青島市水環(huán)境承載力研究分析環(huán)境工程專業(yè)論文設(shè)計VIP

PAGEI學(xué)校代碼10125專業(yè)代碼020104TShanShanxiUniversityofFinanceandEconomics本科畢業(yè)論文中文題目：青島市水環(huán)境承載力研究英文題目：ResearchonwaterenvironmentcarryingcapacityofQingdaocity姓名：高雨佳學(xué)號：201621050151班級：資源與環(huán)境經(jīng)濟學(xué)一班專業(yè)：資源與環(huán)境經(jīng)濟學(xué)學(xué)院：經(jīng)濟學(xué)院指導(dǎo)教師：宮詩瑋完成時間：2020年4月21日山西財經(jīng)大學(xué)2020屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）山西財經(jīng)大學(xué)201X屆本科生學(xué)年論文（設(shè)計）摘要本文主要介紹了水環(huán)境承載力的研究背景、研究現(xiàn)狀、概念，采用向量模法研究青島市2014-2018年水環(huán)境承載力。根據(jù)統(tǒng)計年鑒、水資源公報以及后期計算得到各指標(biāo)評價值，從環(huán)境管理、資源利用、社會經(jīng)濟三個角度分析了青島市水環(huán)境承載力的主要影響因素，綜合構(gòu)建了青島市水環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系，使用層次分析法確定各評價指標(biāo)的權(quán)重。結(jié)果表明，2014-2018年間青島市水環(huán)境承載力整體上呈上升趨勢，但處于一個較低水平，水環(huán)境承載力評價值均低于0.1。水資源短缺是青島市水環(huán)境承載力較低的主要原因。根據(jù)研究結(jié)果，對青島市水環(huán)境保護(hù)和管理提出了合理的建議。關(guān)鍵詞：水環(huán)境承載力；向量模法；層次分析法；指標(biāo)體系

AbstractThispapermainlyintroducestheresearchbackground,researchstatusandconceptofwaterenvironmentcarryingcapacity,andadoptsthevectormodelmethodtostudythewaterenvironmentcarryingcapacityofQingdaofrom2014to2018.Lateaccordingtothestatisticalyearbook,waterresources,andtocalculatetheindexvalue,fromtheenvironmentalmanagement,resourceutilization,socialeconomyanalysisesofQingdaothreemaininfluencingfactorsofthebearingcapacityofwaterenvironmentcomprehensivesetsuptheevaluationindexsystemofwaterenvironmentalcarryingcapacityofQingdaocity,usingtheanalytichierarchyprocess(ahp)todeterminetheweightofeachevaluationindex.TheresultsshowedthatthewaterenvironmentcarryingcapacityofQingdaoincreasedfrom2014to2018,butremainedatalowlevel,andtheevaluationvalueofwaterenvironmentcarryingcapacitywaslowerthan0.1.TheshortageofwaterresourcesisthemainreasonforthelowcarryingcapacityofwaterenvironmentinQingdao.Keywords:Carryingcapacityofwaterenvironment;vectormodulusmethod;analytichierarchyprocess;theindicatorsystem目錄1導(dǎo)論 11.1選題背景與意義 11.2國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述 11.3論文的結(jié)構(gòu)及主要內(nèi)容 31.4論文的研究方法 32青島市概況 42.1自然環(huán)境概況 42.2社會經(jīng)濟概況 52.3水資源概況 53水環(huán)境承載力的理論基礎(chǔ) 63.1概念 63.2特征 73.3指標(biāo)體系 74青島市水環(huán)境承載力計算與評價 84.1評價指標(biāo)值 84.2指標(biāo)歸一化 94.3確定權(quán)重 104.4結(jié)果分析 115結(jié)語 12參考文獻(xiàn) 145400致謝 16PAGE6PAGE61導(dǎo)論1.1選題背景與意義水是一種寶貴的資源，也是支持人類生存和社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)之一。隨著城市化的快速發(fā)展，水資源緊缺和水污染等水環(huán)境問題日益突出，已成為制約各地區(qū)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的主要限制因素。原水利部部長汪恕誠曾在《水環(huán)境承載能力分析與調(diào)控》報告中指出，我國當(dāng)前水利面臨的問題主要有三個即：洪澇災(zāi)害、干旱缺水和水環(huán)境惡化，而水環(huán)境惡化是三大問題中的重中之重[1]。如何有效地保護(hù)和改善水環(huán)境，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展，已經(jīng)成為我國眾多城市亟需解決的問題。