GSA-PP模型在區(qū)域水資源承載力評(píng)價(jià)中應(yīng)用??

dpsir是一種在環(huán)境系統(tǒng)中得到廣泛使用的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系概念模型,它被作為衡量環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展的一種指標(biāo)體系而開發(fā)出來,主要是從系統(tǒng)分析的角度看待人和環(huán)境系統(tǒng)的相互作用。以宜昌市為例,基于dpsir模型系統(tǒng)框架,構(gòu)建了\"水資源-社會(huì)經(jīng)濟(jì)-生態(tài)環(huán)境\"復(fù)合系統(tǒng)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；運(yùn)用ahp法確定了各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重；基于logistic對(duì)數(shù)增長(zhǎng)方程,提出了logistic對(duì)數(shù)承載模型；同時(shí),引入了可持續(xù)發(fā)展綜合指標(biāo)測(cè)度,對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展及社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展條件進(jìn)行了判斷；最后,對(duì)宜昌市水資源承載力和可持續(xù)發(fā)展水平進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。通過對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,可以看出:2005～2015年宜昌市水資源綜合承載力發(fā)展?fàn)顟B(tài)較好,除了2011,2013年和2015年以外,社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展是可持續(xù)的；除了2013年以外,社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境是良性發(fā)展的。因此,建議宜昌市在釋放社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿Φ耐瑫r(shí),應(yīng)加強(qiáng)水資源保護(hù)和生態(tài)環(huán)境的治理工作。

本文圍繞區(qū)域水資源承載力指標(biāo)體系的初始、優(yōu)化和評(píng)價(jià)檢驗(yàn)三個(gè)構(gòu)建過程,針對(duì)構(gòu)建中的指標(biāo)信息重復(fù)和干擾問題,提出基于相關(guān)分析與粗糙集horafa屬性約簡(jiǎn)算法相結(jié)合的指標(biāo)體系優(yōu)化,并采用灰色系統(tǒng)理論與粗糙集耦合的評(píng)價(jià)方法對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。以新疆和田地區(qū)為例,從水資源系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)四個(gè)方面,構(gòu)建由16項(xiàng)指標(biāo)組成的初始水資源承載力評(píng)價(jià)體系,通過篩選得到由10項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成的優(yōu)化isawrcc,進(jìn)而對(duì)這兩套指標(biāo)體系進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:相關(guān)分析與粗糙集horafa屬性約簡(jiǎn)算法相結(jié)合的指標(biāo)信息優(yōu)化方案是可靠的;篩除重復(fù)和干擾指標(biāo)信息,簡(jiǎn)化了繁雜的指標(biāo)體系,降低了后續(xù)評(píng)價(jià)的計(jì)算復(fù)雜度,并且信息篩選后的優(yōu)化水資源承載力評(píng)價(jià)體系比初始體系評(píng)價(jià)結(jié)果更合理。

在遺傳算法與誤差反向傳播網(wǎng)絡(luò)(bp網(wǎng)絡(luò))結(jié)構(gòu)相結(jié)合的基礎(chǔ)上,提出了利用改進(jìn)的遺傳算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行水資源承載力綜合評(píng)價(jià)的新方法,將該方法應(yīng)用于淮河流域水資源承載力綜合評(píng)價(jià),實(shí)例表明是可行的,為水資源承載力定量分析開辟了新的途徑.

以人水和諧的理論為核心,以＂健康、發(fā)展、協(xié)調(diào)＂為3大量化準(zhǔn)則,構(gòu)建了基于和諧論的水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。并以阜陽(yáng)市為例,構(gòu)造層次分析-模糊綜合評(píng)判模型對(duì)該市各縣區(qū)的水資源承載力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,阜陽(yáng)市整體水資源承載力較差,且各縣區(qū)水資源的承載能力不均衡,沿淮縣市情況相對(duì)較好。

以人水和諧的理論為核心,以\"健康、發(fā)展、協(xié)調(diào)\"為3大量化準(zhǔn)則,構(gòu)建了基于和諧論的水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。并以阜陽(yáng)市為例,構(gòu)造層次分析-模糊綜合評(píng)判模型對(duì)該市各縣區(qū)的水資源承載力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,阜陽(yáng)市整體水資源承載力較差,且各縣區(qū)水資源的承載能力不均衡,沿淮縣市情況相對(duì)較好。

隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,水資源成為影響城市可持續(xù)發(fā)展的重要因素,而水資源承載力能夠客觀、科學(xué)的評(píng)價(jià)一個(gè)城市水資源對(duì)于經(jīng)濟(jì)、社會(huì)持續(xù)發(fā)展的承載能力。本文以臨沂市為研究區(qū)域,主要運(yùn)用主成分分析法對(duì)臨沂市水資源承載力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),結(jié)果表明臨沂市水資源開發(fā)利用程度已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)規(guī)模,部分縣區(qū)水資源承載能力已接近飽和值,進(jìn)一步開發(fā)利用的潛力較小。

