基于AHP-Fuzzy法的汉江流域水资源承载力评价与预测

水资源承载力作为评价地区水资源安全与否的一个基本度量,其理论与应用研究意义重大。根据DPSIR框架展开水资源承载力因子分析,得到一个4层递阶结构的指标初选框架,并构建了一套全面的水资源承载力指标体系。以汉江流域为例,采用层次分析-模糊综合评价法(AHP-Fuzzy)展开水资源承载力评价与预测。分析结果表明不调水情况下,江汉流域3级分区中,丹江口以上分区水资源承载力优于其他2分区;实施调水后,各分区水资源承载力受跨流域调水的影响而发生变化,均可认为已达到基本可承载状态。     

变化环境下汉江径流时空演变规律分析

径流序列是水利工程规划、设计和运行管理的基础资料,汉江作为长江的最大支流,是南水北调中线工程和陕西省引汉济渭工程的水源区,研究其径流演变规律对保障水资源安全、提高区域水资源承载力具有重要意义。基于汉江干流的洋县水文站、黄家港水文站和皇庄水文站的48 a实测日径流序列,采用多方法、多维度综合分析了汉江流域径流的时空演变趋势、变异年份、周期变化、年际变化和年内分配,结果表明径流一致性遭到破坏:①汉江干流的上、中、下游的年径流量分别以-3.12亿、-14.78亿、-5.93亿m~3/(10a)的趋势减少,且下降趋势具有强持续性,但下游的月径流量在1、2月明显增加;②汉江干流在1985、1990年均发生变异,变异后时段的年际变化特征值及年内分配特征指标变化均小幅度下降;③汉江干流的径流序列均存在40～48、11、4～7 a三类周期;④汉江干流的径流年际变差系数介于0.28～0.46之间,极值比介于2.72～7.73之间;⑤汉江干流的最大月平均径流量为7月或9月、最小月平均径流量为12月或2月,径流量的年内分配集中在7—10月、占年径流量50%以上。对该流域的水利工程规划、设计、运行管理及水资源配置方案均具有实际指导意义,同时可为其他流域的径流时空演变规律分析提供一种研究思路。     

基于云理论的区域水资源承载力评价模型研究

针对水资源承载力评价中存在不确定性的特征,将云模型引入到区域水资源承载力综合评价研究领域中,利用云理论实现评价等级的定性与定量转换。将云综合评判模型应用于海河流域的水资源承载力研究,结果表明:海河流域水资源承载力为"较弱"等级;南水北调中线调水100亿m~3后,海河流域水资源承载力介于"中等"和"较弱"等级之间,改善不明显。该模型可以将不确定性概念的模糊性和随机性有机地结合在一起,既用隶属函数描述了评价等级的模糊性,又利用超熵概念充分考虑了隶属度本身存在的随机性,是一种有效可行的水资源承载力评价模型。     

基于集对分析的新疆南疆地区水资源承载力评价

为了综合评价新疆南疆地区水资源承载状况,文中选取10个指标建立水资源承载力评价指标体系,运用基于层次分析法的集对分析法评价南疆地区水资源承载力.结果表明:2016年和2030年,和田河流域、叶尔羌河流域、喀什噶尔河流域、阿克苏河流域、渭干河和开孔河流域水资源承载力等级为III级,水资源承载力达到极限;2016年克里亚河诸小河和车尔臣河诸小河水资源承载力等级为II级,至2030年水资源承载力等级达到I级,水资源开发利用潜力较大,可保障流域社会经济生态的发展.     

