城市化地区水资源承载力研究
城市水资源承载力的系统动力学(SD)模型研究浅析
城市水资源承载力的系统动力学（SD）模型研究浅析摘要：城市水资源承载力研究作为城市可持续发展和水资源安全研究中的一项基础课题，引起了各界的广泛关注，并成为当前水资源研究的重、热点问题。
本文简析水资源承载力系统内影响水资源承载力的各要素间的关系，建立城市水资源承载力的系统动力学（SD）模型研究。
关键词：城市水资源承载力；系统动力学（SD）模型1前言城市水资源承载力是涉及社会经济系统、水资源系统和生态环境系统的一个衡量指标。
探讨城市水资源承载力，对于城市可持续发展规划具有十分重要的指导意义。
我国水资源承载力研究始于20世纪80年代中后期，经典研究成果有施雅风等对新疆乌鲁木齐河流域的水资源承载力的量化分析计算；1993年许有鹏等明确提出水资源承载力的概念和评价模型[1]；1996年河海大学左东启等提出的指标体系[2]；2003年吴九红等建立城市水资源承载力的系统动力学（SD）模型[3]；2006年夏军等提出城市化地区水资源承载力概念[4]；2009年赵军凯等对开封市未来预测年份水资源承载力进行评价[1]；2014年杨雪梅提出水资源－城市化复合系统耦合度计算模型，构建了耦合度评价指标体系和各项评价因子分级标准[5]。
2模型设计与推算系统动力学是一种以理论为基础，以计算机技术为手段，研究社会经济系统的定量方法。
水资源承载力系统是集自然、经济、社会于一体的庞大复杂系统，影响系统的内、外部因素较多，且影响因素联系紧密。
基于水资源承载力系统的特点，可用系统动力学方法模拟其数值解，并用因果反馈回路简明地反映各因素间的联系。
2.1系统的反馈回路根据系统的特点及建模目的，主要分析反馈回路为：（1）行业投资反馈回路：国民收入增加→社会总产值增加→行业投资增加→行业需水增加→水资源缺口增加→行业产值减少→社会总产值减少→国民收入减少；（2）水利投资反馈回路：国民收入增加→水利投资增加→可供水量增加→水资源缺口减少→社会总产值增加→国民收入增加；（3）环境投资反馈回路：国民收入增加→环境投资增加→废水治理投资增加→可供水量增加→水资源缺口减少→社会总产值增加→国民收入增加；（4）工业科技投入反馈回路：国民收入增加→工业科技投入增加→工业用水重复利用率增加→万元产值耗水减少→水资源缺口减少→工业产值增加→社会总产值增加→国民收入增加；（5）生活用水反馈回路：国民收入增加→人均耗水增加→生活用水增加→水资源缺口增加→水资源可承载人口减少→社会总产值减少→国民收入减少（6）农业用水反馈回路：国民收入增加→水利投资增加→农业供水增加→水资源缺口减少→农业产值增加→社会总产值增加→国民收入增加（7）行业需水反馈回路：国民收入增加→行业产值增加→行业需水增加→水资源缺口增加→行业产值减少→国民收入减少。
基于水资源承载力的城市规模研究
第４ 期
王传 武 ： 基 于 水 资 源 承 载力 的城 市 规 模 研 究
７ １
势及 驱动 力研 究 、 北京 市水 资 源与人 口规 模关 系探 析 、
规模 也可 以再 大一些 。 事 实上 。 把丹 江 口水 库 的水调 到
北 京 市 水 资 源 人 口承 载 力 再 辨 析 嗍 、 北 京 市 水 资 源 承
界各 国屡见 不鲜圜 由此可见 ． 水在 城市生 存发 展 中 占
产生任何 破坏 时 的最 大 （ 极限） 荷 载 对 于人类 社会 来 说 ．该 含 义也 就是 １ ８世纪 末 英 国人 口学 家 马尔 萨 斯 （ Ｍ ａ ｌ ｔ ｈ ｕ ｓ ）所说 的环境 因子 对人 口增 长 过程 的 限制 作 用［ ６ － ７ ］ 。水是 重要 的环 境 因子 ， 研究 水 资源 与 城市 规 模 间 的关 系 ．实 质就是 研究水 资源 这个 因子对城 市人 口
