基于改进投影寻踪方法的水资源承载力研究

赵小勇 余静 张双 刘洪玲 刘玉玉

摘 要：为了解决水资源承载力分类评价的高维和非线性问题，提升水资源承载力分类评价模型的精确性，提出改进的投影寻踪方法———基于最大信息熵原理的投影寻踪分类模型。对该模型中的密度窗宽Ｒ 进行改进，推导得出密度窗宽的合理取值，并将该模型应用于济宁市２０１０—２０１８ 年水资源承载力状态评价；建立灰色ＧＭ（１，１） 模型，对济宁市２０１９—２０２５ 年水资源承载力状态进行预测，预测结果符合实际情况。研究表明：济宁市２０１０—２０１７ 年水资源承载力评价等级为Ⅲ级，２０１８ 年水资源承载力评价等级为Ⅱ级；预测济宁市２０１９—２０２５ 年水资源承载力状态为Ⅱ级，水资源承载力状态总体保持良好态势。通过分析各评价指标对水资源承载力的影响程度，对提升该市水资源承载力提出相关建议。

关键词：水资源承载力；投影寻踪；密度窗宽；济宁市

中图分类号：ＴