流域水資源承載能力增強(qiáng)機(jī)理研究——以東江流域?yàn)槔?pdf

1、隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對水的依賴越來越大，在實(shí)際生產(chǎn)生活過程中，缺水的問題逐步顯現(xiàn)，如水不能與生態(tài)環(huán)境形成良性互動(dòng)、也不能支撐社會和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展等，解決水短缺，化解水危機(jī)，提高水資源承載社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能力是當(dāng)務(wù)之急，研究水資源承載能力增強(qiáng)機(jī)理顯得必要和重要。通過研究水資源承載能力增強(qiáng)機(jī)理，了解自然—人工水循環(huán)復(fù)雜環(huán)境下，水資源承載系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其功能、屬性，其承載能力可增強(qiáng)性、增強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力、增強(qiáng)演進(jìn)機(jī)理、增強(qiáng)途徑機(jī)理、增強(qiáng)的主貢獻(xiàn)因

2、子等，進(jìn)而掌握水資源承載能力的增強(qiáng)規(guī)律，在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的措施，對解決我國在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城市化迅速推進(jìn)過程中所導(dǎo)致的水資源短缺、水環(huán)境污染日趨惡化等引發(fā)的水危機(jī)，保障社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，具有重要理論和實(shí)際意義。因此，本文研究的目的是：在水資源承載能力研究的基礎(chǔ)上，通過深化研究流域水資源承載能力增強(qiáng)的內(nèi)在機(jī)理，掌握水資源承載能力增強(qiáng)的規(guī)律；并針對具體的研究區(qū)提出切實(shí)可行的水資源管理技術(shù)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略措施。這不僅可以豐富和完善水資源承載能力

3、理論與方法，而且還為解決東江流域的生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供決策依據(jù)。 為達(dá)到上述目的，本論文利用包括“天然—人工”二元水循環(huán)理論、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其功能理論、復(fù)雜性科學(xué)與復(fù)雜性基礎(chǔ)理論、適應(yīng)性循環(huán)理論、彈性理論等詳細(xì)分析水資源承載系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，系統(tǒng)研究了水資源承載能力的可增強(qiáng)性、增強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力、增強(qiáng)演進(jìn)機(jī)理、增強(qiáng)途徑機(jī)理，并將這些理論研究的成果綜合形成水資源承載能力增強(qiáng)機(jī)理的理論體系；并應(yīng)用解釋結(jié)構(gòu)模型對影響水資源承

4、載能力增強(qiáng)因素進(jìn)行主影響因子的識別，應(yīng)用博弈論研究水資源管理激勵(lì)機(jī)制形成機(jī)理，應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法評價(jià)用水效率、激勵(lì)機(jī)制對水資源承載能力增強(qiáng)的貢獻(xiàn)度，對識別方式正確性加以證實(shí)；最后應(yīng)用PSR建立水危機(jī)度評價(jià)指標(biāo)體系，應(yīng)用模糊評判、支持向量機(jī)方法建立評價(jià)水危機(jī)度的方法。本文取得的主要研究成果和結(jié)論如下： （1）水資源承載能力可增強(qiáng)的內(nèi)因由其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)性、屬性、復(fù)雜性所決定的。 （2）對水需求的不斷擴(kuò)張、對恢復(fù)水環(huán)境與水生

5、態(tài)的需求、對維持水量水質(zhì)再生的需求是水資源承載能力增強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力。在驅(qū)動(dòng)力作用下，水資源承載系統(tǒng)的適應(yīng)性逐漸增加，水資源承載能力可增強(qiáng)性的本質(zhì)發(fā)生作用，承載能力也逐漸增強(qiáng)；水資源承載能力增強(qiáng)的途徑主要是要謀求經(jīng)濟(jì)和社會與水資源承載能力協(xié)調(diào)發(fā)展，在一定水資源可利用量條件下，在現(xiàn)有社會進(jìn)步條件、經(jīng)濟(jì)能力、科技應(yīng)用水平的基礎(chǔ)上通過激勵(lì)機(jī)制、科技手段加大人工水循環(huán)中的“取水、輸水、用水（耗）、排水”各環(huán)節(jié)的內(nèi)涵。 （3）通過對影響水資源承

6、載能力的因素進(jìn)行分析得出，對于一般流域而言，水資源承載能力的主要影響因素可以分為九個(gè)影響因素，分別是水資源數(shù)量、水資源質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境狀況、社會與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、激勵(lì)機(jī)制、取供水能力、輸水效率、用水效率、退排水量與質(zhì)量，利用ISM解釋結(jié)構(gòu)模型對水資源承載能力增強(qiáng)的影響因素進(jìn)行定性判定得出：激勵(lì)機(jī)制與用水效率等兩因素是水資源承載能力增強(qiáng)的主貢獻(xiàn)因子。 （4）在分析了博弈理論與水資源管理激勵(lì)機(jī)制關(guān)系的基礎(chǔ)上，論述了激勵(lì)機(jī)制形成的博弈機(jī)理

7、-利益主體對水資源管理制度心理接受、文化的認(rèn)同，這樣，在滿足個(gè)體理性的前提下達(dá)到集體理性。激勵(lì)機(jī)制形成結(jié)果是制度完善，執(zhí)行的成本低，供水與用水戶利益均得到保證，水量水質(zhì)得以維持再生，水資源承載能力得以增強(qiáng)。 （5）在分析了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的理論應(yīng)用于水資源承載能力增強(qiáng)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了東江流域深圳水資源承載能力系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了基于SD模型的水資源承載能力增強(qiáng)貢獻(xiàn)因子指標(biāo)體系和因子貢獻(xiàn)度的計(jì)算方法。通過對深圳市水資源承

8、載能力動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算得出：深圳市用水效率和激勵(lì)機(jī)制對水資源承載力的貢獻(xiàn)起主要作用，其貢獻(xiàn)度一直呈增加趨勢，與現(xiàn)實(shí)相符，驗(yàn)證了SD模型，也進(jìn)一步驗(yàn)證了第二章的ISM方法識別的正確性。 （6）在分析水危機(jī)與水資源承載能力的關(guān)系的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于壓力—狀態(tài)—響應(yīng)概念框架基礎(chǔ)上的水危機(jī)度評價(jià)指標(biāo)體系，建立了基于模糊綜合評判法、支持向量機(jī)（Support Vector Machine，SVM）用水危機(jī)度表達(dá)的水資源承載能力評價(jià)模型。模型