关键 词 ： 水资 源承载 力 ； 城 市规模 ； 自然极 限 ； 社 会极 限 ； 社会 文化 准则 中图分类 号 ： Ｘ１ ４ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ０ — ０ ８ ５ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ０ ７ ０ — ０ ５
水 是生命 之 源 ， 是人 类社会 赖 以生存 、 发展 的基础 和不 可替代 的有 限性 自然资 源 城 市规模 与水 息息相 关 。有 学者 认为 ．城市 化最基 本 的制约 因素是 土地 资 源和水 资 源 ， 其 中水资 源是最 主要 的制约 因素【 ｌ Ｊ 。在人 类历史 上 ．因水 资源短 缺而 导致城 镇衰退 的现 象在世
的 限制作 用
１ ＿ ２ 研 究现状 及评价
有极其 重要 的地 位和作 用 ．是决定 城市经 济持 续增 长 和城 市规模 大小 的重要 因素。然而 ．当前 的城 市发 展 并未 对水 资源 的承载 能力 给予充分 的重视 。 作 者认为 ．
浙江省水资源承载力的主成分分析
浙江省水资源承载力的主成分分析浙江省位于中国东部沿海，地势多山，水域众多，是一个水资源丰富的省份。
随着经济社会的快速发展和人口的增长，浙江省的水资源承载力面临着巨大的压力。
为了科学评估浙江省水资源承载力的情况，本文将运用主成分分析方法，对浙江省水资源承载力的主要影响因素进行分析，为合理利用和保护浙江省的水资源提供科学依据。
一、浙江省水资源承载力的背景浙江省地处亚热带，水资源丰富，拥有包括钱塘江、浙江沿海、杭州湾在内的众多江河湖泊和海域。
由于经济社会的快速发展和人口的增加，浙江省水资源面临着一定的压力。
据统计，浙江省目前每年的水资源总量为1473亿立方米，而实际可供利用的水资源只有800亿立方米左右，居民人均水资源量仅为2900立方米，远低于全国平均水平。
水质污染、水土流失等问题也对浙江省水资源的可持续利用造成了威胁。
浙江省水资源承载力的评估和分析显得尤为重要。
二、主成分分析方法主成分分析是一种通过降维技术来探讨多个变量之间关系的统计方法。
在浙江省水资源承载力的评估中，可以运用主成分分析方法对水资源承载力的主要影响因素进行分析，以寻找影响水资源承载力的关键因素，并对其进行量化和综合评价。
主成分分析的具体步骤包括：数据收集、变量标准化、协方差矩阵计算、特征值和特征向量求解、主成分提取和主成分旋转等。
1. 水资源总量2. 水资源利用率水资源利用率是指单位面积或单位人口的水资源利用量。
随着浙江省经济的快速发展和人口的增加，水资源利用率不断提高，加剧了对水资源的需求。
主成分分析可以通过对浙江省不同地区水资源利用率的评价，找出水资源利用率高的地区和影响因素，为合理利用和调控水资源提供科学依据。
3. 水质和水环境水质和水环境对水资源承载力有着重要的影响。
随着工业化和城市化进程的加快，水质污染成为制约浙江省水资源可持续利用的主要问题之一。
主成分分析可以通过对浙江省水质和水环境的监测数据进行分析，找出水质污染的主要来源和影响因素，为保护和恢复水环境提供科学依据。
探析水文水资源对城市化发展及影响
探析水文水资源对城市化发展及影响随着城市化进程的不断加快，城市规模的不断扩大，城市的发展对水资源的需求也在不断增加。
水文水资源对城市化发展有着重要的影响，这既包括了水资源对城市化发展的支撑和保障，同时也包括了城市化对水资源的影响和改变。
本文旨在探析水文水资源对城市化发展的影响，以及城市化对水资源的影响，并提出相应的对策和建议。
一、水文水资源对城市化发展的支撑和保障水资源是城市化发展的基础和保障，没有稳定的水资源供应，城市的发展将会受到严重影响。
水资源为城市提供了生活用水、工业用水和农业用水等基本需求。
城市的居民需求大量的生活用水，工业企业需要水来进行生产，农业需要水来进行灌溉。
如果没有充足的水资源供应，城市的居民生活会受到严重影响，工业生产将会受限，农业生产也将会遭受损失。
水资源还为城市提供了清洁环境和生态支持。
城市的环境卫生和生态保护需要充足的水资源来支撑，比如清洁饮用水、河道湖泊的生态环境等。
