水资源承载力评价熵模型的改进及应用

针对目前水资源承载力评价熵模型中隶属度概念模糊的缺点,提出级别隶属度和级别特征值的确定方法,级别特征值则可综合各级隶属度对评价结果的影响,此方法数学推导严谨,科学合理,计算简便易行,并进行尝试研究取得成功。该评价模型结果的分辨率、灵敏度较高,评价的可靠性较大,为水资源承载力的研究提供了一个新思路、新方法。     

基于熵权的广西水资源可持续利用模糊综合评价

科学合理地利用水资源是缓解我国水资源危机的有效途径,而水资源可持续利用评价是其基本前提,具有重要的研究价值和实际意义。为此,建立了基于熵权的水资源可持续利用模糊综合评价模型,对2003—2016年广西的水资源可持续利用状况进行了评价。结果表明:2007年以前,级别特征值维持在3.6~3.9,处于不可持续利用状态;2008—2011年,级别特征值在3.5上下波动,即波动于不可持续与基本可持续状态;2012年以来,级别特征值稳定在2.5~3.0,处于基本可持续水平状态。尽管如此,还需通过强化水资源管理、提高水资源利用效率、加大污水处理能力和推行节水技术等方式进一步提高广西的水资源可持续利用水平。     

基于熵权的建三江分局水资源承载力模糊物元评价模型

水资源承载力评价是区域水资源安全的一个基本度量。针对建三江分局水资源开发利用中存在的地下水位下降、"吊泵"等水安全问题,运用灰色关联分析构建水资源承载力评价指标体系,在传统的模糊物元模型的基础上,将熵值法引入评价指标权重计算中,构建了基于熵权的模糊物元综合评价模型,应用此模型对建三江分局下属15个农场2008年的水资源承载力进行了评价。结果表明:八五九、勤得利、前哨、前锋、洪河、鸭绿河、二道河、浓江8个农场的水资源承载力为Ⅰ级,仍有较大的承载力;胜利、大兴、青龙山、前进农场的水资源承载力为Ⅱ级,水资源开发利用仍有一定的潜力;七星、创业、红卫农场的水资源承载力为Ⅲ级,水资源承载力已接近饱和。研究结果为建三江分局水资源保护及可持续开发利用提供了科学依据。     

基于可变模糊评价法的沈阳市水资源承载力研究

针对沈阳市水资源状况,通过对水资源承载能力主要影响因素的分析,合理地确定各指标标准值,建立了反映沈阳市水资源承载能力的评价指标体系。采用基于可变模糊识别的水资源承载能力评价模型,计算样本指标对各级别指标标准值区间的相对隶属度,并采用层次分析法确定评价模型中相关指标的权重,对沈阳市2008—2014年的水资源承载能力进行计算,根据计算结果进行综合分析与评价。分析评价结果表明:沈阳市水资源承载能力处于较弱水平,已接近饱和值,但总体呈现恢复的趋势,并在此基础上提出了提高沈阳市水资源承载能力的方法与途径。     

常熟市农业生态环境质量的可变模糊评价

对农业生态环境质量进行评价,是制定农业及社会可持续发展政策的依据。农业生态环境质量的评价属于模糊概念。采用可变模糊集模型进行评价,以级别特征值方法量化评价结果,可有效解决最大隶属原则的不适应性。本文运用该模型对江苏省常熟市农业生态环境质量进行了评价。对比文献[14],体现了该模型适用性,能更客观地评价该市农业生态环境质量状况。根据评价结果,该文对常熟市生态环境的维护提出了建议。     

基于改进型PCNN与模糊算法的湿地生态承载力评价

在脉冲耦合神经网络(PCNN)模型两大基本特性(耦合机制、脉冲输出)的基础上对其进行了改进,连接输入部分等于上一次点火时的脉冲,直接体现了前后神经元之间的联系;动态阈值等于生态承载力评价标准的等级范围,这样调节阈值更容易对样本进行分类;省略了不必要的参数,减少了模型的复杂度;将PCNN与多目标模糊模式识别模型结合.提出了基于模糊PCNN的生态承载力评价新模型,并采用13个评价指标对三江平原6个地理分区的生态承载力评价指标标准和PCNN模型调整后的数据分别计算它们的隶属度,最后得出各个地理分区的生态承载力综合评价结果.结果表明三江平原大部分生态系统较稳定,资源与环境承载能力比较高,但是湿地生态系统健康状况比较差,湿地生态环境质量下降比较快,需要加强改善沼泽湿地生态环境,提高水资源的利用效率等措施.同时表明改进型PCNN与多目标模糊模式识别模型结合应用于生态承载力评价中是可行的,既拓宽了PCNN的应用领域,又为生态承载力的评价问题提供了新的研究方法.     

