模糊集对分析的京津冀水资源可持续利用评价

模糊集对法基于对立统一和事物普遍联系观点,且考虑到评价等级边界的模糊性,通过联系度对事物进行评价。选取经济社会发展、水资源利用、水资源保护等评价指标,采用该方法对环北部湾经济区水资源可持续利用程度进行评价,分析该经济区水资源与经济社会发展的匹配程度。评价结果表明:模糊集对法考虑各项指标的权重,科学评判处理各种指标的信息,采用该方法评价水资源可持续利用程度是合适的。

水资源可持续利用评价是可持续发展研究的核心技术,其实质是建立各评价指标与可持续利用等级之间的非线性关系,其中如何合理确定各评价指标的权重是目前研究的难点。提出了用加速遗传算法优化识别判断矩阵群体的hadamard凸组合矩阵所对应的各评价指标的权重、并改进理想区间法的系统评价新方法(gd-iim)。gd-iim直接由评价标准样本数据驱动,利用全部隶属度值信息计算可持续利用评价等级值,避免了应用最大隶属度原则进行判断所可能造成的失真,提高了评价精度。用gd-iim评价黑龙江省14个区域水资源可持续利用的结果说明,gd-iim直观简便、通用、精度高,可在实际系统评价中推广应用。

应用生态足迹法,对陕北地区1997-2006年的水资源承载力和生态足迹进行核算,这10年陕北地区水资源利用呈生态赤字状态,生态赤字由1997年的3626.87hm2增加到2006年的9342.21hm2,短短10年间,生态赤字量增加近2倍,并且赤字还在不断的增加,这对于该地区社会经济可持续发展造成很大的威胁,随着该区能源重化工基地的建设,用水量还要大幅度增加,水资源问题日益严重。为此,根据评价针对陕北地区特有的经济地位和环境条件,为区域水资源的可持续利用提出了3点建议。

构建农业水资源可持续利用(sustainableutilizationofagriculturalwaterre-sources,suawr)评价指标体系(indicaterssystern,is)既要考虑is构建的一般性问题,也要顾及suawr内涵的多维性.根据suawr内涵,分别从用水流程和用水影响因素两种角度提出了suawr评价目的和评价要求,指出suawr评价维度包括质量维、数量维和时空维.在阐明评价理论基础上,提出is构建原则,并采用频度统计法、理论分析法等方法,进行了is构建、结构优化,并进行构成分析,建立了以农业可持续发展为目标的一般性suawr综合评价is,探讨了awr复合系统多维度可持续性评价如何在多层次is中实现.

水资源可持续利用是当今社会关注的热点问题。应用可变模糊集理论中的质量互变定理,研究评价了广东省东莞市不同水平年水资源可持续利用协调能力。结果表明,东莞市水资源可持续利用协调能力从2000年至规划水平年(2030年)有了质的变化与提高。经过与集对评价法评价结果比较,表明本文评价成果的合理性和可靠性。

水资源可持续利用程度综合评价需要综合考虑区域的社会、经济、资源、环境等各方面因素,是一个典型的多目标、多层次、多属性决策问题。投影寻踪模型能够通过加速遗传算法来寻求最优投影方向,将多维数据指标转换成低维子空间上,因此便可以根据优化出的一维投影值来计算各地区的水资源可持续利用程度,另外可以避免权重确定主观性问题。其思路清晰,计算简单,结果合理,为水资源可持续利用程度综合评价提供了一条新的方法和思路。

指标体系(indicatorssystem,is)评价法已在各研究领域得以广泛应用,但存在is的通用性与区域适用性、全面性与可操作性难于兼顾等问题。以东北三省2001年农业水资源可持续利用(sustainableutilizationofagri-culturalwaterresources,suawr)评价为例,依据研究区水资源利用状况分析选取指标保证了指标的区域适用性;采用频度统计法、专家咨询法、谱系聚类法之分裂法、理论分析法等多种方法相结合构建is,充分借鉴、吸收了已有指标研究成果、is构建思想及同行专家意见,保证了所选指标的通用性。体现动静结合的运行层和框架层耦合的is结构则解决了农业水资源系统可持续内涵评价的科学性和全面性与is的可操作性难于兼顾的矛盾。评价结果表明,按本研究构建的is适合东北区suawr现状评价。

论述了改进密切值法综合评价的原理和步骤,建立水资源可持续利用评价指标体系,应用改进密切值法综合评价了山西省11个市的水资源可持续利用情况,拓展了密切值法的应用领域.实例研究表明,改进密切值法目的明确,步骤简便,能够提供准确的优劣次序,可用于水资源可持续利用的评价.

