課程**
溫州大學教務處制
浙江省水資源承載力綜合評價研究
摘要：針對模糊綜合評判法在綜合評價中存在的主觀隨意性問題,提出採用主成分分析法聚類法進行區域水資源承載能力綜合評價差異研究。此次研究，選取了2023年浙江各各區域的人均水資源量、供水總量、降水量、水資源利用率、萬元gdp用水量、人口密度、固定資產投資、城市家庭用水戶數(公共供水)、城鎮人口比重、耗水量、退水量、有效灌溉面積、旱澇保收面積、城市汙水處理總量、城市建成區綠地面積這15個主要因素進行了分析。
然後，根據主成分分析法的原理,運用少數幾個新的綜合指針對原來的15個指標所包含的資訊進行最佳綜合與簡化，研究其在各區域水資源開發利用過程中的不同貢獻及綜合效應；同時，以評價引數的分級標準為基礎,通過主成分關係式,得出相應的主成分評判水資源承載能力的分級標準，據此，對各分割槽的水資源承載潛力進行了評判。同時也根據15個指標利用聚類法對浙江省11個市進行了聚類，以比較各類之間的水資源承載能力差異。
關鍵詞：水資源承載力；區域差異；主成分分析
1研究背景
水是自然環境的重要組成部分，是維繫人類生存與發展的最基本條件之一，人類文明的盛衰變遷無不與水密切相關。水系統與經濟社會的關係是構建和諧社會的重要基礎。作為國家發展的三大戰略資源，水資源的可持續利用己成為我國經濟社會發展的戰略問題。
本世紀水資源問題將關係到我國全面小康社會的建設直至基本現代化的順利實現。由於人口和經濟增長，水資源管理不善和汙染物排放所帶來的各種水問題已使我國的淡水資源受到了越來越大的壓力。一方面，我國人口增長和經濟的高速發展導致了工農業和人民生活用水的持續增加，用水浪費嚴重,用水效率低下，進一步加劇了供需矛盾，另一方面,我國水生態環境也不斷惡化。
此外，河湖萎縮,森林、草原退化，土地沙化，部分地區地下水超量開採等問題，使水生態環境更加惡化水資源的短缺也威脅到糧食安全，地下水位的下降和灌溉用水的減少將嚴重影響穀物的收成。
總之，水是人類賴以生存和發展的重要資源,是可持續發展的基礎條件，關係到子孫後代的長遠利益。水資源是一種可恢復和可更新的再生自然資源，是社會經濟持續發展的基礎支援系統之一，從長遠來看,中國的水資源問題主要是短缺問題,它將成為中國社會經濟持續、快速、健康發展的重要制約因素。為保證水資源的可持續利用，在處理水資源的供需問題時，應以水資源的承載能力為前提，以防止處理不當導致環境質量和生態系統的惡化，甚至引發生命支援系統的破壞。
水資源承載能力是隨著我國人口的增加和經濟社會的迅速發展，水資源與區域的社會需求矛盾日益突出而提出來的，到現在已有近二十年的歷史。區域水資源承載能力是指在一定經濟技術水平和社會生產條件下，水資源可最大供給工農業生產、人民生活和生態環境保護等用水的能力，的研究對於分析區域的經濟發展模式以及布局等巨集觀區域規劃具有重要意義。
2研究意義
研究不同自然資源條件的地區水資源對經濟社會發展的支撐作用和承載能力，對於分析區域的經濟發展模式以及布局等巨集觀區域規劃具有重要意義。水資源承載能力是區域可持續發展過程中各種自然資源承載能力的重要組成部分，是制定經濟社會發展與生態環境保護戰略，尋求可持續發展模式的重要依據之一。研究區域經濟社會發展過程中的水資源供需平衡與維持生態環境的基本途徑，可為經濟社會可持續發展和生態環境保護提供水資源保障的決策支援依據和可行性分析資訊。
（l）水資源承載能力是可持續發展的基礎,開展水資源承載能力的研究對於實施水資源可持續利用和社會經濟可持續發展的巨集觀規劃具有重要意義；
（2）對生態環境保護的長遠戰略規劃提供科學依據；
（3）對地區經濟發展、生活水平提高有重要意義
3 區域水資源承載能力綜合評價研究方法和評價指標
3.1 研究方法
主要使用的是主成分分析法和聚類分析法。聚類分析法是一種根據「物以聚類」的原理，對樣品進行分類的多元統計分析方法。主成分分析法的工作目標，就是要在力保資料資訊丟失最小的原則下，對高維變數空間進行降維處理，即在保證資料資訊損失最小的前提下，經線性變換和捨棄一小部分資訊，以少數的綜合變數取代原始採用的多維變數。
