基于动态差异度系数的区域水资源承载力评价与诊断.pdf
《基于动态差异度系数的区域水资源承载力评价与诊断.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于动态差异度系数的区域水资源承载力评价与诊断.pdf(10页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 卷第 期 水 资 源 保 护 年 月.:/基金项目:国家自然科学基金项目()安徽省自然科学基金项目()作者简介:崔毅()男讲师博士主要从事水资源系统工程研究:.通信作者:金菊良()男教授博士主要从事结构水资源学研究:.基于动态差异度系数的区域水资源承载力评价与诊断崔 毅唐慧彥金菊良周玉良杨鹏博(.合肥工业大学土木与水利工程学院安徽 合肥 .合肥工业大学水资源与环境系统工程研究所安徽 合肥 .中国长江三峡集团有限公司湖北 武汉)摘要:为定量识别区域水资源承载状态及其障碍因子充分挖掘评价样本与等级标准之间的微观不确定性提出了随实际样本值连续变化的动态差异度系数计算方法构建了基于联系数值的区域水
2、资源承载力评价与诊断模型并在安徽省各市进行了实证研究 结果表明:安徽省水资源承载力联系数值由 年的.逐步增长至 年的.说明近年来安徽省水资源承载形势仍相当严峻但各市均已向良好态势发展且 年后趋势更为显著皖北、皖中和皖南地区 年的联系数均值分别为.、.、.说明安徽省不同地区水资源承载状态差异明显呈皖南优于皖中、皖北较差的空间分布补充水资源量、提高植被覆盖、控制水资源开发、增加生态用水和发展节水灌溉是改善安徽省水资源承载形势的有效手段基于动态差异度系数的区域水资源承载力评价与诊断模型应用结果合理为保障区域水安全提供了决策支撑关键词:水资源承载力评价障碍因子诊断动态差异度系数联系数安徽省中图分类号:
3、.文献标志码:文章编号:()/(.):.().:区域水资源承载力是水资源系统与社会经济系统、生态环境系统相互作用的结果是区域水安全的重要度量 水资源超载会严重制约经济社会高质量发展直接威胁国家粮食安全和生态安全水资源承载力问题始终受到学术界广泛关注它是实现水资源可持续开发利用的重点和难点受水资源、社会经济、生态环境等诸多因素影响水资源承载力系统是一典型的复杂系统 目前通过构建评价指标体系和评价模型进行系统综合评价是较为有效的水资源承载力评价方法然而多数研究在评价过程中对评价样本与等级标准之间的微观不确定性考虑不足导致评价结果出现偏差 集对分析是一种有效的系统不确定性分析方法可通过评价样本与等级
4、标准所构集对的联系数同异反系统结构充分反映两者之间的确定性和不确定性关系已在水资源系统综合评价方面得到了广泛应用 然而在采用集对分析理论进行评价时大部分研究仅通过联系数分量反映评价结果而对于完整的联系数值尚难以确定易造成部分信息丢失严重限制了集对分析理论的发展和应用 其中差异度系数作为联系数同异反系统结构的核心纽带是确定联系数值的关键差异度系数用以定量描述所构集对在微观层次上的不确定性对评价结果影响显著已有学者对其取值方法开展了研究 唐耀平提出了差异度系数的专家估测法邬敏等通过联系数的目标值采用遗传算法优化求解了差异度系数潘争伟等、胡启玲等分别构造了差异度系数的梯形模糊数和三角模糊数确定了某一
5、给定截集水平下的差异度系数取值区间 等、等分别利用全偏联系数和减法集对势对差异度系数进行了分配计算 然而目前差异度系数的取值方法大多较为粗糙仅能得到差异度系数的近似值或区间范围尚难以准确度量差异度系数值导致评价结果与实际情况偏差较大 因此亟待研究合理有效的差异度系数计算方法为此本研究从区域水资源承载力系统结构角度建立反映水资源承载支撑力、承载压力和承载调控力 个子系统相作用这一承载机理的区域水资源承载力评价指标体系及等级标准基于集对分析理论充分挖掘评价样本本身所蕴含信息提出随实际样本值连续变化的动态差异度系数计算方法得到完整的联系数值进而构建区域水资源承载力定量评价与诊断模型用于识别区域水资源
