基于DPSIR模型的陕西省水安全评价及障碍因子诊断

水资源安全评价是水资源保护和规划的基础,为了提高区域水安全,迫切需要定量评估水安全情况并对其障碍因子进行诊断。该文基于DPSIR模型建立了水安全评价指标体系,结合单指标量化-多指标综合-多准则综合(SMI-P)的量化方法和耦合协调度模型,对陕西省水安全健康状态做出评估,并运用障碍度模型分析了影响水安全的主要因子。结果表明：2000—2018年陕西省水安全状态经历了从“较不安全”状态向“基本安全”状态发展,但驱动力和影响子系统的安全度有所下降,应加强对水资源有限性以及城市社会发展的重视。水安全子系统耦合协调度逐年提高,实现由中级协调到良好协调的转变,2018年系统耦合度高达0.815,系统间相互依赖相互作用程度较高。人均GDP、恩格尔系数、人均日生活用水量以及人均水资源量是制约陕西省水安全状态提升的主要障碍因子,可以更好地为制定和采取相关措施来提高水安全状态提供科学依据。综上,陕西省水安全状态整体趋势向好,经济与水资源情况为主要制约因素。     

巢湖流域水安全问题的成因分析及防治对策

巢湖流域水安全问题制约了流域社会、经济和生态环境可持续发展,主要表现在水资源短缺、水环境恶化、水灾害严重3方面。在阐述巢湖流域水安全问题表现形式的基础上,分析了流域水安全问题的成因。从水安全系统的角度出发,以水资源使用价值最大化、水环境质量最优化和水灾害损失最小化为准则,探讨了巢湖流域水安全的防治对策。     

基于人工神经网络的喀斯特地区水资源安全评价

[目的]对喀斯特地区水资源安全状况进行评价,为喀斯特地区水环境管理与可持续发展提供科学依据。[方法]以喀斯特典型分布区贵州省为例,建立喀斯特地区水资源安全评价指标体系,构建BP人工神经网络模型,对贵州省9个州市水资源安全进行评价,并与熵权物元模型相比较。[结果]贵州省9个州市的水资源安全,有2个处于比较安全状态,6个处于一般状态,1个处于比较不安全状态。评价结果与熵权物元模型评价结果基本一致。[结论]该体系评价结果合理,评价方法简便直观,该模型对类似地区水资源安全评价有一定的参考价值。     

基于DPSIR模型的甘肃省2000-2018年水安全评价

[目的] 对甘肃省水安全状况进行评价,为该区相关部门制定相应的区域水安全措施提供科学依据。[方法] 通过构建DPSIR评价指标体系,运用熵值法和单指标量化—多指标综合—多准则综合的方法对甘肃省2000,2005,2010,2015和2018年水安全进行评价。[结果] 甘肃省水安全健康指标由2000年的不安全上升至2018年的较不安全,总体呈上升趋势,但幅度较小,处于基本安全线以下。对于准则层而言,驱动力上升缓慢,压力依然较大,而响应水平有限,是甘肃省水安全健康指标向更好状态发展的主要限制因素。该省水安全状态和影响虽处于较不安全状态,但逐年稳步上升,是推动甘肃省水安全健康指标向更高水平发展的重要动力。[结论] 甘肃省水安全现状不容乐观,处于不安全状态。需要从水资源、生态环境和社会经济3方面入手改变水安全现状。     

2000-2020年黄河流域水-能源-粮食系统耦合协调时空演变特征

[目的]探讨黄河流域水—能源—粮食系统的耦合协调时空演化特征，可为定量评估流域高质量发展和区域可持续发展提供科学依据。[方法]通过耦合协调度模型分析水—能源—粮食系统的综合发展水平和耦合协调特征，并利用灰色关联度对各子系统内部指标进行排序，进而判断对水—能源—粮食系统耦合协调度的影响程度。[结果](1)黄河流域水—能源—粮食系统的综合发展指数呈上升趋势，水资源子系统波动幅度最大。(2) 2000—2020年黄河流域水—能源—粮食系统耦合协调度从初级协调向良好协调阶段发展；不同省区间的系统耦合协调发展水平差异较为明显，整体上可表现为上游地区>中下游地区。(3)各子系统与系统耦合协调度的影响程度排名可表示为水资源子系统>粮食子系统>能源子系统，其中水资源子系统内部指标与系统耦合协调度关联度均在85%以上，水资源子系统相对其他子系统的严格管理尤为重要。[结论]水—能源—粮食系统的耦合协调发展水平有待提高，为促进系统协调发展和流域高质量发展应综合考虑各子系统的相互作用关系。     

