基于空间聚类分析的松辽流域水资源利用风险评价

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1、第29卷第9期地理科学进展Vol.29,No.92010年09月PROGRESSINGEOGRAPHYSept.,2010基于空间聚类分析的松辽流域水资源利用风险评价112张学霞,武鹏飞,刘奇勇(1.北京林业大学水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室，北京100083；2.中国科学院地理科学与资源研究所，北京100101)摘要：随着社会经济发展对水资源需求的增加，区域水资源供需矛盾日益加剧，如何科学评价水资源供需矛盾引起的风险成为有效解决水资源失衡的有效途径。本文以1999-2006年的水量、水质和社会经济数据对松辽流域的水资源利用现状进行了分析，构建了由

2、区域水资源总量等10个指标组成的水资源利用风险评价指标体系。采用因子分析得到高需水量、高供水量和劣质水3个公因子，然后采用空间聚类方法对上述3个公因子进行评估，得到松辽流域水资源利用风险分布图。研究表明，松辽流域水资源利用风险呈现出嫩江流域和松花江流域偏高，其它流域偏低的总体格局；嫩江和松花江流域为水资源利用高风险区；图们江和乌苏里江流域水资源利用风险程度较低。关键词：水资源利用；风险评估；空间聚类；因子分析；松辽流域1引言能考虑到评价单元之间的空间连续性。实际上，相邻近单元的相似性要大些，相远离的单元相异性要近年来，河流富营养化、海藻污染、赤潮等环境大

3、些。空间聚类方法则同时考虑到评价单元的空间灾害频频发生，造成水质下降，加之气候变化引起特性和属性，但以往的空间聚类主要用于城市功能[10][11][12]区域水资源量的变动。同时，社会经济发展对水资区划分、城市规划、生态环境分区、区域经济[13-14][13]源的需求也越来越大，水资源供需矛盾的不断加剧差异分析等领域，如骆剑承等采用空间聚类已引起社会的广泛关注，如何科学评价供需矛盾引方法对江苏省社会经济发展水平进行了区域划分,[10,12]起的风险、并有效缓解水资源利用风险达到区域水李新运等采用坐标与属性一体化的空间聚类方资源供需平衡已成为学术界普遍关注

4、的问题。目法对山东省生态环境、济南城市功能区进行划分,张前，层次分析法[1]、模糊综合评价[2-8]和GIS[4]等方法燕文[14]采用空间聚类对东北地区的区域经济差异已经广泛用于水资源短缺风险和冲突风险的评价进行了分析；但空间聚类方法较少应用于水资源利中。刘涛等[1]采用层次分析方法，对汉江中下游干流用风险评价研究。供水系统进行了风险综合评估；闵庆东等[2]、宋晓莉因此，本文充分考虑评价单元的空间地域连续等[3]论述了模糊综合评价方法在风险评估中的应性，将评价单元的空间坐标引入风险评价中，发展用；潘兴瑶等[4]采用GIS技术和模糊综合评判模型了基于空间

5、聚类分析的水资源利用风险评价方法，对北京通州区的水资源承载力进行了综合评价；阮并以松辽流域二级水资源区为最小的分析单元，对本清等[5]、韩宇平等[6]引入GIS技术，采用模糊综合松辽流域的水资源利用风险进行了评价。评价法对京津地区的水资源短缺进行了评估；胡庆[7][8]2水资源利用风险评价指标体系和等、黄大鹏等改进线性加权模糊综合评价模型，发展了非线性模糊综合评价模型，并对资水流域水资源冲突风险进行了评价；黄明聪等[9]应用基水资源利用风险的形成与多种自然和社会经于支持向量机的水资源短缺风险评价模型对闽东济因素有关。根据其成因，可将影响水资源利用风南地区

6、的水资源短缺风险进行了评价。险评估的因子归结为自然和社会经济因素2类。从上述水资源评价方法均采用统计分析方法，未区域水量供需平衡看，水资源的供应包括满足一定收稿日期：2008-10；修订日期：2010-05.基金项目：国家科技支撑计划项目(2006BAD20B06)；国家自然科学基金项目(40701183)。作者简介：张学霞(1975-),女,山东临沂人,博士,副教授,主要从事自然灾害评估、3S应用研究。E-mail:zhangxuexia@bjfu.edu.cn.1032-1040页9期张学霞等：基于空间聚类分析的松辽流域水资源利用风险评价1033水质

7、要求的水量供应，与自然因素有关；水资源的个评价因子进行水资源利用风险的评估。总人口越需求主要来自人类的需求，与社会经济因素有关。多，需水量越大，水资源利用风险越大。GDP总值越水资源短缺可以从质的优劣和量的短缺2个大，保障水资源风险的能力越强，水资源利用风险[15]方面进行分析。水资源质的短缺主要指水环境被越小。严重污染从而导致可利用的水资源量大幅减少。近通过对水资源利用风险评价因素的分析，建立年，工业发展带来大量工业污水，企业单纯追求经相应的风险指标体系，该指标体系可分为3个层次济效益对污水不经任何处理而直接排放，造成区域12个指标。地表水和地下水受到

8、严重污染，造成可用水资源锐减，形成水资源质的短缺。水资源量的短缺产生的3基于空间