中线调水后汉江生态经济带水资源短缺风险评价

汉江生态经济带是湖北经济社会发展的重要区域,也是南水北调中线调水的优质水源供应地。为明确中线调水给汉江生态经济带水资源造成的影响,运用层次分析法和模糊数学隶属度评价法建立了水资源短缺风险评价体系,对湖北汉江生态经济带的水资源短缺风险进行评价。结果显示,调水后,水资源宏观调控引起的水资源总量的变化将逐步影响到研究区内的生态环境、饮水安全、社会生活、农业生产等各方面,汉江生态经济带将面临水资源短缺的问题。数据显示,中线调水后,湖北汉江生态经济带水资源短缺风险属于中度风险;十堰、神农架林区为低度风险;潜江市、仙桃市、武汉市为中度风险;随州、荆门、天门为高度风险;襄阳市达到了高至极高风险等级的临界值。     

基于风险矩阵的多要素水资源承载力综合评价方法

为合理综合量-质-域-流四要素评价区域水资源承载力,提出了基于量-质-域-流四要素和风险矩阵的水资源承载力评价模型(QQSS-RM)。首先,构建量-质-域-流四要素子系统下48个初步评价指标,用专家咨询信息和遗传层次分析法(AGA-AHP)计算四要素子系统中各评价指标的权重,通过筛选和分析采用8个综合评价指标构建区域水资源承载力评价指标体系;其次,参考相关文献和专家意见得到8个综合评价指标的4个评价等级标准;最后,构建基于量-质-域-流四要素和风险矩阵的水资源承载力评价模型。将QQSS-RM用于西辽河流域3个水资源三级区的水资源承载力评价,结果表明:西拉木伦河及老哈河、乌力吉木伦河和西辽河下游区间3个水资源三级区的水资源承载力评价等级分别为超载、临界超载和超载,评价结果显示西辽河流域的水资源承载状况较差。该评价结果与西辽河流域的水资源承载状况基本保持一致,表明QQSS-RM应用于区域水资源承载力评价有较好的推广价值。     

基于物元模型的干旱区水资源承载力评价研究

水资源承载力是一个国家或地区各种自然资源承载力的重要组成部分,它反映的是区域水资源持续支持人类社会发展规模的最大支撑能力与限度。对于水资源极度紧缺的干旱半干旱地区,水资源承载力的评价研究尤为重要。以玛纳斯河流域为典型干旱区,通过建立物元模型对流域的水资源承载力进行了综合评价。评价结果表明：物元模型对干旱区水资源承载力评价具有较强的适应性,玛纳斯河流域水资源承载力在未来一段时期内处于Ⅱ级,水资源开发利用具有一定的潜力。评价结果合理可靠,可以为流域水资源开发利用、生态环境的保护以及社会经济水平的提高提供理论依据和支持。     

基于因子分析定权的水资源承载力评价模型

在对石羊河流域水资源特征及其开发利用等对承载力影响的主要因素分析基础上,应用因子分析定权法对石羊河流域水资源承载力进行了评价。结果表明:石羊河流域水资源开发利用已有相当的规模,进一步开发利用的潜力很小;在石羊河流域的5个评价区域中,天祝县、鼓浪县水资源利用程度较低、发展规模较小,水资源承载力状况较好;凉州区、民勤县和金昌市水资源开发已接近饱和,承载力相当脆弱。     

新疆维吾尔自治区塔里木河流域水资源承载力研究

塔里木河流域水资源分布不均,水资源供需矛盾突出,有必要对该流域水资源承载力进行综合评价。以塔里木河流域自然、社会、经济、水资源等资料为基础,应用模糊综合评价法建立了评价模型,并运用该模型对塔里木河流域2015年水资源承载力进行了评价。结果表明:阿克苏地区和喀什地区综合评分分别为0.438和0.454,目前喀什地区水资源承载能力非常有限;克孜勒苏柯尔克孜自治州综合评分为0.620,水资源承载力较高,介于和田地区和巴音郭楞蒙古族自治州之间。塔里木河流域总体综合评分为0.508,目前水资源开发利用程度较高。建议加强塔里木河流域水资源综合管理,科学、可持续地利用水资源。     

