水利工程硕士论文
摘 要
在我国经济社会快速发展的背景下，全社会对水资源的需求量显着提高，对水资源系统的稳定性和安全性构成了挑战。而水资源承载力作为衡量区域经济社会和水资源系统之间协调发展程度的指标，对其进行合理评价可为经济社会发展规划制定、水资源可持续利用、良好生态环境维护奠定基础，为贯彻绿色发展理念和人民幸福生活提供保障。
本文以2018年为现状年，在综合考虑临汾市整体和各县（市、区）水资源状况和经济社会发展水平的基础上，以临汾市各县（市、区）为评价单元，从经济社会、水资源和生态环境3个方面出发，构建了14个指标的水资源承载力评价体系；应用模糊综合评价法和集对分析法，按水资源承载力弱、较弱、中等、较高、高等5个等级，对临汾市水资源承载力进行了评价。
评价结果为：2018年临汾市水资源承载力总体为较弱水平。
（1）临汾市东部山区水资源承载力处于中等水平，但各县水资源承载力水平相差较大。其中安泽县的水资源承载力属于较高水平，水资源承载力综合评分值达0.62；古县水资源承载力综合评分值为0.54，属于中等水平；但同属于东部山区浮山县的水资源承载力综合评分值仅为0.22，属于较弱水平。
（2）临汾市中部平川区水资源承载力属于较弱水平。其中霍州市和翼城县水资源承载力综合评分值分别为0.40和0.41，属于中等水平；尧都区、侯马市、曲沃县、襄汾县和洪洞县的水资源承载力综合评分值分别为0.35、0.34、0.25、0.24和0.31，均处于较弱水平。
（3）临汾市西部山区水资源承载力属于中等水平。其中水资源承载力达到中等水平的县有吉县、乡宁县和蒲县，其水资源承载力综合评分值分别为0.45、0.49和0.45；水资源承载力处于较弱水平的县为大宁、永和、隰县和汾西县，水资源承载力综合评分值分别为0.33、0.32、0.35和0.33。
针对各县（市、区）水资源承载力现状，提出相应的水资源承载力提高方法和改进措施，通过各项工程措施及非工程措施，提高临汾市总体的水资源承载力。本研究可以为临汾市产业结构调整和政策制定提供参考，具有一定的现实意义，并丰富了临汾地区水资源承载力相关研究。
关键词 ： 水资源承载力；临汾市；组合权重；模糊综合评价；集对分析法 。
Abstract
In the context of rapid economic and social development in China, the demand forwater resources in the whole society has increased significantly, which poses achallenge to the stability and security of water resources system. As an indicator tomeasure the coordinated development degree between regional economic society andwater resources system, water resources carrying capacity can lay a foundation for theformulation of economic and social development planning, the sustainable utilizationof water resources and the maintenance of a good ecological environment, and providea guarantee for the implementation of the concept of green development and people'shappy life.
This paper takes data from 2018, and in consideration of water resources conditionand the level of economic and social development of Linfen city and its various counties(city, area), on the basis of in linfen city in various counties (city, area) as evaluationunit, from the economic society, water resources and ecological environment threeaspects, the index evaluation system for the water resources carrying capacity with 14criteria; Based on the Fuzzy Comprehensives Appraisal and Set Pair Analysis, the waterresources carrying capacity of Linfen City is evaluated according to five grades: weak,semi-weak, medium, semi-high and high.
The evaluation results show that the overall water resources carrying capacity ofLinfen City in 2018 is at semi-weak level.
(1) The carrying capacity of water resources in the eastern mountainous area ofLinfen City is at a medium level, but the level of carrying capacity of water resourcesin different counties varies greatly. Among them, the water resources carrying capacityof Anze County is at a semi-high level, and the comprehensive score of water resourcescarrying capacity is 0.62. The comprehensive scoring value of water resources carryingcapacity in Guxian County is 0.54, which belongs to the medium level. However, thecomprehensive scoring value of water resources carrying capacity in Fushan County inthe eastern mountainous area is only 0.22, which belongs to the semi-weak level.