定量化研究城市水環(huán)境承載力，評價在一定時期內(nèi)城市水環(huán)境承載力與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展的程度，分析社會經(jīng)濟、環(huán)境管理、資源利用等方面對城市水環(huán)境承載力的影響，既可以為科學(xué)制定區(qū)域水環(huán)境保護(hù)和發(fā)展戰(zhàn)略提供依據(jù)，促進(jìn)水環(huán)境承載力向可承載方向改善，又可以優(yōu)化城市水資源分布，對于協(xié)調(diào)城市社會經(jīng)濟、生態(tài)建設(shè)與水環(huán)境的關(guān)系具有重要指導(dǎo)意義。青島市作為山東省第一大經(jīng)濟城市，水環(huán)境已經(jīng)成為制約經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素。我國學(xué)者在水環(huán)境承載力方面進(jìn)行了大量研究，但關(guān)于青島市水環(huán)境承載力的研究較少，指標(biāo)體系并不完善，且選取的數(shù)據(jù)不是當(dāng)下最新公布的數(shù)據(jù)。研究青島市水環(huán)境承載力，將為區(qū)域水環(huán)境管理及對策制定提供依據(jù)，對促進(jìn)社會經(jīng)濟與水環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。1.2國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述1.2.1國外研究現(xiàn)狀水環(huán)境承載力是承載力概念在水環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用和延伸，國外學(xué)者對水環(huán)境承載力進(jìn)行了不少研究。Falkenmark的研究涉及到水資源的承載限度，其他一些學(xué)者的研究也涉及到承載力的相關(guān)概念和研究方法[2]。美國的URS公司從承載力的定義、研究方法、模型量化形式等方面研究了佛羅里達(dá)Keys流域的承載能力[3]；Rijiberman在研究城市可持續(xù)水系統(tǒng)的設(shè)計與管理時，將水資源承載力作為城市水資源保障的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)之一[4]；Harris研究了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域水資源農(nóng)業(yè)承載力，并將其作為區(qū)域發(fā)展?jié)摿Φ暮饬繕?biāo)準(zhǔn)，研究發(fā)現(xiàn)增加產(chǎn)量的供應(yīng)側(cè)戰(zhàn)略已經(jīng)導(dǎo)致了嚴(yán)重的土壤退化和水透支問題以及其他生態(tài)系統(tǒng)的壓力，這意味著人口政策和消費效率等需求方面的問題對可持續(xù)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的發(fā)展至關(guān)重要[5]。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國對水環(huán)境承載力的研究萌芽于二十世紀(jì)八十年代對新疆水資源及其承載力的研究。1992年施雅風(fēng)、曲耀光研究烏魯木齊河流域的水資源承載力，闡述了流域生態(tài)承載力的研究背景和意義，采用常規(guī)趨勢法進(jìn)行探究，并根據(jù)研究結(jié)果提出了生態(tài)承載力研究面臨的3個挑戰(zhàn)[6]。1993年許有鵬以新疆和田河流域為例，應(yīng)用模糊分析法進(jìn)行研究，分析建立了多因素綜合評價模型，從而為該流域水資源進(jìn)一步開發(fā)利用和干旱區(qū)水資源承載能力綜合評價提供參考依據(jù)[7]。90年代中后期，多個自然科學(xué)基金課題都對這一領(lǐng)域進(jìn)行了研究。二十一世紀(jì)初，前水利部汪恕誠部長做了題為《水環(huán)境承載能力分析與調(diào)控》的學(xué)術(shù)報告，引起了大家對水環(huán)境承載力的興趣。王玉敏、周孝德、馮成洪,李家科結(jié)合系統(tǒng)動力學(xué)法量化博斯騰湖的水資源量承載力，通過污染水質(zhì)的因子用多目標(biāo)規(guī)劃模型得到湖泊的水質(zhì)承載力，最后將水資源量承載力和水質(zhì)承載力結(jié)合得到水環(huán)境承載力，對于湖泊水環(huán)境承載力的研究具有重要意義[8]；韓娜娜以桑干河流域為實例，建立了河流水環(huán)境承載力系統(tǒng)動力學(xué)模型和水環(huán)境承載力指標(biāo)體系，并對指標(biāo)體系中的指標(biāo)該進(jìn)行模擬,對改善桑干河流域的生態(tài)和人類生存環(huán)境具有實際的指導(dǎo)意義[9]；趙青松以漢江上游為例研究流域水環(huán)境承載力，對水環(huán)境控制措施進(jìn)行量化，對改善漢江流域的生態(tài)和人類生存環(huán)境具有指導(dǎo)意義[10]。孫新新以寶雞市為例研究城市的水環(huán)境承載力，建立了系統(tǒng)動力學(xué)仿真模型，通過對模型進(jìn)行檢驗確定最佳發(fā)展方案[11]。張靜等通過灰色關(guān)聯(lián)度分析簡化指標(biāo)，再通過主成分分析對寧夏的水環(huán)境承載力進(jìn)行綜合評價[12]?？傮w上看，國內(nèi)對水環(huán)境承載力概念的研究較少，偏重于應(yīng)用和量化方法的研究。關(guān)于水環(huán)境承載力公認(rèn)的科學(xué)的量化評價方法，目前學(xué)術(shù)界尚未達(dá)成共識，學(xué)者們嘗試采取多種方法對水環(huán)境承載力進(jìn)行定性與定量的研究。