基于改进TOPSIS模型的连云港市水资源承载力研究

从水资源、社会、经济和生态4方面选取20个指标构建了水资源承载力综合评价体系,采用主客观相结合的综合赋权法—AHP-熵权法确定各指标的权重,运用改进的TOPSIS法对连云港市2008-2016年的水资源承载力进行了评价。结果表明:2008-2010年连云港水资源承载力由Ⅲ级降低到Ⅳ级,2011年起提升至Ⅲ级,且在2012年达到最大综合评价值0.6506,此后承载力水平虽略有波动,但始终处于Ⅲ级中等水平,年均综合评价值为0.599 9。基于连云港市水资源现状,可采取注重农业节水、加大水利建设投资、充分利用雨洪资源、注重海水淡化等方法来提升该地区水资源承载力。     

基于和谐论的黑河流域“水-经济-生态”发展结构评价与预测

以黑河流域为研究对象，基于和谐理论和可持续发展理论，以协调流域生态建设、经济社会发展、优化水土资源配置为目标，建立地表水过度开发区“水-经济-生态”系统和谐性评价指标体系，采用线性隶属度方法将不同和谐程度划分5个等级。根据黑河流域“水-经济-生态”三者协调发展目标并结合未来规划，确定可以反映水资源现状、地表水开发利用程度、农业灌溉、经济社会发展水平与生态环境状况等的14项评价指标，为流域和谐性评价提供依据。采用综合指数评价法计算黑河流域不同水平年不同情景模式下的体系综合和谐度，计算结果表明，不同情景下整体和谐度虽均呈现上升趋势，但2020年和谐度均低于0.4，均达不到一般和谐；2030年情景Ⅰ、Ⅱ和谐度小于0.6，而情景Ⅲ、Ⅳ和谐度大于0.6，情景Ⅲ、Ⅳ和谐程度明显优于情景Ⅰ、Ⅱ，达到和谐等级。情景Ⅲ、Ⅳ通过继续调整政策，将地表水开发利用率控制在阈值75.0%以内，到2030年地表水开发利用率分别为70.7%、68.3%，比2015年分别降低了60.57%、62.97%，使得黑河流域退出地表水过度开发区。为确保黑河流域未来水资源、社会经济、生态环境三者协调、共同发展，针对该流域地表水资...     

基于信息熵的可变模糊评价的农业用水效率测算

结合农业用水过程,提出了农业用水效率评价指标体系,并结合国家标准与相关研究成果,确定评价等级与标准。并引入基于信息熵的可变模糊评价,分别进行相对隶属度评价、可变模糊评价、综合隶属度评价,从而形成对农业用水效率的综合评价。模型的显著特点是综合考虑评价事物定性与定量的特点。通过对新疆2000-2011年的用水效率进行测算,结果表明:农业用水效率由2000年处于Ⅱ级与Ⅲ级之间且偏向Ⅲ级,转变为2011年处于Ⅲ级与Ⅳ级之间且偏向于Ⅳ级。2000-2004年新疆农业用水效率呈现量变特征,2004-2007年处于渐变式质变阶段,2007-2011年又呈现量变特征。结果与新疆实际情况吻合很好,从而验证了评价方法的合理性。     

南京市水环境生态安全评价

基于“压力-状态-响应”概念模型,构建3层次的水环境生态安全评价体系,用标准化和熵权法确定评价体系中各指标的标准化值和权重,采用综合指数评价法计算得到水环境生态安全综合指数评价值。划分等级,建立综合指数评价值与生态安全评价之间的等级关系,并对南京市水环境生态安全进行评价,结果表明：2005-2012年南京市水环境生态安全综合评价指数值处于上升状态,水环境生态安全由中警状态（水环境较差）进入预警状态（水环境一般）。     

石羊河流域武威属区高效节水灌溉综合效益研究

【目的】探讨石羊河流域武威属区高效节水灌溉工程实施的现状,总结节水灌溉工程发展的经验,发现工程实施过程中存在的问题。【方法】采用层次分析法(TheAnalyticHierarchyProcess,AHP)和模糊数学法,选择经济-社会-生态耦合效益作为区域综合效益评价标准,根据武威区域的地域特征、气候特征、水资源特征、经济社会发展特征以及市、县、农场、农民多级联动耦合效应,建立武威属区高效节水灌溉工程区域综合效益评价指标体系;将调研数据代入指标体系,得出隶属度等评价结果。【结果】石羊河流域武威属区高效节水灌溉工程实施后,生态效益最为明显,达到I级(对应隶属度值为0.629),经济效益也为I级,对应隶属度值为0.428;社会效益为Ⅱ级,区域综合效益为I级;对区域农业结构调整程度(C22)的符合度较低,为Ⅲ级。【结论】石羊河流域武威属区高效节水灌溉项目生态效益和经济效益显著,今后应加大土地流转力度,通过种植大户推进作物种植结构优化调整,培育对高效节水灌溉项目的内生需求动力,提高农业节水潜力和可持续性,进一步夯实社会效益。     