(2) The water resource carrying capacity of Pingchuan District in the middle ofLinfen City is relatively weak. The comprehensive scoring value of water resourcescarrying capacity in Huozhou City and Yicheng County was 0.40 and 0.41, respectively,which belonged to the medium level. The comprehensive scoring values of water resources carrying capacity in Yaodu District, Houma City, Quwo County, XiangfenCounty and Hongdong County were 0.35, 0.34, 0.25, 0.24 and 0.31, respectively, whichwere all at a weak level.
(3) The carrying capacity of water resources in the western mountainous area ofLinfen City belongs to the middle level. Among them, Ji County, Xiangning Countyand Puxian County reached the middle level of water resources carrying capacity, andtheir comprehensive scoring values were 0.45, 0.49 and 0.45, respectively. The countieswith relatively weak water resources carrying capacity were Daning, Yonghe, Xi andFenxi, with the comprehensive scoring values of 0.33, 0.32, 0.35 and 0.33, respectively.
According to the present situation of the water resources carrying capacity of eachcounty (city, district), this paper puts forward the corresponding methods and measuresto improve the water resources carrying capacity, and improves the overall waterresources carrying capacity of Linfen city through various engineering measures andnon-engineering measures. This study can provide reference for industrial structureadjustment and policy formulation of Linfen City, and has certain practical significance,and enriches the related research on water resource carrying capacity in Linfen area.
Keywords : water resource carrying capacity; Linfen City; combined weight; FuzzyComprehensives Appraisal; Set Pair Analysis 。
第1章 绪论
1.1、研究背景及意义
中国目前已成为世界上最大的经济体之一，在近30年，经济社会处于高速发展状态，对于水资源的需求量也随之增加，水资源供需矛盾日趋严重，水资源相对匮乏所造成的各种经济社会、自然环境问题也渐渐凸显[1]。
根据相关研究，我国目前有400余个城市面临水资源供需不平衡问题[2,3]。对于水资源的过渡开发同时也导致了生态退化等环境问题。因此，我国近年来加大了生态环境治理力度，提出了“绿水青山就是金山银山”的绿色发展理念。在这样的背景下，如何以生态优先为出发点进行水资源承载力评价，成为了水资源、水环境科学研究中的重点问题。
我国学者惠泱河[4]对水资源承载力的内涵进行了阐述，他将水资源承载力定义为：以可持续发展为前提，在现有科学技术条件下，当地水资源系统支撑经济社会发展的最大能力[5]。一个地区的水资源承载力是随着该地区的经济社会发展水平以及科学技术条件而变化的综合性指标。基于水资源承载力的内涵，对水资源承载力的科学评价，可以作为衡量当地经济社会发展水平与水资源系统之间的匹配程度的依据。若水资源系统无法支撑当地经济社会发展，将会影响水资源系统的稳定，进而影响经济社会发展、生态系统安全和生物多样性等。
临汾市作为山西省重要的工业基地，资源型缺水和水质型缺水并存。2018年，临汾市年平均降水量为475.8mm，水资源人均占有量仅为225m3[6]，不足全国水资源人均占有量的六分之一。同时，由于临汾市进行了快速的工业化，形成了以煤炭工业和冶金工业为主的产业体系，尽管工业化为临汾市的经济社会发展提供了强大动能，但污染密集型工业同时也产生了过量的废污水，2018年，临汾市的废污水入河量为4327.53万吨，对地表水造成严重污染，13个水功能区仅有2个达标[7]。受污染的地表水通过水文循环进入地下水系统，使得临汾地区地下水也受到不同程度污染，临汾地区3个主要岩溶泉中仅有霍泉的水质达到Ⅲ类水，可被作为集中式生活饮用水水源；龙子祠泉和郭庄泉水质均为Ⅳ类水，适用于农业和部分工业用水，经过适当处理后，也可用于生活用水。在资源型缺水和水质型缺水的共同作用下，临汾地区各行业的用水需求难以得到保障，进而影响临汾市经济社会发展。
综上所述，对临汾市开展基于生态优先的水资源承载力评价具有重要的实际意义。首先，临汾市尚未进行基于保护生态环境为前提的水资源承载力研究，其次，以保护生态和环境为目标的水资源承载力研究将有助于开展临汾市水资源的优化配置、协调经济发展。基于该研究的评价结果，可以明确影响临汾市水资源承载力的主要因素，为临汾市产业结构调整和优化升级提供参考，并在完成产业转型的同时，提高临汾市水资源承载力，改善当地生态环境，提升人民生活的幸福感。因此，开展该项研究将会对临汾市的水资源开发利用、经济社会发展、生态环境建设等产生积极影响。
【由于本篇文章为硕士论文，如需全文请点击底部下载全文链接】
1.2、国内外研究进展
1.2.1、 国外研究进展
1.2.2 、国内研究进展
1.2.3 、主要研究方法
1.2.4、研究存在的问题.