樱桃沟小流域水资源承载力预测评价

合理利用水资源,并将其控制在水资源承载力范围内,是一个区域社会、经济和生态环境不断优化发展的关键。以樱桃沟小流域水资源承载力为研究对象,运用模糊综合评价方法,选取2010—2050年5个水平年对樱桃沟小流域水资源承载力进行了预测。结果表明:2010年樱桃沟小流域水资源发展水平同社会经济发展极不协调,处于很弱的水平,到2020年两者关系趋于缓和,2050年进入协调发展阶段;流域内生态环境系统一直处于很弱的级别。二级模糊评判结果反应出在5个预测水平年内,小流域整体的水资源承载力持续升高。     

湖北省汉江流域节水控需总体方案研究

汉江流域是我国南水北调中线工程的水源区,也是全国加快实施最严格水资源管理制度的试点流域。2014年湖北省委、省政府决定实施"两圈两带"发展战略,汉江生态经济带成为了我省的重点发展区域。经济社会的快速发展,导致用水需求的迅速增加,如何协调用水需求与最严格的水资源管理制度的矛盾,实施节水控需,加强需水管理,抑制用水过快增长,以水资源的可持续利用保障经济社会的可持续发展至关重要。本文在实施常规节水措施的前提下,对湖北省汉江流域规划水平年需水量进行了预测,研究提出了进一步强化节水的节水控需总体方案,以保证流域内各地市需水量在用水总量控制指标之内。     

浅析湖北省汉江流域中下游水利现代化建设试点构想

湖北省提出在汉江流域中下游开展水利现代化建设试点的构想并编制了规划纲要。试点规划提出汉江流域中下游建设水利现代化的标志是防洪除涝安全、资源配置优化、生态与环境优良、体制机制健全，并由此提出了建设目标和重点。     

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m³、引汉济渭工程调出水量10亿m³ 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m³和15.6亿m³。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m³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。     

汉江流域（陕西段）水生态承载力评估

为缓解汉江上游支流污染严重、生态环境质量差、潜在威胁多等问题,实现对国家南水北调中线工程重要水源区的保护,提出了基于"驱动力-压力-状态-影响-响应"框架模型的汉江流域(陕西段)水生态指标体系及权重,构建了可用于汉江流域水生态承载力的系统动力学模型。基于系统动力学和隶属度相结合的方法量化评估汉江流域(陕西段)水生态承载力,根据社会发展和技术水平设计7种调控方案研究汉江流域(陕西段)水生态承载力对方案的响应程度。研究结果表明:现状发展条件下汉江流域(陕西段)处于弱可承载状态,方案7实施后汉江流域(陕西段)水生态承载了将显著提高,达到基本可承载状态。     

黄河中下游沿黄城市水资源承载力贴近度空间结构及作用机理

采用贴近度测度黄河中下游31个沿黄城市水资源承载力,分析承载力贴近度的空间特征和空间作用机理。结果表明：黄河中下游流域城市水资源承载力整体偏低,尤其是下游流域沿黄城市的水资源供需矛盾尖锐;从空间结构特征全局看,31个沿黄城市水资源承载力整体呈现空间自相关特征,从局部看,大部分城市无分异特征,但中游流域出现热点区域,下游流域尤其是河南省出现低洼区域;通过沿黄城市水资源承载力贴近度空间作用机理分析,中游流域沿黄城市水资源承载力受到驱动力（D）、压力（P）、状态（S）、影响（I）、管理（M）5个因素的影响,且城市之间存在空间虹吸效应,水资源表现出空间竞争,而不是空间协同发展。下游流域沿黄城市水资源承载力只受到驱动力（D）、状态（S）、影响（I）3个因素的作用。研究成果可为沿黄城市加强水资源的管理、优化城市发展模式提供参考。     

