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水资源承载力动态评价的引力减法集对势方法

金菊良 刘鑫 周戎星 张浩宇 宁少尉 何君 崔毅

金菊良,刘鑫,周戎星,等. 水资源承载力动态评价的引力减法集对势方法[J]. 水利水运工程学报,2021(2):38-45 doi:  10.12170/20200402002
引用本文: 金菊良,刘鑫,周戎星,等. 水资源承载力动态评价的引力减法集对势方法[J]. 水利水运工程学报,2021(2):38-45 doi:  10.12170/20200402002
(JIN Juliang, LIU Xin, ZHOU Rongxing, et al. Gravity based subtractive set pair potential method for dynamic evaluation of water resources carrying capacity[J]. Hydro-Science and Engineering, 2021(2): 38-45. (in Chinese)) doi:  10.12170/20200402002
Citation: (JIN Juliang, LIU Xin, ZHOU Rongxing, et al. Gravity based subtractive set pair potential method for dynamic evaluation of water resources carrying capacity[J]. Hydro-Science and Engineering, 2021(2): 38-45. (in Chinese)) doi:  10.12170/20200402002

水资源承载力动态评价的引力减法集对势方法

doi: 10.12170/20200402002
基金项目: 国家重点研发计划资助项目(2018YFC0407206);国家自然科学基金资助项目(51709071);山东省重点研发计划资助项目(2017GSF20101);安徽省高等学校自然科学研究项目(KJ2019A0880)
详细信息
    作者简介:

    金菊良(1966—),男,江苏吴江人,教授,博士,主要从事水资源系统工程研究。E-mail:JINJL66@126.com

    通讯作者:

    周戎星(E-mail:594971550@qq.com)

  • 中图分类号: TV213

Gravity based subtractive set pair potential method for dynamic evaluation of water resources carrying capacity

  • 摘要: 为动态分析水资源承载力变化状况、准确识别脆弱性指标,采用万有引力和阻尼系数的思想,构造了用以反映集对事件的联系程度及态势的引力减法集对势。将引力减法集对势应用于水资源承载力动态分析评价中,并与现有的减法集对势进行对比分析。结果表明:引力减法集对势对安徽省水资源承载力的动态分析及态势分析的结果与现有的减法集对势结果相一致,这两种集对势之间的相关系数接近1.0;引力减法集对势诊断出以下指标—植被覆盖率、人口密度、入河污水排放达标率、水功能区水质达标率和生态用水率是安徽省2005—2015年水资源承载力评价的脆弱性指标,需重点调控,其他指标需注意做好改善工作。因此,引力减法集对势方法运用于安徽省水资源承载力动态评价与诊断是可行的;该方法解释性强、计算简便、结果符合实际、适用性强,为判断集对事件的当前状态及发展趋势提供了新途径,在系统动态分析评价中具有应用前景。
  • 图  1  安徽省水资源承载力代表性指标引力减法集对势和减法集对势2005—2015年计算值

    Figure  1.  Calculation values of gravity based subtractive set pair potential and subtractive set pair potential of representative indicators of water resources carrying capacity in Anhui province from 2005 to 2015

    图  2  安徽省水资源承载力评价指标引力减法集对势和减法集对势2005—2015年计算值

    Figure  2.  Calculation value of gravity based subtractive set pair potential and subtractive set pair potential in Anhui province from 2005 to 2015

    表  1  安徽省水资源承载力动态评价指标体系、等级标准和权重[17]

    Table  1.   Dynamic evaluation index system, grade standard and weight of water resources carrying capacity in Anhui province[17]

    目标层子系统权重指标层评价标准权重
    可载(1级)临界可载(2级)超载(3级)
    水资源承
    载力评价
    承载支撑力
    子系统
    0.4人均水资源量x1/m3≥16701670~1000<10000.1332
    产水模数x2/(万m3·km−2)≥8080~50<500.1332
    人均供水量x3/(m3/(人·a))≥450450~350<3500.1056
    植被覆盖率x4/%≥4040~25<250.0280
    承载压力
    子系统
    0.4人均日生活用水量x5/L≤7070~180>1800.0396
    万元GDP用水量x6/m3≤100100~400>4000.0792
    万元工业增加值需水量x7/(m3/万元)≤5050~200>2000.0596
    人口密度x8/(人·km−2≤200200~500>5000.0792
    城市化率x9/%≤5050~80>800.0632
    农田灌溉定额x10/(m3·hm−2≤37503750~6000>60000.0792
    承载调控力
    子系统
    0.2水资源开发利用率x11/%≤4040~70>700.0582
    人均GDP x12/(元/人)≥2484024840~6624<66240.0484
    入河污水排放达标率x13/%≥9090~70<700.0288
    水功能区水质达标率x14/%≥9595~70<700.0454
    生态用水率x15/%≥55~1<10.0192
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    表  2  各年安徽省水资源承载力评价的平均联系数、引力减法集对势和减法集对势计算值

    Table  2.   Average connection number, gravity based subtractive set pair potential and subtractive set pair potential of water resources carrying capacity evaluation in Anhui province in each year

    年份平均联系数引力减法集对势 减法集对势
    结果值态势 结果值态势
    2005 0.132 8+0.536 0I+0.331 2J −0.339 偏反势 −0.305 偏反势
    2006 0.128 1+0.413 1I+0.458 8J −0.481 偏反势 −0.467 偏反势
    2007 0.164 3+0.542 1I+0.293 6J −0.223 偏反势 −0.199 均势
    2008 0.176 3+0.651 7I+0.172 0J 0.009 均势 0.007 均势
    2009 0.156 3+0.648 0I+0.195 7J −0.081 均势 −0.065 均势
    2010 0.199 5+0.687 2I+0.113 3J 0.189 均势 0.145 均势
    2011 0.114 9+0.644 4I+0.240 7J −0.256 偏反势 −0.207 偏反势
    2012 0.129 1+0.765 3I+0.105 6J 0.059 均势 0.041 均势
    2013 0.114 8+0.587 0I+0.297 8J −0.338 偏反势 −0.291 偏反势
    2014 0.149 0+0.851 0I+0J 0.443 偏同势 0.276 偏同势
    2015 0.165 6+0.834 4I+0J 0.477 偏同势 0.304 偏同势
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-02
  • 网络出版日期:  2021-03-05
  • 刊出日期:  2021-04-27

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