水足迹视角下华北平原典型县域土地整治生态绩效评价

【目的】在水足迹视角下对华北平原典型县域（景县）土地整治生态绩效进行评价。【方法】基于GROPWAT计算土地整治前、后的蓝、绿、灰水足迹,构建以4个整治工程为准则层、共11个指标的土地整治生态绩效评价体系。选用综合赋权法对景县16个乡镇进行生态绩效评价。【结果】土地整治实施后,景县蓝、绿、灰水足迹均有所增加,其中蓝水和灰水足迹增加显著;景县整体生态绩效处于较好水平,良等及以上乡镇共8个,中等及以上乡镇共13个。阻碍景县生态绩效提升的主要障碍因素为：新增水浇地提高率、新增道路硬化率、排灌密度提高率、旱地水利化程度提高率和生物丰度指数提高率。主要障碍类型为水利障碍和土地平整障碍,次要障碍类型为道路障碍和生态障碍。【结论】随着土地整治工程的实施,景县整体生态效益得到有效提高,但对水资源存在负面影响。水足迹视角下华北平原区县域土地整治生态绩效评价模式可为相似地区的土地整治工程建设提供理论参考和可行性范式。     

基于水资源承载力动态评价的五元引力减法集对势方法

【目的】动态评价区域水资源承载状态及变化趋势,识别、诊断水资源承载力脆弱性子系统和指标。【方法】综合考虑五元联系数分量的物理意义及对所论集对系统态势影响程度的差异性,借鉴万有引力和阻尼的思想,构建了基于联系数的五元引力减法集对势。将五元引力减法集对势应用于四川省、黑龙江省水资源承载力动态评价和变化趋势分析中,并与现有的五元减法集对势进行对比分析。【结果】四川省水资源承载力总体态势向好发展,评价指标体系中各子系统对四川省水资源承载力的影响程度从大到小排序为:生态环境子系统社会经济子系统水资源子系统,其中连续处于反势、偏反势的生态环境子系统是脆弱性子系统,相关指标是需要密切关注和调控的;黑龙江省水资源承载状况整体较好,可以支撑承载客体,其中指标"降水量""第三产业占比"处于反势,"产水能力""人口密度""第一产业占比"处于偏反势,是需要调控的指标,五元引力减法集对势判别的系统集对势值和态势与五元减法集对势计算结果基本一致,且在诊断、识别脆弱性子系统和指标上更为敏感、有效。【结论】所构建的五元引力减法集对势的计算结果与实际物理意义更为符合,且计算简单、解释性强,为多等级集对系统动态分析评价提供了一种新的集对势方法。     

低压滴灌不同生育期水分亏缺对柑橘叶片生理特性和产量的影响

【目的】寻找适宜的低压滴灌节水模式。【方法】以8 a生"不知火"柑橘为试材,2017—2018年在柑橘抽梢开花期(Ⅰ)、幼果期(Ⅱ)、果实膨大期(Ⅲ)和果实成熟期(Ⅳ)各设置4个亏水处理,即轻度亏水(LD)、中度亏水(MD1)、偏重度亏水(MD2)和重度亏水(SD)处理,并设置1个对照(CK,充分灌水)。探究了低压滴灌不同生育期水分亏缺对柑橘叶片生理特性的影响。【结果】Ⅰ期MD1和LD处理对H_2O_2量、GSH量和PRO量并没有显著影响,但可以显著提高NR活性和产量,分别较CK提高20.9%和21.7%以及5.1%和3.1%;在Ⅱ期进行MD1和LD处理对灌水后的H_2O_2量和GSH量以及PRO量、NR活性和产量都没有显著影响,但可以显著提高作物水分利用效率;在Ⅲ期进行水分亏缺会导致H_2O_2量和GSH量以及PRO量上升,以及NR活性和产量的下降;在Ⅳ期进行LD处理的H_2O_2、GSH、PRO、NR活性和产量均与CK处理无显著差异,但可以提高水分利用效率。【结论】Ⅰ期中度亏水处理(Ⅰ-MD1),Ⅱ期轻度亏水处理(Ⅱ-LD),Ⅲ期充分灌溉,Ⅳ期轻度亏水处理(Ⅳ-LD)在维持柑橘叶片生理活性的同时,可以获得最高产量和较高的水分利用效率,是适合低压滴灌柑橘的灌溉方式。     