基于多层次模糊综合评价模型的喀斯特地区水资源承载力研究

[目的]研究影响水资源系统承载力变化的关键因素,为贵阳市水资源的可持续利用及合理管理政策的制定提供决策依据。[方法]以贵阳市为例,将水资源系统分为水资源、生态环境、社会经济3个子系统,选取评价指标,建立多层次模糊综合评价模型对该市水资源承载力进行评价。[结果]整体上,2003—2013年贵阳市水资源承载力状况不断提高,可较好地支持贵阳市社会经济发展。其中水资源子系统指数处于波动缓慢下降状态,生态环境子系统指数呈持续上升趋势,社会经济子系统指数呈下降趋势。[结论]水资源子系统对水资源承载能力的贡献率逐渐降低,生态环境质量的改善是水资源承载力提高的主要驱动因素,而社会经济子系统是水资源承载力提高的主要压力源。     

基于MIV-BP型的喀斯特地区水资源安全影响因素分析

[目的]分析喀斯特地区水资源安全的影响因素及其影响趋势,提出促进喀斯特地区水资源安全的措施与建议。[方法]采用贵州省近10a的数据,建立BP型网络模型计算平均影响值(mean impact value,MIV),对其影响因素进行实证分析。[结果]地下水供水比例、工业用水率、水资源利用率、人均粮食产量以及产水模数是水资源安全的阻碍因素。其中产水模数的影响程度呈现波动中逐年递减趋势,其余4个阻碍因素影响程度均显示逐年增强;工业固废综合利用率、工业废水排放达标率、中度以上石漠化面积比、单位GDP需水量以及地下水开发利用程度共同构成了水资源安全的驱动因素。从时间顺序来看,单位GDP需水量和地下水开发利用程度的影响趋于稳定,中度以上石漠化面积比因子对水资源安全影响越来越显著。工业废水排放达标率的影响逐年减弱,而工业固废综合利用率的影响情况波动比较大。[结论]模型计算表明,MIV-BP模型在喀斯特地区水资源安全影响因素研究方面具有一定的现实可行性。     

基于脱钩理论的城市水资源利用与经济增长关系研究

[目的]探讨水资源利用与经济增长间的相互作用关系,为中国城市水资源利用与经济增长的协调可持续发展提供科学依据和决策参考。[方法]基于脱钩理论,运用Tapio弹性分析法对中国4个直辖市2001—2014年水资源利用与经济增长关系进行研究。[结果](1)中国4个直辖市水资源利用与经济增长总体处于弱脱钩状态。(2)农业用水脱钩关系优于工业。农业用水方面,北京市、天津市与上海市总体处于强脱钩,重庆市为弱脱钩;工业用水方面,北京市与上海市主要处于强脱钩,其余则相反。(3)北京市水资源利用与经济增长的脱钩状态最好,其次是上海市,重庆市的脱钩状态最差。[结论]各市水环境与经济尚未达到协调可持续发展,重庆市发展的压力最大,其次是天津市,北京市与上海市要避免向弱脱钩和负脱钩发展。     

基于水足迹理论的江苏省水资源可持续利用评价

[目的]通过核算考虑灰水的江苏省水足迹,评价江苏省水资源可持续利用现状和发展趋势,为制定合理的水资源管理政策提供科学依据,并对水资源管理提出创新对策。[方法]采用水足迹理论核算分析江苏省2005—2015年水足迹及其变化特征,选取水资源与经济、社会、环境协调发展水平4个子系统共14个指标对这11a间江苏省水资源可持续利用情况进行分析,并引入GM(1,1)灰色模型预测了未来5a(2016—2020年)水足迹的发展趋势。[结果](1)江苏省水足迹在11a间总体呈倒U趋势,峰值在2011年,达1.22×1010 m3,随后急剧减少;(2)江苏省年均水足迹自给率为88.1%,经济社会协调水平较高且呈现可持续发展的趋势,但依然处于严重水资源短缺状态;(3)在"惯性发展"的情境下,到2020年江苏省水足迹较2015年减少2.04×109 m3,年均降幅为0.92%。[结论]随着最严格水资源管理制度的落实,各行业用水效率不断提高,江苏省水资源利用呈现出可持续发展的态势。     

