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文档简介

水资源承载力简述及研究办法一、水资源承载能力国内外研究进展1.1国外研究进展水资源承载力国内外研究进展国际上,关于水资源承载力单项研究成果相对较少,普通将其纳入资源承载力、区域规划以及可持续发展理论研究之中,并且偏重水资源管理经济手段与政策办法研究。进入新世纪以来,水资源问题进一步引起了国际社会高度注重,对水资源安全以及与其有关各种冲突予以了深刻分析和前所未关于注。URS公司(1998)受到美国陆军工程兵团以及佛罗里达州社会事务局委托,研究了弗罗达Keys流域承载力水平,在本次研究中,URS公司以为承载力定义是:以不导致人工资源和自然破坏为前提,该地区可以承载最大发展能力。不对采用了一种由社会经济、财政、基本设施、水等分析要素与图形顾客界面构成承载力分析模型,并用此模型对Keys流域社会经济和生态系统进行了整体模仿和评价,最后拟定了各分析要素承受各类人类活动影响能力。英国科学家斯莱瑟专家(1998)提出了一种可持续发展全新定量分析办法——提高承载力方略模型(ECCO模型),斯莱瑟专家将资源、环境、人口和发展之间联系起来综合考虑,运用了系统动力学,研究了在不同发展阶段,人口数量与承载力之间内在联系。Gleick(1999)等学者则以为当代社会一系列危机都是由于对水资源不合理运用导致,例如越来越多物种濒临或已经灭绝、土地沙漠化等。Gleick但愿能找到一种新办法,可以长期、合理配备水资源。为此她提出了可持续发展七个原则。Harris(1999)等学者对水资源研究侧重点放到了农业方面,将农业用水承载力作为区域发展能力发展指标之一。她以为对数增长是当代农业增长模式,且该模式受到可运用水资源量影响,关系着农业能否可持续发展。Rijiberman()对都市水资源构造和管理进行了研究,以为评估都市水资源系统与否可持续发展大体分为四个办法:生态、资源承载力、社会、经济。该研究选用了承载力这种评价方式来衡量都市水资源可持续能力,并得出结论以为要建立保障水资源承载力基本设施。3月,在荷兰海牙(Hague)召开“第二届世界水论坛及部长级会议”,提出了21世纪人类水安全面临7大挑战。OlliVaris()等将水资源开发运用作为核心,对长江地区进行了分析,其中涉及迅速发展工业化、人口增长带来粮食需求增长、生态环境恶化等因素对水资源导致影响,对该地区不同发展时期水资源承载力进行了比较。Ma.W-F,Zhao.X-H()等建立了以重复运用为基本多目的水资源优化配备模糊线性规划模型,该模型决策变量是种植面积,目是最大限度地扩大作物产量和农民收入,根据水优化配备提供科学决策,缓和农业水灌溉危机。,南非以及津巴布韦学者T.Sawunyama,A.Senzanje等运用遥感与GIS技术对非洲东南部林波波河流域小水库调蓄能力进行了评估,指出小水库作为水资源系统一某些应当在水资源规划与管理中得到充分运用。Mckeon等()研究了气候变化对澳大利亚北部牧场承载能力影响。Bernhard()运用物质流分析办法对智利电脑废弃物进行了评价,以增进电脑废弃物处置和再运用从而减少挥霍,增进自然环境和社会环境协调发展。21世纪后国外学者在日后对水资源承载力研究中,徐徐将其归入了资源和可持续发展研究中去。(以上内容引自汪洋学位论文《冀中南地区水资源承载力评价研究》)1.2国内研究进展从研究时间过程上分析,在国内,关于水资源承载力研究始于20世纪80年代后期,大体经历了三个阶段。第一阶段(20世纪80年代后期~1995年),水资源研究理论延伸与水资源承载力概念形成阶段。这一阶段水资源承载力概念、理论与计算办法等都还处在萌芽状态,研究案例也相对较少。以施雅风等[1]采用常规趋势法对新疆乌鲁木齐河流域水资源承载力研究为代表,明确提出了水资源承载力概念与评价模型。第二阶段(1996年~),水资源承载力开拓性与摸索性研究阶段。这期间不但政府加大了对水资源战略问题研究支持力度,并且国内学者在水资源承载力理论基本、指标体系、评价模型(办法)等方面也做了大量研究工作,为国内水资源承载力全面、系统研究奠定了良好基本,这一阶段也涌现了许多典型研究案例[2]。第三阶段(至今),水资源承载力专项性与系统性研究阶段。这一阶段水资源承载力定义与内涵得到了进一步明确与界定,理论基本也得到了进一步拓展与深化。汪恕诚[3]曾多次对水权、水市场、水资源优化配备与可持续运用进行阐述,对加强国内水资源问题有关研究起到了推动作用。年,朱一中档[4]指出可持续发展理论、水—生态—社会经济复合系统理论、二元模式下水文循环机制和过程是水资源承载力研究理论基本。此外,也有学者对水资源承载力概念、内涵、评价模型、技术手段等进行了跟踪性研究。例如,龙腾锐等[5]指出区域开发和水资源管理政策不应将人口增长和经济总量增长作为目的,而应将水生态系统功能完整发挥和这些功能所导致效用在人口上分派作为重点考虑内容;夏军等[6]通过度析都市化对“社会经济—水资源—生态与环境”复合系统影响,对都市化地区水资源承载力理论研究基本进行了探讨。这一阶段水资源承载力评价指标体系得到了专项性研究[7],评价模型(办法)也得到进一步丰富与完善。(以上内容引自朱运海期刊文献《区域水资源承载力评价国内外研究综述》)从研究领域和内容不同来分析,水资源承载能力研究涉及众多区域、流域、都市。横向上有不同行政区域、流域及详细都市水资源承载能力研究。纵向上有对水资源承载能力现状研究,也有对将来水资源承载能力预测。(1)流域研究流域研究水资源承载能力流域研究重要集中在北方干早与半干早区,是基于黄河流域、黑河流域等干旱区内陆河流域展开。1993年,许有鹏以新疆和田河流域为例,探讨了国内西北干早区水资源承载能力综合评价办法,并将模糊综合评判办法应用于该研究,建立了分析评价模型,并应用该模型对和田河流域水资源承载能力进行了评价研究;1999年,徐中民依照水资源承载能力分析构造特点,在老式多目的分析决策技术基本上,结合黑河流域详细状况,建立黑河流域水资源承载能力情景分析模型;,秦莉云等,,王顺久等,,郦建强等分别采用模糊综合评判办法、投影寻踪办法和多目的决策——抱负区间模型对淮河流域水资源承载能力进行了评价分析;,苏志勇等以黑河中游为例,将水资源承载能力研究纳入了生态经济系统进行综合集成研究,从价值量角度对流域生态系统和经济系统进行了初步耦合研究;,刘强等提出了水资源承载对象划分,在对每一承载对象承载能力计算基本上,采用综合指数法计算特定条件下总承载能力,采用多分量水资源承载能力指数法对水资源承载能力对汉江中下游进行了综合评价;,戴薇等从水资源承载能力基本概念出发,依照水资源承载能力内涵和特性,用简朴明确模型来定义和估算了太湖流域水资源承载能力。(2)区域研究地区方面研究以西北干早区研究较多,新疆是国内率先提出水资源承载能力概念地区。新疆水资源软科学课题组最早开展了新疆水资源承载能力和开发战略对策研究,由此开创了区域水资源承载能力研究先河。