基于线性规划和MODFLOW耦合技术的人民胜利渠灌区水资源优化配置研究

【目的】确定人民胜利渠灌区合理的农业水资源优化配置方案,为灌区水资源管理和机井布置提供科学依据。【方法】针对人民胜利渠灌区水资源分配不合理及灌区生态环境恶化问题,按照灌区地形地貌、工程类型和灌溉水源特点将灌区分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3个计算单元,基于线性规划方法和MODFLOW地下水数值模型对灌区各计算单元进行不同水文年水资源优化配置,并模拟优化配置后地下水位动态变化。【结果】确定了不同水文年灌区的水资源优化配置方案:灌区计算单元Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区不同水文年的井渠比例有所不同,平水年井渠比分别为1/3.14、1/3.25、1/2.92,丰水年分别为1/3.47、1/3.66、1/3.24,枯水年分别为1/2.75、1/2.77、1/2.60;平水年计算单元Ⅰ区模拟地下水埋深相比初始埋深下降0.01 m,水资源总量基本处于平衡状态;计算单元Ⅱ、Ⅲ区模拟地下水埋深相对于初始埋深分别上升了0.12、0.15 m;丰水年灌区计算单元Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区模拟地下水埋深相比初始埋深分别上升了0.1、0.23、0.3 m;枯水年灌区计算单元Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区模拟地下水埋深相比初始埋深分别下降了0.17、0.08、0.04 m。【结论】线性规划方法和MODFLOW地下水数值模型相结合能较好地模拟灌区地下水流场和预测地下水动态变化趋势,进而确定合理的水资源优化配置方案。     

基于虚拟水理论与Fuzzy-AHP方法的区域水安全评价研究

从社会经济安全、粮食安全、水资源与生态安全3个方面构建了由13个指标组成的区域水安全的指标体系,结合虚拟水理论对部分指标进行量化,采用Fuzzy-AHP方法,以郑州市为例,对其1998-2005年及2015和2020年在丰、平、枯3个水文年下的水安全状况进行评价。结果表明,人均水足迹、人均水资源量、粮食安全指数、依赖指数、粮食自给度、水资源压力指数6个指标权重之和占总权重的79%,该6个方面决定着区域水安全状况;郑州市的综合评价结果为区域综合安全状况、社会经济安全层、粮食安全层为安全,资源生态安全层为较安全,表明郑州市经济社会和粮食安全是以牺牲区域资源和生态安全为代价的,所以郑州市区域水安全状况是一种结构不合理的安全状况。     

乌梁素海水环境容量分析

【目的】研究乌梁素海的水环境容量特征和探索水环境容量与入湖水质水量间的响应关系。【方法】采用零维模型分别计算并分析了乌梁素海冰封期与非冰封期的水环境容量,基于水文实际条件,分析入湖水量对出口断面污染物质量浓度的影响。【结果】冰封期湖泊的自净容量小于非冰封期时的自净容量,且冰封期的氮和有机物污染物的环境容量远小于非冰封期。【结论】非冰封期引入的黄河水和农田退水会导致湖泊氮磷水环境容量下降。有机物污染物的水环境稀释容量会因为黄河引水增加。     