應(yīng)用于水環(huán)境承載力評價的方法主要有向量模法、系統(tǒng)動力學(xué)法、模糊綜合評價法、主成分分析法、以及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等，雖然各評價方法較多，這些研究大多處于探索階段，未形成系統(tǒng)完善的理論體系。王玉敏等采用系統(tǒng)動力學(xué)法量化博斯騰湖的水資源量承載力，通過多目標(biāo)規(guī)劃模型得到湖泊的水質(zhì)承載力，最后將二者結(jié)合得到湖泊的水環(huán)境承載力[8]。崔鳳軍采用向量模法對水環(huán)境承載力進(jìn)行定量化描述，并利用系統(tǒng)動力學(xué)(SD)模擬手段進(jìn)行了實證研究，分析了指標(biāo)變化對水環(huán)境的影響［13］。李如忠通過建立了區(qū)域水環(huán)境承載力評價的模糊隨機優(yōu)選模型,較好的比較分析了北方某區(qū)域內(nèi)5個城市地下水環(huán)境承載力狀況［14］。次年他基于城市區(qū)域水環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系,構(gòu)建了三層遞階層次結(jié)構(gòu)模型，提出了層次分析法和統(tǒng)計學(xué)法相結(jié)合的區(qū)域水環(huán)境承載力趨勢評價模型，對于評價區(qū)域水環(huán)境動態(tài)承載力具有很好的適用性[15]；王儉等引入具有強大非線性數(shù)據(jù)處理能力的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從閾值角度出發(fā)，建立了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域水環(huán)境承載力評價模型，該模型結(jié)構(gòu)簡單、建模方便，用其研究遼寧省的水環(huán)境承載力，直觀地反映了遼寧省水環(huán)境承載狀態(tài)[16]。王奎峰等以山東半島為例，采用壓力-狀態(tài)-響應(yīng)(P-S-R)概念模型，建立生態(tài)環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系，運用層次分析法(AHP)確定各指標(biāo)權(quán)重，并采用模糊數(shù)學(xué)綜合評價的理論和方法評估山東半島生態(tài)環(huán)境承載力的地域性差異。這種方法降低了主觀性的影響，提高了評價結(jié)果的準(zhǔn)確性，為推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，對促進(jìn)社會經(jīng)濟和資源環(huán)境的和諧發(fā)展有重要意義［17］。在量化評價城市水環(huán)境承載力中得到廣泛應(yīng)用的方法是簡單易操作的向量模法與層次分析法相結(jié)合的綜合指標(biāo)體系評價法。例如來雪慧等采用向量模法對陜南地區(qū)水環(huán)境的承載力進(jìn)行評價，應(yīng)用層次分析法確定各評價指標(biāo)的權(quán)重，計算結(jié)果表明該地區(qū)水環(huán)境具有一定的承載力，最后結(jié)合陜南地區(qū)的社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境特征，提出了提高水環(huán)境承載力、促進(jìn)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的措施[18]。耿雅妮通過采用層次分析法和向量模法相結(jié)合，對西安市水環(huán)境承載力現(xiàn)狀進(jìn)行評價，得出水資源緊缺是西安市水環(huán)境承載力的制約因素，結(jié)論符合西安實際[19]。曾現(xiàn)進(jìn)等基于層次分析法和向量模法對2005-2020的宜昌市水環(huán)境承載力進(jìn)行評價和分析，結(jié)果表明宜昌市目前的水環(huán)境雖然整體處于中等偏上水平，但是預(yù)測到2020年的水環(huán)境承載力會有所降低，對宜昌市以后的水環(huán)境管理提出預(yù)警[20]。肖楊等以北京市為例，應(yīng)用向量模法評價了其水環(huán)境承載力現(xiàn)狀，評價結(jié)果比較符合北京市的水環(huán)境現(xiàn)狀，人口膨脹與經(jīng)濟發(fā)展形成的水資源短缺，水質(zhì)變差造成了北京市水環(huán)境承載力水平較低[21]。近年來，我國在水環(huán)境承載力的深度與應(yīng)用性上取得了較大的進(jìn)展，但是由于水環(huán)境涉及的領(lǐng)域與因素眾多，還存在指標(biāo)體系不完善、實踐型研究較少等問題。本文采用層次分析法和向量模法相結(jié)合的方法研究青島市水環(huán)境承載力，旨在分析在青島區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展過程中各因素對水環(huán)境承載力的影響程度，并結(jié)合研究成果，明確今后青島市水環(huán)境治理的重點方向，提出有效措施，促進(jìn)水資源的合理利用，提高流域水環(huán)境的承載力。1.3論文的結(jié)構(gòu)及主要內(nèi)容1.研究水環(huán)境承載力國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和理論方法，借鑒前人的研究成果概括水環(huán)境承載力的概念，并分析特征。2.根據(jù)指標(biāo)體系的確定原則，建立青島市水環(huán)境承載力指標(biāo)體系，運用向量模法量化研究，采用層次分析法確定各評價指標(biāo)權(quán)重。3.依據(jù)計算結(jié)果得出影響水環(huán)境承載力的因素，并提出提高水環(huán)境承載力的建議。