基于可变模糊评价法的塔里木河流域水资源承载力研究

结合塔里木河流域2005年自然、社会和经济以及水资源资料,应用可变模糊评价模型对塔里木河流域水资源状况进行了评价研究。研究结果表明:(1)该方法能够科学、合理地确定样本指标对各级指标标准区间的相对隶属度、相对隶属函数,并且能够通过变化模型及其参数,合理地确定出样本的评价等级,提高对样本等级评价的可信度。(2)塔里木河流域水资源承载能力综合评价为2级,水资源开发利用已有相当规模,应由耗水型经济结构向节水型经济结构转变,并加强水资源的综合管理,以便科学、合理地利用流域内有限水资源。     

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。     

浙江省水资源生态足迹时空格局

[目的]研究浙江省水资源生态足迹时空格局,并对浙江省及各市水资源可持续利用水平进行评价,为区域发展和相关政策的制定提供必要的理论指导和依据。[方法]以生态足迹理论为基础,运用水资源生态足迹和生态承载力模型,核算浙江省及其各市水资源生态足迹和生态承载力。[结果]从时间序列看,2003—2013年浙江省整体水资源生态足迹呈较小波动的上升趋势;水资源生态承载力波动较大;人均水资源生态量均为盈余,且整体为上升趋势;水资源利用处于安全状态;水资源利用效率逐步提高。从空间差异看:浙江省各市水资源生态足迹可分为高值、中值和低值3个级别;水资源生态承载力和人均水资源量均呈自西南向东北递减格局;南部地区水资源生态安全程度高于北部地区;东部地区水资源利用效率高于西部和北部地区。[结论]浙江省整体水资源可持续利用水平逐步提高,但内部差异显著。为提高水资源利用科学化水平,浙江省及其各市应从发展阶段和发展目标出发,合理调整产业结构,建设相关水利工程设施,加强水资源循环利用,增强水资源保障。     

基于模糊线性规划的水资源承载力评价模型及应用

基于模糊线性规划的基本理论,分析区域水资源的承载力。把区域水资源可利用量以及人均GDP最小允许污水排放量视为“区间”值,建立了模糊约束线性规划模型,并给出其求解的基本过程。最后将该方法应用于日照市水资源承载力的评价中。应用研究表明,该模型适应性强,评价结果合理、可信度高。     

基于CRITIC-GR-TOPSIS法的烟台市水资源承载力综合评价

[目的] 对山东省烟台市水资源承载具体状况进行定量与定性分析,提出相应提高水资源承载力的对策和建议,为实现烟台市水资源可持续发展提供科学参考。[方法] 建立涵盖水资源、社会、经济和水环境4个准则层的评价指标体系,运用CRITIC-GR-TOPSIS法,对2003—2018年烟台市水资源承载力进行综合评价,以相对贴近度C_j作为综合评价值,C_j越大表明水资源承载力越高,并采用障碍度模型量化各指标对水资源承载力的影响程度。[结果] 2003—2018年烟台市水资源承载力整体呈现上升趋势,从2003年的0.449 7上升至2018年的0.578 3。通过障碍度模型计算发现,社会和水环境子系统内各指标对于水资源承载力的影响不断加大,而经济子系统相关指标对烟台市水资源承载力的影响不断减弱,水资源子系统内各指标则在此期间保持稳定且较高的影响水平。[结论] 2003—2018年烟台市水资源承载力有所上升,但其上升幅度并不明显,未来仍有广阔的提升空间。     

基于五元联系数的湿地广义水资源承载力分析

水资源承载力研究是保护湿地工作的基础,可为合理地保护和利用湿地资源,实现湿地的可持续发展提供有益参考。集对分析是一种新的处理模糊和不确定问题的系统理论方法,五元联系数μ=a+bi+cj+dk+el是集对分析理论的拓展。运用此模型对洪河湿地水资源承载力进行了评价与分析,评价结果与熵权系数法的评价结果相一致,证明所建立的模型是科学合理的,且集对分析五元联系数方法简便、实用。鉴于洪河湿地的实际情况,提出了相应的措施来提高湿地的水资源承载力。     

基于宏微观尺度的三江平原区域农业水土资源承载力

针对现有的农业水土资源承载力评价中将农业水、土资源视为独立系统分别进行研究容易导致系统超负荷运行的问题,该文将农业水、土资源作为一个整体系统,提出了从微观和宏观尺度进行农业水土资源承载力评价的新思路。在构建微观和宏观农业水土资源承载力评价指标体系的基础上,建立了农业水土资源承载力微观和宏观计算模型,其中微观模型用于求解农业水土资源支撑的最大粮食产量和最大人口数量,宏观模型用于评价区域农业水土资源承载力的相对等级,并将宏微观模型应用于三江平原农垦建三江分局的农业水土资源承载力分析中。结果表明该模型求得的建三江地区宏观和微观农业水土资源承载力大小和制约因素,很好地反映出建三江分局农业水土资源承载力的实际水平,表明该模型切实可行,并为区域农业水土资源系统整体效能的充分利用提供了依据。     