1.3、研究方法与技术路线图.
1.3.1、 研究方法
1.3.2 、技术路线图
第2章 研究区概况
2.1 、自然地理与经济社会
2.1.1、地理位置与行政区划
2.1.2 、水文气象条件
2.1.3、 河流水系
2.1.4、经济社会
2.2、水资源概况
2.2.1、水资源总量.
2.2.2、水资源开发利用情况
2.3、水环境概况
2.3.1、地表水环境质量
2.3.2、地下水环境质量
第3章 水资源承载力评价指标体系.
3.1、水资源承载力评价指标体系构建
3.1.1、评价指标选取原则
3.1.2、影响因素分析与指标选取.
3.1.3、水资源承载力评价指标体系确定
3.2、指标权重确定
3.2.1、层次分析法.
3.2.2、熵权法.
3.2.3、组合权重确定
3.2.4、指标赋权计算
3.3、评价指标分级标准
第4章 水资源承载力评价模型.
4.1、模糊综合评价模型.
4.2、集对分析模型
4.2.1、集对分析法原理.
4.2.2、评价体系构建
第5章 临汾市水资源承载力评价.
5.1 、基于模糊综合评价的水资源承载力评价.
5.2、基于集对分析法的水资源承载力评价.
第6章 水资源承载力评价结果对比分析.
6.1、水资源承载力评价结果对比
6.2、水资源承载力评价结果分析.
6.2.1、 水资源承载力总体评价及分析.
6.2.2、水资源承载力子系统评价及分析.
6.3、水资源承载力提高措施
第7章 结论
在现有研究的基础上，本文构建了适用于临汾市的水资源承载力评价指标体系，并通过层次分析法和熵权法对各指标进行赋权，在赋权过程中通过提高水资源子系统和生态环境子系统的权重，以体现本次水资源承载力评价对生态环境的重视。并采用模糊综合评价法和集对分析法构建水资源承载力评价模型，对临汾市各县（市、区）进行水资源承载力评价，同时将模糊综合评价中综合评分值的概念引入到集对分析法对联系度系数赋值的过程中，并对两种方法的评价结果进行量化对比，以研究评价方法的可靠性与合理性。本文取得的主要结论如下：
（1）根据水资源承载力评价指标选取原则，选取适用于以县级行政区划为研究对象的水资源承载力评价指标，构建了以临汾市水资源承载力评价为目标层，经济社会、水资源和生态环境为准则层，14个评价指标为指标层的水资源承载力评级指标体系。
（2）为了克服模糊综合评价中信息缺失和主观随意性问题，选取模糊综合评价与集对分析法相结合的评价方法对临汾市各县市的水资源承载力进行评价，结果表明临汾市总体上水资源承载力处于较弱水平，而临汾市各县（市、区）的水资源承载力与其地理位置相关，临汾市位于东部和西部山区的县（市、区）水资源承载力高于临汾市中部地区的县（市、区），其中以位于山西省东部安泽县的水资源承载力最高，水资源承载力综合评分值达0.62，属于较高水平，而位于中部地区的襄汾县和曲沃县水资源承载力最低，水资源承载力综合评分值分别为0.24和0.25，属于较弱水平。
（3）为了对两种评价方法进行量化对比，引入组内相关系数对两种评价结果的一致性进行检验，其结果表明模糊综合评价法和集对分析法的评价结果具有满意的一致性，认为这两种方法的评价结果是可靠和合理的。同时对模糊综合评价法与集对分析法结合应用方式做出了尝试性探索。
（4）本文通过对临汾市开展以县为基本单位的水资源承载力评价，为临汾市产业结构调整和政策制定提供了借鉴，具有一定的现实意义，并为华北地区水资源承载力相关研究提供参考。
参考文献.