6、承载状态、诊断水资源承载力障碍因子并在安徽省各市进行实证研究以期为区域水资源管理决策提供参考 模型构建集对分析是一种系统不确定性分析理论其中最常用的三元联系数 表达式为 ()式中:、分别为联系数的同一度、差异度和对立度分量 为差异度系数它的取值随所构集对的不同对立关系而不同本文所构集对属于正负型对立关系 的取值范围为 为对立度系数本文中取 确定差异度系数 是定量描述集对微观不确定性的核心而该不确定性主要来源于研究问题样本数据本身所蕴含的信息 依据集对分析理论联系数系统结构中同、异、反分量之间具有迁移、转化的动态演化特性而 是实现差异度 与同一度、对立度 在微观层次上动态演化的关键 结合偏联系数
7、内涵 的物理意义可解释为 转化为 或 的程度而转化的方向(转化为 还是)和程度应和评价样本值与各评价等级的接近程度密切相关(或)的值越大 转化为(或)的部分越多因此 应随所论问题实际样本值动态变化 本文中 的绝对值表示转化的程度当 )时表示 总体上转化为 当(时表示 总体上转化为 当 时表示 不发生转化或等量转化为 和 基于动态差异度系数的区域水资源承载力评价与诊断模型构建包括以下步骤:步骤 基于对承载支撑力、承载压力、承载调控力相作用形成的水资源承载力系统结构分析和功能分析结合研究区域的实践调研以及专家咨询、文献统计建立区域水资源承载力评价指标体系 评价指标样本集为 其中为评价样本 子系统
8、中评价指标 的值 为评价样本数目 分别表示水资源承载支撑力、承载压力和承载调控力子系统为子系统 中评价指标数目 不失一般性本研究将区域水资源承载力划分为 个评价等级等级标准为 分别表示区域处于水资源可载(表示水资源对支撑经济、人口和生态等发展仍有较大的承载力水资源供需状态良好)、临界超载(表示水资源开发利用已有相当规模但仍有一定潜力水资源供需可在一定程度上支撑经济、人口和生态等发展)和超载(表示承载力已接近饱和值长期下去将发生水资源短缺严重制约经济、人口和生态等发展须及时采取调控措施)状态步骤 采用基于加速遗传算法的改进模糊层次分析法()求解子系统及其中各指标权重 步骤 依据集对分析理论和区域
9、水资源承载力评价问题由评价指标样本值与等级标准两个集合构成集对根据两集合接近程度这一可变模糊集计算评价单指标联系数 研究区域水资源承载力评价指标样本值 与等级标准 之间的单指标三元联系数初始分量 计算公式可见文献 三元联系数初始分量 依据评价指标样本值 落在“标准等级”的相同区间、相邻区间或相隔区间而分别取、()内的值或 由此可见可看作可变模糊集“标准等级”的一种相对差异度评价指标样本值 隶属于模糊集“标准等级”的相对隶属度可表示为.()式()经归一化后得到区域水资源承载力评价单指标三元联系数最终分量、和:/()/()/()()步骤 本文认为区域水资源承载力评价单指标三元联系数的差异度系数值
10、随评价指标样本值 动态变化当 越靠近评价等级 级的下限值 时越接近 当 越靠近 级与 级的临界值 时越接近/当 越靠近 级与 级的临界值 时越接近 /当 越靠近等级 级的上限值 时越接近 基于以上分析和差异度系数内涵研究提出了一种随区域水资源承载力评价样本值连续变化的单指标三元联系数动态差异度系数计算方法如式()所示(以正向指标为例说明):()()()/()()()()步骤 计算区域水资源承载力评价样本 子系统 中指标 的三元联系数:()结合子系统 中指标 的权重 计算区域水资源承载力评价样本 子系统 的三元联系数:()综上区域水资源承载力评价样本 的三元联系数 为 ()式中 为区域水资源承载