基于DPSIR-TOPSIS及耦合协调度的安徽水资源承载力的时空变化

为加快产业承接步伐,将安徽打造成长三角高质量承接产业转移的优选地,保障安徽省水资源的可持续开发利用十分重要。本研究依据安徽省2010—2020年的相关数据指标,结合安徽省实际发展状况,基于DPSIR-TOPSIS模型选取22个评价指标构建评价体系,通过障碍度模型分析影响安徽省水资源承载力的主要因素及障碍度。采用空间自相关法分析安徽省各市水资源承载力的关联程度,采用耦合协调度模型分析各子系统间的耦合协调度。结果表明：安徽省水资源承载力指数从0.326 9上升至0.728 6,呈向好趋势;影响水资源承载力的主要子系统为压力系统和影响系统,影响因子主要是自然保护区面积、工业废水排放量、工业SO₂排放量,障碍度分别占比14.80%、10.61%、8.68%;安徽省耦合协调度较为稳定,处于濒临失调状态;安徽省各市水资源承载能力整体向好,但内部空间差异较明显。加强安徽省水资源承载力的关键在于提高生态环境治理水平,研究结果可为安徽省未来水资源配置和高效利用提供科学依据。     

湖北省水生态足迹时空动态分析

随着人口增长和经济发展,自然环境面临的压力显著增加,与人类生存息息相关的水首当其冲,对水这种人类赖以生存的自然资源进行评价具有重要意义。搜集了湖北省2005—2018年的水文和社会经济发展资料,利用生态足迹法,分析湖北省水资源生态足迹、生态承载力、生态盈余/赤字、水资源负载指数和万元GDP生态足迹的年际变化,探讨了丰、平、枯水3个典型年湖北省水生态足迹的空间分布特征。结果显示:湖北省2005—2018年水资源生态足迹逐年增大,而水资源生态承载力不呈显著增大或减小趋势,年际变化较大,湖北省在2005—2018年间均为生态盈余,水资源负载指数年际变化较大,万元GDP生态足迹呈逐年下降趋势;从空间分布上看,武汉、襄阳、孝感水资源负载指数较大,而恩施、咸宁、神农架水资源负载指数较小。这说明湖北省水资源总体上较为丰富,足以维持该地区可持续性发展,但水资源地区分布不均匀,对于工业型城市而言用水压力仍然较大。     

跨流域调水重要影响区生态补偿研究——以湖北汉江中下游地区为例

跨流域调水有助于实现水资源优化配置,但对整个流域带来的重大深刻影响也不容忽视,实施生态补偿是必要措施。以南水北调中线工程的重要影响区——湖北汉江中下游地区为例,分析调水对其产生的各种影响,以及当前已经实施的生态补偿政策和存在的问题,提出了有利于汉江中下游可持续发展的若干生态补偿政策建议。     

关于汉江流域实施水量分配管理若干问题的思考

根据汉江流域水资源及开发利用现状、至2030年水资源面临的形势,分析了汉江流域实施水量分配管理的必要性。借鉴国内外实施水量分配管理的成功经验并结合汉江流域的具体实际,探讨了汉江流域实施水量分配管理所面临的若干重大问题,如水量分配管理的机制与模式、河道内生态环境需水量、可分配水量、水量分配原则、水量分配方法和水量分配管理实施程序等,提出了处理这些问题的意见和方法,以推动汉江流域水量分配管理试点工作的顺利实施,为在长江流域全面推行水量分配管理积累宝贵的经验。     

基于动态模拟递推算法和向量模法的水环境承载力计算方法

为了定量分析流域内多种因素对水环境的综合影响,发展并完善了基于动态模拟递推算法和向量模法的水环境承载力计算方法,并将其应用于汉江流域中下游干流供水区水环境承载力分析。分析结果表明,该方法对于水环境承载力的论述更为合理,得到的结果也更为直观、全面;仅从水资源供给的角度,汉江流域中下游干流供水区水环境承载力在2040年存在难以承载社会经济发展的风险,但从综合角度看,水环境承载力呈现出改善的趋势。