1.4論文的研究方法目前研究水環(huán)境承載力評價的主要方法有向量模法、系統(tǒng)動力學(xué)法、模糊綜合評價法、密切值法、主成分分析法、以及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等，雖然各評價方法較多，但仍未形成系統(tǒng)完善的理論體系。本文采用簡單易操作的向量模法計算青島市水環(huán)境承載力。向量模法是通過建立評價指標(biāo)體系，指標(biāo)量化，得到無量綱的評價結(jié)果，能進(jìn)行橫向或縱向的承載力狀況綜合比較。向量模法假設(shè)有m個不同的水平年，設(shè)m個評價值為Ej（j=1，2，…，m），再設(shè)每個評價值Ej包括n個具體指標(biāo)確定的分量，每個指標(biāo)的權(quán)重為Wi（i=1，2，…，n），即有Ej=（E1j，E2j，…，Eij）。這樣，第j個水體承載力的大小可用歸一化后的矢量的模表示即[20]。本文確定各指標(biāo)的權(quán)重的方法是層次分析法。具體步驟如下：1.建立層次結(jié)構(gòu)模型。首先建立目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層的三重層次結(jié)構(gòu)。本次研究中設(shè)定的目標(biāo)層為水環(huán)境承載力，對應(yīng)的準(zhǔn)則層是環(huán)境管理、水資源利用、社會經(jīng)濟，綜合考慮青島市社會經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境管理的特征以及數(shù)據(jù)可獲得性篩選指標(biāo)層指標(biāo)，構(gòu)建青島市水環(huán)境承載力指標(biāo)體系。2.構(gòu)造判斷矩陣。在確定各評價指標(biāo)之間的權(quán)重時，采用表1-1所示的標(biāo)度準(zhǔn)則進(jìn)行兩兩比較。表1-11～9標(biāo)度準(zhǔn)則3.層次單排序。依據(jù)判斷矩陣求解各層次指標(biāo)子系統(tǒng)或指標(biāo)項的相對權(quán)重問題，在數(shù)學(xué)上就是計算判斷矩陣最大特征根及其對應(yīng)的特征向量問題，即:AW=λW(1)將最大特征根λmax對應(yīng)的特征向量歸一化，得到相對重要性的權(quán)重ω。4.一致性檢驗。采用式(2)式(3)計算一致性指標(biāo)CI及CR對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗。當(dāng)階數(shù)≤2時，矩陣總有完全一致性;階數(shù)＞2時，當(dāng)CR≤0.1時，就具有可接受的一致性，否則，必須對判斷矩陣進(jìn)行調(diào)整，使之具有滿意的一致性。CI=λmax－n/n－1(2)CR=CI/RI(3)式中，RI值是由于消除矩陣階數(shù)影響造成判斷矩陣不一致的修正系數(shù)，具體取值見表1-2。表1-21-12階判斷矩陣RI值5.層次總排序。從目標(biāo)層到指標(biāo)層依次進(jìn)行，對于目標(biāo)層而言，其層次單排序的結(jié)果也就是總排序的結(jié)果[22]。2青島市概況2.1自然環(huán)境概況2.1.1地理位置青島，地處山東半島東南部，位于東經(jīng)119°30′～121°00′、北緯35°35′～37°09′，位于中日韓自貿(mào)區(qū)的前沿地帶，是山東省副省級市、計劃單列市，國務(wù)院批復(fù)的國際性港口城市、濱海度假旅游城市和中國沿海重要中心城市，東、南瀕臨黃海，東北與煙臺市毗鄰，西與濰坊市相連，西南與日照市接壤，總面積為11282平方千米（圖2-1）。圖2-1青島市在山東半島的位置2.1.2地形地貌青島為沿海城市，海岸分為岬灣相間的山基巖岸、山地港灣泥質(zhì)粉砂岸及基巖砂礫質(zhì)海岸等3種基本類型，淺海海底則有水下淺灘、現(xiàn)代水下三角洲及海沖蝕平原等。青島市地勢東高西低，南北兩側(cè)隆起，中間低凹。其中，平原約占青島市總面積的37.7%，洼地占21.7%，山地占15.5%，丘陵占2.1%。2.1.3氣候概況青島地處北溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，屬溫帶季風(fēng)氣候，空氣濕潤，雨量充沛，溫度適中，四季分明。市區(qū)由于受來自東南季風(fēng)及洋流、水團(tuán)的影響，故又具有顯著的海洋性氣候特點。春季氣溫回升較內(nèi)陸遲；夏季濕熱多雨，但無酷暑；秋季天高氣爽，蒸發(fā)強，降水少；冬季風(fēng)大溫低，持續(xù)時間較長。2.2社會經(jīng)濟概況2.2.1人口及城鎮(zhèn)建設(shè)截至2018年，青島市下轄7個區(qū)、代管3個縣級市，總面積11293平方千米，2019年全市常住總?cè)丝?49.98萬人。其中，市區(qū)常住人口645.20萬人。2.2.2經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r根據(jù)第四次全國經(jīng)濟普查結(jié)果，山東省統(tǒng)計局對2018年生產(chǎn)總值初步核算數(shù)進(jìn)行了修訂。修訂后的2018年全市生產(chǎn)總值為10949.38億元，其中第一產(chǎn)業(yè)增加值為386.91億元，第二產(chǎn)業(yè)增加值為4033.33億元，第三產(chǎn)業(yè)增加值為6529.14億元，三次產(chǎn)業(yè)比例為3.5:36.9:59.6。山東省統(tǒng)計局首次統(tǒng)一核算并反饋結(jié)果顯示，2019年青島市實現(xiàn)生產(chǎn)總值11741.31億元，按可比價格計算，比上年增長6.5%。其中，第一產(chǎn)業(yè)增加值409.98億元，增長1.6%；第二產(chǎn)業(yè)增加值4182.76億元，增長4.7%；第三產(chǎn)業(yè)增加值7148.57億元，增長8.0%。三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整為3.5:35.6:60.9。