原變數為x1，x2…，xj主成分分析後得到的新變數為z1，z2,…zm，均是x1，x2…xj，的線性組合(m主成分分析的步驟如下：
（1）資料的標準化處理
i=1，2，…，i， j=1，2，…，j
xij為第i個分割槽第j個指標的值,xj，sj為第j個指標的樣本均值和樣本標準差。
（2）計算資料表(yij)i*j的相關矩陣r。
（3）求r的j個特徵值:λ1≥λ2≥…≥λj，以及對應的特徵向量u1，u2，…，uj，它們標準正交u1，u2，…，uj稱為主軸。
(4)求主成分：
j=1，2，…，j， k=1，2，…，j
(5)精度分析
乙個m維主超平面究竟以多大的精度來近似替代原變數系統以確保盡可能多的資料資訊？我們可以通過求累計貢獻率e來判斷：，如取e>80%的最小m，則可得主超平面的維數m，從而可對m個主成分進行綜合分析。
水資源承載能力通過若干特徵，我們把這些變數界定為評價指標，因此，這些評價指標就成為測定水資源承載力的指示器，這裡我們選取了人均水資源量、供水總量、降水量、水資源利用率、萬元gdp用水量、人口密度、固定資產投資、城市家庭用水戶數(公共供水)、城鎮人口比重、耗水量、退水量、有效灌溉面積、旱澇保收面積、城市汙水處理總量、城市建成區綠地面積這15個主要因素作為評價指標，各指標的含義如下：
表1 浙江省水資源承載能力綜合評價指標
4區域水資源承載能力綜合評價過程
4.1主成分分析
目前對城市水資源承載力的研究中，研究者大多採用主成分分析法、rbf 神經網路模型、系統動力學方法、多目標和多決策法等。由於區域水資源承載力的影響因素眾多，各因素之間關係錯綜複雜，因此，準確評價區域水資源承載力的關鍵在於科學合理地確定評價指標體系中各因素的相對重要性以及評價分級的方法。此次研究我們採用主成分分析法。
為了消除量綱，我們首先對原始資料進行了標準化，見表2：
說明：b1：杭州市 b2：
寧波市 b3：嘉興市 b4：湖州市 b5：
紹興市 b6：舟山市 b7：溫州市 b8：
金華市 b9：衢州市 b10：台州市 b11：
麗水市其中yi為標準化的xi；
表2 浙江省各市15項標準化指標
計算各指標的協方差cov( yi，yj)，i=1，2，…，15；j=1，2，…，15及相關矩陣r，計算結果見表3，以及主成分的特徵值及貢獻率（表4）。由表3可知，所選取的因子之間存在一定的相關關係， 這是進行主成分分析的基礎和條件， 也進一步驗證了對因子做主成分分析的必要性和科學性。
表3 浙江省各市15項指標的相關矩陣
一般按累計貢獻率≥85%的原則確定主成分數，從表4可得前3主成分的累積貢獻率已經達到了85.661%，能很全面的反映影響各市水資源承載力的驅動因子。
水資源分析與評價
課程設計 設計題目 平原區地下水資源評價 學院 專業班級 學號 姓名 設計時間 目錄前言2 第一章自然地理及地質2 第一節自然地理2 第二節地質條件概況4 第二章水文地質條件6 第一節地下水型別及其特徵6 第二節地下水的補給 徑流和排洩7 第三節地下水的動態特徵8 第三章地下水開發利用現狀及存在的問...
曹妃甸濕地水資源平衡分析
作者 郭友紅韓麗萍李津立付秀悅 湖北農業科學 2014年第05期 摘要 為了更好地保護濕地和濕地資源，調查了曹妃甸區濕地多年氣象資料，應用相關分析和對比分析的研究方法，對濕地近51年的降雨量和蒸發量進行了分析，計算出了濕地保護區年均最小和最適生態需水量，進行了濕地水資源平衡分析。提出了增加濕地年供水...
芷江縣水資源利用現狀分析
姓名 蔣豔梅 摘要 2013年1月1日至6月30日，芷江平均總降水量666.8mm，較歷史同期814.5mm相比偏少18.13 特別是7月份以來降水嚴重稀少，僅為2.5mm，較歷史同期107mm相比較少97.7 28個鄉鎮已出現不同程度的旱情，區域性地區出現人畜飲水困難。關鍵詞 水資源利用，水資源現...