[目的]研究影響水資源系統(tǒng)承載力變化的關(guān)鍵因素,為貴陽(yáng)市水資源的可持續(xù)利用及合理管理政策的制定提供決策依據(jù)。[方法]以貴陽(yáng)市為例,將水資源系統(tǒng)分為水資源、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)3個(gè)子系統(tǒng),選取評(píng)價(jià)指標(biāo),建立多層次模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)該市水資源承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)。[結(jié)果]整體上,2003—2013年貴陽(yáng)市水資源承載力狀況不斷提高,可較好地支持貴陽(yáng)市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。其中水資源子系統(tǒng)指數(shù)處于波動(dòng)緩慢下降狀態(tài),生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)指數(shù)呈持續(xù)上升趨勢(shì),社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)指數(shù)呈下降趨勢(shì)。[結(jié)論]水資源子系統(tǒng)對(duì)水資源承載能力的貢獻(xiàn)率逐漸降低,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的改善是水資源承載力提高的主要驅(qū)動(dòng)因素,而社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)是水資源承載力提高的主要壓力源。

[目的]研究影響水資源系統(tǒng)承載力變化的關(guān)鍵因素,為貴陽(yáng)市水資源的可持續(xù)利用及合理管理政策的制定提供決策依據(jù)。[方法]以貴陽(yáng)市為例,將水資源系統(tǒng)分為水資源、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)3個(gè)子系統(tǒng),選取評(píng)價(jià)指標(biāo),建立多層次模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)該市水資源承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)。[結(jié)果]整體上,2003—2013年貴陽(yáng)市水資源承載力狀況不斷提高,可較好地支持貴陽(yáng)市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。其中水資源子系統(tǒng)指數(shù)處于波動(dòng)緩慢下降狀態(tài),生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)指數(shù)呈持續(xù)上升趨勢(shì),社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)指數(shù)呈下降趨勢(shì)。[結(jié)論]水資源子系統(tǒng)對(duì)水資源承載能力的貢獻(xiàn)率逐漸降低,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的改善是水資源承載力提高的主要驅(qū)動(dòng)因素,而社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)是水資源承載力提高的主要壓力源。

水資源承載力是衡量一個(gè)地區(qū)發(fā)展?jié)摿Φ闹饕笜?biāo)。在對(duì)水資源承載能力進(jìn)行綜合動(dòng)態(tài)平衡研究的基礎(chǔ)上,建立了區(qū)域水資源承載力模型,并將該模型應(yīng)用于山西生態(tài)小水電建設(shè)研究。結(jié)果表明,①以2015年為規(guī)劃水平年,山西的水資源能支撐區(qū)域容納0.356億人按照241m3/人的人均水資源量進(jìn)行生產(chǎn)生活;②2015年山西共需水85.17億m3,其中16.84億m3用于滿足工業(yè)需水,38.31億m3用于滿足農(nóng)業(yè)需水,24.78億m3用于滿足生活需水,2.39億m3用于滿足生態(tài)環(huán)境持續(xù)與修復(fù)的需水;③各產(chǎn)業(yè)需水結(jié)構(gòu)上,生活需水增幅最大,達(dá)1.47倍,工業(yè)需水次之,增幅為60%,生態(tài)需水較現(xiàn)狀年增加80%;④區(qū)域生態(tài)小水電建設(shè)應(yīng)以長(zhǎng)治市和晉城市為重點(diǎn),重點(diǎn)做好沁河及濁漳河水資源承載力條件下的生態(tài)小水電建設(shè)及區(qū)域生態(tài)水電建設(shè)的優(yōu)化。

在總結(jié)現(xiàn)有資料的基礎(chǔ)上,列舉了幾個(gè)有代表性的水資源承載力的概念,闡述了水資源承載力的特性,并對(duì)水資源承載力量化研究方法的研究程度及其存在的問題進(jìn)行了論述,最后提出了水資源承載力可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策。

本文采用多因素綜合評(píng)價(jià)模型定量評(píng)價(jià)了遼中地區(qū)水資源承載力,研究結(jié)果表明:2020年遼中地區(qū)水資源承載力接近滿載,到2030年后將處于超載狀態(tài),需要考慮區(qū)域外調(diào)水以及利用非常規(guī)水資源來滿足區(qū)域水資源的可持續(xù)發(fā)展和需求。研究成果對(duì)于遼中地區(qū)水資源承載力分析和水資源持續(xù)發(fā)展提供參考價(jià)值。

