基于水足迹理论的吉林省辽河流域城市化进程中水资源可持续利用评价与优化配置研究

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1、基于水足迹理论的吉林省辽河流域城市化进程中水资源可持续利用评价与优化配置研究WaterResourceSustainableUtilizationandOptimizationofWaterResourcesAllocationintheProcessofUrbanizationBasedonWaterFootprintinLiaoRiverBasinofJilinProvince作者姓名：王博专业名称：环境管理与环境经济研究方向：生态环境系统工程指导教师：汤洁教授学位类别：理学博士培养单位：环境与资

2、源学院论文答辩日期：2015年6月1日授予学位日期：年月日论文评阅人：答辩委员会组成：姓名职称工作单位姓名职称工作单位盲审专家教授主席霍明昕研究员东北师范大学盲审专家教授委员刘景双教授中国科学院张继权教授东北师范大学董德明教授吉林大学阎百兴研究员中国科学院康春莉教授吉林大学陈鸿汉研究员中国地质大学汤洁教授吉林大学摘要基于水足迹理论的吉林省辽河流域城市化进程中水资源可持续利用评价与优化配置研究摘要吉林省辽河流域是我国水资源开发利用程度高，用水矛盾最突出的地区，由于不合理的水资源配置，社会经济用水挤占生态

3、用水，严重的影响了研究区和下游辽宁省经济和社会的可持续发展。为了更好地衡量一个国家或地区水资源利用状况，提出了水足迹概念，其定义为任何已知人口在一定时间内消费的所有产品和服务所需要的水资源数量。以虚拟水理论为基础的水足迹理论，考虑了社会经济系统中虚拟水的消费量，打破了评价水资源利用的传统方法，更真实反映人类对水资源的真实占用，能为水资源科学管理，水资源安全等提供全新的研究思路。本文引入水足迹相关理论，围绕流域水资源的开发利用现状展开深入研究，探讨城市化发展与水资源开发利用的关系，明确流域水资源可持续利

4、用面临的挑战，模拟不同方案下的水资源合理配置研究，探讨城市化与水资源协调发展的对策措施，可为流域持续利用水资源和改善脆弱生态环境提供决策依据，具有重要的科学意义和应用价值。本文以多源多时相遥感数据和大量社会统计数据为数据源，借助“3S”技术，对地形、气候、水文、土地利用/覆盖、植被和社会经济因子进行提取，在此基础上，分析吉林省辽河流域水足迹和水足迹强度的时空变化特征和驱动因素。基于水足迹理论构建水资源可持续利用评价指标体系和水资源安全评价指标体系，对1995-2012年水资源可持续利用水平和水资源安全

5、进行现状评价，利用模型预测2013-2020年水资源可持续利用水平和水资源安全预警等级。采用DEA模型和耦合协调度模型，从时空角度分析1995-2012年流域7县（市）的城市化效率与水资源可持续利用水平，以及两者之间的耦合协调度。最后应用多目标决策模型，模拟2020年不同情景下的流域水资源优化配置方案。研究结果表明，在时间序列上，辽河流域水足迹和水足迹强度整体呈下降33趋势，其中水足迹强度从1995年的2,931.65m/万元低至2012年的288.15m/万元，年降幅为5.30%，水资源利用效率明显

6、提高；在空间尺度上，区间发展I吉林大学博士学位论文并不平衡，空间二元结构逐渐明显。经济效率是水足迹强度变化的主要驱动因素，农业产品对水足迹强度变化的贡献最大。27年间流域水资源可持续利用水平呈上升趋势，但水资源安全预警等级具有向“中警”恶化的态势，未来水资源状况仍不容乐观。在时间序列上，耦合协调度总体呈先增加后减小的趋势，在初始阶段，城市化效率和水资源利用水平是彼此促进的重要因素，当城市化发展到一定阶段，水资源和城市化对彼此约束作用将逐渐减小；在空间尺度上，7个城市耦合度水平较高，以高度耦合和极度耦合

7、为主。辽河流域水资源开发利83用的最佳方案为水足迹总量28.68×10m，生产总值2,211.87亿元，满足2020年生态社会环境需求，且能够获得最大的综合效益。该项研究可为吉林省辽河流域的水资源的开发利用提供借鉴。关键词：水资源配置；水足迹；水资源可持续利用；城市化；吉林省辽河流域IIAbstractWaterResourceSustainableUtilizationandOptimizationofWaterResourcesAllocationintheProcessofUrbanizatio

8、nBasedonWaterFootprintinLiaoRiverBasinofJilinProvinceABSTRACTTheLiaoheriverBasininJilinprovinceistheregionwherethedegreeofexploitationandutilizationishigherandwaterconflictissharperinChina.Theecologicalwaterrequirementwasoccupied