海河流域農業(yè)水資源承載力評價研究
發(fā)布時間:2021-06-05 19:42
為充分了解水資源支撐當前農業(yè)發(fā)展規(guī)模所處的狀態(tài),以科學調整農業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略及相應政策,保障海河流域水安全及糧食安全,開展農業(yè)水資源承載力評價研究。在構建農業(yè)水資源承載力評價體系的基礎上,通過熵權法確定權重,采用基于集對分析理論的五元聯(lián)系數(shù)法對海河流域農業(yè)水資源承載力進行評價,并通過模糊綜合分析法驗證該結果。研究結果表明:兩者計算結果基本相同,表明計算方法可行。研究結論為:山西、內蒙古、遼寧的承載潛力處于V3級臨界狀態(tài),北京、天津、河北、河南、山東的農業(yè)水資源承載力處于V4級飽和狀態(tài),表明海河流域的農業(yè)水資源承載力的強弱與地下水失衡狀況密切相關。通過承載能力"等級逆推",得出現(xiàn)狀條件下流域內各行政區(qū)的地下水開采率及有效灌溉面積的適宜區(qū)間,即:未來海河流域地下水需減少開采1.782×1010~2.031×1010 m3。
【文章來源】:水利水電技術. 2020,51(04)北大核心
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
海河流域示意
海河流域農業(yè)用水比重較高,常年超過65%(見圖2),主要受流域內降雨、水資源開發(fā)利用狀況、灌溉工程設施配套情況和農作物種植結構等的影響。農業(yè)供水分地表水供水和地下水供水。按照第1.1節(jié)關于農業(yè)水資源承載能力內涵和外延的分析,應以可操作性、代表性、通用性為原則,能夠反映單位面積農業(yè)用水量、用水效率等關鍵因素為原則選取農業(yè)水資源承載力評價指標。在農業(yè)生產活動中,有效灌溉面積越大,節(jié)水效果越好,且耕地抗干旱能力越高,產量越高;單位面積供水量越少,在供水總量不變和供需平衡的情況下,農業(yè)再生產的能力越高;農業(yè)系統(tǒng)正常運行的情況下,社會總體用水結構中農業(yè)用水比率越低,表明同一區(qū)域內工業(yè)等用水比率越高,反哺農業(yè)生產能力越強,進行行業(yè)間水權交易進而促進全面節(jié)水的可能性越大;畝均灌溉用水量越低,耕地面積不變情況下灌溉用水總量越少;在保持農業(yè)生產不變的情況下,地表水和地下水的開發(fā)程度越低,則對生態(tài)環(huán)境擾動越小,越易滿足達到水資源供需平衡的狀態(tài)。以上因素基本能從不同角度直接衡量農業(yè)水資源承載能力,綜合專家咨詢意見、當?shù)亓饔驒C構等單位所掌握的源數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù),經過對比篩選,從反映農業(yè)水資源承載力承受主體情況出發(fā),選取有效灌溉面積比率、供水模數(shù)、農業(yè)用水比率、單位灌溉用水量、地下水開發(fā)利用程度、地下水開發(fā)利用程度等6項評價指標。以上指標中,有效灌溉面積比率為有效灌溉面積與耕地面積之比,反映了區(qū)域灌溉工程或設備配備情況;供水模數(shù)為用水量與計算土地面積之比,表征單位土地面積的用水程度;農業(yè)用水比率為農業(yè)用水量與總用水量之比,表征農業(yè)用水水平;每公頃灌溉用水量為灌溉用水與土地面積之比,反映灌溉用水狀況,受降雨影響顯著;地下水開發(fā)程度為年地下水供水量與地下水資源可開采量之比,反映地下水資源開發(fā)潛力的大小;地表水開發(fā)程度為地表水供水量與地表水資源可利用量之比,反映地區(qū)地表水的開發(fā)程度及可利用的潛力。第一項指標屬于效益型指標,后五項指標屬于成本型指標。結合其他研究成果[44-45],制定出等級界定標準(見表1)。