不同灌水量对滴灌猕猴桃光合、产量与水分利用效率的影响

【目的】揭示不同灌水量对滴灌猕猴桃生长、产量及水分利用效率的调控效应。【方法】以7 a生"金艳"猕猴桃为试材,在果实膨大期(Ⅲ期)、果实成熟期(Ⅳ期)各设置1个对照(CK)和4个灌水处理,即高水(HW)、中水(MW-1)、偏低水(MW-2)和低水处理(LW),灌水量分别为CK的55%、65%、75%和85%。【结果】猕猴桃叶片光合特性因生育期和灌水量的不同而呈现明显差异,其光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(gs)均随灌水量的减小而减小,但Ⅲ-HW、Ⅳ-HW处理的Pn与CK差异不显著(P>0.05),Ⅲ-HW和Ⅳ-MW-2处理的瞬时水分利用效率较CK分别显著提高了2.70%、5.41%(P<0.05);各处理猕猴桃产量较CK仅下降0.09%～6.24%,产量水分利用效率(WUEy)则提高了2.82%～23.16%,其中Ⅲ-HW、Ⅳ-MW-1处理产量仅下降了0.09%、2.45%,而WUEy提高了2.82%、10.73%。【结论】滴灌猕猴桃果实膨大期高水处理、果实成熟期中水处理保持产量无明显下降,有效提高WUEy,并节水2.50%、11.62%(分别节水156、726 m3/hm~2),具有较好的节水稳产效果。     

1998—2017年海河流域水资源变化趋势分析

海河流域是我国水资源开发利用程度最高、水资源最为紧缺、水质污染尤为突出的地区。【目的】明确该流域近年来水资源现状及变化趋势。【方法】统计1998—2017年海河流域水资源数据,分析了水资源量、供用水量和水质的变化趋势。【结果】海河流域人均水资源量不足全国人均的1/10,水资源极度匮乏且年际波动较大;在供水量方面,近年来地下水供给占比呈下降趋势,域外调水和其他水源供给占比呈增加趋势;在用水量方面,农业和工业用水量呈降低趋势,生活用水量不断提高,生态用水量快速增长;河流水质有所改善,但仍处于较差水平;大中型水库水质达标率较低,近况堪忧。【结论】海河流域水资源量与质的问题依然十分严峻,更加严格的水资源管理措施有待执行。     

包头南海湖不同湖区春季沉积物细菌群落结构

[目的]探究包头南海湖不同功能区域春季沉积物细菌群落多样性。[方法]采用高通量测序技术对进水口区、旅游开发区、湖心区和水草区共4个采样点表层沉积物细菌进行测定。[结果]不同区域物种丰富度和均匀度表现为水草区>进水口区>湖心区>旅游开发区。从门水平来看,沉积物细菌主要为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)和蓝藻门(Cyanobacteria)等;从属水平分析,优势类群集中在硫杆菌属(Thiobacillus)、norank-f-anaerolineaceae。对沉积物细菌群落与环境因子做相关性分析,TN、TP、TOC对沉积物细菌群落结构影响较大。[结论]Thiobacillus在南海湖春季沉积物中广泛存在,其在地球生化循环中发挥着重要作用,而且极有可能诱发黑臭水体出现,应在以后研究中得到更多关注,并控制TN、TP以及TOC量,为预防南海湖黑臭水体的发生提供理论依据和基础数据。     

沈乌灌域天然湖泊非冰封期水质阶段性评价与分析

沈乌灌域湖泊水质状况对灌域生态环境有着重要影响。【目的】揭示沈乌灌域内天然湖泊水质状况,阐明节水改造工程实施和特殊的灌溉制度对湖泊水质变化的影响。【方法】针对沈乌灌域8个典型天然湖泊2016─2017年非冰封期(3─11月)水质监测数据,借助SPSS软件,采用主成分分析方法,选取CODMn、NH3-N、TN、TP、DO 5个因子作为评价指标,对研究对象进行了水质评价并对其水质变化原因进行了阐述。【结果】沈乌灌域8个典型湖泊水质在非冰封期处于动态变化,3─5月水质较好,一般能达到Ⅲ类水质,6─9月水质处于波动期,介于Ⅲ～Ⅴ类,10─11月水质开始好转,水质最差通常出现在8月与9月。【结论】8个典型湖泊其水质随时间波动较大,在节水改造工程实施年份,节水改造工程附近的湖泊水质有所降低,氮素是影响湖泊水质的主要因素。     

不同栽植方式下杂交中稻分蘖期田间适宜蓄水深度研究

【目的】湖北平原湖区6—7月降雨较多,因此,需合理利用降雨资源,确定雨后田间适宜蓄水深度。【方法】结合湖北平原湖区生产实际,针对中稻机插秧和直播2种播种方式,在中稻分蘖期进行了不同蓄水深度(4、8、12和16cm)测坑试验。【结果】当模拟机插稻蓄水深度4 cm、直播稻蓄水深度8 cm时,水稻叶片的光合速率最高,10～20 cm土层的根系干质量最大,产量最高;对模拟机插稻,蓄水深度8、12、16 cm的处理,产量较4 cm处理分别降低3.75%、9.49%和11.97%;对直播稻,蓄水深度4、12、16 cm的处理,其产量较8 cm处理分别降低5.03%、12.87%和16.45%。【结论】在本试验所研究的蓄水深度下,模拟机插稻与直播稻在分蘖期适宜的蓄水深度分别为4 cm和8 cm。当遭遇大暴雨导致农田排水不畅时,在允许水稻减产12%左右的情况下,分蘖期机插稻蓄水上限为16 cm,直播稻蓄水上限为12 cm。     