烟台市水资源承载力的RBF神经网络评价法

基于RBF神经网络的基本原理,在Matlab6.5环境中建立了水资源承载力的评价模型,并应用该模型对烟台市的水资源承载力进行了综合评价,对烟台市水资源的可持续利用提供科学的决策依据。     

延安市农业水土资源匹配及承载力

为客观分析延安市农业水土资源空间匹配状况,根据耕地、水资源量等数据,在分析延安市水土资源空间分布格局的基础上,通过构建洛伦兹曲线以及农业水土资源匹配计算模型,对延安市及其13个区县农业水土资源的匹配程度进行评价。结果表明:延安市农业水土资源匹配系数0.26×104 m3/hm2,匹配程度较差,低于全国同期平均水平0.54×104 m3/hm2,并且空间匹配程度存在明显的差异,总体上呈现出南优北差的匹配格局。在全面分析影响农业水土资源承载力多种因素的基础上,建立延安市农业水土资源承载力评价体系,将粒子群优化算法与投影寻踪模型结合在一起,对延安市各区县农业水土资源承载力进行了评价。结果表明,子长县和延长县农业水土资源承载力最低,承载力IV级;黄龙县农业水土资源承载力最高(II级),其他大部分区县农业水土资源承载力处于中等偏低水平(III级),研究可为提高粮食生产效益及区域农业水土资源可持续利用提供依据。     

丰水型城市水资源承载力变化与提升途径——以南京市为例

丰水型城市既有一般城市的水资源承载力特征,又有其一定的特殊性。在分析城市水资源特性及利用方式的基础上,以丰水型城市南京市为例,采用综合评价方法,分析了2006-2010年南京城市水资源承载力的变化过程。结果表明,南京城市水资源承载力总体上呈增长态势,大致处于适载范围内,但承载力有限、波动明显。采用敏感性分析法分析了影响承载力变化的主要因素,进而选择人均GDP、万元GDP用水量、城市人均日生活用水量和污水处理率4项敏感性指标,开展了水资源承载能力提升途径的情景分析。在此基础上指出,提高生产、生活用水效率,节约宝贵水资源,辅以污水处理率的稳步提升是丰水型城市稳定和提升水资源承载力的主要途径,并根据不同城市类型提出了相应的提升建议。     

中国北方农牧交错区水资源承载力动态仿真研究——以内蒙古通辽市科尔沁区为例

[目的]分析农牧交错区水资源承载力的动态变化规律,为同类地区的可持续发展提供有益的理论参考。[方法]以内蒙古自治区通辽市科尔沁区作为农牧交错区典型案例地,运用系统动力学方法,建立科尔沁区有限水资源支撑下的"社会—经济—生态"协同发展的仿真模型,并根据农牧交错地区以及科尔沁区社会经济发展的特点,提出区域"社会—经济—生态"协同发展的自然增长模式、第一产业现代化模式、第二产业主导模式、第三产业引领模式、循环经济发展模式这5种理论模式。[结果]在系统动力学仿真的基础上,运用遗传投影寻踪法对仿真结果进行优选,认为循环经济发展模式是水资源承载力最优的发展模式。[结论](1)合理调配农、牧比例关系是节约农牧交错地区有限水资源的关键举措;(2)农牧交错地区致力发展传统产业或将陷入水资源匮乏的窘境;(3)发展循环经济是提高农牧交错地区水资源承载力的有效途径;(4)全面开展农牧交错区的水资源承载力研究是增强区域可持续发展能力的保障。     

基于多层次模糊综合评价模型的沙漠绿洲水资源承载力评价与预测

[目的]对腰坝绿洲未来水资源承载力进行评价和预测研究,为该地区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]取2016年为现状水平年,2020,2025,2030年为规划水平年,根据绿洲发展历史和现状及相关规划,对社会经济发展进行预测,进而对各水平年的需水进行预测。选取9个评价指标构建水资源承载力评价指标体系,建立水资源承载力模糊综合评价模型,对各水平年水资源承载力进行评价分析。[结果]水资源承载力综合评判值2016年仅为0.251 2,表明水资源承载力已达到饱和;至2030年,上升至0.434 4,水资源承载力处于较高的可承载水平,但区内地下水资源开发潜力仍然有限。[结论]现状年水资源承载力处于超载状态,水资源供需矛盾突出,社会经济子系统是水资源承载力提高的主要压力源,通过采取一系列的措施,未来水资源承载力状况将逐渐好转,需采取全面有效的措施使水资源承载力提升至较高水平,将研究区打造成为和谐高效的绿洲。