表4 現(xiàn)狀海河流域評價指標數(shù)據(jù)統(tǒng)計 序 號 區(qū) 劃 有效灌溉面積比率/% 供水模數(shù)/萬m3·km-2 農業(yè)用水比率/% 畝均灌溉用水量/m3 地下水開發(fā)程度/% 地表水開發(fā)程度/% 1 北 京 91 21.42 31 246.03 112 99 2 天 津 78 18.81 49 247.74 132 290 3 河 北 75 10.20 74 214.93 143 66 4 山 西 31 3.43 55 191.39 41 38 5 河 南 78 16.87 62 253.29 115 106 6 山 東 86 13.21 84 234.90 45 94 7 內蒙古 39 1.44 65 283.04 100 40 8 遼 寧 60 0.45 79 143.02 37 2 各指標權重wj 0.164 0.199 0.156 0.139 0.217 0.126表5 海河區(qū)各省農業(yè)水資源承載力計算結果 區(qū) 劃 集對分析法 模糊綜合評判法 綜合評價聯(lián)系主值數(shù) 對應等級 綜合評分值 對應等級 北 京 -0.21 Ⅳ 0.39 Ⅳ 天 津 -0.39 Ⅳ 0.33 Ⅳ 河 北 -0.38 Ⅳ 0.34 Ⅳ 山 西 0.14 Ⅲ 0.56 Ⅲ 河 南 -0.50 Ⅳ 0.28 Ⅳ 山 東 -0.51 Ⅳ 0.27 Ⅳ 內蒙古 -0.09 Ⅲ 0.45 Ⅲ 遼 寧 0.13 Ⅲ 0.56 Ⅲ
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于模糊綜合評價法的河南省中原城市群水資源承載力評價研究[J]. 安強,魏傳江,賀華翔,崔英杰,聶倩文. 節(jié)水灌溉. 2019(12)
[2]基于熵權理想點的水資源承載力風險評價[J]. 王彥,孟令爽. 人民長江. 2019(04)
[3]長江口影響水資源承載力關鍵指標與臨界條件[J]. 徐志,馬靜,王浩,趙建世,胡雅杰,楊貴羽. 清華大學學報(自然科學版). 2019(05)
[4]基于熵權可拓物元模型的會寧縣水土資源承載力評價[J]. 郭嘉偉,張軍,陳彥. 甘肅農業(yè)大學學報. 2018(06)
[5]濟寧市水資源承載能力評價方法的應用與對比[J]. 李如意,束龍倉,魯程鵬,司海洋,胡笑燕. 水資源保護. 2018(06)
[6]水資源承載力預測模型研究[J]. 賈建輝,龍曉君. 水利水電技術. 2018(10)
[7]基于主成分分析的長江經濟帶水資源承載力評價[J]. 李燕,張興奇. 水土保持通報. 2017(04)
[8]基于主成分分析的甘肅省水資源承載力評價[J]. 曹麗娟,張小平. 干旱區(qū)地理. 2017(04)
[9]系統(tǒng)動力學在水土資源系統(tǒng)中的應用研究進展[J]. 姜秋香,趙蚰竹,王子龍,付強,周智美,王天. 東北農業(yè)大學學報. 2017(07)
[10]基于主成分分析和因子分析的寧夏水資源承載力研究[J]. 趙自陽,李王成,王霞,崔婷婷,程載恒,王帥. 水文. 2017(02)
博士論文
[1]天津市水環(huán)境承載力的研究[D]. 張旋.南開大學 2010
[2]水資源承載力分析與應用[D]. 孫富行.河海大學 2006
[3]新疆節(jié)水生態(tài)農業(yè)系統(tǒng)理論與制度創(chuàng)新研究[D]. 張紅麗.華中農業(yè)大學 2004
碩士論文
[1]區(qū)域水資源承載能力評價方法研究[D]. 袁鷹.中國水利水電科學研究院 2006
[2]海河流域水資源承載能力及水生態(tài)系統(tǒng)服務功能的研究[D]. 熊雁暉.清華大學 2004
本文編號:3212784
【文章來源】:水利水電技術. 2020,51(04)北大核心
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
海河流域示意
海河流域農業(yè)用水比重較高,常年超過65%(見圖2),主要受流域內降雨、水資源開發(fā)利用狀況、灌溉工程設施配套情況和農作物種植結構等的影響。農業(yè)供水分地表水供水和地下水供水。按照第1.1節(jié)關于農業(yè)水資源承載能力內涵和外延的分析,應以可操作性、代表性、通用性為原則,能夠反映單位面積農業(yè)用水量、用水效率等關鍵因素為原則選取農業(yè)水資源承載力評價指標。在農業(yè)生產活動中,有效灌溉面積越大,節(jié)水效果越好,且耕地抗干旱能力越高,產量越高;單位面積供水量越少,在供水總量不變和供需平衡的情況下,農業(yè)再生產的能力越高;農業(yè)系統(tǒng)正常運行的情況下,社會總體用水結構中農業(yè)用水比率越低,表明同一區(qū)域內工業(yè)等用水比率越高,反哺農業(yè)生產能力越強,進行行業(yè)間水權交易進而促進全面節(jié)水的可能性越大;畝均灌溉用水量越低,耕地面積不變情況下灌溉用水總量越少;在保持農業(yè)生產不變的情況下,地表水和地下水的開發(fā)程度越低,則對生態(tài)環(huán)境擾動越小,越易滿足達到水資源供需平衡的狀態(tài)。