1994年,蔡安乐对新疆水资源适度承载能力研究,重要从用水构造方面探讨水资源供需平衡关系,得出了农业是社会各行业中用水比例最大产业;1998年,阮本清等在可持续发展理论指引下,以系统工程办法为根据,建立了区域水资源适度承载能力分析计算模型,研究水资源对区域经济支持作用,回答水资源支持下区域经济合理发展规模及在一定生活条件下合理人口载量,并以黄河下游沿黄地区为例进行了实例计算。1996—,中华人民共和国水利水电科学研究院等单位承担国家“九五”重点科技攻关筹划“西北地区水资源合理配备与承载能力研究”项目对水资源承载能力进行了量化分析,基本上实现了定性与定量结合研究,提出了干旱区水资源承载能力计算办法及重点区不同发展阶段水资源承载能力在该项目支撑和影响下,诸多专家开展了西北及有关地区水资源承载能力研究;1998年,贾嵘等从水资源、环境、人口、发展之间关系入手,分析探讨了水资源承载能力内涵及研究思路,建立了区域水资源承载能力研究模型体系,研究了关中地区水资源承载能力;,李丽娟等,建立了以盼望人口为核心水资源承载能力指标体系,运用系统动力学仿真模型对柴达木盆地水资源承载能力及承载人口进行了预测和分析;,惠泱河等运用系统动力学仿真模型,依照陕西关中将来水资源变化趋势,研究了不同方案下关中水资源承载能力;,王煜等通过度析西北地区水资源量、可运用量、人类生存发展对水资源需求,提出了西北地区人口承载数量,由此对西北地区水资源承载能力进行了评价;,程国栋在分析总结国内已有水资源承载能力研究成果基本上,在生态经济系统背景下,提出了新水资源承载能力概念,分析了水资源承载能力特性和研究办法,并提出了西北水资源承载能力研究框架;,王浩等针对生态环境脆弱内陆干旱区特点,在水资源生产能力分析基本上,提出了基于二元水资源承载能力指标体系、计算流程和边界条件,定量地给出了该区域重点地区一定生活水平下承载人口;秦大庸等对基准年和规划年宁南山区人口、粮食需求进行了分析预测,提出了本地农业发展模式和相应农业生产能力,计算了基于不同生活水平下承载人口及合理搬迁人口规模;贾绍凤等界定了水资源可运用量和径流口径生态需水概念,对西北地区径流口径生态需水和水资源可运用量进行估算,建立了水资源承载能力优化计算模型,估算西北地区水资源承载能力,并建议用水资源承载能力图谱表达水资源承载能力;,周维博采用模糊综合评判办法,对河西走廊灌溉农业发展水资源承载能力进行了分析,建立了评价模型;王薇等在对共和盆地水资源环境系统构成分析基本上,采用系统动力学办法建立了共和盆地水资源承载能力模型,对该地区水资源承载能力进行了定量研究;王学全等应用模糊综合评判办法对青海省水资源承载能力进行了分析评价,并在评价因素选用、权重分派方面对水生态环境、生态用水因素予以重点考虑。同步,对山西、河北等地区水资源承载能力研究也诸多,,王在高等阐述了岩溶地区水资源承载能力特点,构建出岩溶地区水资源承载能力指标体系,把LOGISTIC曲线应用于岩溶地区水资源承载能力研究;,郦建强等采用大样本数据,建立了一种新数学模型——遗传投影寻踪插值模型(GPPIM),并对山西省水资源承载能力进行了综合评价;孙才志等在灰色系统理论理论基本上,提出了一种基于最大熵原理水资源承载能力评价模型,并将其应用到山西省黄河流域水资源承载能力评价中;,龙丽民等采用相对资源承载系数对河北省农业资源与水资源承载状况进行了分析,并分别探讨了机制及其发展对策。(3)都市研究都市水资源承载能力研究和流域、地区有很大差别,都市中农业用水相对比例较前两者少,而工业用水是都市重要用水方式。由于都市用水广泛,其研究内容也趋于多元化。都市水资源承载能力研究重要集中于如下三方面:水资源承载能力在都市规划和布局应用、水资源承载能力时间序列动态变化研究和水资源承载能力影响因素及驱动力研究。诸多专家把水资源承载能力都市规划和布局根据,1994年,牟海省等提出了都市设立与区域水资源承载能力相协调原则,指出水资源承载能力限制下国内都市体系宏观布局是都市水资源重要研究方向之一,并为都市水资源研究指明了几种方向,水资源承载能力限制下国内都市体系宏观布局和不同地区、不同类型都市设立水资源原则是其中两个核心研究方向。1995年,魏斌等对重工业都市本溪市水资源承载能力进行了专项研究,她运用指数评价模型和模型,对都市工业用水变化状况和都市水资源系统发展趋势进行了分析预测。,姜文超等探讨了水资源承载能力理论在都市规划中应用必要性及其对都市规划影响,提出都市规划应将水资源承载能力作为其指引思想之一,从水资源承载能力量化指标体系和水资源承载能力多(单)目的模型优化两个方面展望了水资源承载能力理论在都市规划中应用。水资源承载能力实质上是一种长期、动态现象,这就需要沿着时间序列进行研究,采用办法重要是系统动力学办法,,吴九红等以动态序列研究为主,运用系统动力学模型,分析了影响郑州市水资源承载能力各层次要素间反馈关系。,范英英等在水资源合理配备前提下,以北京市社会经济环境系统为研究对象,建立北京市水资源系统动力学模型,通过动态仿真模仿,预测北京市项水资源政策对水资源承载能力长期影响。同年,韩俊丽等运用系统动力学模型对包头市都市水资源承载能力进行了模仿和预测,指出包头市在将来经济社会和人口、都市发展规划中,要充分考虑水资源承载能力因素,力求做到经济社会发展速度和规模在水资源承载能力范畴之内,达到地区水资源开发运用与经济社会、环境协调发展良性状态。对都市水资源承载能力影响因素和驱动力研究也是都市水资源承载能力研究热点之一,,王媛等依照水资源承载能力理论,应用多目的规划模型定量地研究了天津地区水资源所能承载经济规模,重要通过对提高水资源承载能力各个方案分析,考察天津水资源承载能力在既有条件下对于各种方案响应限度,从而为分阶段提出对策提供根据。,陈洋波等采用驱动力——压力——状态——影响——响应模型,提出了一种广义水资源承载能力综合评价指标体系,依照深圳市水资源情势及社会经济发展状况,给出了深圳市水资源承载能力综合评价9个评价指标,并采用模糊综合评判办法对深圳市水资源承载能力现状评价。,孟凡德等采用主成因分析法分析了北京市自上个世纪80年代以来水资源承载能力变化总体趋势和驱动因子,成果表白:人口和GDP是影响北京市水资源承载能力变化重要驱动因素,并采用回归分析法建立线性回归分析模型预测北京市水资源承载能力。二、水资源承载能力概念与内涵2.1水资源承载能力概念“承载力”一词源于生态学,原用以衡量特定区域在某一环境条件下可维持某一物种个体最大数量[8]。在对资源短缺和环境污染问题研究中,“承载力”概念得到延伸发展并广泛用于阐明环境或生态系统承受发展和特定活动能力限度[9]。20世纪60年代后来,随着人口、资源和环境问题日趋严重,承载力概念有了进一步发展,并应用到社会—经济—生态复合系统中。