基于LMDI-SD耦合模型的绿色发展灌区水资源承载力模拟

针对灌区大量引水导致的河道断流、生态环境恶化以及水资源利用效率不高等问题，开展绿色发展模式下水资源承载能力模拟研究。以宝鸡峡灌区为研究区，基于Divisia指数分解、Kaya恒等式以及系统动力学理论，提出对数平均迪氏分解与系统动力学耦合模型，从需水机理出发识别灌区用水量变化的主要驱动因子；运用情景分析法，考虑生态需水、高效节水、产业结构调整和外调水等情景设置5种模拟方案，对2017－2030年灌区需水量进行动态模拟；引入水资源承载指数探讨规划年2025年和2030年的水资源承载力水平。结果表明：灌区各部门用水定额对用水量变化起主要驱动作用；按方案1（现状发展模式），2025年水资源基本可承载灌区社会经济发展，但2030年出现轻度超载；方案5（绿色发展模式）通过对用水变化主要驱动因子的调控，到2030年，水资源承载指数均小于1，属于可承载状态。研究表明，通过合理的调控措施可有效地缓解灌区水资源供需矛盾、提升水资源承载能力。本研究可为干旱半干旱灌区绿色发展模式下水资源合理开发提供科学的决策依据。     

基于结构方程模型的江西省水资源利用影响因素分析

[目的] 分析江西省水资源利用的影响因素,为实现水资源可持续利用提供理论依据。[方法] 从水资源利用的定义出发,以水资源利用、社会发展、经济发展和生态环境为潜在变量,选取相关的指标为观测变量,通过建立结构方程模型（SEM）来定量分析影响江西省水资源利用的因素。[结果] SEM较好地反映了江西省水资源利用的基本情况,其中经济发展、社会发展和生态环境都不同程度地影响水资源利用,表现为：经济发展（0.847）>社会发展（0.500）>生态环境（0.177）,而水资源利用主要由水资源开发利用率（0.891）和人均水资源量（0.803）来反映。[结论] 由于江西省水资源利用受多方面因素的影响,综合各影响因素之间的影响关系和程度,建议政府应当综合考虑经济发达与欠发达地区的水资源利用情况,建立良好的节水机制,大力宣传节水措施,逐步提高水资源开发利用率,实现水资源可持续利用。     

喀斯特山区土地利用/覆被变化情景模拟

该文运用CLUE-S模型模拟研究了贵州中部猫跳河流域在不同情景模式下未来十年内土地覆被的空间变化情况。根据研究区土地覆被结构的现状以及影响土地覆被变化的宏观因素，作者设计了生态安全目标、粮食安全目标、经济发展目标以及综合发展目标等4种可能出现的情景。结果表明，在不同土地利用情景下，猫跳河流域未来十年的土地覆被格局及其效应存在明显的差别。生态安全目标情景能在较大程度上改善流域的生态环境，但会对流域的粮食安全构成较大的威胁。粮食安全目标情景能够保障流域的粮食安全，但会导致区域生态环境质量下降。经济发展目标模式可充分保障经济建设用地的需求，但会威胁到流域的粮食安全。综合发展目标情景比较全面地考虑到了流域经济发展、生态保护以及粮食安全等需要，是研究区未来较为可取的土地利用模式。     

基于多准则妥协解排序法的安徽省矿业城市水土生态安全评价

[目的] 探究矿业城市生态安全状况,厘清制约生态安全发展因素,为安徽省矿区可持续开采提供科学依据。[方法] 以安徽省9个矿业城市水土生态安全为例,构建基于经济—环境—社会的综合评价指标体系,通过乘法归一化法结合优化后的G1和CRITIC赋权法实现主客观赋权,再运用多准则妥协解排序法(VIKOR)模型,基于折中规划考虑了群体效应和个体妥协,兼顾不同权重指标实测值的差异性,利用障碍度模型对其进行障碍因子诊断。[结果] 多指标交互作用下的G1-CRITIC-VIKOR综合模型与实际数据匹配良好,安徽省矿业城市水土生态安全水平由高到低排序为池州、宣城、滁州、铜陵、马鞍山、宿州、亳州、淮北和淮南地区;其中工农就业人员比例、水土资源匹配系数、人均用水量、土地垦殖比例、城乡人均可支配收入是制约安徽省矿业城市水土生态安全水平的关键因素。[结论] 安徽省矿业城市应积极进行生态文明建设,努力把经济向集约型经济转变;实施植树造林,做好受损矿区生态修复、重建工作,保障其在水土生态安全的基础上科学合理地开采煤矿资源。     