以上因素基本能從不同角度直接衡量農業(yè)水資源承載能力,綜合專家咨詢意見、當?shù)亓饔驒C構等單位所掌握的源數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù),經過對比篩選,從反映農業(yè)水資源承載力承受主體情況出發(fā),選取有效灌溉面積比率、供水模數(shù)、農業(yè)用水比率、單位灌溉用水量、地下水開發(fā)利用程度、地下水開發(fā)利用程度等6項評價指標。以上指標中,有效灌溉面積比率為有效灌溉面積與耕地面積之比,反映了區(qū)域灌溉工程或設備配備情況;供水模數(shù)為用水量與計算土地面積之比,表征單位土地面積的用水程度;農業(yè)用水比率為農業(yè)用水量與總用水量之比,表征農業(yè)用水水平;每公頃灌溉用水量為灌溉用水與土地面積之比,反映灌溉用水狀況,受降雨影響顯著;地下水開發(fā)程度為年地下水供水量與地下水資源可開采量之比,反映地下水資源開發(fā)潛力的大小;地表水開發(fā)程度為地表水供水量與地表水資源可利用量之比,反映地區(qū)地表水的開發(fā)程度及可利用的潛力。第一項指標屬于效益型指標,后五項指標屬于成本型指標。結合其他研究成果[44-45],制定出等級界定標準(見表1)。
表4 現(xiàn)狀海河流域評價指標數(shù)據(jù)統(tǒng)計 序 號 區(qū) 劃 有效灌溉面積比率/% 供水模數(shù)/萬m3·km-2 農業(yè)用水比率/% 畝均灌溉用水量/m3 地下水開發(fā)程度/% 地表水開發(fā)程度/% 1 北 京 91 21.42 31 246.03 112 99 2 天 津 78 18.81 49 247.74 132 290 3 河 北 75 10.20 74 214.93 143 66 4 山 西 31 3.43 55 191.39 41 38 5 河 南 78 16.87 62 253.29 115 106 6 山 東 86 13.21 84 234.90 45 94 7 內蒙古 39 1.44 65 283.04 100 40 8 遼 寧 60 0.45 79 143.02 37 2 各指標權重wj 0.164 0.199 0.156 0.139 0.217 0.126表5 海河區(qū)各省農業(yè)水資源承載力計算結果 區(qū) 劃 集對分析法 模糊綜合評判法 綜合評價聯(lián)系主值數(shù) 對應等級 綜合評分值 對應等級 北 京 -0.21 Ⅳ 0.39 Ⅳ 天 津 -0.39 Ⅳ 0.33 Ⅳ 河 北 -0.38 Ⅳ 0.34 Ⅳ 山 西 0.14 Ⅲ 0.56 Ⅲ 河 南 -0.50 Ⅳ 0.28 Ⅳ 山 東 -0.51 Ⅳ 0.27 Ⅳ 內蒙古 -0.09 Ⅲ 0.45 Ⅲ 遼 寧 0.13 Ⅲ 0.56 Ⅲ
【參考文獻】:
期刊論文
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[5]濟寧市水資源承載能力評價方法的應用與對比[J]. 李如意,束龍倉,魯程鵬,司海洋,胡笑燕. 水資源保護. 2018(06)
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[7]基于主成分分析的長江經濟帶水資源承載力評價[J]. 李燕,張興奇. 水土保持通報. 2017(04)
[8]基于主成分分析的甘肅省水資源承載力評價[J]. 曹麗娟,張小平. 干旱區(qū)地理. 2017(04)
[9]系統(tǒng)動力學在水土資源系統(tǒng)中的應用研究進展[J]. 姜秋香,趙蚰竹,王子龍,付強,周智美,王天. 東北農業(yè)大學學報. 2017(07)
[10]基于主成分分析和因子分析的寧夏水資源承載力研究[J]. 趙自陽,李王成,王霞,崔婷婷,程載恒,王帥. 水文. 2017(02)
博士論文
[1]天津市水環(huán)境承載力的研究[D]. 張旋.南開大學 2010
[2]水資源承載力分析與應用[D]. 孫富行.河海大學 2006
[3]新疆節(jié)水生態(tài)農業(yè)系統(tǒng)理論與制度創(chuàng)新研究[D]. 張紅麗.華中農業(yè)大學 2004
碩士論文
[1]區(qū)域水資源承載能力評價方法研究[D]. 袁鷹.中國水利水電科學研究院 2006
[2]海河流域水資源承載能力及水生態(tài)系統(tǒng)服務功能的研究[D]. 熊雁暉.清華大學 2004
本文編號:3212784
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