本文采用多因素綜合評(píng)價(jià)模型定量評(píng)價(jià)了遼中地區(qū)水資源承載力,研究結(jié)果表明：2020年遼中地區(qū)水資源承載力接近滿載,到2030年后將處于超載狀態(tài),需要考慮區(qū)域外調(diào)水以及利用非常規(guī)水資源來滿足區(qū)域水資源的可持續(xù)發(fā)展和需求。研究成果對(duì)于遼中地區(qū)水資源承載力分析和水資源持續(xù)發(fā)展提供參考價(jià)值。

根據(jù)水資源承載力分析的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在傳統(tǒng)多目標(biāo)分析決策技術(shù)的基礎(chǔ)上,將熵值法與屬性識(shí)別模型相結(jié)合,建立了基于熵權(quán)的屬性識(shí)別水資源承載力評(píng)價(jià)模型,應(yīng)用熵值法來確定權(quán)重系數(shù),避免了權(quán)重系數(shù)確定的主觀性問題,用一種新的方法進(jìn)行水環(huán)境承載力評(píng)價(jià).結(jié)合實(shí)際應(yīng)用的結(jié)果表明,其評(píng)價(jià)結(jié)果合理,適用于水環(huán)境承載力評(píng)價(jià).

利用新型蝙蝠算法(nba)優(yōu)化最大熵投影尋蹤(mepp)模型的最佳投影方向,提出nba-mepp水資源安全評(píng)價(jià)模型,并構(gòu)建了蝙蝠算法(ba)-mepp、人工蜂群(abc)算法-mepp和粒子群優(yōu)化(pso)算法-mepp作為對(duì)比模型;從水資源稟賦、水量安全、效率安全以及水質(zhì)安全4個(gè)方面提出了水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),并以云南省16個(gè)州市的水資源安全評(píng)價(jià)為例進(jìn)行實(shí)例研究.研究結(jié)果表明,nba算法尋優(yōu)mepp目標(biāo)函數(shù)獲得的最優(yōu)值、最劣值、平均值和標(biāo)準(zhǔn)差均要優(yōu)于ba、abc和pso算法,具有較好的全局極值尋優(yōu)能力.nba-mepp模型對(duì)德宏州的水資源安全評(píng)價(jià)為\"安全\

以遼寧省沿海地區(qū)為例,基于壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型建立了水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),并對(duì)各指標(biāo)權(quán)重運(yùn)用ahp法進(jìn)行求解,然后對(duì)該區(qū)域水資源承載力利用可變模糊識(shí)別模型進(jìn)行了客觀、系統(tǒng)地評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示:沿海地區(qū)水資源承載力與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、用水技術(shù)進(jìn)步以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等密切相關(guān),在研究期間整體呈現(xiàn)出波動(dòng)上升的變化特征；為進(jìn)一步緩解該區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源開發(fā)利用之間的矛盾關(guān)系,應(yīng)加大對(duì)該區(qū)域水質(zhì)的保護(hù)力度,加強(qiáng)海水的利用并促進(jìn)產(chǎn)業(yè)用水結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí),同時(shí)還要考慮工程建設(shè)的配置。

基于淳化縣水資源現(xiàn)狀,采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法建立了淳化縣水資源承載力系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型.把水資源系統(tǒng)分為社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和水資源4個(gè)子系統(tǒng),在現(xiàn)狀發(fā)展型、經(jīng)濟(jì)發(fā)展型、資源環(huán)境保護(hù)型、綜合發(fā)展型4種方案下模擬了2014-2030年淳化縣水資源承載力的動(dòng)態(tài)變化.結(jié)果表明:方案1~3都很難達(dá)到淳化縣以后社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,而方案4是能夠提高淳化縣水資源承載力的可行方案.

針對(duì)可變模糊算法在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建時(shí)沒有考慮指標(biāo)間的相關(guān)性對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果造成的影響,以及該算法在水資源承載力評(píng)價(jià)時(shí)沒有對(duì)研究區(qū)域水資源承載力的時(shí)序變化特征進(jìn)行探討,引入了主分量分析(pca)法以篩選出彼此間相關(guān)系數(shù)較低的指標(biāo)來構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。因此對(duì)可變模糊算法進(jìn)行了改進(jìn),旨在分析不同年份下的樣本水資源承載狀況的時(shí)序變化特征；同時(shí),以大同市為例,對(duì)該地區(qū)(2010～2017年)的水資源承載狀況進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估結(jié)果表明:改進(jìn)后的算法與改進(jìn)前的相比,在維持評(píng)價(jià)等級(jí)不變的前提下,級(jí)別特征值的穩(wěn)定范圍明顯縮小,減少了誤差范圍,提高了評(píng)價(jià)等級(jí)精度。該改進(jìn)算法進(jìn)一步拓展和豐富了可變模糊集理論,可為后續(xù)評(píng)定其他區(qū)域的水資源承載狀況提供一定的參考。