水资源的充足与否直接关系到城市的环境质量和居民的生活品质。
水资源还为城市提供了能源和交通运输的支持。
水资源可以用作发电和供热，也可作为交通运输工具。
水文水资源的支撑和保障，为城市化发展提供了重要的基础条件。
二、城市化对水资源的影响和改变随着城市化的发展，水资源受到了严重的影响和改变。
城市的用水需求急剧增加，导致城市周边水资源的过度开采和消耗。
由于城市居民生活用水、工业企业用水、农业灌溉用水等需求增加，导致了对周边地区水资源的过度开采和消耗。
这不仅会导致地下水位下降，还会导致湖泊河流的干涸，破坏了生态平衡，严重影响了周边地区的可持续发展。
城市化带来了水污染和水环境破坏。
城市的工业生产和生活污水排放，导致了周边水资源的污染和环境破坏。
城市化过程中，水资源的利用效率低下，水资源的浪费现象严重。
城市中的排水系统也面临严重挑战，雨污分流不明显，城市排水系统滞后。
城市化还会带来水资源的促进和改造。
城市化过程中，水资源的利用和配置将会得到优化和改造，这将会对水资源的保护和利用产生积极的影响。
上海市水资源承载力的评价分析
上海市水资源承载力的评价分析水资源承载力是指一个区域内水资源的供应和需求之间的平衡能力。
而上海市作为一个城市，其水资源承载力评价分析是非常重要的。
下面我们来进行详细的分析。
一、水资源现状上海市位于长江三角洲地带，其总面积6340.5平方公里，其中水域面积2271.6平方公里。
目前，上海市的总人口为2418万，城市化率约为87%，水资源总体供水能力为9.6亿立方米/年，其中地表水供水量为6.5亿立方米/年，地下水供水量为3.1亿立方米/年。
二、水资源需求分析上海市的经济发展快速，导致其对水资源的需求日益增加。
根据上海市水务局提供的数据，2019年上海市全社会用水量为8.6亿立方米。
其中，城镇居民和工商业用水合计为4.4亿立方米，占全社会用水总量的51%；工业用水量占据22.5%；农业和生态用水量占据26.5%。
除了基本的生活、工业、农业用水之外，上海市的旅游业也会对当地的水资源需求造成影响。
例如，在经济发展较为发达的浦东新区，迪士尼乐园的开业带动了当地旅游业的发展，同时也带来了更多的游客需求。
因此，上海市的水资源需求日益增加。
三、水资源供给分析上海市的水资源主要来自长江和黄浦江两条水系。
同时，上海市还拥有多个水库，如徐泾水库、余山水库、田林水库等。
这些水库主要用于防洪排涝和调节水量等功能。
此外，上海市还大量使用地下水作为城市供水的重要来源。
上海市的地下水资源供给总体处于持续减少的状态。
根据上海市水文地质局的数据，上海市地下水资源储量已从20世纪50年代的300亿立方米降至目前约为53亿立方米，每年减少约1.5亿立方米。
同时，地下水位下降也严重影响了当地的水质。
此外，随着城市建设的不断扩大，部分河流的污染使得地表水的供给也受到影响。
四、水资源承载力的评价由以上分析可知，上海市的水资源需求在日益增加，而水资源供给不足并且面临多种污染。
这表明上海市的水资源承载力已经达到了极限。
因此，我们需要采取一系列的政策措施来提升上海市的水资源承载能力。
城市水环境治理与水资源利用研究
城市水环境治理与水资源利用研究随着城市化进程的加快和人口的不断增长，城市面临着严峻的水环境治理与水资源利用问题。
城市水环境治理和水资源利用研究是当前环境领域的热点之一，对于实现可持续发展和保护水资源具有重要意义。
本文将从城市水环境治理和水资源利用两个方面展开，探讨当前的研究进展和面临的挑战。
一、城市水环境治理随着城市化进程的加快，城市水环境污染问题日益突出。
水环境污染对水源、水体和水环境造成了巨大的威胁，同时也对人类的健康和生存环境造成了严重影响。
城市水环境治理应从净化水源、改善水体水质和保护水环境三个方面入手。
首先，净化水源是城市水环境治理的首要任务。
城市的水源地往往受到人类活动和污染物的严重影响，水质下降严重，城市供水难题日益突出。
为了净化水源，城市应加强水源地保护，确保水源地的纯净、可持续利用。
