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水      利      学      报

                 2021 年 5 月                         SHUILI    XUEBAO                        第 52 卷  第 5 期

               文章编号：0559-9350（2021）05-0507-14

                   半偏减法集对势在引黄灌区水资源承载力动态评价中的应用



                               金菊良 ，沈时兴 ，崔 毅 ，张修宇 ，何 飘 ，宁少尉                             1，2
                                      1，2
                                                           1，2
                                                                      3
                                                1，2
                                                                               1
                                      （1. 合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥             230009；
                                    2. 合肥工业大学 水资源与环境系统工程研究所，安徽 合肥               230009；
                                         3. 华北水利水电大学 水资源学院，河南 郑州           450046）
                 摘要：为有效处理、充分挖掘水资源承载力动态评价中评价样本与评价标准之间的不确定性，分析识别区域水资
                 源 承 载 状 态 及 其 变 化 的 物 理 机 制 ， 构 建 了 引 黄 灌 区 水 资 源 承 载 力 动 态 评 价 的 半 偏 减 法 集 对 势 方 法（SSSPP）。
                 SSSPP 在河南省大功灌区的应用结果表明：从承载力系统角度看，灌区总体承载状态得到改善，且从 2013 年起更
                 为明显，2017 年灌区 5 县均为水资源临界超载，其中距离黄河干流越远的县承载状态越差；从承载力子系统角度
                 看，各县的承载支撑力均呈小幅恶化态势，这是限制灌区承载力提升的主要原因，承载压力在波动中减小、承载
                 调控力显著增强；从承载力评价指标角度看，各县的支撑力指标人均水资源可利用量、水资源开发利用率长期处
                 于反势，压力指标人均 GDP、缺水率长期处于反势或偏反势，这些均是灌区承载力调控的重点对象，而部分县调
                 控力指标灌溉水有效利用系数、生态环境用水率由反势逐步发展为偏同势或同势，这是承载力提升的重要原因，
                 反映其对农业和生态用水的管控。可见，SSSPP 可分别从承载力系统、子系统和评价指标三个层次定量解析引黄
                 灌区水资源承载状态及其演变特点，既可测度灌区承载力的强弱，又可诊断影响承载力的重要子系统和关键指
                 标。半偏减法集对势的内涵更具解释性、方法直观、计算简便，是减法集对势与一阶效应全偏联系数相结合的一
                 种改进减法集对势，为准确判别资源、环境、生态承载力动态评价等集对系统所处状态及其发展趋势提供了新的
                 有效途径。
                 关键词：水资源承载力评价；引黄灌区；脆弱性诊断；集对分析；半偏减法集对势；联系数
                 中图分类号：TV87                     文献标识码：A                 doi：10.13243/j.cnki.slxb.20200561


               1  研究背景


                   灌区是农业持续稳定发展的基础设施、是水安全和粮食安全的重要保障。随着经济社会的迅速
                                                                                              ［1］
               发展，传统的灌区逐渐暴露出灌溉用水效率降低、水污染严重、生态链失衡等诸多问题 。将灌区建
               设与经济发展和生态文明相结合，建设可持续发展的生态型灌区是实现高质量发展灌区的必然趋
                ［2］
               势 。水资源承载力是衡量区域水资源可持续性的重要测度，近 30年来一直是水资源研究领域的热点和
                  ［3］
               难点 ，但是现有的水资源承载力研究多是针对流域或行政区的，灌区水资源承载力评价研究则少见
               报道 ［4-5］ 。随着研究的深入，水资源承载力评价已逐渐由早期的单指标静态评价发展为多指标动态综
                                    ［7］
                     ［6］
               合评价 。例如，Wu 等 结合多维条件云模型和风险矩阵法，动态评价了安徽省 2005—2015 年水资
                               ［8］
               源承载力；白露等 针对线性模型的不足，将 Logistic 曲线引入集对分析建立了水资源承载力动态评价
                            ［9］
               模型；Shuai 等 采用模糊集方法对菏泽市水资源承载力进行了动态评价；Dai 等                               ［10］ 使用系统动力学和
               元胞自动机的耦合模型来评估和预测永定河流域水资源承载力；金菊良等                                    ［11］ 通过改进差异度系数分

                  收稿日期：2020-07-23；网络首发时间：2021-03-15
                  网络首发地址：http：/kns.cnki.net/kcms/detail/11.1882.TV.20210315.1747.001.html
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                  基金项目：国家重点研发计划项目（2018YFC0407206）；国家自然科学基金项目（51779067，51709071）；中央高校基本科研业务
                          费专项资金（JZ2020HGQA0202）
                  作者简介：金菊良（1966-），教授，博士，主要从事结构水资源学研究。E-mail：JINJL66@126.com
                  通讯作者：崔毅（1990-），讲师，博士，主要从事结构水资源学研究。E-mail：cuiyi9007@163.com
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