泰安市复合水系统可持续与协调发展评价研究

论文摘要

水资源系统同时具有自然、社会、经济和生态属性,一方面是生态环境的基本要素,是生态系统结构与功能的组成部分,另一方面是国民经济和社会发展的重要物质基础和战略资源,水资源与社会经济及生态环境子系统的相互耦合,称为复合水系统。由于我国水资源存在人均、亩均数量低,时空分布不均衡,水土之间匹配不协调等“先天不足”的现状;再加上近年来,工农业生产的迅速发展和城乡人口的急剧增加,一方面对水资源的需求量越来越大,另一方面造成的水体污染越来越严重,部分地区和城市的复合水系统出现了难以可持续开发和利用,水资源和社会经济与生态环境的发展速度和规模呈现出不协调、不和谐的状况,这些不可持续和不协调的问题,成为了制约当地资源环境和社会经济发展的“瓶颈”。本研究论文在阐明保持水资源、社会经济和生态环境协调可持续发展的重要意义和目的的基础上,探索评价地区和区域复合水系统可持续发展与协调发展的方法,并以泰安市为实例进行研究。首先,采用频度统计法、理论分析法和专家咨询法设置指标,根据相应的目标与原则,初步建立了涵盖目标层、领域层、准则层和指标层,共包含36个评价指标的四层递阶评价指标体系,并利用层次分析法(AHP)对各个指标的重要性影响程度进行了总排序,对指标体系进行了精简,以提高对于复合水系统可持续与协调发展评价的代表性和准确性,最终确立了包含1个目标、3个领域、10个准则和23个具体指标的复合水系统可持续与协调发展评价指标体系;其次,研究讨论了几种目前国内外应用比较广泛的对于可持续发展评价的方法,通过比较分析各种评价方法的优缺点,结合本文所建立的区域复合水系统可持续与协调发展评价指标体系定量指标较多且指标之间线性相关关系较强的特点,选择利用主成分分析方法建立了区域复合水系统可持续与协调发展评价模型,主成分分析法是利用降维的思想,把多指标转化为几个综合指标的多元统计分析方法,它不但从根本上解决了指标间信息的重叠问题,而且其综合因子的权重不是人为确定的,而是贡献率大小确定的,这就克服了一些方法中人为确定权数的缺陷,使得综合评价结果唯一,而且客观合理;再次,以泰安市为例,利用泰安市1998～2008年各项指标的统计数据,代入模型,利用SPSS统计分析软件,根据主成分分析方法的原理,分别计算了泰安市1998～2008年水资源子系统、社会经济子系统、生态环境子系统和复合水系统每一年的可持续发展指数得分,并对得分进行了纵向的对比和分析,明确了各个子系统以及复合水系统的发展趋势和变化原因;通过协调度计算模型计算了泰安市1998～2008年各个子系统的协调发展程度,并对计算结果进行了纵向对比分析和分类;通过上述两个模型的计算结果可以分析得出,泰安市复合水系统1998～2008年的可持续发展指数总体呈现上升趋势,这说明各项指标水平都得到一定改善,在向着有利于复合水系统可持续发展的方向发展,但是各个子系统的发展水平和趋势各不相同,各个子系统之间的协调发展程度呈现出较大波动,整体协调水平较低,且近年来正在向不协调方向发展;然后,利用灰色预测模型GM(1,1)和最小二乘法多项式拟合模型,通过Matlab软件分别对泰安市复合水系统可持续发展指数得分曲线进行了拟合和预测,通过拟合结果可以得出,灰色预测模型的拟合精度较低,不符合拟合要求,最终确定了采用最小二乘多项式拟合模型的拟合和预测结果;最后,根据泰安市复合水系统可持续发展指数与协调度计算结果的评价与分析,总结了影响泰安市复合水系统可持续与协调发展的主要因素,并针对各因素,提出了保持泰安市复合水系统可持续发展,改善各子系统不协调发展的状态所应当采取的措施和对策,对泰安市复合水系统的可持续与协调发展具有重要意义和作用。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 研究技术路线