其次，改善水体水质是城市水环境治理的重要内容。
城市水体中污染物的排放和农业、工业、生活废水的排放是导致水体污染的主要原因。
城市应加强对污染物的监测和排放管控，实行严格的污水处理制度，减少污染物的排放，改善水体水质，保护人类健康和水生态环境。
最后，保护水环境是城市水环境治理的终极目标。
保护水环境要从源头控制污染物的排放，加强水质监测和评估，建立健全的水环境监管体系，提高城市水环境治理的效果，保护水资源和水生态环境，为人类提供洁净的水源和良好的生态环境。
二、水资源利用研究水是生命的源泉，也是城市发展的基础资源。
有效利用水资源对于城市的可持续发展至关重要。
水资源利用研究应从节约用水、提高利用效率和多元化供水三个方面入手。
首先，节约用水是水资源利用研究的重要内容。
随着人口的增加和工业化的发展，城市用水量大幅增加。
因此，城市应加强用水管理，推行节约用水的措施，如提高工农业用水效率、普及节水设施和鼓励居民节约用水等，从根本上减少了用水量。
其次，提高利用效率是水资源利用研究的核心内容。
提高水资源的利用效率是实现可持续发展的关键。
城市化进程中水资源管理研究
城 市 化 进程 中水 资 源 管 理研 究
杨 风
（ 济 南大 学 政 治 － ９公共 管理 学 院 ， 山东 济 南 ２ ５ ０ ０ ２ ２ ）
摘 要 ：运 用 定 性 与 定 量 相 结 合 的 方 法 分 析 了城 市 化 发 展 对 水 资 源 的 影 响 ， 以 北 京 市 为 例 ， 分 析 了 水 资 源 短 缺 对 区 域 城 市 化 发 展 的 制 约 ，提 出 了构 建 水 资 源 保 障机 制 的 对 策 与 建 议 。 关 键 词 ： 城 市 化 ； 水 资 源 ； 管 理 ； 保 障 机 制
地 区
公报 》 显 示 ，２ ０ ０ ９年 ， 我 国 水 资 源 总 量 约 ２ ． ４ ２万 亿 Ｉ Ｔ ／ ， 比 常 年 值 少 １ ２ ． ７ ％ ；地 表 水 资 源 量 ２ ． ３ １万
亿 Ｉ ＇ ／ １ ， 比常 年 值 少 １ ３ ． ４ ％ ；地 下 水 资 源 量 ０ ． ７ ３万 图 １ ： ９ ０ ０ ９年 中 国各 省 （ 市、区 ） 水 资 源 总量 分 布
资 料 来 源 ：《 中 国统 计 年 鉴 ２ ０ ｌ Ｏ 》 。
亿 Ｉ Ｔ Ｉ ， 比常 年 值 少 ９ ． ９ ％ ； 地 表 水 与 地 下 水 重 复 量
０ ． ６ ２万 亿 ｍ 。２ ０ ０ ９年 全 国 总 供 水 量 和 总 用 水 量 均 约 ０ ． ６ ０万 亿 ｍ 。 供 水 量 中 ，地 表 水 源 占 ８ １ ． １ ％，
管 理 ： 应 对 城 市 挑 战 ”。 近 年 来 我 国 城 市 化 发 展 突 飞猛 进 。城 市 化 率 已 由 １ ９ ８ ０年 的 １ ９ ． ４％ 增 长 到 ２ ０ １ １年 的 ５ １ ． ３ ％ 。 联 合 国 经 济 与 社 会 事 务 部 人 口 司 司 长 兹 洛 特 尼 克 指 出 ： “中 国 在 过 去 ３ ０年
水资源承载力评估模型与分析方法
水资源承载力评估模型与分析方法水资源是人类生存和经济发展的重要基础，但随着全球人口的增加、城市化进程的加快以及气候变化等因素的影响，水资源供需矛盾日益突出。
因此，评估水资源承载力并探索分析方法对于制定科学合理的水资源管理政策具有重要意义。
一、水资源承载力的概念及意义水资源承载力是指特定区域在一定时期内，可提供并满足自然生态系统、社会经济发展和人民生活各种需求的水资源量。
水资源承载力的评估可以帮助决策者更好地了解自己所管理的区域的水资源状况，为制定合理的水资源管理措施提供科学依据。
水资源承载力评估的核心是确定评估指标和建立评估模型。
下面将介绍一些常用的水资源承载力评估指标和模型。
二、水资源承载力评估指标1. 水资源消耗指标：包括总用水量、人均用水量、水资源消耗强度等指标。
通过分析这些指标可以评估水资源的利用效益和合理性。