20世纪80年代,联合国教科文组织(UNESCO)提出了资源承载力概念:一种国家或地区资源承载力是指在可以预见到期间内,运用本地能源及其自然资源和智力、技术等条件,在保证符合其社会文化准则物质生活水平条件下,该国或地区能持续供养人口数量[10]。资源承载力涉及诸多方面,其在实践中最初应用领域是草地畜牧业。在北美、南美以及亚洲草原地区,由于草地开垦、过度放牧等因素,土地开始退化,为有效管理草原和获得最大经济效益,某些学者将承载力理论引入到草原管理中,她们以为自然生态系统承载力应当以载畜量来衡量,并且提出了草地承载力、最大载畜量等概念[11]。在资源承载力中研究较早并且研究较充分是土地承载力,其因素重要是随着全球人口不断增长,某些地区浮现了环境恶化和资源短缺,最后导致了粮食危机,面临饥饿威胁,土地粮食生产引起了各国政府高度注重,于是生物学家和生态学家将承载力概念发展并应用到人类生态学中,以研究既有土地究竟可以承载多少人口[12]。水资源承载力是承载力概念在水资源领域应用,是继土地承载力后在资源承载力方面研究最多内容。水资源承载力迄今为止仍是一种外延模糊、内涵混沌概念,其内涵界定仍存在一定分歧和局限性。国际上,关于水资源承载力单项研究成果较少,普通将其纳入资源承载力、区域规划及可持续发展理论中,偏重于水资源管理经济手段与政策办法研究。国内对于水资源承载力研究始于二十世纪80年代,许多学者依照各自结识提出了对水资源承载力不同看法。现将具备代表性概念解释总结如下:水资源承载能力定义一方面是1985年新疆水资源软科学课题研究组提出,她们以为水资源承载能力是水资源可开发运用量,在满足维护生态环境用水规定后,所能支撑工农业最大产值和人口数量[13]。施雅风[1]等解释“水资源承载能力是指某一地区水资源,在一定社会历史和科学技术发展阶段,在不破坏社会和生态系统时,最大可承载(容纳)农业、工业、都市规模和人口能力,是一种随着社会、经济、科学技术发展而变化综合目的。”许有鹏[14]以为“水资源承载力是指在一定技术经济水平和社会生产条件下,水资源可最大供应工农业生产、人民生活和生态环保等用水能力,也即水资源最大开发容量,在这个容量下水资源可以自然循环和更新,并不断地被人们运用,造福于人类。同步不会导致恶化。”冯尚友[9]解释水资源承载力为“在一定区域内、在一定物质生活水平下,水资源所可以持续供应当代人和后裔人需要规模和能力。”以上这几种水资源承载力定义忽视了水资源合理配备因素。在随后研究中,学者对水资源承载能力界定考虑到了水资源时空特性,阮本青[15]解释水资源承载力为“在将来不同步间尺度上,一定生产条件下,在保证正常社会文化准则物质生活条件下,一定区域(自身水资源量)用直接或间接方式体现资源所能持续供养人口数量。”夏军等[6]以为“水资源承载力指某一区域在特定历史阶段特定技术和社会经济发展水平条件下,以维护生态良性循环和可持续发展为前提,本地水资源系统可支撑社会经济活动规模和具备一定生活水平人口数量。”惠泱河[16]对水资源承载力解释是“某一地区水资源在某一详细历史发展阶段下,以可以预见技术、经济和社会发展水平为根据,以可持续发展为原则,以维护生态环境良性循环为条件,通过优化配备,对该地区社会经济发展最大支撑能力。”该定义充分考虑了人类活动影响对水资源系统干预和水文循环过程影响作用,并强调了动态发展观念。何希吾[17]以为水资源承载力是“一种流域、一种地区或一种国家,在不同阶段社会经济和技术条件下,在水资源合理开发运用前提下,本地天然水资源可以维系和支撑人口、经济和环境规模总量。”水利部部长汪恕诚[18]()提出:水资源承载能力是本地水资源可以支撑国民经济发展(涉及工业、农业、社会、人民生活等)能力,是指在一定流域或区域内,其自身水资源可以持续支撑经济社会发展规模,并维系良好生态系统能力。随着水资源生态环境问题在干旱半干旱地区、半干旱半湿润地区浮现,以及环境污染状况日益突出状况下,水资源承载能力定义又被赋予新内涵,在,国家“九五”科技攻关“西北地区水资源合理配备与承载能力研究”项目大纲以为水资源承载力[19]为“在某一详细历史发展阶段下,以可预见技术、经济和社会发展水平为根据,以可持续发展为原则,以维护生态与环境良性发展为条件,通过合理优化配备,水资源对该地区社会经济发展最大支撑能力。”同年,龙腾锐[5]以为“水资源承载力是在一定期期和技术水平下,当水管理和社会经济达到最优化时,一定区域水生态系统自身所能承载最大可持续人均综合效用水平(或最大可持续发展水平)。”该定义初次考虑了水生态系统生态服务功能,并真正融合了可持续发展思想。但是,该定义尚未给出明确量化办法来量化最大可持续人均综合效用水平。此外,该定义没有进一步研究提供论据证明最大可持续人均综合效用水平与最大可持续发展水平之间等价关系。张琳等[20]()以为,水资源承载能力是指在一定区域或流域范畴内,在一定发展模式和生产条件下,本地水资源在满足既定生态环境前提下,可以持续供养具备一定生活质量人口数量或可以支持社会经济发展规模。王传武等[21]以为“水资源承载力是指一种国家或地区在既有技术和人口素质基本上,在可预见时期内,运用本地可用水资源,在保证人类生物学用水需要、生态良性发展前提下,在保护符合其社会文化准则生活水平下所能持续供养最大人口数量。”段春青[22]以为“区域在一定经济社会和科术发展水平条件下,以生态、环境健康发展和社会经济可持续发展协调为前提区域水资源系统可以支撑社会经济可持续发展合理规模。”刘晓[23]在借鉴前人理论总结基本上,以为“水资源承载能力是在某一详细历史发展阶段下,以可预见技术、经济和社会发展水平为根据,以可持续发展为原则,以维护生态系统良性循环发展为前提,在水资源合理开发、高效运用及优化配备下,并保证其社会文化准则下一定物质生活水平,流域水资源可以支持该地区最大经济规模和人口数量。”综上所述,以上观点大体可以归纳为两类,一类观点是从水资源开发容量或水资源开发规模方面定义,另一类观点是从水资源支持可持续发展能力角度研究[24]。两种观点考虑问题角度不同,前者从水资源系统出发,后者从人类社会经济系统出发进行描述。但都共同指出水资源承载力主体是水资源系统,承载客体是人类社会系统;水资源承载力研究要遵循可持续发展这一原则。2.2水资源承载能力内涵随着学者们对水资源承载能力定义研究,其内涵也通过几十年发展,己涉及到许多资源领域,且较为相似。1.徐良芳[25]在对水资源承载能力定义理解基本上,以为其内涵重要包括:(1)水资源完整性。水资源开发运用不能超过其恢复速度,人类活动严重干预了水资源系统,如过度开采水资源、水质严重污染等都影响了水资源功能发挥。因而,不能由于缺水就盲目开采,从而破坏正常水资源循环,影响水资源完整性。(2)水资源承载力社会经济性。区域社会经济水平越高,水资源开发运用水平越高;生产力水平越高,水资源开发能力越强;社会经济越发达,水资源管理水平相应提高,水资源将得到更合理配备,使用效率将会更高。这些都能提高水资源承载力。(3)水资源承载力生态性。