2.3水資源概況青島共有大小河流224條，均為季風(fēng)區(qū)雨源型，多為獨立入海的山溪性小河。流域面積在100平方千米以上的較大河流33條，按照水系分為大沽河、北膠萊河以及沿海諸河流三大水系。大沽河水系，包括主流及其支流，主要支流有小沽河、五沽河、流浩河和南膠萊河。大沽河是青島市最大的河流，干流全長179.9千米，流域面積6131.3平方千米（含南膠萊河流域1500平方千米），是膠東半島最大水系。大沽河多年平均徑流量為6.61億立方米。該河20世紀(jì)70年代前，徑流季節(jié)性較強，夏季洪水暴漲，常年有水；之后，除汛期外，中、下游已斷流。2018年青島市平均降水量為741.6毫米，降水量在地區(qū)分布差異較大，年內(nèi)分布也不均勻。全市水資源總量為16.02億立方米，比多年平均值偏少25.4%。全市地表水資源量為10.61億立方米，相應(yīng)年徑流量深為99.6毫米，比多年平均徑流量偏少31.2%，地下水資源總量為8.303億立方米，比多年平均值（1980-2010年）偏少13.3%。3水環(huán)境承載力的理論基礎(chǔ)3.1概念水環(huán)境承載力的概念，是由承載力引薦過來的。承載力，即承載能力、承受能力，是從工程地質(zhì)領(lǐng)域里轉(zhuǎn)借過來的概念，是衡量結(jié)構(gòu)內(nèi)在構(gòu)成和聯(lián)系的屬性，指的是不破壞物體或系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的前提下，其所能承受的最大負(fù)荷量，現(xiàn)已演變?yōu)閷Πl(fā)展的限制程度進(jìn)行描述的最常用概念之一。隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,承載力的概念不僅在物理學(xué)領(lǐng)域得到應(yīng)用和發(fā)展，在社會、經(jīng)濟、環(huán)境、資源、心理學(xué)的各個領(lǐng)域都得到了不同程度的應(yīng)用和延伸，產(chǎn)生了大量名稱不同的各種各樣的承載力。在過去的一段時間內(nèi)，雖然承載力發(fā)展中遇到了一些問題，但其適用性、直觀性、形象性使之始終在國內(nèi)外不同領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。關(guān)于水環(huán)境承載力的概念、研究的理論方法，不同的專家學(xué)者定義的側(cè)重點不同，目前學(xué)術(shù)界尚未達(dá)成共識。但總的來說，水環(huán)境承載力的概念已經(jīng)不僅僅停留在環(huán)境的納污能力和自凈能力上，已經(jīng)深入到對社會經(jīng)濟活動和人口的承載能力的研究。研究涉及的指標(biāo)體系也不僅限于環(huán)境容量、納污能力等自然指標(biāo)，更多已深入到水環(huán)境承載力所能支撐的最大經(jīng)濟規(guī)模、人口規(guī)模以及可持續(xù)發(fā)展等人文指標(biāo)[23]。根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)將水環(huán)境承載力的概念歸納如下:賈振邦時認(rèn)為水環(huán)境承載力是指在一定的自然環(huán)境條件和特定的社會經(jīng)濟發(fā)展模式下，區(qū)域水環(huán)境(包括水資源和水污染)對其社會經(jīng)濟發(fā)展的支持能力，體現(xiàn)的是水環(huán)境與人類社會經(jīng)濟活動之間的關(guān)系。郭懷成研究城市水環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展時認(rèn)為水環(huán)境承載力是指:“某一時期、某種環(huán)境狀態(tài)下、某一區(qū)域水環(huán)境對人類活動支持能力的闕值”。崔風(fēng)軍認(rèn)為城市水環(huán)境承載力是指:某一時期，某一城市(含郊區(qū))在某種狀態(tài)下的水環(huán)境條件對該城市的經(jīng)濟發(fā)展和生活需求的支持能力。前水利部部長汪恕誠認(rèn)為水環(huán)境承載能力的含義是在一定的水域，其水體能夠被繼續(xù)使用并仍能保持良好生態(tài)系統(tǒng)時，所能夠容納污水及污染物的最大能力。廖文根對于水環(huán)境承載力的定義是:“水環(huán)境系統(tǒng)功能可持續(xù)正常發(fā)揮的前提下，接納污染物和承受對其基本要素的改變的能力[24]?？傮w而言，水環(huán)境承載力可定義為在某一時期、某種狀態(tài)下，某一區(qū)域水環(huán)境能夠可持續(xù)正常支持人類的生產(chǎn)生活活動，能夠容納污染物并保持生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)發(fā)展時的最大能力?，F(xiàn)在，在對水環(huán)境承載力進(jìn)行定義時，還需要考慮水環(huán)境承載力研究的現(xiàn)實意義，因此，應(yīng)在遵循連續(xù)性、系統(tǒng)性、動態(tài)性、整體性的原則基礎(chǔ)上理解和定義水環(huán)境承載力。綜合各個方面的因素，本文將水環(huán)境承載力定義為：在某一時期，一定自然條件和技術(shù)水準(zhǔn)下，某一區(qū)域水環(huán)境系統(tǒng)在能夠容納污染物并保持生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)發(fā)展?fàn)顟B(tài)下，能持續(xù)支撐經(jīng)濟系統(tǒng)的最大能力，強調(diào)的是水環(huán)境對經(jīng)濟、人口規(guī)模和自然生態(tài)系統(tǒng)的永續(xù)支持水平。[25]。3.2特征水環(huán)境承載力具有以下主要特征:1.客觀性。