和田河流域耕地多功能评价及其时空演变分析

分析耕地多功能时空演变规律，明确流域内耕地主导功能类型，为和田河流域耕地多功能利用提供科学依据。结合和田河流域自然环境禀赋，构建耕地多功能评价指标体系，利用熵权法确定指标权重。采用熵权TOPSIS模型从时间和空间两个维度评价2009—2019年耕地多功能性。依据贴近度数值最大值，明确各县域耕地主导功能，差异化提出耕地多功能利用对策建议。从时间维度上，综合、社会保障和景观休憩功能增强，等级分别由Ⅲ上升至Ⅳ，Ⅱ上升至Ⅲ，Ⅰ上升至Ⅲ；农业生产功能演变稳定，处于Ⅴ等级；生态服务功能略微减弱，等级由Ⅲ下降至Ⅱ。从空间维度上，综合功能和农业生产功能西部不变中部减弱东部增强，社会保障、景观休憩功能西、中、东部均增强，生态服务功能西、中部减弱东部不变。流域内耕地主导功能为生产主导型（洛浦县、策勒县）、社会主导型（皮山县）、生态主导型（墨玉县、和田县）和景观休憩主导型（和田市）。和田河流域耕地多功能时空演变规律显著，依据主导功能差异化利用保护耕地，对推进乡村振兴战略以及实现可持续发展具有重要意义。     

地下水控制性关键水位探讨——以双发乡为例

【目的】有效管理肇州县地下水开采。【方法】以双发乡为例,将地下水位划分为上蓝线水位、下蓝线水位、上红线水位和下红线水位,采用地下水位动态模拟分析法、含水层厚度比例等方法确定了双发乡各关键水位。【结果】双发乡下红线水位值为11.09 m,上红线水位值2 m;上蓝线水位为2.8 m,下蓝线水位值为10.66 m。【结论】针对不同的水埋深,基于水位和开采量的地下水"双控"管理模式。     

乌梁素海冰封期冰-水中污染物空间分布特征及污染评价

【目的】了解乌梁素海冰封期污染物的分布特征及污染水平。【方法】于2017年2月初冰封期采集冰样和冰下水样,测试样品的TN、TP以及可溶态重金属Cd、Cr、Cu、Mn、Ni和Zn的质量浓度及分布特征,用单因子指数法和综合污染指数法对乌梁素海冰封期不同相态水体进行了环境质量评价。【结果】乌梁素海在冰封期结冰过程中,污染物由冰体向水体迁移;TP和TN是最主要的污染物因素;重金属分布高值区域出现在湖区南部、湖区出口处,低值区位于湖区中部与东北部;Cu元素和Zn元素个别点位达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅱ类标准限值,应引起重视。【结论】结冰会使乌梁素海冰下水体污染加剧,利用该特殊效应,实现湖泊污染治理。     

保水剂底施对沙子剖面水分和硝态氮运移的影响研究

【目的】解决沙土地区漏水漏肥的核心问题,建立保水防渗漏新技术体系,促进沙土地区农业可持续发展。【方法】基于保水剂的吸水保肥等物理化学特点,以保水剂和土壤混合物底施为技术方法,选用聚丙烯酸钠和壤土为材料,采用沙柱模拟试验,研究了不同施用厚度的保水剂-土壤混合物对剖面水分运移及硝态氮淋洗的影响。【结果】聚丙烯酸钠在壤土中的质量分数为1%时,可以对水分有效截流;混合物底施,以0.9～1.5 cm厚度为最佳;淋溶试验表明硝态氮主要集中在表层和保水剂层,占比为87.2%,有效防止了硝态氮的下移。【结论】保水剂壤土混合物底施,可以起到显著的水分养分截流作用,本试验中聚丙烯酸钠质量分数1%及1 cm厚度时,可获得较好效果。