为了增进区域可持续发展,作为生态系统重要构成某些,水资源必要满足生态系统对它需求。同步,水资源不能影响生态系统,水环境污染必要处在一定极限如下,不能由于水污染使生态系统受损。(4)水资源承载力极限性。承载力极限性体现为某个时期某个区域,可运用水资源具备最大值,这个时期可运用最大水资源量是指区域水资源除去考虑生态系统和水资源自身可持续发展那一某些水资源外,剩余水资源由于受自然条件和生产力水平条件限制所能开发最大水资源,这样水资源才是真正用于社会经济发展水资源,这时水资源明显具备阈值性,对某个时期水资源具备唯一性。另一方面,区域最大可运用水资源随时间变化呈动态性,生产力水平提高,最大可运用水资源绝对值势必会增长。(5)水资源承载力社会经济承载性。区域水资源与社会经济关系体现为:社会经济发展以及人口增长所需水资源与否与区域最大可运用水资源量相适应,如果所需水资源超过最大可运用水资源量,则阐明社会经济发展超过区域水资源承载范畴。由于此时可运用最大水资源量是唯一,因而为了实现区域社会经济可持续发展,区域必然会改进技术水平,提高用水效率,或者调节生产力构造,竭力发展低耗水产业,减少高耗水产业。如果水资源依然满足不了社会经济发展需求,则需要减少社会经济发展规模或者减慢其发展速度,使区域人口和社会经济发展适应水资源条件。相反,若所需水资源不大于区域最大可运用水资源量,则社会经济发展在水资源承载力范畴之内研究区域水资源承载力主线目是在区域水资源可运用最大条件下发展获得综合效益最大社会经济发展模式。水资源承载力研究涉及水资源-社会-经济-环境这一复杂系统,系统内各个要素时刻变化。2.赵国华[26]通过对水资源承载力概念分析,从生态属性、社会经济属性、时空属性、可持续属性、技术属性5个方面探讨了水资源承载力内涵;(1)生态属性水资源-人类系统是一种典型生态经济系统,有必要采用生态经济学办法进行分析。水资源承载力就是从生态学角度出发而提出来。它以水作为承载体,将人口、生态环境和社会经济作为被承载体,这就充分体现了生态经济系统是水资源承载力研究基本,水资源承载力具备生态属性。水资源承载力生态属性还体当前其具备极限含义。承载力在生态学中普通被定义为“某毕生境所能支持某一物种最大数量”,它所包括着极限思想。因而,水资源承载力生态属性详细体现为水资源承载力具备极限涵义,当达到水资源承载力时,也必然意味着这毕生态极限得到充分运用。水资源承载力生态极限应当涉及3个方面:水资源开发运用量达到可更新水资源量;水环境质量符合设定使用功能规定,污染物浓度值和累积值都应处在极限值如下;满足水生态系统安全性和生物多样性需求以及区域宏观生态环境用水需求。水资源承载力生态极限是水资源存在承载极限主线因素,但是由于水生态系统具备一定弹性,因此水资源承载力生态极限具备一定动态性。同步,水资源承载力生态极限还与一定生态建设和环保目的关于[5]。(2)社会经济属性水资源承载力是一种具备自然和社会双重属性概念,既反映了水资源系统自然分布状态,也反映了水资源系统满足社会经济系统能力,同步也与社会经济系统开发自然水资源系统深度关于。因而,水资源承载力研究要从水资源系统-自然生态系统-社会经济系统耦合机理上综合考虑水资源对人口、资源、环境和经济协调发展支撑能力。水资源承载力社会经济内涵重要体当前3方面:水资源承载力是以“预期经济技术发展水平”为根据,所谓:“预期经济技术水平”重要涉及区域水资源投资水平、水资源开发运用和管理水平;区域水资源承载力是“通过合理水资源优化配备”而得到,而区域水资源优化配备是一种典型社会经济活动行为;区域水资源承载力最后体现为“区域经济规模和人口数量”,人口和相应社会体系是区域水资源承载对象,因而水资源承载力大小是通过人口以及相相应社会经济水平和生活水平体现出来[27]。(3)时空属性水资源承载力是一定社会阶段一定区域上水生态系统自身承载力,具备时间属性和空间属性,对于不同步空尺度,相似水资源量承载力是不同。水资源承载力是自然水生态系统同人类长期互相作用关系反映,具备一定期间属性。从某种意义上讲,水资源承载力时间尺度也是一种将来、长期性概念。同样地,自然水生态系统同人类长期互相作用中,不同空间和空间尺度水资源承载综合效用及其他约束因素如自然资源、劳动力资源和技术资源等都是不同,因而具备空间属性。由此可见,在进行一种地区水资源承载能力研究时,只有把近期和远期目的结合起来,充分考虑地区差别,从而对远期水资源承载力做出较为客观预测和评价。(4)可持续属性水资源承载力表达区域水资源持续供应社会体系能力,因而对水资源开发运用应是可持续运用。水资源持续运用是可持续发展框架下水资源开发运用新模式,使水资源开发、运用、治理、配备、节约和保护最合理统一体。也就是说,既要保证水资源持续、永久运用,又要保证水资源开发运用满足经济发展需要。没有持续开发运用水资源,就谈不上社会经济持续稳定地发展,相反,社会经济需求得不到水资源系统支持,就没有社会经济持续稳定发展。此外持续内涵还体当前水资源承载力增强是持续。刘昌明院士在“中华人民共和国21世纪水问题方略”中提出需水量零增长概念,即随着经济发展,由于水资源约束而必然会导致需水量浮现零增长甚至负增长,但是水资源承载力增长是持续,只是这时增长形式不以资源量增长方式体现出来,而是浮现技术进步型承载力增长[27]。(5)技术属性从理论上讲,作为自然生态系统,某毕生境下应存在其所能支持某一物种最大数量,即所谓承载力。然而当前所研究水资源承载力并非一种纯粹客观概念,而是自然水生态系统同人类长期互相作用关系反映,具备主观性一面。水资源承载力离不开特定科学技术背景,这不但在于水资源承载力生态极限与特定技术水平关于,并且在于通过优化水资源管理或者提高科学技术水平可以提高水资源对社会经济承载能力。3.周刚[28]以为水资源承载能力具备时空内涵、社会经济内涵、持续内涵,详细体现如下:(1)时空内涵:水资源承载力具备明显时序上和区域上涵义。不同空间尺度,相似水资源量承载力是不同,如在青藏高寒区和东南暖湿区相似数量水承载力是完全不同;此外水资源承载力在时间上是一种将来概念,具备特定期间内涵,随着时间变化,影响水资源承载力因素会发生变化,进而水资源承载力发生变化。(2)社会经济内涵:区域水资源承载力社会经济内涵重要体当前人类开发水资源经济技术能力、社会各行业用水水平、社会对水资源优化配备以及社会用水构造等方面,因而,可以依托调节产业构造和发展经济技术水平等社会手段来提高水资源承载力。(3)持续内涵:区域水资源承载力表达区域水资源持续供应社会体系能力,因而对水资源开发运用应是持续运用。例如现今国内北方许多地区地下水开发已超过其承载能力,这种开发就是非持续。此外持续内涵还体当前就是水资源承载力增强是持续。4.