基于改進投影尋蹤方法的水資源承載力研究

趙小勇 余靜 張雙 劉洪玲 劉玉玉

摘 要：為了解決水資源承載力分類評價的高維和非線性問題，提升水資源承載力分類評價模型的精確性，提出改進的投影尋蹤方法———基于最大信息熵原理的投影尋蹤分類模型。對該模型中的密度窗寬Ｒ 進行改進，推導得出密度窗寬的合理取值，并將該模型應用于濟寧市２０１０—２０１８ 年水資源承載力狀態評價；建立灰色ＧＭ（１，１） 模型，對濟寧市２０１９—２０２５ 年水資源承載力狀態進行預測，預測結果符合實際情況。研究表明：濟寧市２０１０—２０１７ 年水資源承載力評價等級為Ⅲ級，２０１８ 年水資源承載力評價等級為Ⅱ級；預測濟寧市２０１９—２０２５ 年水資源承載力狀態為Ⅱ級，水資源承載力狀態總體保持良好態勢。通過分析各評價指標對水資源承載力的影響程度，對提升該市水資源承載力提出相關建議。

關鍵詞：水資源承載力；投影尋蹤；密度窗寬；濟寧市

中圖分類號：ＴＶ２１３．４ 文獻標志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０５．０１２

引用格式：趙小勇，余靜，張雙，等．基于改進投影尋蹤方法的水資源承載力研究［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（５）：７４－７９．

水利關系國計民生，必須立足水資源承載力，有效發揮水作為基礎支撐和控制性要素的引導約束作用，切實提升水安全保障能力［１－５］ 。客觀評價區域水資源承載力，有助于區域水資源的合理開發和保護，實現水資源可持續發展。近年來，我國在水資源承載力方面的研究成果較多，如劉建廳等［６］ 采用熵權法和變異系數法組合權重ＴＯＰＳＩＳ 模型， 對河南省各地級市２０１０—２０２０ 年水資源承載力進行綜合評價，研究表明河南省各地級市水資源承載力等級整體偏低。金菊良等［７］ 采用投影尋蹤方法對安徽省水資源承載力進行評價，得出２００５—２０１５ 年安徽省水資源承載力處于臨界超載狀態、２０１８—２０２０ 年安徽省水資源承載力總體向可載趨勢發展。劉凌等［８］ 采用四元效應全偏聯系數、杜雪芳等［９］ 采用ＴＯＰＳＩＳ 模型、王君諾等［１０］ 采用可變模糊集理論模型分別對淮北平原、鄭州市、濟寧市等水資源承載力進行了評價，得出２０１１—２０１９ 年淮北平原水資源承載力總體較差、２０１５ 年之后鄭州市水資源承載力持續增長、２０１０—２０１８ 年濟寧市水資源承載力有逐年轉好的變化趨勢。

針對部分評價方法的評價過程容易受人為主觀因素影響等問題，本文提出了基于最大信息熵原理的投影尋蹤分類模型。首先，對該模型中的密度窗寬進行改進，得出密度窗寬合理取值，并將該模型應用于濟寧市水資源承載力動態評價；然后，建立灰色ＧＭ（１，１）模型，對濟寧市水資源承載力狀態進行預測；最后，通過分析各評價指標對水資源承載力的影響程度，對提升濟寧市水資源承載力提出相關建議。