[1] 金菊良,董涛,郦建强,等不同承载标准下水资源承载力评价[J]水科学进展, 2018, 29(1): 31-39.
[2] Guan X, Wei H, Lu S, et al. Assessment on the urbanizati on strategy in China.Achievements, challenges and relecti ons[J]. Habitat International, 2018, 71: 97-109.
[3] Bao, C，Fang, C1. Water Resources Flows Related to Urb anization in China:Challenges and Perspecives for Water M anag ement and Urban Development[J]. WaterResource Manage, 2012, 26: 531-552.
[4] 惠泱河，蒋晓辉,黄强，等水资源承载力评价指标体系研究[J]水土保持通报, 2001(01): 30-34.
[5]张丽洁黄河流域水资源承载力评价研究[D].西北农林科技大学, 2019.
[6]临汾市水利局临汾市水资源公报[N]2018.
[7]武宏娟.临汾市汾河流域水环境承载现状与纳污能力分析[J].吉林水利,2020, 4 54(3): 42 -4 5.
[8] Rijsberman M A Van de Ven F H M. Different approaches to assessment of designand m anagem ent of susta nable urb am water systems[J]. Environm ental ImpactAssessment Revi ew, 2000, 20(3): 333-345.
[9] Varis O, Valkkilainen P. China's 8 challenges to water resources management in thefirst quarter of the 21st C entury[J]. Geomorphology, 2001, 41(2-3): 93-104.
[10] Sawunyama T, Senzanje A, Mhi zha A. Estimation of small reservoir storagecapaciti es in Limpopo River Basi n using geo graphi cal in formati on systems (GIS) andremotely sensed surface areas Case of M zi ngwane catchment[J]. Physics andChemistry of the Earth, Parts A/B/C, 2006, 31(15-16): 935-943.
[11]Pandey V P, Babel M s, Shrestha s, et al. A framework to assess adaptivecapacity of the water resources system in Nepalese river b asins[J]. EcologicalIndicators, 2011, 11(2): 480-488.
[12] Koop S H A, van Leeuwen C J. The challenges of water, waste and climatechange in cities[J]. Environment, development and sustainability, 2017, 19(2): 385-418.
[13] Magni A Berezowska-Azzag E. New tool for assessing urb an water carryingcapacity (WCC) in the pl anning of development programs in the region of Oran,Algeria[]. Sustanable Cites and Socety, 2018.
[14]新疆水资源软科学课题研究组.新疆水资源及其承载能力和开发战略对策[J]水利水电技术, 1989, (6): 2-9.
[15] 施雅风，曲耀光乌鲁木齐河流域水资源承载力及其合理利用[M]科学出版社, 1992.
[16]许有鹏.干旱区水资源承载能力综合评价研究一以新疆和田河流域为例[J]自然资源学报, 1993, (3): 229-237.
[17]傅湘,纪昌明区域水资源承载能力综合评价一主成分分析法的应用[J].长江流域资源与环境, 1999, (2): 168-173.
[18]王建华,江东，顾定法，等.基于SD模型的干旱区城市水资源承载力预测研究[]地理学与国土研究, 1999, (2): 19-23.
[19]徐中民，程国栋.运用多目标决策分析技术研究黑河流域中游水资源承载力[J].兰州大学学报, 2000, (2): 122-132.
[20] 王顺久,侯玉，张欣莉，等流域水资源承载能力的综合评价方法[J]. 水利学报, 2003, (1): 88-92.
[21]王浩，秦大庸,王建华，等西北内陆干旱区水资源承载能力研究[]自然.资源学报, 2004, (2): 151-159.
[22] 王彬，但德忠水资源承载力内涵的新认识[J]. 黑龙江水利科技, 2012, 40(7)1-2.
[23]中华人民共和国水利部全国水资源承载能力监测预警技术大纲[S], 2016.
[24] 王海俊,孙博.基于辽宁省太子河的流域水资源承载能力分析[]. 黑龙江水利科技, 2018, 46(9): 15-18, 134.