朱运海[29]在对分析与总结水资源承载能力已有研究成果基本上,以为为了进一步廓清水资源承载力概念模糊性,增强其可操作性,除了对其概念自身把握,还应强调如下几点内涵:(1)时空内涵:①它是自然水生态系统同人类长期互相作用关系反映,具备一定期间尺度;量化计算时,某些变量应当取特定期段上平均值[6];②区域水资源质与量、经济规模、开发力度、管理与技术水平等要素均与时间密切有关;③水资源承载力综合效用及其他约束因素如自然资源、劳动力资源和技术资源等都具备区域性;④特定区域内水资源分布也具备空间异质性。(2)生态内涵:①生态环境需(用)水量自身就是水资源承载力一种重要研究方向,它对于建立完善水资源承载力基本理论体系来说具备重要意义;②水资源安全是区域生态安全重要构成某些,水资源开发运用不应超过其生态极限,对水资源承载力结识与分析都应以此为基点。(3)可持续——最优化内涵:①水资源开发运用代际平衡、地区平衡、供需平衡等原则自身就体现了可持续发展思想;②可持续发展自身既是水资源承载力研究动力又是其研究目,最优化内涵也是可持续准则最后体现;③水资源承载力研究要综合考虑水资源对区域人口、资源、环境和经济协调发展支撑能力,应把它置于可持续发展战略构架下进行研究。三、水资源承载力评价办法[30]水资源承载能力定量研究是指运用分析办法或建立模型工具对流域或区域承载能力进行定量计算,得出区域承载水平及有关承载指标。20世纪90年代初,许有鹏在新疆和田河流域运用模糊综合评判法进行水资源承载力研究,为西北干旱区水资源承载力研究提供了经验和模式。许新宜等在“八五”攻关课题中,将多目的决策分析技术引入华北地区水资源承载力研究中;高彦春等运用模糊综合评判模型拟定了汉中盆地平坝区水资源开发运用所处阶段。1999年,傅湘等采用主成分分析法对区域水资源承载能力进行综合评价,通过与模糊综合评判法成果对比分析,进一步证明主成分分析法科学性。,王浩等在“九五”攻关中对西北地区建立了水资源承载能力表征指标体系,并以水资源合理配备方案为基本计算了不同客体状态承载水平。郦建强等综合运用投影寻踪、遗传算法和插值型曲线等办法为水资源承载能力综合评价建立了一种新数学模型——遗传投影寻踪插值模型(GPPIM),提高水资源承载能力综合评价各层次辨别力和评价模型精度。,陈守煜等提出可变模糊评价模型与办法,科学、合理地拟定样本指标对各级指标原则区间相对从属度和相对从属函数。,赵建世等运用水资源公报、水资源规划等成果提出建立水量和水质双要素分析模型,并对石羊河流域进行了分析,具备数据宜获取、办法实用性强等特点。,薛小妮等运用层次分析办法和基于一维水质模仿纳污能力模型计算了成都市不同水平年水资源与水环境承载能力。综上所述,办法有其共性之处,大体归类可分为经验估算法、指标体系评价法和复杂系统分析法三大类。虽然大体概况为三类,但各类别之间有一定联系,如复杂系统分析办法、多目的分析法和压力状态响应模型也是在建立指标体系基本上进行计算。总来说,经验估算法是指操作主体应有专门知识和丰富经验,据此提出一种近似数字,可以满足决策者概念上感性结识,但从估算精度来看,显然是不能满足规定;指标体系评价法能综合反映水资源承载能力相对状况,但权重拟定带有人为因素,衡量原则也不统一;复杂系统分析办法理论上能阐明水资源承载能力内部关系,也能计算出水资源可承载人口和规模,但计算所需要指标太多,计算过程比较复杂,不适合在资料较缺少地区推广应用。(以上引自张海涛——关于水资源承载能力基本问题探讨,)3.1经验估算法经验估算法是根据专门知识和丰富经验,据此给决策者提出一种近似数值来参照,但从估算精度来看,并不能满足规定,只能作为参照借鉴,重要涉及背景分析法、常规趋势法和供需平衡法。(引自:期刊《流域水资源承载能力研究》_李琪)(1)背景分析法(BackgroundAnalytics)是在一定历史时段内,将自然和社会背景相似区域实际状况加以对比,推算对比区域也许水资源承载能力办法。但该办法分析一种或几种独立承载因子,忽视了因子间互相作用,局限于静态历史背景中,割裂了资源、社会、环境之间互相作用关系,对水资源承载力这样一种涉及到自然状况、社会经济复杂生态系统来说显得过于单薄。(2)常规趋势法(RoutineTrend)[4]:重要采用记录分析办法,选取单项或多项指标来反映区域水资源承载力现状和阈值。该办法较多考虑是单承载因子发展趋势,忽视了各承载因子之间互相联系,很难解决复杂巨系统之间耦合关系,但其对某些承载因子潜力估算研究、对复杂巨系统协调研究仍有借鉴意义。(3)供需平衡分析法(SupplyandDemandBal-ance)是依照区域水资源总量、可运用水资源量以及水资源需求总量,进行区域水资源供需平衡分析,由此来拟定水资源承载能力。夏军等运用供需平衡分析法提出了可运用水资源量、水资源需求量、流域水资源承载力平衡指数等计算办法,综合分析了国内西北干旱区水资源承载能力。郭忠升等学者以为在大面积土壤退化林草地防治过程中应采用以水定需,即依照土壤水分状况,调节植被类型和群落密度,控制植物生产力,增长土壤水分补给,减少土壤水分消耗。提出土壤水分植被承载力概念,将土壤水分承载力(土壤水分承载植物最大负荷)定义为:在较长时期内,在既有条件下,当植物根系可吸取和运用土层范畴内土壤水分消耗量等于或不大于土壤水分补给量时,所能维持特定植物群落健康生长最大密度,即雨水资源中补给土壤某些水量所能维持植物健康生长最大数量。该办法对于以天然降水为土壤水分唯一补给地区水资源承载能力研究具备重要价值。随后又提出了土壤水分植被承载力拟定办法,并运用观测资料初步建立了土壤水分植被承载力数学模型。秦伟等基于水量平衡理论,预测了吴起县各行业用水量,并运用水资源平衡指数(IWSD)对该县将来水资源承载力进行了评价,通过度析以为吴起县后来水资源将难以承载生态和经济发展规模,县域范畴此后水资源匮缺重要压力来自于生态和经济建设耗水。3.2指标体系评价法这是一种采用记录办法选取单项和多项指标,以反映区域水资源现状和阈值办法,此种评价法操作上直观、简便,可以综合反映区域水资源承载能力状况,是当前国内进行水资源承载能力评价运用最广办法,重要涉及综合指标法、层次分析法、模糊综合评价法、主成分分析法、投影寻踪法等;(引自:期刊《流域水资源承载能力研究》_李琪)(1)模糊综合评价办法许有鹏提出运用模糊综合评判办法(FuzzyComprehensiveEvaluation)对水资源承载能力作多因素综合评价,该办法可以在对影响水资源承载能力各个因素进行单因素评价基本上,通过综合评判矩阵对其承载能力作出多因素综合评价,从而可较全面地分析区域水资源承载能力状况。该办法是将需要综合评判各因素及其属性、影响限度构成集合,通过对评判因素选用、分级和评分对各因素指标进行分析,再运用评判矩阵进行计算评价。高彦春、陈守煜、秦莉云、张鑫、朱一中、闵庆文、鹿坤、雷宏军等学者先后运用模糊综合评价办法研究了汉中盆地平坝区、汉中盆地、淮河流域、关中平原、西北地区、山西省河津市、喀斯特地区等区域水资源承载力状况。郜慧等运用层次分析和专家征询相结合办法拟定各级指标权重,采用多级模糊综合评判模型,对广东省江门市水资源可持续运用进行了评价。