城市变化环境下水资源系统脆弱性机理及其对人类活动的响应研究

China is at a stage of rapid development of the urbanization. The aggregation effects of urbanization caused a series of water resource problems including urban water resource shortage, water pollution of environment and urban flood disasters. That is one hot issue in scientific research nowadays. In order to solve the above problem, the changes of urban environment and the influences of water resource system during the course of urbanization are summarized by utilizing integrated synthesis methodology including water conservancy science, sociological, economics, geography, system science and uncertainty. The vulnerability mechanism of water resources system is analyzed by the analysis of water resources system sensitivity and adaptability in city environmental change. The water resource system vulnerability theory basis, model system and its application model under changing urban environment based on set pair analysis is presented. And through the identification of water resources system vulnerability driving factor, relationship between the human activities and water resources system vulnerability is established to carry out water resources system vulnerability in response to human activities. According to the water resources system vulnerability to human activity in response to a positive feedback mechanism, standardize the behavior of human activities in the process of city, alleviate the water resources system vulnerability, and promote the sustainable development of city and water resources system.

中国正处于城市化的快速发展阶段，城市化的聚集效应引起了城市水资源短缺、水环境污染、城市洪涝灾害等一系列水问题，城市化进程中的水问题已成为当前研究的热点问题。针对上述问题，采用水利科学、社会学、经济学，地理学、系统科学和不确定性科学等多学科交叉集成创新方法，对城市化进程中环境的变化和城市化对水资源系统的影响进行归纳总结，解析水资源系统对城市变化环境的敏感性和适应性过程，进一步探讨城市变化环境下水资源系统脆弱性机理；根据水资源系统脆弱性机理，建立基于集对分析的城市变化环境下水资源系统脆弱性理论基础、模型体系及应用模式。对水资源系统脆弱性驱动因子进行识别分析，建立人类活动与水资源系统脆弱性之间的相关关系，开展水资源系统脆弱性对人类活动的响应研究。根据水资源系统脆弱性对人类活动响应的正反馈机制，规范城市化进程中人类活动行为准则，缓解水资源系统脆弱性状况，促进城市化与水资源系统的可持续发展。

城市化的聚集效应导致水资源短缺、水环境污染、洪涝灾害等一系列水问题，城市变化环境下的水问题已成为当前研究的热点问题，其中水资源系统脆弱性问题是可持续发展中亟待解决的关键科学问题。为有效描述、解析城市变化环境下水资源系统脆弱性机理及其不确定性，采用水利科学、社会学、经济学，地理学、系统科学和不确定性科学等多学科交叉集成创新方法，解析城市环境变化的多种表现形式及其对水资源系统影响的诸多方面，探讨城市变化环境下水资源系统脆弱性产生的根源、过程和影响因素，构建城市变化环境下水资源系统脆弱性指标体系；利用联系数建立城市变化环境、水资源系统敏感性、自然恢复性和人为适应性与脆弱因子之间的函数关系，以及水资源系统脆弱性与城市变化环境、水资源系统敏感性、自然恢复性和人为适应性之间的函数关系，定量化分析城市变化环境下水资源系统脆弱性状况；并选取巢湖流域和安徽省分别对流域水资源系统脆弱性和区域水资源系统脆弱性进行应用分析，结果显示：. (1) 置信水平75 %条件下巢湖流域水资源系统脆弱性等级置信区间为[2.89, 3.44]，流域内不同区域评价等级优劣排序依次为肥东、和县、庐江、居巢、无为、含山、合肥、肥西和舒城；(2) 安徽省2001~2014年水资源利用系统脆弱性等级介于2.493和3.611之间，脆弱性状况呈波动变化，2014年水资源利用系统脆弱性为轻脆弱（2.493），较2001年中度脆弱（3.611）有明显改善；(3) 安徽省水环境系统脆弱等级介于[2.731, 3.620]之间，安徽省不同区域的水环境系统脆弱性综合排序依次为：池州、黄山、安庆、铜陵、宣城、芜湖、马鞍山、合肥、六安、巢湖、滁州、淮北、阜阳、蚌埠、淮南、宿州、亳州。. 项目建立了基于集对分析的城市变化环境下水资源系统脆弱性理论基础、模型体系及应用模式，可解析城市环境变化过程及城市变化环境下水资源系统脆弱性物理过程，定量化分析城市变化环境下水资源系统脆弱性状况，并根据水资源系统脆弱性不同的等级状况及对人类活动的响应，规范城市化进程中人类活动行为准则，优化水资源与社会经济协调发展模式，缓解城市变化环境下水资源系统脆弱性状况，促进城市化与水资源系统的协调可持续发展。