在一個特定地區(qū)的水資源不僅具有可用水量和水環(huán)境容量的自然限制,還有社會和經(jīng)濟方面的限制,顯示了水環(huán)境管理技術(shù)和社會生產(chǎn)力水平是有限的,在一個特定的歷史時期,水資源系統(tǒng)對社會經(jīng)濟發(fā)展總有帶閾值的客觀存在,水環(huán)境承載力是一個系統(tǒng)中水資源的固有特性。2.時間性和區(qū)域性。水環(huán)境承載力是綜合體現(xiàn)的長期人類活動和自然水資源之間的關(guān)系，具有明顯的時間性特征。水環(huán)境承載力在相對于一個特定的區(qū)域是有意義的，對社會經(jīng)濟發(fā)展的支撐形式也有較強的地區(qū)性,因此具有較強的區(qū)域性。3.模糊性、主觀性。由于水環(huán)境承載力的評價指標(biāo)和數(shù)量大小在選取的時候會受到水資源系統(tǒng)的復(fù)雜性、人類認(rèn)識自然能力的局限性以及指標(biāo)數(shù)據(jù)可獲得性的影響，會有一定的模糊性。同時水環(huán)境承載力涉及到人們各自的判斷標(biāo)準(zhǔn)和生活預(yù)期，在選取評價指標(biāo)以及確定各評價指標(biāo)權(quán)重時主觀性影響較大。4.動態(tài)性和可調(diào)空性。水環(huán)境承載力與特定歷史時期的水資源開發(fā)利用水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)形式和生產(chǎn)力水平有關(guān)，這些因素是不斷發(fā)展變化和可以調(diào)節(jié)的，所以水環(huán)境承載力的具體承載方式、內(nèi)容及大小也是動態(tài)變化和可以調(diào)節(jié)的。5.相對極限性。水環(huán)境承載力不是任何時間、任何技術(shù)水平和任何管理水平下的絕對極限，而是一個有條件的、可能發(fā)生跳躍式變化的相對極限[26]。3.3指標(biāo)體系指標(biāo)體系直接關(guān)系到研究結(jié)果的準(zhǔn)確性，建立科學(xué)合理的指標(biāo)體系是水環(huán)境承載力定量化評價的基礎(chǔ)。一般情況下，水環(huán)境承載力研究所涉及的指標(biāo)很多，比如社會、經(jīng)濟、環(huán)境管理、水資源等，為建立科學(xué)有效的指標(biāo)體系，必須根據(jù)實際情況綜合考慮各方面影響因素選取可以全面概括對水環(huán)境承載力有重要影響的指標(biāo)，采用恰當(dāng)?shù)姆椒ń⒅笜?biāo)體系并確定各評價指標(biāo)的權(quán)重。指標(biāo)體系的確定應(yīng)該遵循以下原則:(1)科學(xué)性原則。即指標(biāo)體系既能反映水環(huán)境承載力的內(nèi)涵，又能衡量水環(huán)境承載力。(2)綜合性原則。也就是說，該指標(biāo)體系既能全面反映研究區(qū)域水環(huán)境-社會經(jīng)濟系統(tǒng)的整體特征，又能避免指標(biāo)之間的重疊。(3)動態(tài)性原則。即該指標(biāo)能夠反映區(qū)域水環(huán)境承載力對社會經(jīng)濟發(fā)展的支撐形式、規(guī)模和內(nèi)容隨時間變化的發(fā)展趨勢。(4)可操作性原則。系統(tǒng)中的指標(biāo)在橫向和縱向上應(yīng)該是可比較和可測量的，數(shù)據(jù)應(yīng)該是容易獲取的[24]。4青島市水環(huán)境承載力計算與評價4.1指標(biāo)體系構(gòu)建根據(jù)前面提到的指標(biāo)選取原則，借鑒前人的研究成果，結(jié)合青島市的社會經(jīng)濟、自然環(huán)境情況，以及綜合考慮指標(biāo)值的可獲得性，選定如下12個評價指標(biāo)從環(huán)境管理、水資源利用、社會經(jīng)濟三個方面構(gòu)建青島市水環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系：單位GDP廢水排放量、單位GDP氨氮排放量、單位GDPCOD排放量、水資源開發(fā)利用率、人均生活用水量、萬元GDP用水量、單位面積農(nóng)田灌溉用水量、單位工業(yè)增加值用水量、工業(yè)重復(fù)用水率、城鎮(zhèn)化率、人均GDP、第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重。所選指標(biāo)涉及青島市經(jīng)濟發(fā)展水平、水資源狀況、廢水排放、用水情況等方面，為相關(guān)管理部門常用的監(jiān)管指標(biāo)，符合完整性、可比性、動態(tài)性、反應(yīng)靈敏性、實用性等原則[29]。其中對水環(huán)境承載力有負(fù)影響的指標(biāo)有單位GDP廢水排放量、單位GDPCOD排放量、單位GDP氨氮排放量、水資源開發(fā)利用率、人均生活用水量、萬元GDP用水量、單位工業(yè)增加值用水量、單位面積農(nóng)田灌溉用水量以及城鎮(zhèn)化率，其余皆為正影響指標(biāo)，各指標(biāo)具體情況見表4-1。表4-1水環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系目標(biāo)層準(zhǔn)則層指標(biāo)層指標(biāo)說明單位GDP廢水排放量反映同等生產(chǎn)條件下廢水排放情況（-）環(huán)境管理單位GDPCOD排放量反映同等生產(chǎn)條件下污染排放情況（-）單位GDP氨氮排放量反映同等生產(chǎn)條件下污染排放情況（-）水資源開發(fā)利用率反映水資源開發(fā)利用的程度（-）人均生活用水量反映人均生活用水情況（-）水資源利用萬元GDP用水量反映地區(qū)用水情況（-）水環(huán)境承載力單位工業(yè)增加值用水量反映工業(yè)用水情況（-）單位面積農(nóng)田灌溉用水量反映農(nóng)業(yè)用水情況（-）工業(yè)重復(fù)用水率反映工業(yè)重復(fù)用水情況（+）城鎮(zhèn)化率反映城市化水平（-）社會經(jīng)濟人均GDP反映地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