对水资源可持续利用评价区间等级标准信息引入均化系数转化为标准的属性识别模型,根据等级属性值的变权系数实现指标的客观赋权获得各个评价样本的评价等级和评价分数。以黑龙江省14个地区为例进行计算,结果表明,与模糊识别和群决策识别结果相比,该模型可行有效,评价结果可靠。

在模糊物元分析的基础上,结合欧氏贴近度的概念,提出了基于欧氏贴近度的模糊物元分析方法。在对区域水资源可持续利用进行综合评价时,把各地区各开发利用阶段作为物元的事物,以它们的各项评价指标及其相应的模糊量值构造复合模糊物元,通过计算与标准模糊物元之间的欧氏贴近度,并采用层次分析法计算各评价指标的权重,实现对各地区水资源可持续利用的综合评价与排序。该模型被应用到西安市的水资源可持续利用综合评价中,取得了较好的效果,对西安市水资源的可持续利用具有重要的指导意义。

利用水资源生态足迹模型分析评价广西中部地区2004—2014年的水资源可持续利用状况,结果表明:(1)该地区人均水资源生态足迹介于0.8911~1.1206hm2之间,总体呈上升趋势;人均水资源生态承载力居于1.0048~1.5724hm2之间,呈波动态势;人均水资源生态盈余处于0.0346~0.4741hm2之间,水资源生态压力指数介于0.68~0.97之间,说明该地区水资源利用处于安全状态但某些年份已达临界水平。(2)基于年均值,来宾市人均水资源生态足迹远超贵港市,贵港市该值稍大于南宁市,贵港市人均水资源生态承载力略小于南宁市,它们又明显低于来宾市;来宾市历年均为水资源生态盈余,南宁市多数年份表现为盈余,贵港市近半数年份呈赤字状态,它们的水资源可持续利用安全水平分别为高、一般和较低。(3)按传统方法计算,该地区及其内部水资源生态承载力明显增加,从而导致水资源生态盈余显著上升和水资源生态压力指数大幅降低,水资源利用安全水平被明显高估。(4)提出了改善该地区水资源可持续利用状况的几点建议。

针对区域水资源可持续发展能力的评价问题,基于“自然-社会”二元模式,识别出了自然、社会和水资源3个因素的影响因子,构造了第一层由3个因素、第二层由21个指标组成的多层次评价指标体系,构建了基于相对差异函数的模糊可变评价模型.以开封市为研究实例进行了评价,结果显示:2012年兰考县和通许县的水资源可持续发展能力为ⅱ级(较强),其他县(区)的水资源可持续发展能力为ⅲ级(中等).通过实例验证,表明该评价模型具有较好的适用性和合理性,指标的代表性和覆盖性较好,特别是针对较小的评价区域,能够有效地识别出指标差异,获得精准的评价等级.

目前,在水资源可持续利用评价过程中,评价指标标准值及权重的确定均存在一定的主观性.针对该问题,本文以水资源时空分布不均的安徽省为研究对象,计算安徽省16个城市各类水足迹,并融合常规评价指标,基于psr理论构建了水资源可持续利用综合评价体系.同时,采用熵权法对各评价指标进行赋权,选用灰靶模型进行计算,通过靶心度判断各城市水资源可持续利用水平的空间差异性,以增强不同评价单元之间的可比性.结果表明:2016年,农业生产用水足迹在安徽省16个城市总用水足迹中占比均居首位,在除马鞍山、铜陵、芜湖的多个城市中所占比重超过80%；工业用水足迹所占比重居次,马鞍山、铜陵、芜湖分别为45.94%、32.46%、25.17%,其余城市多集中在2%~10%；各城市生活用水水足迹和生态用水水足迹所占比重较小,均低于6%.2016年安徽省水资源可持续利用水平以中、差等级为主,大体呈北低南高的空间布局特征,优、良等级集中在皖南的黄山、铜陵、池州；压力层和状态层靶心度的空间分布与此相似,提升空间较大,响应层靶心度总体较高,未呈现明显空间差异性.

