同学原理的协调度评价模型,并应用于东江流域水资源优化配置方案集的评价和筛选,丰富了水资源配置综合评价方法。     

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，为实施临界调控提供了依据。     

基于协同学原理的流域水资源合理配置模型和方法

本文在分析水资源配置系统协同特征基础上,根据协同学理论中有序度概念和支配原理,分别对水资源配置系统中社会、经济和生态环境子系统设置序参量,并结合信息熵原理,构建了一种基于协同学原理的流域水资源配置模型,一定程度上有效解决了水资源合理配置系统中多目标、多维数求解问题,并将此理论运用于我国南方丰水地区——东江流域水资源合理配置,得出了满意结果。     

基于协同学理论评价湘江流域水资源系统适应性

随着全球气候变化以及人类活动的影响,水资源系统的适应性已经成为研究热点。以湘江流域水循环-社会经济-生态环境耦合形成的水资源复合系统为例,从协同学理论出发对复合系统的各个子系统设置序参量,详细阐述了适应性评价模型的建立和评价过程。采用基于贴进度理论的方法计算了各个序参量的组合权重,最后使用综合评价法计算了湘江流域水资源系统的适应度。研究结果表明：湘江流域水资源系统适应性总体状况良好,与实际情况相吻合。评价结果为湘江流域水资源的可持续利用提供了可靠的依据。     

基于协同学原理的流域水资源合理配置模型和方法研究

水资源的有限性和稀缺性导致水资源配置过程中经济、社会和生态环境目标相互冲突。本文在识别水资源配置系统协同特征基础上，根据协同学理论中有序度概念和支配原理，分别在水资源配置社会、经济和生态环境子系统中设置序参量，并结合信息熵原理，构建了一种基于协同学原理的流域水资源配置模型，部分程度上有效解决了水资源合理配置系统中多目标、多维数求解问题。将此理论运用于我国南方丰水地区－东江流域水资源合理配置，得出了满意结果。     

水资源与经济社会及生态环境系统协同发展初探

为了分析研究水资源、经济社会、生态环境各子系统间、各要素间的相互作用关系,以协同学原理为基础,研究了水资源-经济社会-生态环境复合系统发展演进机理、模式、序参量、控制参量及整体调控框架。结果表明,当前系统演进的序参量已由受工程调控能力和供水能力影响的水资源可利用量,转变为水资源可利用量和水生态环境承载能力,协同发展需要通过对系统的序参量进行调节、控制,优化配置水资源,促进序参量协同效应的发挥,使系统协同程度提高,最终实现系统的有序演化。     

变化环境下东江流域用水系统协调度分析

水资源的有限性和稀缺性使得流域生产、生态和生活等用水部门在一定时期必然产生争水现象。依据协同学原理及有序度、协调度等概念,在生产、生态和生活用水子系统中设置序参量,构建用水系统协调度的评价模型,并以东江流域为例,计算了流域及各地区用水子系统的有序度和用水系统的协调度,揭示变化环境下(包括气候、人类活动等方面)流域用水系统协同异化特征演化规律。结果表明,2005年前,河道外需水的增加和水体污染的加重使得流域用水系统的协调度降低;2005年后,各部门用水趋于合理,用水系统的协调度在波动中增加,用水系统逐渐朝着良好、有序状态演进。     

江西省水资源开发保护与绿色发展耦合协调关系

为了探究江西省水资源开发保护与社会经济绿色发展的相互关系,构建了水资源开发保护-绿色发展系统评价指标体系,运用熵权法和综合指数法对江西省水资源开发保护和绿色发展水平进行了评价,采用耦合协调度模型和障碍度诊断模型探讨了两系统的耦合协调程度及其主要影响因素。结果表明：(1)江西省水资源开发保护水平和绿色发展水平总体呈现上升趋势;(2) 2019年江西省水资源开发保护与绿色发展的耦合协调关系总体较好,除景德镇市处在勉强失调衰退阶段,其余城市均处在初级耦合协调阶段或者良好耦合协调阶段;(3)江西省水资源开发保护与绿色发展耦合协调度的主要影响指标为第三产业增加值、研究与试验发展经费投入强度、人均GDP、日污水处理量。研究成果可为江西省制定适应社会经济高质量发展的水资源开发保护战略提供支撑。     

水资源循环利用与经济发展和谐度评价研究

通过建立水资源循环利用与经济发展和谐度指标,利用协同学理论方法分析水资源与经济发展复合系统的序参变量,通过各序参变量的有序度,结合熵权理论计算水资源循环利用模式与经济发展的和谐度,并以某市为例进行和谐度实证分析,从而为各级政府、企业和公众了解水资源循环利用与经济发展之间的关系提供科学的判断依据。     