基于Clue-S模型的石马河流域东莞段生态系统服务价值变化情景模拟

[目的]探究生态系统服务价值演变的内在作用机制,旨在寻求以流域为单元的生态农业和城镇的优化配置模式。[方法]基于土地利用及生态服务价值相关理论与方法,以石马河流域东莞段2010-2020年土地利用数据为基础,利用Clue-S模型对2025年土地利用格局进行模拟,得出2025年区域在生态安全、耕地优先和建设发展3种情景下的土地利用空间布局和优化配置结果,分析各情景下流域生态系统服务价值时空格局。[结果]在2010-2020年,石马河流域东莞段生态服务价值下降了1.80×10⁷元,主要为耕地、林地、园地转出。2025年在耕地优先、生态安全、建设发展的情境下ESV分别为9.44×10⁷,9.62×10⁷,9.38×10⁷元,除了生态安全之外,其余两个情景较2020年生态系统服务价值ESV都有下滑。[结论]对处于快速城镇化发展且生态与发展矛盾突出的地区,进行流域生态系统服务价值进行模拟与分析,有利于增强对区域在不同发展模式下生态系统服务价值空间布局的认识和理解,为土地利用规划与生态经济协调发展提供宏观的参考。     

贵州省水利建设、生态建设和石漠化治理的耦合性

[目的]研究贵州省水利建设、生态建设、石漠化治理即"三位一体"的耦合性,促进三者之间的工程项目整合,以期达到效益最大化。[方法]根据系统学理论,将"三位"作为3个子系统,建立评价指标体系,采用主成分分析法,运用SPSS软件和耦合度模型计算。[结果]耦合系统在3个规划期(2006—2010年,2011—2015年,2016—2020年)的耦合度分别为0.68,0.86和0.89,说明在"三位一体"规划前耦合系统处于磨合期,规划后耦合系统处于高级耦合期且具有良好共振耦合。[结论]"三位一体"规划能有效突破制约贵州省发展的瓶颈,促进贵州地区社会经济生态的可持续发展。建议继续加强3者的工程项目建设。     

基于农户视角的岩溶石漠化小流域农业发展模式研究

[目的]为了抑制贵州省岩溶石漠化地区石漠化发展,寻求脆弱生态环境背景下的农业可持续发展模式。[方法]通过野外实地考察及相关理论分析,在对农户石漠化治理行为和农业发展困境分析的基础上,明确了阻碍农业发展的关键因素。[结果]在现有治理模式下,由于农户基于风险和自身利益的考虑导致不能从根本上消除农户破坏环境的驱动因素。[结论]岩溶石漠化小流域农业可持续发展的关键是在提高水土资源匹配程度的基础上,提高农业生产的经济效益,并降低农户在农业生产商品化过程中的市场风险;适宜石漠化小流域发展的典型模式主要有:高效灌溉商品化农业,经果林—养殖—经济作物种植综合农业和牲畜(鱼)—沼气—种植(果园)复合农业等。     

贵州省国民经济水资源消耗的投入产出分析

[目的]研究贵州省国民经济各产业部门的用水量,找到提高水资源用水效率的方法。[方法]在贵州省2012年投入产出表的基础上,运用水资源投入产出法将其应用范围扩展到产业耗水量领域,对贵州省国民经济用水进行定量分析,将传统的投入产出表与国民经济各部门的取耗水相结合,建立了贵州省2012年的水资源投入产出表与产业部门用水模型,并分析各个产业部门的直接用水系数、完全用水系数、间接用水系数与用水系数等相关参数。[结果]目前贵州省第二产业部门与第三产业部门为主要用水需求部门;除农业部门外,其他部门都具有不同程度的用水隐蔽性,部门用水乘数很高,未来用水潜力大。[结论]应大力发展现代农业,提高农业节水量;加强第二产业各个部门的协作,着重发展绿色循环工业经济;跟进贵州省"大数据"发展步伐,增加高新技术产业与服务业的比例。