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海河流域水资源脆弱性及其评价

时间:2012-02-26作者:来源:中国论文库
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  摘要:水资源脆弱性是评价水资源系统对自然条件变动或人类开发利用影响承载能力的重要指标,其评价对于水资源保护工作非常重要。从自然因素、人为因素、综合因素三方面给出13个指标,利用层次分

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  摘要:水资源脆弱性是评价水资源系统对自然条件变动或人类开发利用影响承载能力的重要指标,其评价对于水资源保护工作非常重要。从自然因素、人为因素、综合因素三方面给出13个指标,利用层次分析法确定各指标的权重,综合相关研究及经验确定各指标的标准值,综合进行区域水资源脆弱性评价。以海河流域为例开展了实例研究,海河流域现状的水资源脆弱度为59.7,属于中度脆弱区;在未来气候变化条件下,经过人工水资源调控措施,海河流域2020年、2030年水资源脆弱度分别为58.64、58.63,证明水资源调控措施将会改善海河流域水资源条件。

  该方法对流域级水资源系统的脆弱性评价有重要意义。

  关键词:水资源;脆弱性评价;指标体系;层次分析法;海河流域;情景预测

  1国内外水资源脆弱性评价进展

  随着人口的急剧膨胀和经济社会的快速发展,人类活动对流域水资源系统的影响不断增强,出现了诸如河道断流、洪涝、干旱和地面沉降等等一系列的脆弱性事件。水资源脆弱性研究逐渐受到学者的关注。

  国外水资源脆弱性的研究始于地下水资源脆弱性概念的提出(Albinet&M arget,1968)。20世纪80年代以后,对地下水脆弱性的研究关注于含水层本身属性的同时开始考虑人类活动对地下水脆弱性的影响[1]。对于水资源的脆弱性定量研究工作尚显不足,www.lwkoo.com Surendra N.Kulshreshtha(1998)从人口增长、粮食自给程度、工业增长及气候变化四个方面对全球现状水平(1990年)及未来水平(2025年)的水资源脆弱性进行对比评价,认为未来人口增长是对水资源脆弱性贡献最大的因素[2]。Thian Yew Gan(2000)提议通过增加小型水资源工程、增加雪水的储存、增加现有水资源系统间的集成、在农业范围内在水价、计水方式等方面推行节水措施,以此来降低北美大草原应对未来气候变暖及干旱时的水资源脆弱度[3]。

  国内水资源脆弱性研究起步于20世纪90年代中期,研究内容多为地下水脆弱性,近年来部分学者在水资源脆弱性的概念、内涵、定量评估方法等方面做了有益的探索。刘绿柳[4]较早提出了水资源脆弱性的概念,并且在分析其脆弱性内涵的基础上给出了水资源脆弱性定量评价的指标体系和评价方法;邹君[5]等以南方地表水资源系统为研究对象,提出了地表水资源脆弱性的概念,分析了地表水资源脆弱性的内涵和影响因素。由于水资源系统本身的复杂性,国内外水资源脆弱性研究尚处在起步阶段,存在比较突出的问题是水资源脆弱性的概念尚没有形成共识,还没有形成完备的流域尺度的水资源脆弱性评价理论和方法体系。

  2水资源脆弱性的概念

  水资源系统是在一定区域内由各种形态的水所构成的统一体。统一体中的各类水具有相互联系并依一定规律相互转化,体现出明显的整体功能、层次结构和特定行为[6]。

  综合相关研究,作者认为,对于水资源系统而言,脆弱性有3层含义:1脆弱性是水资源系统自然属性的一种外在表现;

  脆弱性容易受气候变化、水资源开发利用等外在因素的影响,并通过一定的方式表现出来;?水资源系统具有一定的自我恢复能力。

  3评价方法

  目前水资源脆弱性的定量评价方法有模糊分析法、层次分析法、神经网络法、EFI胁迫度指数法和综合分析等方法。

  模糊分析方法可以定量的描述单因素的模糊属性和不确定性;层次分析法根据定量与定性相结合,定量描述评价指标的重要性是解决决策问题的简便方法;神经网络法具有自学习功能,并能够快速寻优,是模拟、预测中应用较多的工具;

  EF I胁迫度指数法是从生物承载能力来描述区域可持续发展的状态;综合分析法则根据实际情况选取不同的方法综合进行水资源脆弱度评价。结合本文研究情况,本文采用综合分析法进行水资源脆弱性评价。

  3.1指标体系建立

  水资源脆弱性评价指标体系的构建从我国水资源的实际情况出发,将影响水资源脆弱性的主要影响因素分为三类,即自然因素、人为因素、综合因素,并根据科学性、合理性、可操作性和可比性建立指标评价体系。

  自然因素指标包括降水量、干旱指数、年降水极值比、调出入境水量等;人为因素指标包括经济增长速度、万元产值CO D排放量、人均生活COD排放量、城市污水处理率、调入调出水量;人均水资源量、水资源开发利用程度、地下水开采比例和用水定额受自然因素和人类因素同时制约,作为综合因素指标进行评价。

  为了便于比较,实际计算中对指标的处理如下:1流域调入水量按照流域面积折算为调入水深,与降水深统一作为流域年总入水量进行考虑;o年降水极值比采用多年降水中年最大降水深的最大值与最小值的比值;?地下水开采比例采用在同一范围内某时间段的地下水开采量与地下水可开采量的比值;?出境水量包括两部分:一是调出水量、二是河流自然流动流出的水量,目前对河道内的出入境水量和入海水量还没有一个较为公认的值,仅是由上下游用水户协议解决,因此不考虑这部分水量,只考虑跨流域调出水量;干旱指数采用年蒸发能力与年降水量的比值,表征气候干湿程度?转贴于中国论文库 http://www.lwkoo.com

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