河流健康因子选择和综合评判研究

首先提出了河流健康的子系统和健康因子，再应用耗散结构理论、系统论和信息论的有关概念和理论，提出了基于系统有序度熵的河流健康评价方法，导出了综合考虑河流系统多子系统（序参量组）的河流健康指数的数学表达。以黄河为例，分析提出了黄河健康因子，研究了各健康因子的阈值范围，评价了黄河健康状况，从计算结果来看，现状黄河处于非健康状态。河流健康生命理论是一个新理论，健康因子选择和综合评价方法本身就是一个复杂的科学问题，需要进一步研究和探索。     

基于有序联系度熵的水资源空间均衡综合评价方法

实现水资源空间均衡目标是当前我国水资源集成化管理实践的重要思路。为有效描述水资源空间均衡不同子系统及均衡指标之间的关系结构特征及整体均衡态势,提出从水资源承载压力、支撑力及调控力三大子系统之间的作用关系角度出发,采用集对分析三元联系数刻画不同均衡指标与相应承载等级之间的单指标联系属性,利用有序度熵与三元联系数耦合模型表征水资源空间均衡系统整体均衡态势及其变化趋势,并依据减法集对势诊断识别制约水资源空间均衡态势变化的关键影响因素,最终提出了基于有序联系度熵的水资源空间均衡综合评价方法（OCDE）。上述方法在安徽省不同地市2009-2018年水资源空间均衡综合评价的应用结果表明：皖南地区水资源空间均衡程度最高,皖中次之,皖北最差,全省2009-2018年水资源空间均衡系统整体均衡态势呈现逐渐改善的趋势,且人均水资源量和产水模数是制约全省及不同地市水资源空间均衡系统均衡态势变化最主要的负向驱动因素。上述计算结果与安徽省历史年份经济社会发展统计数据基本一致,表明构建的水资源空间均衡综合评价模型计算结果合理有效,可为制定和实施区域水资源空间均衡措施及方案提供科学有效的决策依据。     

区域水资源-能源-粮食耦合系统和谐评价

针对水资源-能源-粮食耦合系统和谐可持续发展问题,筛选水资源、能源、粮食系统相关指标,并将模糊多属性决策方法与和谐量化方法相结合,提出基于和谐量化模型的水资源-能源-粮食耦合系统评价指标体系。以河南省2011—2018年水资源–能源–粮食耦合系统发展水平及其和谐程度为依据,分析各子系统与三者耦合系统的时空变化特征。结果表明:8年间全省水资源-能源-粮食耦合系统和谐程度逐年提高;各子系统发展特征不同,但均呈现上升趋势,水资源子系统和谐度提升幅度最大,粮食子系统次之,能源子系统最小;水资源子系统和谐度波动上升,粮食子系统发展水平较高且表现稳定,能源子系统发展存在波动且稳定性较差。基于模糊多属性决策的和谐量化方法不仅能够解决指标量化中的不确定性问题,而且通过耦合系统和谐评价结果,为水资源、能源、粮食综合管理提供依据。     

吉林省水-能源-粮食系统耦合协调度评价研究

【目的】水、能源、粮食是保障人类生存与福祉的重要物质基础,研究吉林省水-能源-粮食系统的耦合协调发展状况,以促进吉林省水、能源、粮食的可持续发展。【方法】以吉林省为研究区,建立水-能源-粮食(W-E-F)系统综合发展评价指标体系,利用耦合协调度模型定量评价2003—2020年W-E-F系统耦合协调状况,运用GM(1,1)预测2021—2030年耦合协调度。【结果】结果表明：吉林省W-E-F系统综合发展评价指数呈现波动上升趋势,由0.29增长至0.67,其中水资源系统发展指数对综合系统发展指数影响大;耦合度在0.88～0.99范围内,处于高水平耦合阶段,耦合协调关系由勉强失衡逐步发展到中级协调水平,表现出向好的趋势,预测2030年将达到高级协调,最后为促进吉林省W-E-F系统耦合协调发展提出了相关建议。【结论】耦合协调度模型能够有效定量评价吉林省水-能源-粮食系统的协调发展状况,为吉林省水-能源-粮食系统协调发展提供科学参考。     

基于理想点法的江西省水资源承载力评价

在综合考虑水资源承载力主要影响因素的基础上,从水资源子系统、社会子系统、经济子系统和生态环境子系统四个方面选取16个定量指标作为评价因素,为了降低层次分析法(AHP)的主观性,采用熵权法修正评价指标初始权重,基于理想点法原理计算贴近度,构建水资源承载力评价模型。将该方法运用于江西省水资源承载力现状评价。结果表明:从2011-2015年江西省各地市水资源承载力整体呈上升趋势,地域差距比较明显,其中南昌、赣州、宜春和吉安等人口聚集且经济发展迅速的地区水资源承载力相对较差,与江西省水资源承载力的实际情况相吻合,对江西及各地市水资源规划利用和"河长制"的推行与管理具有一定的借鉴和指导性作用。     