刘丹丹运用层次分析和专家打分相结合办法拟定了各评价指标权重,用多层次模糊综合评价模型对陕北地区水资源可持续运用进行了评价。模糊综合评价办法可以较全面地分析区域水资源承载能力,但在因素选用、权重分派等方面主观性较强,具备局限性。有学者通过数学证明分析了模糊综合评价法误判因素,以为该法不能客观反映实际;且取大取小运算原则,使得大量有用信息遗失,模型信息运用率较低。(2)主成分分析法主成分分析法(PrincipalComponentAnaly-sis)是一种多元记录办法,它是对高维变量系统进行最佳综合与简化,同步也可以客观拟定各个指标权重,避免了主观随意性。该办法在力保数据信息丢失最小原则下,对高维变量空间进行降维解决,即在保证数据信息损失最小前提下,经线性变换和舍弃小某些信息,以少数综合变量取代原始采用多维变量。傅湘、周亮广、李坤峰、袁伟等学者运用主成分分析法对喀斯特地区贵阳、重庆、富阳市等地区水资源承载力进行了分析评价。主成分分析法虽然避免了模糊综合评价法中人为因素影响,但该办法关注是待评因素集最大差别向量,至于此差别向量与否表达水资源承载能力现状水平则不予考虑,待评因素选用恰当与否成为该办法核心所在。(3)投影寻踪综合评价法投影寻踪(ProjectionPursuit)是一种解决多因素复杂问题记录办法,其基本思路是将高维数据向低维空间进行投影,通过低维投影数据散布构造来研究高维数据特性。对于多因素影响水资源承载能力综合评价问题,根据样本自身数据特性谋求最优投影方向,通过先行投影计算反映评价样本综合特性信息投影特性指标,依照这一指标可以形象、直观对样本进行分类或评价。该办法避免了人为拟定各评价因素权重任意性。但办法精确度重要取决于反映高位数据构造或特性投影指标函数构造及其优化问题,而该问题普通较复杂。王顺久等将投影寻踪法用于全国30个省、市、区域水资源承载力研究理论与办法303月第11卷第1期《国际沙棘研究与开发》区和淮河流域水资源承载能力综合评价。杨晓华等提出了遗传投影寻踪法,该办法采用大样本数据,基于投影寻踪、遗传算法、阶梯形曲线和水资源评价原则,可以提高投影寻踪综合评价各层次辨别力和评价模型精度。(4)其他评价办法随着水资源承载能力研究不断进一步,诸多专家提出了某些新评价办法。,张戈平提出了水资源承载能力评价密切值法,即依照备选决策方案及其技术经济指标,找出关于方案集决策点集最长处和最劣点,然后找出尽量接近最长处而远离最劣点决策点,便是寻找满意方案,并对黑龙江省8个地级都市水资源承载能力进行综合评价和分析;,袁晓宇提出了灰色关联投影法,即采用决策方案集中各方案点与抱负方案点关联度表达决策方案中各因素指标、目的之间灰色关系,把各方案向抱负方案投影,计算各方案投影值作为多目的决策根据,并应用该法评价了淮河流域水资源承载能力决策方案;,郦建强等对多目的抱负点法进行改进,把评价原则解决成区间形式,建立多目的决策——抱负区间模型,对淮河流域水资源承载能力进行了综合评价。3.3复杂系统分析法复杂系统分析法重要涉及系统动力学法、多目的分析法、动态模仿递推法和PSR模型办法等,此类办法相对前两类办法较为复杂,建立模型需要考虑因素更为全面,更可以较好地反映自然、经济、环境、资源之间互相依存、互相制约关系,但是在参变量选取、求解办法等问题上存在一定难度。(引自:期刊《区域水资源承载能力计算模型研究》_杨金鹏)(1)系统动力学办法系统动力学法(SystemDynamics)是一种定性与定量相结合、系统分析与综合推理相结合学法,适合于研究高阶次、非线性、多重反馈、机理复杂系统问题实验仿真办法。该办法综合考虑社会经济、资源环境等众多因子及其互有关系,通过模仿不同发展战略得出人口增长、资源承载能力动态变化趋势。但运用该办法进行模仿时,由于参变量不好掌握,易导致不合理成果。王建华等运用系统动力学模型对乌鲁木齐市1993-间水资源承载力进行预测分析,为国内西北地区都市发展规划提供了参照意见和研究办法。李丽娟等运用系统动力学仿真模型对柴达木盆地水资源承载力状况进行了研究。惠泱河运用二元系统动力学仿真模型研究了陕西关中水资源承载力。(2)多目的决策法多目的决策法(Multi-objectivesDecision)是选用可以反映水资源承载力特性社会、经济、人口、环境等众多互有关系和作用目的,按照社会可持续发展原则,用系统分析和动态分析法通过建立模型研究不同水平年、不同方略方案下水资源所能承载生态、经济和人口规模。贾嵘、徐中民、李宜革、庞清江、李淑芹等学者先后运用多目的决策分析法研究了关中地区、黑河流域中游张掖地区、旅游海岛地区、大汶河流域、临沂市等区域水资源承载力状况。但该办法对于决策因子权重拟定多是人为主观判断,因而先后有学者对该办法进行了改进:徐中民将多目的分析决策扩展到情景分析框架内,提出了更注重基本模型建立和反映决策过程中决策者偏好情景办法——基于情景分析多目的决策模型。杨晓华等提出了多目的决策抱负区间法,该办法采用主、客观相结合赋权基点法,以全局收敛格雷码加速遗传算法为工具来拟定权重,并对多目的决策抱负点法进行改进,把评价原则解决成抱负区间形式。罗利民等提出基于博弈思想多目的博弈决策模型。(3)动态模仿递推法动态模仿递推法重要是通过水动态供需平衡计算,来显示水资源承载能力状况和支持人口与经济发展最后规模其实质是运用模仿法,将动态模仿和数学经济分析相结合,运用计算机模仿程序,仿造地区水资源供需真实系统运动行为进行模仿预测,依照逐年运营实际成果,有目地变化模仿参数或构造,使其与真实系统尽量一致。当水资源供应能力达到“零增长”(对水资源紧缺地区)或地区人口增长,或经济增长达到“零增长”(对水资源丰裕地区)时,水资源承载能力已达最大。该法由冯尚友提出,至今没有详细应用实践。(4)PSR模型办法PSR(压力—状态—响应)模型是加拿大记录学家AnthonyFriend到提出,日后被广泛应用指标分析模型。其原理为:人类从自然环境获得各种资源,通过生产消费又向环境排放,从而变化了资源数量和环境质量,进而影响了人类社会经济活动及其福利,如此循环往复,形成了人类活动与自然环境之间“压力—状态—响应”关系。该模型设计指标长处是较好地反映了自然、经济、环境、资源之间互相依存、互相制约关系。陈洋波等把模型扩展为DPSIR(驱动力—压力—状态—影响—响应)模型对深圳市水资源承载能力进行了研究。(5)人工神经网络法人工神经网络(ArtificialNeuralNetwork)是由人工建造模仿大脑构造和功能,以有向图为拓扑构造动态系统,通过对持续或间断输入做状态响应依托计算机进行信息解决。具备普通非线性动力系统不可预测性、耗散性、不可逆性、高维性、广泛联结性和自适应性等特性。人工神经网络法在理论上可以逼近任何非线性函数,在多变量非线性系统建模与预测方面普通可获得满意成果。神经网络可以通过对数据自身进行分析、学习和研究,归纳出数据内存在客观规律。其中误差反向传播网络(Back-PropagationNetwork,简称BP网络)是当前人工神经网络办法中最具代表性一种模型。