多尺度水资源脆弱性评价研究

【摘要】进入二十一世纪以来，在人们生活水平持续提升的情况下，人们对于水资源的关注度越来越高，尤其是水资源脆弱性的评价研究工作已经成为了水资源研究工作中一个较大的热点，而目前研究工作的重点就是不对不同尺度空间的水资源的变化趋势进行研究。本篇文章主要针对多尺度水资源脆弱性评价研究进行了全面详细的探讨，以期为其他区域的水资源研究工作提供参考。

【关键词】多尺度；水资源；脆弱性评价；函数法

自从全球进行工业革命之后，人类的活动范围就在逐渐的加大，这导致大量温室气体排放到大自然中，而全世界各国目前都注意到了温室气体对于全球变暖所带来的直接影响。全球变暖之后导致气候变化的进程不断加剧，而气候在剧烈变化的过程中，加速了对降水、蒸发、径流排放的整个循环过程，同时也对自然灾害带来了催化作用。下文主要针对多尺度水资源的脆弱性进行了全面详细的探讨。

1、水资源脆弱性概念与内涵

水资源脆性主要就是形容人类活动以及气候变化等各个不同方面的因素对于系统所带来的影响大小。以往传统的水资源脆性研究工作都是对大量地下水问题进行深入的研究，但在社会逐渐发展，科技水平也在不断提升的情况下，人们开始了解到水资源的脆性和整个水资源循环系统有着直接的联系，再加上水资源工作研究过程中涉及到了低于分异规律、问题复杂性等多个方面因素，并且不同区域所研究的对象和问题之间同样也存在着差异性，所以到目前位置，学界对于水资源脆弱性的内涵理解还没有一个统一定义。

在经过大量深入的研究之后，本篇文章找出了最具有代表性的理论，也就是IPCC针对水资源脆弱性所提出的定义，该定义是通过报告的形式来展示的，在实际报告中，直接将水资源的脆弱性和暴露度这两个方面的因素联系了起来，并且认为脆弱性主要就是形容环境服务、生计、人员、基础资源、经济因素、社会因素、文化资产等多个不同方面的因素都有可能会遭受到大量不利因素的影响，即便是其实际的发展趋势，也会在这一过程中受到影响。

而在对大量研究成果进行综合研究之后，本篇文章明确认为水资源的脆弱性主要是遭受到了人类活动、气候剧变、极端事件等各个方的影响，并且水资源系统在遭受到破坏之后还会导致整个发展趋势不断的恶化。水资源脆弱性主要的内涵包含了以下几个方面：

（1）水资源脆弱性是水资源系统的内在属性，其内部结构和特征是脆弱性的决定因素；

（2）水资源脆弱性包括水资源系统对外来影响（尤其是不利影响） 的敏感性和适应性；

（3）从影响因素看，水资源脆弱性可分为自然环境脆弱性和社会经济脆弱性两方面；

（4）各种影响因素对不同尺度、空间分布的水资源系统的影响程度不同，使水资源脆弱性表现出尺度和空间分布的特征。

2、研究方法

在对水资源脆弱性进行评价的过程中，可以将这一方面的评价体系划分为定量评价以及定性评价这两种不同的评价体系。使用定性评价的主要目的就是为了对水资源自身的水资源因素进行实际性质的定性分析，并且从多个方面的因素中找出切实有效的解决办法，以此来使得水资源脆弱性的情况能够得到良好的改善。而目前使用最为广泛的评价方法便是定量评价，该方式还可以根据算法的不同来界定成为函数法和指标法两种。而多数研究工作中使用最为频繁的一个方式就是指标法，指标法在实际计算的过程中，其计算步骤则是先建立起精确的脆弱性指标，之后再针对指标来赋予其相应的权重，最终通过计算方式来获得极为准确的水资源脆弱性结果。而目前部分水资源脆弱性研究工作中还引入了大量的分形理论、模糊数学方法、层次分析法等等，这些计算方式应用的一个主要目的就是为了更好的确定指标权重。有的学者从水资源脆弱性的概念出发，使用函数法进行水资源脆弱评价。

指标法具有体系清晰、构建灵活、考虑全面、易于操作、结果易于解释等优点，但同时也有缺乏系统性、指标间作用机制不明、区域性明显、结果难以比较、不易与气候变化相联系等缺点。函数法具有系统性，物理机制明晰，易于在地区间比较，能与气候变化相联系，易于操作，但也存在指标选取困难、不够灵活、对数学水平要求较高、因素难以考虑全面、结果不易解释等缺点。

已有研究大多针对同一尺度的评价单元，较少考虑评价方法在多个尺度上的适用性。

少数研究虽然涉及多个尺度的水资源脆弱性评价，但在研究中并未说明所用方法是否适用于这些尺度。Perveen和James针对多尺度水资源脆弱性评价，从指标的空间入手探讨了适用于多尺度情况下的水资源脆弱性评价方法。根据空间特性，可以把评价使用的指标分为“可缩放”和“不可缩放”两类。可缩放指标的数值随空间尺度的增加而有减少的趋势，例如人均水资源、人口密度；不可缩放指标的数值随空间尺度的增加而有增加的趋势，例如水资源量、用水量。当不可缩放指标比上与面积相关的指标，则生成的新指标对尺度的依赖性就此消失，而成为空间上可缩放的指标。这就意味着两个与尺度有关、随尺度变化显著的指标可以生成与空间尺度无关的新指标，例如水资源量与人口数生成的Falkenmark指数和用水量与水资源生成的水紧缺率。

该研究表明，在给定流域内，在某一尺度使用人均水资源量、水资源开发利用率这样的新指标所计算的水资源脆弱性可应用于其它尺度。该研究所使用的评价单元是根据经纬度划分的0.5°、1°、5°网格，已经失去了物理意义上的流域概念，同时人均水资源量、水资源开发利用率已经广泛用于我国各级水资源分区、行政分区的水资源评价和水资源规划。因此本文认为这类指标同样适用于各级水资源分区、行政分区的水资源脆弱性评价。

我国水资源时空分布不均，水旱灾害频繁，经济发展水平和人口分布不均，使我国多数地区都面临或轻或重的水资源短缺，水资源供需矛盾已成为制约我国社会经济发展的突出问题，必须要采取切实有效的措施，进行精确的评价之后，再对相关问题加以解决。

3、结论

综上所述，本篇文章主要针对多尺度水资源的脆弱性进行了全面详细的探讨，明确阐述了人力活动对于水资源循环系统所带来的直接影响，以及这其中所存在的大量不确定性。而要切实有效的解决这一方面的问题，就应当充分的对各个行政区域的多尺度水资源脆弱性进行评价，确保评价体系的精确性，从而实依据评价来采取各方面不同的解决对策，最大限度的提升水资源利用率，达到建立节约型用水社会的目的。

参考文献

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[3]郑菲，孙诚，李建平.从气候变化的新视角理解灾害风险、暴露度、脆弱性和恢复力[J].气候变化研究进展，2012（02）

作者简介

王大伟（1982- ），男， 毕业学校：河海大学 黑龙江绥棱人 工程师 工作单位：黑龙江省水利科学研究院 研究方向：主要从事节水灌溉和水文水资源研究工作。