2. 水资源供需平衡指标：包括水资源利用率、水资源供需矛盾指数等指标。
通过分析这些指标可以评估当前水资源供需的平衡度，以及未来水资源供需情况的预测。
3. 水环境质量指标：包括水质污染程度、水生态系统健康等指标。
通过分析这些指标可以评估水环境的质量，为水资源保护提供参考。
4. 水资源可持续利用指标：包括水资源再生利用率、节水技术应用等指标。
通过分析这些指标可以评估水资源的可持续利用程度，为保障未来水资源供应提出建议。
三、水资源承载力评估模型1. 统计分析模型：通过大量的历史水资源数据，利用统计学方法分析水资源的供需关系，预测未来水资源供需情况。
常用的统计分析方法有回归分析、时间序列分析等。
2. 系统动力学模型：该模型通过考虑水资源系统内部的各种变化因素和相互关系，建立动态模型，模拟水资源的变化趋势和趋势变化对供需关系的影响。
3. 灰色关联分析模型：该模型通过将不确定的因素转化为确定的关系强度，分析水资源承载力与其它因素之间的关联程度。
灰色关联分析模型可以帮助决策者判断不同因素对水资源承载力的影响程度。
区域水资源承载力的研究进展及其理论探析
随着人 口的增长 、工业化城市化的进程不断推进 ，环境污染 、资源短 缺等问题 日益突 出， 实现人类社会可持续发展 的核心问题就是如何将人类活动控制在资源、环境和生态 的承受范围 内 。于是承载力的概念逐渐被人们所接受并应用到有关方面 ，水资源承载力研究也应运 而生
１ 水 资源承载力研 究进展
收 稿日期 ：２０ － ．７ ０ １ ３２ ；修订 日 ：２ ０． ． １ ０ 期 ０ １ ５２ ０
基金项 目：中科院地理科学与资源所创 新项 目 （ ￣ Ｏ － ０－７ ２ ；国家重点基础研 究发展规 划 （ ７ ） Ｃ Ｉ Ｇ Ａ ００ － ） ０ ９３
项 目 （ １９Ｃ ３０ ）资助 Ｇ ９９４ ６ ２
传友 ，９９ 傅湘，００ ５Ｊ １９ ； ２０ ） ， 。综 合这些定义 ， ６ 对于水资源承载力的观点可以概括为： （） １区域水资源承载力一定 意义上等同于区域供水量；
（） ２ 区域水资源承载力就是 区域 现状水资源负载状况； （） ３区域水资源承载力可以用 区域内所能供养人口的数 量来刻划 。
理体系 中将承载力作为城市水资源安全保 障的衡量标准ｌ ； ａｉ 着重研究 了农业 生产 区域水 ２ Ｈ ｒｓ ｒ 资源农业承载力， 将此作 为区域发展潜力的一项衡量标准 Ｊ 。 资源承载力 的概 念 ， ０ ０ 但迄今为止仍然投有形 成一个系统 的、科学的理论体 系，即便是关 于区域水资源 承载力的定 义 ．国内外也没有统一 的认识 ．许多学者都提 出了 自己的观点 （ 尚友 ，９９ 崔凤 军 ，９８ 陈 冯 １９ ； １９ ；
大连市水资源承载力动态研究
大连市水资源承载力动态研究刘雷雷【摘要】大连市是我国北方严重的缺水地区之一,水资源问题已经成为制约大连市经济可持续发展的一个瓶颈。
从大连市水资源环境现状出发,在全面分析大连市水资源承载力系统的基础上,建立了水资源承载力SD模型,模拟了在现状延续型、经济发展型、节水型、协调发展型4种方案下模拟了2005～2025年大连市水资源承载能力的动态变化。
结果表明,在建设节水型社会的前提下,水资源循环经济发展是提高大连市水资源承载力的满意方案。
%Dalian is one of the serious water shortage regions in northern China,the Water Resources issue has become the bottleneck of sustainable economic development in the area.According to the theories of system dynamics,a SD model for the carrying capacity of water resources was established through the comprehensive