r（+）第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重反映地區(qū)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)狀況（+）4.2指標(biāo)權(quán)重確定水環(huán)境承載力指標(biāo)體系中各個指標(biāo)的權(quán)重采用層次分析法確定，首先構(gòu)建環(huán)境管理、水資源利用、社會經(jīng)濟準(zhǔn)則層對目標(biāo)層的判斷矩陣，進(jìn)行一致性檢驗，并計算各層權(quán)重；然后分別建立準(zhǔn)則層對應(yīng)指標(biāo)層中評價指標(biāo)的判斷矩陣，進(jìn)行一致性檢驗，并計算得出各指標(biāo)在該層中的權(quán)重；最后對總體進(jìn)行一致性檢驗，得到各指標(biāo)的綜合權(quán)重。本文通過yaahp層次分析法軟件計算各指標(biāo)權(quán)重。計算結(jié)果表明，CR均小于0.1，都具有滿意的一致性，見圖4-1。通過準(zhǔn)則層對目標(biāo)層和指標(biāo)層對準(zhǔn)則層的權(quán)重計算各評價指標(biāo)綜合權(quán)重，計算結(jié)果見表4-2。圖4-1一致性檢驗結(jié)果表4-2青島市水環(huán)境承載力評價指標(biāo)權(quán)重目標(biāo)層準(zhǔn)則層權(quán)重指標(biāo)層分權(quán)重綜合權(quán)重水環(huán)境承載力環(huán)境管理0.2973單位GDP廢水排放量0.54850.1630單位GDPCOD排放量0.24090.0716單位GDP氨氮排放量0.21060.0626水資源利用0.5390水資源開發(fā)利用率0.34160.1841人均生活用水量0.05090.0274萬元GDP用水量0.17820.0961單位工業(yè)增加值用水量0.11530.0622單位面積農(nóng)田灌溉用水量0.03580.0193工業(yè)重復(fù)用水率0.27810.1499社會經(jīng)濟0.1638城鎮(zhèn)化率0.11990.0196人均GDP0.60800.0996第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重0.27210.04464.3水環(huán)境承載力評價4.3.1評價指標(biāo)值通過查閱《2014-2018年青島市統(tǒng)計年鑒》《2014-2018年青島市水資源公報》及后期計算，得到2014-2018年青島市水環(huán)境承載力各評價指標(biāo)值，具體見表4-3.表4-32014-2018年青島市水環(huán)境承載力評價指標(biāo)值評價指標(biāo)t/a20142015201620172018單位GDP廢水排放量5.74775.62005.06014.84594.8929單位GDPCOD排放量16.235215.16942.85672.50502.1571單位GDP氨氮排放量1.37771.28730.34750.25370.2056水資源開發(fā)利用率%85.08127.86117.4073.8758.24人均生活用水量30.930129.997833.802734.013234.2743萬元GDP用水量12.08409.24509.15158.56307.7740單位工業(yè)增加值用水量5.06604.74034.66794.70724.3912單位面積農(nóng)田灌溉用水量1092.1875626.25620.8182584.8485589.1239工業(yè)重復(fù)用水率%87.6087.5188.6889.1589.99城鎮(zhèn)化率%68.4169.9971.5372.5773.67人均GDP/萬元9.828310.441811.130211.921512.8459第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重%50.7052.2054.2055.4056.404.3.2指標(biāo)歸一化根據(jù)公式對負(fù)影響指標(biāo)進(jìn)行歸一化，根據(jù)公式對正影響指標(biāo)進(jìn)行歸一化，計算結(jié)果見表4-4。表4-42014-2018年青島市水環(huán)境承載力評價指標(biāo)歸一化值評價指標(biāo)t/a20142015201620172018單位GDP廢水排放量0.1810.1850.2060.2150.213單位GDPCOD排放量0.0460.0490.2610.2980.346單位GDP氨氮排放量0.0550.0590.2180.2990.369水資源開發(fā)利用率%0.2000.1330.1450.2300.292人均生活用水量0.2100.2170.1920.1910.190萬元GDP用水量0.1520.1980.2000.2140.236單位工業(yè)增加值用水量0.1860.1990.2020.2000.214單位面積農(nóng)田灌溉用水量0.1220.2120.2140.2270.225工業(yè)重復(fù)用水率%0.1980.1980.2000.2010.203城鎮(zhèn)化率%0.2080.2030.1990.1960.193人均GDP/萬元0.1750.1860.1980.2120.229第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重%0.1890.1940.2020.2060.2104.4結(jié)果分析本文利用向量模法計算水環(huán)境承載力，根據(jù)公式計算青島市水環(huán)境承載力[20]，結(jié)果見表4-5。