水资源是人类赖以生存和发展的一个极其重要的因素。水资源的可持续利用是实现人类社会经济、资源、环境协调发展的基本前提。笔者针对西北干旱区独有的气候水文特征,从区域水资源与区域经济社会的相互关系出发,从区域水资源承载力的本质概念进行分析,拓展认识和界定区域水资源储备量和区域水资源承载能力的内涵意义。基于区域水资源的储备、消耗、再生的3大功能过程,考虑区域社会调节活动对区域水资源功能过程的影响,构建了一个以指标层变量、分类层指标和目标层指数3个等级层次体系,并适用性较强的西北干旱区域水资源可持续利用评价指标体系。

针对远离平衡状态的复杂系统,利用协同学理论并以辽宁省为例选取2015—2017年社会经济指标和水资源开发利用指标,对辽宁省水资源可持续利用采用协同学理论进行研究分析。结果表明:研究区域水资源可持续利用采用协同学理论评价具有较强的适用性与准确性,研究成果可为区域水资源承载力预测和可持续利用评价提供一定的决策依据和理论支持。

河北省属于典型资源型缺水的省份,针对水资源严重匮乏、水污染严重的特征,并通过对水量的检测建立了水资源可持续利用的评价体系和标准,利用改进层次分析法确定了评价体系的完善与不完善性。

水资源是人类赖以生存和发展不可缺少的物质基础。文章通过论述新疆水资源的现状,发现新疆水资源总量丰富,人均占有量较高,水资源空间和时间分布不均匀,水资源使用量逐年增加;剖析了新疆水资源利用中的问题及原因,认为新疆水资源有效利用程度低,水资源浪费严重,供需矛盾尖锐,污染严重,污水处理能力不高以及地下水超采;进而结合新疆实际情况,对新疆水资源可持续利用提出对策建议。

水资源短缺是制约玛纳斯河流域水资源可持续发展的\"瓶颈\"因素,对流域水资源可持续发展水平进行综合评价对其国民经济可持续发展至关重要。从水资源、社会、经济、生态环境四个子系统出发,采用了熵值法和投影寻踪理论相结合的评价模型,对流域水资源可持续利用水平进行评价,并将两种方法的评价结果进行加权求和,得出流域水资源可持续利用变化趋势。评价结果表明,该模型方法可靠,分析结果合理,评价结果可以为水资源可持续开发利用提供科学依据,是评价水资源可持续利用水平的一种有效新方法。最后,提出了促进流域水资源可持续利用的建议,为实现水资源可持续开发利用提供借鉴和参考。

水利可持续发展是一个复杂的系统工程。而衡水市是河北省水资源最为匮乏地区之一，水资源短缺与水利可持续发展矛盾最为尖锐，因此从某种意义上讲，衡水市水利能否实现可持续发展，在很大程度上将取决于衡水市水资源能否保证可持续利用。本文分析和预测了衡水市水资源现状和远景，提出了保证水资源可持续利用实现水利可持续发展应采取的四个方面措施。

选取水资源总量、人均占有水量、单位gdp用水量、缺水率、水资源开发利用率、重复利用率、人口密度等7个指标,按其对水资源可持续承载力的影响程度划分为3个等级,建立了评价指标的分级模型及其隶属度计算公式。基于熵权基本理论,应用模糊综合评价方法,对南水北调中线工程河南省受水区水资源可持续承载力进行了评价,结果表明,研究区水资源可持续承载力较弱,必须采取调水、节水等措施以弥补水资源的不足。

为了分析一个地区人们实际消耗的水资源量,借鉴生态足迹理论,构建了水资源足迹计算模型,以分析判断该地区的水资源盈余情况。根据武汉市的统计资料,确定了针对该区域模型中的水资源均衡因子和地区产量因子2个关键参数,并计算了武汉市2003～2008年水资源足迹和水资源承载力,引入水资源足迹指数、万元gdp水资源足迹等指标,对武汉市水资源持续利用状况进行了定量评价。分析评价结果表明:就本地产水而言,水资源状况由弱不可持续利用向不可持续利用发展,但由于武汉市过境水量大,可有效解决水资源短缺状况。

基于水资源开发利用程度，针对南通市沿海5县、区社会经济的发展对水资源需求与供给量的矛盾问题，利用可变模糊集理论和层次分析法，从水资源、社会、经济和生态四方面选定16个指标，构建了4层水资源开发利用程度综合评价指标体系，对研究区水资源开发利用程度现状进行分析评价研究。研究结果表明，当地水资源的支撑能力处于中等偏低，水资源满足发展的供需能力有逐渐变差的趋势；地区水资源开发利用充分，压力有超载的趋势，如果不尽快采取相应的措施，研究区的水资源将会出现供需紧张的现象。