analysis of the system of water resources carrying capacity in Dalian.The dynamic changes of the carrying capacity of water resources from 2005 to 2025 were simulated under the 4 kinds of schemes,which are the existing continuation type,the economic development type,the water-saving type together with the harmonious development type.The results show that the harmonious development type is the best one for elevating water resources carrying capacity in Dalian.【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2011(033)004【总页数】3页(P119-121)【关键词】系统动力学;水资源承载力;模拟【作者】刘雷雷【作者单位】辽宁师范大学城市与环境学院,辽宁大连116029【正文语种】中文【中图分类】TV213大连市是我国北方水资源严重缺乏的地区之一，境内人均水资源占有量388 m3，仅为全国人均占有量的1/5。
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调水总量 入境水量和出境水量 为总蒸发量 耗 为总消耗水量
可利用水资源量计算方程
式中 可利用 自产 再生水可利用量
可利用
自产
入
地下水
再生水
调入
地下水 再生水 分别为可利用水资源量 区域内自产水资源量 地下水资源量和区域内
分别为区内自产水资源综合利用系数 入境水资源综合利用系数 地下水资
源综合利用系数
图 城市化对 社会经济 水资源 生态与环境 复合系统影响关系
的研究目标是为了达到 社会经济 水资源 生态与环境 的和谐发展 因此水资源承载力的研究必须 兼顾各子系统可承载和整个系统可持续发展两大目标 是一个复杂的多目标综合分析过程
城市化地区水资源承载力模型 本次研究以社会 经济 资源和环境和谐发展为目标 以社会经济 发展为驱动因子 通过构建 社会经济 水资源 生态与环境 互动关系模型来研究城市化对社会经济 水资源 生态与环境的影响 最终得出城市化地区水资源在不破坏生态与环境良性发展的情况下所能支 撑社会经济的最大规模 即水资源承载能力 计量模型分为目标综合分析 水资源循环转化 社会经济 发展预测 社会经济 水资源 生态与环境 互动关系 可持续发展综合评价 水资源承载力系统可承 载判断 个模块 其中综合评价采用多级灰关联评价
质均为劣 类 地表水污染严重 可利用率低 地下水超采严重 从 世纪 年代起 地下水水位一
直呈下降趋势
年通州区地下水平均埋深已由 年末的 增加到了
严重超采面积已
占全区总面积的
通州区水资源承载力计算
可利用水资源量估算 通州区多年平均降水量为
境内地表产流量为 亿 地下
水资源量 亿 由于受地形地貌和降雨产生径流特点所限 水量基本无法控制利用 地表水利用
方法 建立了水资源承载力模糊综合评判模型 翁文斌等 研究了满足华北地区水环境保护的经济发
展规模 王浩等 提出了西北干旱区水资源承载能力计算方法 构建了区域水资源承载能力的评价指
标和计算模型 李丽娟 惠泱河 等运用系统动力学方法对柴达木盆地 关中等地区的水资源承载
力进行了研究 分析了不同方案下水资源承载力 得出了提高当地水资源承载力的满意方案 夏军
能力的变化情况
表 通州区 社会经济 水资源 生态与环境 复合系统发展质量评价指标体系
子系统
指标
单位
优
良
中
差
极差
人均水资源量
?人
单位面积水资源量
?