表4-52014-2018年青島市水環(huán)境承載力評價結(jié)果t/a環(huán)境管理承載力水資源利用承載力社會經(jīng)濟承載力水環(huán)境承載力20140.1010.0950.1210.06220150.1030.0840.1270.05820160.1370.0870.1350.06620170.1520.1070.1430.07720180.1630.1250.1520.087圖4-22014-2018年青島市水環(huán)境承載力的變化趨勢根據(jù)表4-5的計算結(jié)果，繪制出2014-2018年青島市水環(huán)境承載力的變化趨勢見圖4-2。研究結(jié)果表明，2014-2018年間青島市水環(huán)境承載力整體上呈上升趨勢，處于一個較低水平，水環(huán)境承載力評價值均低于0.1。分析其原因：環(huán)境管理承載力和社會經(jīng)濟承載力逐年增加，且單位GDPCOD排放量和單位GDP氨氮排放量在2016年得到明顯下降，使得環(huán)境管理承載力在2016年大幅上升，而水資源利用承載力增長緩慢。其中2014-2015年水環(huán)境承載力有小幅下降，原因可能為水資源總量大幅減少，用水總量超過水資源總量，導(dǎo)致水資源開發(fā)利用率明顯下降，直到2017年水資源總量增加，水資源利用承載力才得以提高。故水資源短缺是青島市水環(huán)境承載力較低的主要原因。隨著青島市城市化進(jìn)程的加快和人口規(guī)模的擴張，水資源將會成為制約青島市可持續(xù)發(fā)展的重要因素。5結(jié)論與相關(guān)建議青島市水環(huán)境承載力的增長趨勢比較緩慢，水環(huán)境承載力以年均9%的速度增長。這主要是由于用水總量較大，在水資源可利用量減少的情況下就會造成水環(huán)境承載力的快速下降，而水環(huán)境承載力的穩(wěn)步增長得益于單位GDP化學(xué)需氧量和氨氮排量整體穩(wěn)步下降，使得水環(huán)境承載力水平有所提高。未來需要在節(jié)約水源、提供水資源利用率和排污治污方面繼續(xù)加大力度，以改善水環(huán)境承載力狀況。2．為進(jìn)一步提高青島市水環(huán)境承載力，現(xiàn)提出三項措施：①節(jié)約用水，提高水資源利用率，生產(chǎn)生活中循環(huán)用水，加快落實節(jié)水工程措施。利用水價策略，通過提高水價及差別水價，樹立節(jié)水觀念，號召居民使用節(jié)水措施，構(gòu)建節(jié)水型社會。②加強治理水污染，因地制宜地建設(shè)污水處理設(shè)施，處理后的污水要用于工業(yè)冷卻水、城市綠化用水等。完善水資源實時監(jiān)測系統(tǒng)，加強對水資源質(zhì)量的檢測和執(zhí)法監(jiān)督，使排放的污水在質(zhì)與量上減輕對水環(huán)境的壓力。③青島市屬于資源型缺水城市，在節(jié)約用水同時，還應(yīng)積極開發(fā)利用替代性水資源。青島屬于沿海城市，可以充分利用海洋資源，例如海水淡化、工業(yè)冷卻。政府應(yīng)積極引進(jìn)先進(jìn)的海水淡化技術(shù)，建立集中供水廠，擴大海水的應(yīng)用范圍，將海水利用與經(jīng)濟社會發(fā)展結(jié)合起來。本文從水環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，綜合考慮青島市社會經(jīng)濟發(fā)展、水資源開發(fā)利用、水環(huán)境管理的影響，選取12個指標(biāo)評價青島市水環(huán)境承載力。為了評價結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)用了層次分析法對各類評價指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行計算。由于評價指標(biāo)獲取的難度和評價方法理論的不成熟，因此，可能導(dǎo)致評價結(jié)果與實際情況存在一定誤差，這是今后研究過程中應(yīng)該不斷改進(jìn)的地方。參考文獻(xiàn)[1]汪恕誠.水環(huán)境承載能力分析與調(diào)控[J].水利發(fā)展研究,2002(1):1-6.[2]FalkenmarkM,LuundgvistJ.Towardswatersecurity:politicaldeterminationandhumanadaptationcrucial[J].NaturalResourceForum,1998,21(1):37-51.[3]CommitteetoreviewtheFloridaKeysCarryingCapacityStudy[DB/OL].WashingtonDC:NationalAcademyPress,2001.[4]Rijiberman.Differentapproachestoassessmentofdesignandmanagementofsustainableurbanwatersystem[J].EnvironmentImpactAssessmentReview,2000,129(3):333-345.[5]HarrisJonathanM.Carryingcapacityinagriculture:globalandregionalissue[J].EcologicalEconomics,1999:443-461.[6]施雅風(fēng),曲耀光.烏魯木齊河流域水資源承載力及其合理利用[M].北京:科學(xué)出版社1992.[7]許有鵬.干旱區(qū)水資源承載能力綜合評價研究—以新疆和田河流域為例[J].自然資源學(xué)報,1993，8(3):229-237.[8]王玉敏,周孝德,馮成洪,李家科.湖泊水資源承載力研究[J],水土保持學(xué)報,2004,18(1):179-184.[9]韓娜娜.山西桑干河流域水環(huán)境承載力研究[D].西安:西安理工大學(xué),2005[10]趙青松.漢江上游流域水環(huán)境承載力研究[D].西安:西安理工大學(xué),2006[11]孫新新.城市水環(huán)境承載力研究—以寶雞市為例[D].西安:西安理工大學(xué),2007[12]張靜,唐蓮,劉子西,齊婭榮.寧夏水環(huán)境承載力變化趨勢及影響因素研究[J].寧夏大學(xué)學(xué)報,2019,40(03):281-285.[13]崔鳳軍.城市水環(huán)境承載力及其實證研究[