区域产业用水系统的协调度分析

应用协同学理论和复合系统原理，构造了区域产业 用水系统内各组成子系统(农业子系统、工业子系统和第三产业子系统)之间发展的协调度模型。该协调度决定了产业用水系统到达临界区域时的序与结构，或者说决定了产业用水系统由无序走向有序的趋势。以北京市为实例进行了实例分析，其计算结果说明北京市产业用水系统在过去的十几年中总体协调程度不好，波动幅度比较大，其演化态势不容乐观。     

川渝两地水资源与社会经济协同发展评价

探究川渝两地水资源与社会经济协同发展现状及其影响因素,以更好地促进川渝水资源和社会经济可持续协调发展。以复合系统协同原理为指导,构建川渝两地水资源、社会经济复合系统协同度模型,综合评价川渝两地2012—2021年水资源与社会经济系统协调度水平及演化趋势。结果表明,川渝两地复合系统协同度总体呈波动上升趋势,处于高度不协同和中度不协同之间,在2021年发展至轻度不协同状态;水资源系统有序度波动较大是影响协同度不稳定发展的主要原因,表征水资源本底条件和开发利用的序参量是影响系统有序度的主要变量。     

苏州市水资源-经济-环境-再生水系统耦合协调分析

【目的】针对苏州市水资源短缺及供需矛盾的严峻问题，为缓解苏州市水资源压力，促进城市综合发展，从多方面对苏州市发展现状进行系统耦合协调分析。【方法】以苏州市域范围为研究区域，基于2008—2020年各区(县、市)的面板数据，选取水资源、经济、环境、再生水4个维度的27个指标，在AHP-熵权法确定权重的基础上构建了苏州市各区(县、市)水资源-经济-环境-再生水系统耦合协调度模型，并进行耦合协调分析，在此基础上构建用水压力与水资源-经济-环境-再生水系统耦合协调度之间的PVAR模型，分析了用水压力与水资源-经济-环境-再生水系统耦合协调之间的关系。【结果】结果显示：5个地区水资源-经济-环境-再生水系统综合发展水平存在较大差异，多数为发展提升阶段，苏州市区发展最好，其次为昆山市；5个地区整体上均已进入协调阶段，但没有出现优质协调，张家港市协调性最差；水资源-经济-环境-再生水系统耦合协调增长与用水压力增长呈相互影响的负向抑制动态关系。【结论】结果表明：苏州市水资源-经济-环境-再生水系统综合发展能力及协调水平仍有发展空间，从用水压力与耦合协调的相互影响关系入手，苏州市可以加大再生水利用，从而...     

基于矩估计-TOPSIS-RSR昆明市水资源承载力综合评价

【目的】水资源承载力是区域经济社会可持续发展的重要参考因素。随着经济社会的快速发展，昆明市水资源严重匮乏且过度开发，水资源供需矛盾日益突出。因此，定量分析昆明市水资源承载力，可以为昆明合理优化配置水资源提供理论依据与参考。【方法】从水资源、生态环境、社会和经济4个子系统中选定20个评价指标构建水资源承载力综合评价体系，并采用矩估计法确定各个指标组合权重。通过建立TOPSIS-RSR模型对昆明市2008—2020年水资源承载力进行了合理分级、灵敏度分析及综合评价。【结果】结果表明：2008—2020年昆明市水资源承载力整体呈现上升趋势，贴近度从0.413提高到0.679,增长率为64.4%,承载力水平从一般水平提升到较好水平。影响昆明市水资源承载力的主要因素为水资源开发利用率、生态环境用水率、工业废水中COD排放量、森林覆盖率、人口自然增长率、人均GDP。在2009—2011年期间，昆明市水资源承载力受大旱影响有小幅波动的情况。对于其他子系统，除了水资源子系统较脆弱，受气候波动影响较大外，生态环境、社会和经济子系统承载力总体稳步增长。【结论】根据评价结果，昆明市水资源压力依然巨大，可通过...     

黄河流域九省（区）人口-水资源-经济-生态环境系统耦合协调发展及障碍因素分析

黄河流域九省（区）人口扩张和经济发展带来一系列资源和环境问题,亟待探究其人口-水资源-经济-生态环境（PWEE）系统耦合协调关系,促进黄河流域高质量发展。针对黄河流域九省（区）构建了PWEE系统耦合协调发展评价指标体系,采用熵权法、耦合协调度模型和障碍度模型,对2008—2020年黄河流域九省（区）PWEE系统综合发展水平、耦合协调状态和障碍因素进行分析。结果表明：黄河流域九省（区）PWEE系统及其各子系统综合发展水平呈上升趋势,耦合协调度从2008年的0.56上升至2020年的0.69,由勉强协调进入初级协调阶段,水资源子系统一直是影响九省（区）PWEE系统协调发展的限制因素,其平均障碍度从2008年的49.05%增加至2020年的55.48%,人均水资源量为主要障碍因子。     

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，...