11、力子系统 的权重采用确定依据式()计算的联系数值 判别区域水资源承载力等级值 可证明 按照均分原则将其划分为 个评价等级分别对应区域处于水资源超载状态 .)、临界超载状态 .和可载状态(.为与联系数值的评价结果进行对比分析运用级别特征值法计算评价样本 的水资源承载力等级值(式()并按照均分原则将其划分为 个等级分别对应区域处于水资源可载状态.)、临界超载状态.和超载状态(.()进一步计算评价样本 的减法集对势(式()进行对比按照均分原则将其划分为 个等级分别对应区域处于水资源超载状态 .)、临界超载状态 .和可载状态(.()()()步骤 依据式()计算的评价指标联系数值诊断阻碍区域水资源承载力
12、提升的主要因子 可证明 按照均分原则将评价指标分为强阻碍型 .)、中阻碍型 .)、弱阻碍型 .、弱提升型(.、强提升型(.个类型 其中强阻碍型和中阻碍型指标是严重阻碍区域水资源承载力提升的障碍因子是水资源承载力调控的重点对象 实证研究以安徽省各市为研究对象进行实证分析 为探讨安徽省不同地区水资源承载机制依据安徽省城镇体系规划(年)以及长江、淮河流经区域将安徽省划分为皖北(淮北、亳州、宿州、蚌埠、阜阳、淮南)、皖中(合肥、滁州、六安、安庆)、皖南(马鞍山、芜湖、宣城、铜陵、池州、黄山)三大地区.水资源承载力评价指标体系构建从区域水资源承载力系统结构和评价目标出发综合分析水资源承载支撑力、承载压力
13、和承载调控力 个子系统的承载特征参考已有研究并结合安徽省实际水资源和社会经济情况建立安徽省水资源承载力评价指标体系及相应等级标准子系统及其中各评价指标权重采用 计算见表 根据安徽统计年鉴()和安徽省水资源公报()的统计数据计算得到 年安徽省 个地级市 个水资源承载力评价指标的样本值表 安徽省水资源承载力评价指标体系及权重 子系统评价指标单位评价指标权重评价等级标准 级(可载状态)级(临界超载状态)级(超载状态)水资源承载支撑力子系统人均水资源量().)产水模数()万/.)人均供水量()/.)植被覆盖率().)万元 用水量().(万元工业增加值需水量().(人口密度()人/.(城市化率().(单
14、位面积农田灌溉用水量()/.(水资源承载调控力子系统水资源开发利用率().(人均()万元.)城市污水处理率().)节水灌溉面积比例().)生态用水率().).水资源承载力评价分析依据 年安徽省各地级市水资源承载力评价指标样本数据和表 中各指标评价等级标准得到各指标联系数分量结合式()计算各指标联系数的动态差异度系数再依据表 中各指标权重和各市评价指标、子系统和水资源承载力系统的联系数值同时利用式()()分别计算相应的级别特征值和减法集对势进行对比分析 安徽省 个地级市 年水资源承载力评价结果均值见表 其中联系数值越小或级别特征值越大、减法集对势越小评价等级越高区域水资源承载状态越差反之亦然由表
15、 可知由联系数值法、级别特征值法和减法集对势法得到的安徽省 市 年水资源承载力评价结果基本一致大多数市处于水资源临界超载状态 但联系数值法判别出地处皖南地区的宣城、池州和黄山 市为水资源可载状态而级别特征值法仅判别出黄山市处于水资源可载状态说明本文提出的区域水资源承载力评价模型结果合理可靠 相比级别特征值法本文方法可充分挖掘和利用评价样本所蕴含信息基于随实际样本值变化的动态差异度系数进一步精准量化评价指标值与等级标准之间的微观不确定性相比减法集对势法可计算得到完整的联系数值判别灵敏度更高结果差异性更显著 此外从多年平均发展看安徽省整体水资源承载状态较为严峻亟须调控分别选取皖北、皖中和皖南地区的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 动态 差异 系数 区域 水资源 承载力 评价 诊断
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。