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水安全问题事关经济社会发展全局。在人口增加、经济发展和气候变化的影响下,保障水安全已成为人类社会健康、和谐、持续发展的关键。我国水资源匮乏且时空分布不均、水环境污染及水旱灾害严重,水安全问题区域差异明显。基于此,本文深入分析了我国省级单元水安全的现状、趋势及未来,为我国区域水安全的保障与调控提供决策依据。本文主要研究内容及其成果包括:
(1)从水安全问题及概念入手,辨析其产生、演化、内涵与外延,深入分析了水安全的系统结构及其运行机制,构建基于压力.状态.响应(PSR)结构的水安全系统。指出:水安全系统遵循对立统一法则,具有矛盾的普遍性和特殊性、绝对性和相对性,是一个动态发展的复杂系统:水安全目标的实现必须对各种策略和行动的过程集合进行博弈,走可持续发展的道路。
(2)采用不同方法(包括基尼系数法、基于层次分析法(AHP)和熵值法(EM)组合的常规水安全评价方法、水紧缺等基础指标法以及基于水资源承载力模型的评价方法),对以省行政区为单元的我国和以国家为单元的部分国家的水安全状况进行了评价,根据我国各省(区)水安全状况的评价结果,将全国各省(区)划分为五个水安全级别和六个水安全类型区。研究表明:我国水资源天然状态量均衡性较差,长江流域用水主要依赖于地表水,而北方地区过度依赖地下水。水安全问题较突出的省(区)主要分布于黄河、淮河和海河三大流域,其中水安全级别最差的宁夏主因是自然环境脆弱,而上海是人口与经济发展超负荷。
(3)根据各省(区)近10年水安全状况的变化趋势,划分出七个趋势级别。构建了基于水资源供需比的水安全预测模型,引入趋势移动平均法(MA)和线性趋势分析法等求解,预测了各省(区)未来十年的水安全状况。结果显示:宁夏水安全状况将一直处于极不安全级别;北京、浙江、河南、青海和福建五省随着时间的推移,水安全级别会逐年降低,而天津、山东、广东、海南、重庆和四川水安全级别则会逐渐升高。
(4)应用基于水资源承载力的水安全评价模型进行敏感性分析,探讨了各省(区)水安全的关键影响因子,按六大地理分区对我国水安全问题进行诊治,针对性地提出了建设性的区域水安全保障策略与调控方向。