但输入样本数据选用数量和质量对于神经网络学习能力有着较大影响,这将直接影响该办法精确度。杨秀英、刘树锋、许莉等学者运用神经网络法对喀斯特地区惠州、贵州等9个都市水资源承载力状况进行了分析评价。赵益军在遗传算法与BP网络构造相结合基本上,提出改进遗传算法优化神经网络办法,并应用于淮河流域水资源承载力综合评价。邵金花等运用径向基函数(RadialBasisFunction)神经网络法对烟台市水资源承载能力进行了综合评价。(6)全口径层次化评价办法王浩等为克服老式水资源评价办法中评价口径狭窄、一元静态模式、各要素分离等缺陷,提出了基于二元水循环模式水资源全口径层次化动态评价办法(DynamicHierarchicalAssessmentMeth-odology),以降水为资源评价全口径通量,以有效性、可控性和可再生性为原则对降水资源构造进行解析,实现广义水资源、狭义水资源、径流性水资源和国民经济可运用量层次化评价。构建了由分布式水循环模仿模型与集总式水资源调配模型耦合而成二元水资源评价模型,并将下垫面变化和人工取用水作为模型变量以实现动态评价。该办法物理概念明晰,可以描述当代环境下流域水资源二元演变特性并反映人类活动影响,可以满足不同类型经济社会建设和生态环境活动需求,但尚有待进一步发展和完善,水资源评价模型应用与推广受到分布式水文模型发展制约,涉及大使孔尺度与动力学机制描述问题、数据量局限性问题、不拟定问题等。3.4水资源承载力评价办法对比,杨金鹏通过综合分析既有水资源承载能力研究办法,发现各个评价办法计算原理各不相似、角度各异,既有水资源承载能力简朴分析计算和评价分析办法,又有复杂系统动态模仿办法,各有各特点、合用范畴,也各有各缺陷。简朴分析与估算办法计算办法相对较简朴,对水资源、社会经济和生态环境之间互相作用联系考虑局限性,对水资源承载能力刻画显得过于单薄,综合评价办法实质上是对水资源—社会经济—生态环境系统协调限度评价,并非计算水资源最大承载能力,同步由于指标选用和对指标评价根据设定有很大主观性,计算成果显得可靠性不高而复杂系统分析办法中每种办法都是以复杂系统分析理论为指引思想,将水资源、社会经济和生态环境系统作为一种整体,综合考虑各子系统之间互相联系,通过模仿、情景分析和优化等办法分析计算区域水资源承载能力,这使其具备很高可信性,固然正由于如此,计算分析过程会很复杂、繁琐。,栾芳芳通过对比分析办法探讨了评价区域水资源承载力惯用办法优缺陷,见表1和表2。四、水资源承载能力指标体系建设4.1指标体系建立原则,朱一中以为水资源承载力评价指标体系建立应注意两点:第一,影响水资源承载力因素是多样,要从众多要素中选用能反映问题本质因素、并除去重复性因素作用,当前多应用主成分分析法、均方差法避免要素选用重复和漏掉。第二,批示区域水资源承载力大小指标环境容量计算其可支撑人口和社会经济发展规模;二是水资源承有两类,一是水资源承载力绝对指标,即从定义出发直接依照可供应水量和水载力相对指标,即用水资源承载力指数来衡量水资源承载力高低,拟定水资源承载力与否在合理阈值范畴内和进行区域间或时间段上比较。依照水资源承载主体和客体关系、水资源-生态系统-社会经济系统耦合关系以及区际交流影响,可拟订水资源承载力评价指标体系。,陈洋波以为所选用水资源承载能力综合评价指标要符合如下7个原则,即符合水资源可持续运用原则、本地化原则、预警性原则、反映评价目原则、指标数量适度原则、适于量化原则和相对指标原则。,袁鹰等以为,建立指标体系应遵循如下4点原则,即目性原则、可证明性原则、恰当超前原则和可操作性原则。,栾芳芳以为在构建水资源承载能力指标体系时,需要考虑科学性、整体性、动态与静态结合性、定性与定量结合性、可比性、可行性原则、科学性和简约性原则同步,须充分考虑数据来源现实可获得性。同年,冯旺以为区域水资源承载力系统是由多系统耦合而成动态系统,其自身复杂性决定了不能直接选用指标进行分析,应遵循如下选用原则:科学性与可操作性相结合原则、定性与定量相结合原则、动态与静态相结合原则、系统性与层次性原则和简洁性原则。4.2水资源承载力评价指标体系建立水资源承载力评价指标体系研究是承载力研究核心某些,学者们依照对水资源承载能力定义理解,结合研究区域状况,建立不同指标体系,且获得了较好效果。从水资源承载力概念、内涵及其重要影响因素出发,学者们通过设立一系列指标来衡量水资源承载力。1993年,许有鹏]以新疆和田河流域为例,选用影响水资源承载力重要因素,如耕地率、水资源运用率、供需水模数、人均供水量和生态用水率等,进行了综合评价。随后,傅湘、张鑫等建立了类似指标,对不同区域进行了评价。1998年,葛吉琦从水资源可持续运用角度提出7项评价指标,涉及水资源供需平衡、水资源对需求量潜在满足度、地下水运用度、循环用水比例、水资源水质达标率、区域供水量替补率、社会发展和管理影响因子;1999年,王建华等依照区域水资源承载力定义,结合社会经济水资源闭合系统特性,选取区域水资源自然支撑力指标、社会经济技术水平指标、社会构造指标,来构建区域水资源承载力,并从中派生出10个分量指标来详细界定区域水资源承载力指标。其下设详细分量指标据研究需要而有所差别。,曲耀光等从流域水资源供需平衡和人们生活质量入手,对黑河流域水资源承载力进行了分析计算;,夏军研究以为,水资源承载力计算应从流域或区域水资源供需平衡入手,判断流域与否可承载。当水资源可运用量不大于需水总量,应通过调水、节水等办法使流域水资源相应人口和经济规模是可承载当水资源供不不大于需,应计算系统水资源供需平衡达到临界状态可供水资源量所相应人口数和社会经济规模。,惠泱河等对水资源承载力评价指标体系进行了专门研究,从承载社会经济能力、承载人口能力、水环境容量、可供水量、需水量等5个大方面共16个分项中设立了60各种指标,并从中选用8个指标对陕西关中地区水资源承力进行分析评价。,朱一中档从水资源供应能力、水环境容量、人口发展、社会经济发展、水资源区际调配、产品互换等六个方面设立了18个评价指标。,王友贞等从区域水资源社会经济系统构造分析入手,环绕水资源承载力评价指标体系,提出水资源承载力可以用宏观指标和综合指标来衡量。宏观指标从供需平衡角度描述水资源系统可以支撑经济规模和人口数量;综合指标反映水资源社会经济系统承载状态和协调状况。同年,陈洋波等采用驱动力—压力—状态—影响—反映模型(DrivingforcesPressureStateImpactResponse,简称DPSIR模型),提出了一种广义水资源承载能力综合评价指标体系,以为评价指标数量以7~9个为宜,并提出了详细拟定水资源承载能力综合评价指标7个原则。依照深圳市水资源情势及社会经济发展状况,提出了深圳市水资源承载能力综合评价9个评价指标,涉及:人均GDP、万元GDP综合耗水率、城乡居民人均月生活用水量、废污水排放率、水资源开发运用率、人均水资源可运用量、水质优良率、植被覆盖率和水资源综合管理效率。