[发明专利]一种区域水资源环境承载状态预警方法

摘要

本发明公开了一种区域水资源环境承载状态预警方法，首先将水资源承载主体与承载客体之间的协调发展度作为定量反映区域水资源环境承载状态的预警指标，选定反映承载主体与承载客体的9个指标构建综合预警指标体系；利用熵权法确定各指标所占权重；再运用协调发展度的概念定量计算区域水资源环境承载状态并划分承载状态等级；基于区域各年份水资源环境承载状态划分结果及区域水资源‑社会经济‑生态环境系统的演变趋势制定区域水资源环境承载状态预警标准，进而对区域水资源环境承载状态进行预警。本发明考虑了预警年承载状态及其与基准年承载状态的变化趋势，避免了预警结果的主观性；为确定提升承载状态的方向，制定改善措施提供了依据。

主权项

1.一种区域水资源环境承载状态预警方法，其特征在于,包括如下步骤：1)、将一个地区有关水资源、社会经济、生态环境情况的三种因素作为具体指标，分别从水资源、社会经济、生态环境三个子系统中共选取9个指标，构建水资源环境承载状态综合预警指标体系；其中，水资源子系统中包括衡量水量的单位面积水资源量和衡量水质的水功能区水质达标率两个指标；社会经济子系统中包括衡量发展程度的人均GDP、人口密度、衡量用水效率的万元GDP用水以及衡量治污水平的万元GDPCOD和万元GDP氨氮五个指标；生态环境子系统包括反映河道内生态的水面率指标和反映河道外生态的城镇绿化率两个指标；假定待预警地区的子区域的数量定义为n，将第1个子区域的上述9个指标值分别记为a₁₁，a₁₂，a₁₃，a₁₄，a₁₅，a₁₆，a₁₇，a₁₈，a₁₉；将第2个子区域的上述9个指标值分别记为a₂₁，a₂₂，a₂₃，a₂₄，a₂₅，a₂₆，a₂₇，a₂₈，a₂₉；以此类推，将第n个子区域的上述9个指标值分别记为a_n1，a_n2，a_n3，a_n4，a_n5，a_n6，a_n7，a_n8，a_n9；建立如下9维矩阵：2)、将步骤1)中矩阵中各元素进行无量纲处理，通过如下公式对各个指标进行无量纲处理，计算结果为每个子区域每个指标的相对隶属度，无量纲处理包括正向和逆向指标：所述正向指标为：所述逆向指标为：式中，a_i是第i个指标的指标值，i＝1，2，…，9，S_ik是第i个指标第k级的标准值，r_ij则是指标归一化结果；3)、根据步骤2)中计算得到的无量纲指标值，确定各个指标的权重：4)、根据步骤3)中确定的各个指标对应权重，计算得出地区内部各个子区域预警年与基准年的水资源承载主体与承载客体的协调发展度，进而对该地区内部各个子区域预警年与基准年的水资源环境承载状态等级分别进行划分；其中预警年是指需要进行预警的未来年份，基准年选择预警年的前一个年份；通过如下协调发展度公式计算每个子区域的协调发展度D：发展指数计算：式中，f(r_i)、g(r_j)分别指承载主体发展指数、承载客体发展指数，r_i、r_j分别指经过归一化后承载主体和承载客体的指标值；w_i为第i项指标相对于承载主体的权重，w_j为第j项指标相对于承载客体的权重；协调度计算：式中，C表示承载主体和承载客体之间协调度；C_fg表示离差系数，C_fg越大，系统间协调性越高；K为调节系数，取2～5；协调发展度计算：T＝af(r_i)+bg(r_j)式中，D表示协调发展度，值越大表示协调水平越高；T表征系统综合指数；a、b为权重系数，a取0.6～0.8，b取0.2～0.4；5)、根据步骤4)中确定的各年份区域水资源环境承载状态划分结果，分析判断表征区域水资源‑社会经济‑生态环境系统的演变趋势的各年份协调发展度变化情况，划分区域水资源环境承载状态预警标准，确定区域水资源环境承载状态预警警度。