高原盆地城市水源地脆弱性研究
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1.2 水资源脆弱性研究进展

“脆弱性”这一术语起初应用于自然灾害领域,随着科技的进步其应用范围逐渐扩大,特别是在20世纪90年代以来,脆弱性研究及应用范围呈快速增长的趋势(Janssena,2006),涉及生态学、公共健康、工程学和水资源等领域。其中在水资源领域,由于不同学者关注的问题不同,对水资源脆弱性内涵的认识与理解也不尽相同。Kulshreshtha等认为水资源脆弱性是指水资源易于受到破坏的性质,这种破坏包括4个方面:对水资源系统自身的破坏、对依赖水资源的生态系统的破坏、对人类的破坏和对社会经济的破坏(Kulshreshtha,1998)。Perveen等认为水资源脆弱性是指由于水资源可获得性的限制和集中用水而导致的区域脆弱性(Perveen,2011)。刘绿柳等认为水资源脆弱性是指水资源系统易于遭受人类活动、自然灾害威胁和损失的性质与状态,受损后难以恢复到原来状态和功能的性质,将水资源系统的脆弱性分为本质脆弱性和特殊脆弱性(刘绿柳,2002)。杨燕舞等认为水资源脆弱性是指由自然环境和人类社会活动引起的水资源被污染的难易程度;自然环境决定它的自身脆弱性,人类社会活动决定它的外因脆弱性,即水质恶化的难易程度(杨燕舞,2002)。唐国平等认为水资源脆弱性是指水资源系统在气候变化、人为活动等的作用下,水资源系统的结构发生改变、水资源的数量减少和质量降低,以及由此引发的水资源供给、需求、管理的变化和旱涝等自然灾害的发生(唐国平,2000)。秦大河等从气候变化对水资源影响的角度考虑,认为水资源脆弱性是指气候变化对水资源可能造成的损害程度,同时强调水资源脆弱性是自身属性与人类活动共同作用的结果(秦大河,2007)。李剑颖等认为水资源脆弱性是指受自身因素的限制,水资源系统易于遭受其他自然因素和人为活动的破坏,破坏后难以恢复到原来状态,从而导致其自身的发展及长期维持人类社会发展和良好的生态环境的功能难以持续的性质,涉及水量、水质和水能3个方面(李剑颖,2007)。冯少辉等认为水资源脆弱性是指在一定社会历史和科学技术发展阶段,某一地区的水资源在服务于社会经济领域和生态环境领域中易于受到人类活动和自然灾害影响和破坏的性质与状态,受损后缺乏恢复到初始状态的能力,并将其分为自然脆弱性和扰动脆弱性两个方面(冯少辉,2010)。综上所述,随着水资源脆弱性研究的不断深入,总结前人对水资源脆弱性理论的认识,可以将水资源脆弱性的性质概括为:①水资源脆弱性是与生俱来的一种属性;②只有当水资源受到扰动时这种属性才表现出来。

在水资源脆弱性理论应用研究方面,受地下水水资源脆弱性研究的启发,国外学者首先将地下水水资源脆弱性研究方法应用到水资源脆弱性研究领域并进行了大量的研究工作。Kenneth等于1996年分析了气候变化背景下,埃及尼罗河流域水资源的脆弱性(Kenneth,1996)。Kulshreshtha等于1998年从人口增长、粮食自给程度、工业增长及气候变化4个方面对水资源脆弱性进行对比评价,认为未来人口增长是对水资源脆弱性贡献最大的因素(Kulshreshtha,1998)。Doerfliger等于1999年利用EPIK法和GIS技术对岩溶地区水资源脆弱性进行了评价研究(Doerfliger,1999)。Charles等于2000年在预测1985—2025年间气候变化及人口增长条件下,进行了水资源脆弱性分析(Charles,2000)。Gan等通过对北美大草原研究,认为增加小型水资源工程、增加雪水的储存、增加现有水资源系统间的集成、在农业范围内在水价和计水方式等方面推行节水措施,可以降低北美大草原应对未来气候变暖及干旱时的水资源脆弱度(Gan,2000)。Marc等于2005年建立了基于暴露度、敏感性和适应性的脆弱性评价指标体系,评价气候变化条件下生态系统和水资源系统的脆弱性(Marc,2005)。随后James等分别就气候变化条件下,水资源系统的供需平衡和城市化等对区域水资源系统的脆弱度进行相关研究(James,2006)。Mohamed等采用“雷达图”法选择31个脆弱性评价指标对东尼罗河流域沿岸3个国家水资源脆弱性进行了评价(Mohamed,2009)。Zabeo等于2011年采用多标准对污染区域的地表水脆弱性进行分析(Zabeo,2011)。Mirauda等根据欧盟水框架指令提出了完整性策略模型,并对意大利北部的Bacchigkione流域进行了地表水脆弱性评价,评价结果为水资源管理和保护及水质提高提供了决策支持(Mirauda,2011)。国内学者对于水资源脆弱性研究起步于20世纪90年代中期,多停留在内涵和定量评估层面。认为水资源脆弱性是水资源系统在人类活动和自然灾害干扰下表现出的性质和状态,强调脆弱性是自身属性与人类活动共同作用的结果。邹君等于2007年将地表水资源脆弱性分为自然脆弱性、人为脆弱性、承载脆弱性,选取12个评价指标采用AHP法,计算了衡阳盆地7个县市的地表水资源脆弱度(邹君,2007)。王明泉等采用AHP法,分析了黑河流域水资源的敏感性、适应性能力,并据此对2010年黑河水资源的脆弱性水平作出了预测(王明泉,2007)。张笑天等采用AHP方法,建立了漳河水库灌区水资源脆弱性评价指标体系和水资源脆弱度评价阈值,分析了灌区自然脆弱性、人为脆弱性和承载脆弱性等敏感指标,对灌区脆弱性水平进行了评价(张笑天,2010)。董四方等则利用大样本数据、投影寻踪、遗传算法、插值型曲线,建立了新的水资源脆弱性评价模型—粒子群投影寻踪插值模型(董四方,2010)。冯少辉等结合云南省水资源特征和滇中区域特点,在水循环领域、社会经济领域和生态环境领域构建了包涵16个指标的滇中地区水资源脆弱性评价指标体系(冯少辉,2010)。段顺琼等构建了基于“压力—状态—响应”模式(PSR模式)的高原湖泊水资源脆弱性评价指标体系,并选择了18个评价指标,采用集对评价法对高原湖泊水资源脆弱性进行分析评价,得出了玉溪市湖泊区2005—2007年水资源脆弱性状况(段顺琼,2011)。刘硕等基于GIS技术对山西省阳曲县的水资源脆弱性进行综合评价和分区评价研究,发现阳曲县水资源脆弱性分布呈现东高西低、中间高南北低的特点(刘硕,2012)。翁建武等采用熵权法计算指标权重,对黄河上游地级行政区进行了水资源脆弱性评价,结果表明,黄河上游地区水资源脆弱性呈明显的空间分异,提出了提高水资源利用效率、严格控制水资源开发利用量、积极开发新水源和控制污染排放等适应性对策(翁建武,2013)。崔循臻等运用AHP法,建立了石羊河流域水资源脆弱性评价指标体系,发现自然脆弱性对流域水资源的综合影响最大(崔循臻,2013)。