Page 13 - 水利学报2021年第52卷第5期

表 3 河南省大功引黄灌区 5 县水资源承载力系统评价指标值联系数的半偏减法集对势

滑县 内黄 浚县 长垣 封丘
目标层 子系统 指标层
势值 态势 势值 态势 势值 态势 势值 态势 势值 态势
3
承载 人均水资源可利用量 X 1/（m /人） -0.83 反势 -0.60 反势 -0.83 反势 -0.82 反势 -0.80 反势
支撑力 水资源开发利用率 X 2/% -0.90 反势 -0.89 反势 -0.92 反势 -0.82 反势 -0.82 反势
平均城镇化率 X 3/% 0.83 同势 -0.31 偏反 0.09 均势 -0.44 偏反 0.45 偏同
水资源 人均 GDPX 4/（元/人） -0.76 反势 -0.77 反势 -0.67 反势 -0.30 偏反 -0.83 反势
承载力 承载 偏同 偏反 反势 偏反 均势
评价系 压力 有效灌溉面积率 X 5/% 0.52 -0.58 -0.66 -0.33 0.05
统 缺水率 X 6/% -0.84 反势 -0.82 反势 -0.87 反势 -0.27 偏反 -0.36 偏反
浅层地下水超采率 X 7/% -0.84 反势 -0.83 反势 -0.49 偏反 1.00 同势 1.00 同势
承载 灌溉水有效利用系数 X 8 -0.29 偏反 -0.76 反势 -0.36 偏反 -0.43 偏反 -0.41 偏反
调控力 生态环境用水率 X 9/% -0.29 偏反 -0.63 反势 -0.92 反势 -0.28 偏反 -0.32 偏反

资 源 承 载 状 态 的 相 对 优 劣 ， 同 势 指 标 越 少 、 反 势 指 标 越 多 ， 水 资 源 承 载 状 态 相 对 越 差 ， 反 之 亦
然。
绘制 2010—2017 年各县 9 个水资源承载力评价指标值联系数的一阶效应全偏联系数、减法集对
势和半偏减法集对势值，如图 4 所示（限于篇幅仅以 2 个典型县为例展示），分析各承载力评价指标集
对势的变化，可从指标层面进一步探讨灌区各县近年来水资源承载状态变化的成因机制，其中半偏
减法集对势处于反势、偏反势的指标，是导致县区水资源超载的主要因子，可判别为承载力脆弱性
要素，是需要调控的重要对象。
（1）5 县各水资源承载力评价指标值联系数的半偏减法集对势变化趋势均与减法集对势、效应全
偏联系数一致，其中，大部分半偏减法集对势的计算结果与减法集对势非常接近，如滑县 2010 年人
均水资源可利用量 X 的减法集对势和半偏减法集对势均为-0.85，浚县 2015 年人均 GDP X 的减法集
1 4
对势、半偏减法集对势分别为-0.50 和-0.48，封丘县 2017 年平均城镇化率 X 的减法集对势、半偏减
3
法集对势分别为 0.46 和 0.44。对比式（9）和式（12）可知，当集对势值大于 0 时，半偏减法集对势小于
等 于 减 法 集 对 势 ； 而 当 集 对 势 值 小 于 0 时 ， 半 偏 减 法 集 对 势 大 于 等 于 减 法 集 对 势 。 然 而 ， 由 于
2010—2017 年大功灌区 5 个县 9 个评价样本指标值联系数的同一度分量 a 在多数情况下为 0，根据式
（9）和式（12），这就使得半偏减法集对势的值与减法集对势相同。说明半偏减法集对势合理可靠，可
有效识别承载力评价指标变化过程。
（2）滑县 2010—2017 年长期处于偏反势以下（半偏减法集对势值小于-0.2）未改善的水资源承
载力脆弱性指标有 X 、X 、X 、X 和 X ，其中支撑力、压力和调控力子系统分别有 2（2/2×100%=
1 2 4 6 7
100%）、3（3/5×100%=60%）和 0 个，说明阻碍滑县承载力提升的主要原因是其支撑力不足而压力
过 大 。 从 脆 弱 性 指 标 看 ： 2010—2014 年 处 于 超 载 状 态（图 1（a））主 要 是 由 于 其 水 资 源 总 量 较 少 而
人口较多、经济发展水平较低、水资源开采过度等，采用调水等方式补充水资源总量、提高节水
水 平 等 是 改 善 其 承 载 形 势 的 有 效 手 段 ； 2015—2017 年 承 载 力 明 显 提 升（图 1（a））是 因 为 调 控 力 子
系统中灌溉水有效利用系数 X 和生态环境用水率 X 得以改善，X 的半偏减法集对势由 2015 年之
8 9 8
前 的 反 势 逐 步 发 展 为 均 势 、 同 势 ， X 的 集 对 势 由 2014 年 的 -0.92（反 势）改 善 为 2017 年 的 0.76（同
9
势）， 这 与“ 三 条 红 线 ”（农 业 和 生 态）控 制 直 接 相 关 ， 体 现 了 最 严 格 水 资 源 管 理 制 度 的 科 学 有 效
性。据查，滑县从 2007 年起引黄水量约 7000 万 m ，除满足正常供水外，将多余水量储蓄到引黄
3
调蓄水库，这缓解了农田灌溉问题，改观了生态环境，保障了县城经济社会持续稳定发展，该县
承 载 状 态 评 价 和 诊 断 结 果 与 实 际 相 符 。 此 外 ， 滑 县 2016 年 水 资 源 承 载 支 撑 力 等 级 值 减 小 、 2017
年却大幅反弹（图 2（a））的原因是承载支撑力子系统中水资源开发利用率 X 这一指标的变动，其
2
半 偏 减 法 集 对 势 值 由 2015 年 的 -0.98（反 势）改 善 为 2016 年 的 -0.82（反 势）， 但 在 2017 年 又 退 化
为-1.00（最大反势），说明半偏减法集对势可准确诊断灌区水资源承载力及其子系统承载状态变
化的原因。

— 515 —