,张丽将流域发展分为社会、经济、生态以及水资源四个子系统,构建了由目的层、准则层、分区准则层、指标层、分指标层构成基于水资源流域可持续发展评价指标体系。其中,目的层由准则层加以反映,准则层由分区准则层反映,分区准则层由指标层反映,指标层由分指标层反映。,袁鹰等[31]在总结已有水资源承载能力指标体系基本上,结合定义,提出了水资源承载能力三个层次概念,即水资源承载主体水资源系统、作为承载客体社会经济系统及生态环境系统和承载水平以及水资源合理配备下主客体耦合,依照指标选用原则,分别选用相应表述指标和表征指标构成水资源承载能力评价指标体系。,周亮广通过对近十年水资源承载力有关研究成果分析研究,以为国内当前水资源承载力评价指标体系大体可分为2类:①从老式水资源供需平衡计算基本发展起来对区域水资源承载力评价,这种评价能反映出水资源供需状况,但又无法体现出各因素对水资源承载力影响;②选取反映区域水资源承载力重要影响因素指标,其局限性之处就是不能反映水资源系统供需状况。,栾芳芳依照既有代表性指标及其作用进行了汇总,见下表:表1代表性评价指标体系分析作者研究内容指标体系选用选用角度蔡安乐从用水构造方面探讨水资源供需平衡关系,得出农业是社会各行业中用水比例最大产业反映用水多少及经济效益:净灌溉定额、工业万元产值耗水量、重复运用率、人均日用水量、单位耗水产值承载对象王颖从水资源与水环境两方面分析长江三角洲水资源承载力与其经济发展密切关系水量分析通过供需平衡来评价,1.开源:引水、开采地下水2.节流:提高水资源运用率、合理制定水价影响因素夏军、朱一中多目的情景分析法对西北地区水资源承载力问题进行预测基本上,采用模糊综合评判法对西北地区现状和将来10、20、50a水资源承载力状况进行评价,对不同情景方案进行比较。1.水资源系统:人均水资源、水资源运用率、人均用水量2.生态环境系统:林草覆盖率、COD浓度、生态需水率3.社会经济系统:人口自然增长率、都市化水平、人均GDP、第三产业占GDP比重、人均粮食占有量、用水效益影响因素王学全模糊综合评判法对青海水资源承载能力进行了评价,评价因素权重分派方面重点考虑生态水资源运用率、缺水率、灌溉率、降水量、人均占有水量、径流深、生态用水率7个评价指标影响因素影响因素表2各代表性指标及其作用以上水资源承载力评价指标体系建立基本是针对某一区域或侧重主客体某一特性,因而,至今还没有建立起一种既能精确表达承载力大小,又能反映水资源系统、社会经济系统和生态环境系统内部变化对承载力影响评价指标体系。但通过归纳总结,这些指标体系大体可以分为两类,这两类都是从水资源承载力定义出发,但选用角度不同:一类是将水资源支撑(支持、维系)对象作为评价指标[32];另一类是将影响水资源承载力要素作为评价指标[16]。从发展趋势上分析,水资源承载力评价指标体系正由单纯水资源系统向社会、生态、经济综合系统方向发展,同步水资源承载力也正由静态评价转向动态评价。评价指标体系选用关系到水资源承载能力定量衡量精度,在详细研究一种区域水资源承载能力时,必要依照研究区域实际状况,考虑到可操作性来拟定评价指标。五、水资源承载力评价计算模型1.模糊多目的规划模型模糊多目的规划是解决多目的规划中不拟定性一种惯用办法。,刘洋[33]将模糊数学与多目的规划相结合模糊多目的规划(FMOP)法引入到水资源承载能力研究中,使浑河流域水资源承载能力研究更具备精确性和科学性。2.水资源承载力系统动力学模型及系统动力仿真模型系统动力学模型可以用来模仿整个水资源可持续运用系统发展变化行为,核心是要建立能真实模仿其动态过程方程。高彦春、刘昌明[34](1996年)运用系统动力学模型对汉中盆地平坝区水资源系统进行了仿真预测与优化,提取出水资源最佳方案和配套政策;王建华等[35](1999年)和韩俊丽等[26]()分别运用系统动力学模型对干旱地区都市水资源承载力进行了模仿与预测。车越[36]()以上海崇明岛为例,运用水资源承载力多幕景系统动力学仿真模型,以不同引水量(本地地表水资源量、现状引水量、10%最大理论引水量、20%最大理论引水量、30%最大理论引水量和50%最大理论引水量)以及不同水资源方略(现状用水方略、节水治污及污水回用方略、产业构造调节方略和综合方略)为幕景,以人口和GDP为表征,动态模仿了水资源对经济社会承载能力,得出不同水平年崇明岛水资源承载能力。3.DPSIR模型驱动力——压力——状态——影响——响应模型,是一种在环境系统中广泛使用评价指标体系概念模型,它将表征一种自然系统评价指标提成驱动力(Drivingforces)、压力(Pressure)、状态(State)、影响(Impact)和响应(Responses)五种类型,每种类型中,又提成若干种指标。,陈洋波[39]等采用DPSIR模型,提出了一种广义水资源承载能力综合评价指标体系,依照深圳市水资源情势及社会经济发展状况,给出了深圳市水资源承载能力综合评价9个评价指标,并采用模糊综合评判办法对深圳市水资源承载能力现状评价。4.遗传投影寻踪插值模型(GPPIM),郦建强[37]运用投影寻踪办法把多指标问题转化为单一投影指标问题,采用大量样本,运用全局收敛实编码混合加速遗传算法来优化投影方向,并依照最佳投影值与其相应级别之间所呈现关系,建立了遗传投影寻踪插值模型,并对山西省水资源承载能力进行综合评价。5.基于神经网络水资源承载力耦合模型刘树锋[38](),将神经网络与水资源承载力基本理论相结合,建立水资源承载力与其影响因子间定量关系模型———基于神经网络水资源承载力耦合模型,并以惠州市为研究区域,预测了将来水平年不同供水保证率下水资源承载力方案,反映了水资源对社会、经济和生态环境协调发展瓶颈作用;综合评估了研究区域现状和将来水资源承载力状况。6.多目的规划模型水资源承载力研究若采用多目的算法,必要要以可持续发展为原则,将系统研究置于可持续发展框架下,综合考虑各个子系统之间关系,把水资源在社会经济系统与生态系统之间进行合理平衡配备,然后通过经济、社会、资源和生态环境等等约束条件约束,以多目的模型拟定社会经济发展规模、用水量大小,最后以水资源合理平衡配备为基本,计算出水资源承载力,即人口发展规模。在多目的规划研究中,每个目的之间均有也许是互相竞争关系,也就是说其中一种目的改进会导致其她目的利益受损,例如说单纯追求经济目的也许会使生态环境目的得到一种很差成果。那么,多目的规划问题时无法得到一种满意、使各目的同步为最优成果,它只也许根据主观条件或多或少给定各个目的优先顺序或其她特定规定来谋求较优解,普通文献中称之为非劣解或有效解。多目的规划问题会有不只一种非劣解,这就规定决策者对每个目的都加以不同权重,再找出比较有助于系统整体发展一组权重值,并且这组权重值选取,与研究者主观想法有着巨大联系。这种融入决策

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