水资源系统 水资源可承载度
人均
元? 人
单方水 人均耕地面积 社会经济系统 单位 排污量
元? ?人
?元
城市化水平
污水处理率
河流水体 浓度
?
生态与环境系统
林草地覆盖率
课题攻关项目
作者简介 夏军
男 湖北广水人 博士 研究员 主要从事水文水资源研究工作
教育部哲学社会科学研究重大
水资源承载力的内涵
承载力的概念源于生态学的研究
年和
在有关的人类生态学研究中 首次提
出了承载力的概念 他们认为可以根据某地区的食物资源来确定区内的人口承载力 世纪 年代
初 联合国教科文组织开展了承载力的研究 正式提出了资源承载力的概念 水资源承载力这一概
目标函数 水资源承载力研究的是水资源所能支撑的 最大社会经济发展规模 经济发展的 最终目的是社会的发展 而人口是体现社会持续发展的一个重要指标 因此可将人口定为目标函 数 表达式如下
人口
城市化地区水资源循环转化模块 总水量平衡方程
地下水
地表水
调入
入
耗
出
式中 地下水 地表水 分别为地下水 地表水蓄水量的变化量 为降水量 调入 入 出 分别为区外
年月 文章编号
水利学报
第 卷第 期
城市化地区水资源承载力研究
夏军 张永勇 王中根 李浩
武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室 湖北 武汉 中国科学院 陆地水循环及地表过程重点实验室 北京
摘要 本文探讨了城市化地区水资源承载力的内涵和特性 通过分析城市化对地区水循环 社会经济和生态与环
境的影响 以 自然 人工 水循环为基础 以可持续发展作为控制目标 采用目标综合分析与多级灰关联评价相结
本文重点研究城市化地区社会 经济 水资源 生态 环境等多种因素相互关系以及城市化对各个因
素的影响 以 自然 人工 水循环为基础 结合目标综合分析Biblioteka 多级灰关联综合评价 将可持续发展作
为水资源承载力的控制目标之一 建立了一个城市化地区水资源承载力模型
收稿日期
基金项目 国家自然科学基金项目
北京市典型郊区水资源承载力研究
念则是由我国学者在 世纪 年代末提出 目前 不同学者针对研究区域的不同提出了许多研究
方法 对水资源承载力的理解也是仁者见仁 智者见智 但水资源承载力强调的都是一个地区的水资源
对该地区社会经济和生态与环境的 最大支撑能力 或 最大支撑规模
最终目的都是为了指
导该地区的水资源配置 解决水资源短缺和社会经济的持续发展问题 本文将城市化地区水资源承载
在这一水循环过程中 自然水循环以能量为驱动因子 人工水循环则以经济为驱动因子 通过实现 效益最大化来决定取水 分水 用水 排水等水循环过程
图 城市化地区水循环示意
城市化地区人类活动对 社会经济 水资源 生态与环境 复合系统的影响表现在 一方面 伴随农 村人口向城市聚集 地区产业结构不断升级 农业用地减少 城镇建设用地增加 人类生产生活需水量和 污水排放量明显增加 水资源和水环境问题凸现 人与生态 环境的矛盾日益加剧 另一方面 随着人们 对生态与环境意识增强 为了保护和进一步开发有限的水资源 水利建设和水环境修复投资将有所加 强 人类活动对水循环系统和生态与环境系统的影响逐步升级 在城市化进程中 社会经济 水资源 生 态与环境这三个系统相互制约 相互促进 见图
式中
为社会经济发展质量
为水资源质量
为生态与环境质量
为权重系
数 各取 ? 为时段 一般为年 指标体系的选择根据水资源承载力的特性和研究区实际情况
和