構(gòu)建了涵蓋水資源、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境的適于湖南省城市水資源承載力研究的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,利用模糊綜合評(píng)價(jià)模型分析了2013年湖南省城市水資源承載力狀況,結(jié)果表明:湖南省城市水資源承載力綜合評(píng)分是0.5540,對(duì)v2的隸屬度為0.7119,說明湖南省的城市水資源仍具有一定的開發(fā)利用潛力但已具有相當(dāng)規(guī)模;各城市對(duì)v2級(jí)的隸屬度均在0.5以上,表明湖南省城市水資源開發(fā)利用已具有相當(dāng)規(guī)模,但城市水資源仍具有一定的開發(fā)利用潛力,其中長(zhǎng)沙和張家界的水資源開發(fā)利用潛力最大.

為更加系統(tǒng)、全面的反映區(qū)域水資源狀況,文章以遼寧省為例對(duì)承載力評(píng)價(jià)代表性指標(biāo)運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)模型進(jìn)行選擇,然后對(duì)指標(biāo)權(quán)重與綜合得分利用熵權(quán)法確定。結(jié)果顯示:萬元gdp耗水量、污水處理率為影響遼寧省水資源承載力的關(guān)鍵因素；遼寧省2010-2015年水資源承載力綜合得分總體呈現(xiàn)出不斷上升的變化趨勢(shì),并于2016年達(dá)到最大該區(qū)域水資源狀況呈轉(zhuǎn)好趨勢(shì)。

為探討武漢市水資源承載力是否能適應(yīng)其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求,根據(jù)城市水資源承載力的理論研究,運(yùn)用主成分分析法和多元線性回歸模型,分析影響武漢市水資源承載力的驅(qū)動(dòng)因素,預(yù)測(cè)從2015年到2020年的年需水量.結(jié)果表明,武漢市萬元gdp用水量和萬元工業(yè)增加值用水量?jī)烧咧鹉晗陆?其用水效率有所提高,水資源承載力尚能滿足其當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,然而從其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來看,如何提高水資源承載力仍是武漢市亟需解決重要問題.

在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)區(qū)域水資源承載能力內(nèi)涵的理解，建立了基于四元聯(lián)系數(shù)的區(qū)域水資源承載能力評(píng)價(jià)模型。四元聯(lián)系數(shù)是集對(duì)分析中三元聯(lián)系數(shù)基礎(chǔ)上的深化，將三元聯(lián)系數(shù)中不同的部分分為偏同異和偏反異。將四元聯(lián)系數(shù)應(yīng)用于區(qū)域水資源承載能力評(píng)價(jià)，用聯(lián)系度描述評(píng)價(jià)對(duì)象與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系，其結(jié)果簡(jiǎn)便直觀，能清晰地反應(yīng)評(píng)價(jià)對(duì)象和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)間的聯(lián)系。對(duì)日照水資源與承載能力狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)等級(jí)為“中等”，與模糊分析法的評(píng)價(jià)結(jié)果一致。

水資源環(huán)境承載力及結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)效應(yīng)分析是系統(tǒng)化研究水資源短缺與水環(huán)境污染問題的基礎(chǔ)。采用系統(tǒng)化理論與物質(zhì)流分析相結(jié)合方法,按照水要素在區(qū)域經(jīng)濟(jì)中流動(dòng)全過程,將水資源開發(fā)利用劃分為水資源投入、水資源開發(fā)、水資源利用、水污染治理和污水排放等環(huán)節(jié),建立水資源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和水資源環(huán)境結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)效應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,利用灰色關(guān)聯(lián)模型對(duì)水要素流動(dòng)全過程的結(jié)構(gòu)合理性進(jìn)行評(píng)價(jià)。以江蘇省為研究區(qū)進(jìn)行分析評(píng)價(jià),結(jié)果顯示:在水資源投入階段承載壓力較大,結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)中水資源開發(fā)嚴(yán)重依賴地表水;開發(fā)利用階段水資源承載壓力小,結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)中地表水與生活用水關(guān)聯(lián)度最高,地下水與農(nóng)業(yè)用水關(guān)聯(lián)度最高;在水污染治理階段城鎮(zhèn)污水投資承載壓力大、城市污水處理承載壓力小,工業(yè)廢水投資承載壓力小、工業(yè)污水處理承載壓力大,結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)中廢水排放與工業(yè)廢水處理關(guān)聯(lián)度高、與廢水治理投資關(guān)聯(lián)度低;在污水排放階段廢水排放承載壓力大、cod排放承載壓力小,結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)中cod和氨氮排放量均與生活污水排放關(guān)聯(lián)度最高。