基于DPSIRM模型下的区域水资源承载力综合评价 ——以宜昌市为例

论文摘要

宜昌,古称“夷陵”,是湖北省地级市,位于长江上中游分界处,上控巴蜀、下扼荆襄,号称“川鄂咽喉、三峡门户”。宜昌市还是湖北省省域副中心城市,GDP总量常年位居湖北省第二位。目前宜昌市正在着重打造现代化特大型城市,地理位置处于高铁八横八纵主通道线路的一个重要交点,是中国中部重要的交通枢纽。随着人口急剧膨胀、经济快速发展,需水量逐年增加,然而水资源总量是有限的,其对社会经济发展规模的支撑能力也是有限的。因此计算宜昌市的水资源承载能力,判断其是否能够支撑社会经济的发展规模和发展速度显得尤为重要。（1）水资源不仅会在自然过程中进行更新循环自然水循环,在社会经济过程中也会伴随着更新循环社会水循环,即一种二元水循环过程;另一方面,水资源在社会水循环过程中又有两种不同的存在形式实体水和虚拟水,即一种二维结构。因此,在对水资源承载力研究时要充分考虑到这种二元-二维水资源的特点。（2）本文引入DPSIRM框架模型用于水资源承载力综合评价,即为驱动力-压力-状态-影响-响应-管理（Driving force-Pressure-State-Impact-Response-Manage ment,DPSIRM）模型。该模型现已用于人居环境安全、湖泊生态系统健康和水资源安全等方面,但水资源承载力评价方面的研究还不算多。（3）运用MatlabR2014b软件进行编程投影寻踪方法（Projection Pursuit,PP）是一种用于处理和分析高维数据的方法以及遗传算法（GA）是通过模仿自然界生物优胜劣汰进化机制而发展的一种随机搜索式全局优化方法。编程求解得出投影指标的最佳投影方向向量,也就是各项指标的权重大小。（4）研究结论:首先将各项投影指标的权重大小进行排序并按照关键指标、重要指标、次重要指标、一般指标四个等级进行分类。然后根据各项指标的投影权重可以计算得出各子系统的所占比重。接着利用最佳投影向量计算出2010-2016年宜昌市水资源承载力的综合特征值,也就是水资源承载力,并以可持续发展理论为基础,按照社会即将崩溃、发展不可持续、临界状态、勉强可持续发展、可持续发展五个标准进行判定。最后对宜昌市2010-2016年各个子系统走势变化进行论证分析,影响宜昌市这七年中水资源承载力最主要的原因是地表、地下水资源以及年降水量和人均水资源量等水资源总量的变化;次要原因是水资源的开发与利用程度特别是农业灌溉用水和用水普及度的使用效率;接下来是工业、农业上的废水、废物以及生活上的垃圾排放对环境的污染程度;还有是人们对废水、废物以及生活垃圾的处理程度以及治理投入力度等。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景与意义
•   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
•   1.3 研究内容与技术路线图
•     1.3.1 主要研究内容
•     1.3.2 技术路线图
• 2 水资源承载力评价的理论基础
•   2.1 可持续发展理论
•     2.1.1 可持续发展内容
•     2.1.2 可持续发展内涵
•   2.2 系统论
•     2.2.1 系统的特征
•     2.2.2 系统基本原理
•   2.3 基于二元-二维循环水资源承载力概念
•     2.3.1 传统水资源承载力概念
•     2.3.2 二元-二维循环水资源承载力概念
• 3 研究区概况
•   3.1 自然地理概况
•     3.1.1 地理位置
•     3.1.2 地质地貌
•     3.1.3 自然资源
•   3.2 社会经济概况
•     3.2.1 人口状况
•     3.2.2 经济现状
• 4 评价指标模型及体系的建立
•   4.1 DPSIRM模型
•     4.1.1 DPSIRM模型介绍
•     4.1.2 DPSIRM模型理论框架
•   4.2 评价指标体系的设计原则
•   4.3 基于DPSIRM模型的评价指标体系设计
•     4.3.1 驱动力子系统
•     4.3.2 压力子系统
•     4.3.3 状态子系统
•     4.3.4 影响子系统
•     4.3.5 响应子系统
•     4.3.6 管理子系统
•   4.4 本章小结
• 5 研究方法与数据来源
•   5.1 投影寻踪技术
•     5.1.1 投影寻踪方法的基本思想
•     5.1.2 遗传算法简介
•     5.1.3 投影寻踪评价模型的构建
•   5.2 数据来源
•     5.2.1 DEM数据
•     5.2.2 数据资料
•   5.3 本章小结
• 6 水资源承载力综合评价
•   6.1 评价模型求解过程及结果
•     6.1.1 数据极差归一化处理
•     6.1.2 利用MATLAB编程求解
•   6.2 综合评价结果及分析
•     6.2.1 单项指标权重判定
•     6.2.2 各子系统权重判定
•     6.2.3 承载力结果分析
•     6.2.4 各子系统结果分析
•   6.3 本章小结
• 7 结论与展望
•   7.1 结论
•   7.2 展望
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘敬东

导师: 丁辉

关键词: 宜昌市,水资源承载力,二元水循环,模型

来源: 四川师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 资源科学,水利水电工程

单位: 四川师范大学

分类号: TV213.4

DOI: 10.27347/d.cnki.gssdu.2019.000736

总页数: 56

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