• 2 研究区概况
• 2.1 自然地理概况
• 2.1.1 地理位置与流域区划
• 2.1.2 地形地貌
• 2.1.3 土壤植被
• 2.2 河流与湖泊
• 2.3 水文地质与气象水文条件
• 2.3.1 水文地质
• 2.3.2 气象水文条件
• 2.4 社会经济
• 2.5 水资源状况及特点
• 2.5.1 降雨量
• 2.5.2 地表水资源量
• 2.5.3 地下水资源量
• 2.5.4 水资源总量
• 2.5.5 水资源特点
• 3 区域复合水系统可持续与协调发展评价指标体系的建立
• 3.1 评价指标体系建立的意义
• 3.2 评价指标体系建立的原则
• 3.2.1 全面性和概括性相结合
• 3.2.2 系统性和层次性相结合
• 3.2.3 可行性与可操作性相结合
• 3.2.4 可比性与灵活性相结合
• 3.2.5 问题的导向性
• 3.3 评价指标体系的初建
• 3.4 评价指标体系的筛选和确立
• 3.4.1 指标权重的确立
• 3.4.2 计算结果
• 3.4.3 指标筛选
• 3.4.4 指标体系的确立
• 3.4.5 小结
• 4 区域复合水系统可持续与协调发展评价模型
• 4.1 评价方法综述
• 4.1.1 层次分析法
• 4.1.2 灰色关联分析法
• 4.1.3 模糊综合评判法
• 4.1.4 主成分分析法
• 4.1.5 小结
• 4.2 基于主成分分析的区域复合水系统可持续发展评价模型
• 4.2.1 主成分分析方法的基本原理
• 4.2.2 主成分分析方法的计算步骤
• 4.3 协调度计算模型
• 4.4 可持续发展指数与协调度计算结果与分析
• 4.4.1 水资源子系统
• 4.4.2 社会经济子系统
• 4.4.3 生态环境子系统
• 4.4.4 复合水系统
• 4.4.5 协调度计算
• 4.4.6 协调发展与可持续发展的关系
• 4.4.7 评价与分析
• 5 区域复合水系统可持续发展指数得分拟合预测模型
• 5.1 曲线拟合方法综述
• 5.1.1 最小二乘法
• 5.1.2 插值法
• 5.1.3 灰色系统预测模型
• 5.1.4 神经网络
• 5.2 灰色预测模型GM（1，1）
• 5.2.1 灰色预测模型原理
• 5.2.2 灰色预测模型算法和步骤
• 5.2.3 灰色预测模型的Matlab 实现
• 5.2.4 拟合预测结果及分析
• 5.3 最小二乘法多项式拟合模型
• 5.3.1 最小二乘法原理
• 5.3.2 最小二乘法多项式拟合的Matlab 实现
• 5.3.3 拟合结果及分析
• 6 泰安市复合水系统可持续与协调发展的对策与建议
• 6.1 加大水资源开发利用与管理能力，实现水资源子系统的稳定性和保障性
• 6.1.1 依法建立权威、高效、集中统一的水资源管理体制
• 6.1.2 加强水资源的统一调度，优化配置水资源
• 6.1.3 严格取水许可制度，严控地下水开采
• 6.2 努力提高节水水平，建设节水型和谐社会
• 6.2.1 提高农业节水水平
• 6.2.2 提高工业节水水平
• 6.2.3 提高生活节水水平
• 6.2.4 提高其他行业节水水平
• 6.3 社会经济的发展要充分考虑水资源条件
• 6.4 加强水生态环境的保护，遏制水生态环境恶化
• 6.4.1 建立和完善水资源保护的运行机制，强化对污染源的治理
• 6.4.2 缓解结构性污染，加快工业行业结构调整
• 7 论文成果及展望
• 7.1 论文研究成果
• 7.2 本文不足及研究展望
• 7.2.1 指标体系方面
• 7.2.2 分析评价方法方面
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文情况