的评价采用多级灰关联评价法 社会经济 水资源 生态与环境 系统之间既
相互促进又互相制约 只有在可承载范围内 才表现为互相促进 本文认为
维持在某个值时 社
会经济发展才是在可承载条件下进行的
大的社会经济规模一直是我国水利科学研究的热点问题之一 当前水资源承载力的研究主要集中在干
旱地区或城市 对城市化地区水资源承载力的研究相对较少 施雅风 采用统计分析的方法从水资源
供需平衡法的角度对新疆乌鲁木齐河流域水资源承载力进行了分析 许有鹏 采用模糊综合评判法探
讨了我国西北干旱区水资源承载能力 朱一中等 探讨了干旱 半干旱地区水资源承载力状况的评价
年底我国城市人口已由 年的 增长到
预测 年我国城市化水平将达到
年达到 左右 城市化进程的加快 导致城市
化地区资源短缺 环境污染 生态恶化等一系列问题 据建设部 年统计 全国有 个省 市 的
余座县级以上城市供水短缺 其中严重缺水城市已占
水资源短缺问题已成为城市化进程加
快和社会经济持续发展的重要制约因素 在当地生态与环境不被破坏的前提下 水资源究竟能承载多
生态与环境 水量关系方程 建立生态与环境 水量关系用于计算最小生态与环境需水量
生态环境需水
城市河湖
地下水补给
污水稀释
地下水补给
目标
污水稀释
污染物
目标
式中
目标 分别为目前地下水开采系数和地下水开采系数控制目标值 污染物
面污染物总量和污染物浓度的目标值
可持续发展综合分析模块 可持续发展综合指标测度
记为
目标 分别为控制断
等 基于多因素关联分析理论 提出了承载力的定量分析方法 左其亭 提出了 基于模拟和优化的
控制目标反推模型
模型方法 从不同层次论述了水资源承载能力与水资源优化配置之间的关
系 从水资源承载力的研究方法来看 目前水资源承载力的研究定性与定量联合研究还较少 并且没有
将水资源承载力研究真正纳入到可持续发展的大框架下
率很低 利用系数约为 可利用量仅为 亿 通州区再生水丰富 但由于水体水质常年为超
类 一般无法作为有效水资源加以利用 利用量约为 亿 利用率仅为
综合可以得出通州区
可利用水资源量约为 亿
评价指标体系选择 遵循科学性 完备性 独立性和动态性等原则 结合通州区水资源特性 生
态与环境状况和社会经济发展规模 以及面临的实际问题 构建量化通州区的社会经济 水资源 生态与
社会经济发展预测模块
人口
人口
人口
城镇
人口
工业 农业 农业 工业
式中 工业 农业 分别为工业生产总值和农业灌溉面积 工业 农业 人口 分别为工业总产值增长率 农业 灌溉面积增长率和人口增长率 为城市化水平
社会经济 水资源 生态与环境 互动关系模块 构建 社会经济 水资源 生态与环境 互 动关系模块主要是为了体现城市化进程对水资源系统和生态与环境系统的影响 预测水资源系统和生 态与环境系统的变化情况 即以社会经济发展作为驱动因子 基于社会经济发展与水资源 生态与环境
全年农业生产总值 亿元 工业总产值
亿元 地方生产总值
亿元 北京市 十一
五 规划制定的 两轴 两带 多中心 的城市发展新格局将推动通州区都市化进程 加快社会经济发展
使水资源供需矛盾将更加突出 生态与环境持续恶化 通州区多年平均水资源总量为
亿
年系列资料 但是由于地处潮白河下游 境内主要河道都是北京市的排洪 排污河道 河流水
力定义为 某一地区在城市化进程中 以可持续发展为原则 在维护生态与环境良性发展为前提条件下
根据当时的科学技术和经济发展水平 该地区水资源所能支撑最大的社会经济规模
城市化地区水资源承载力研究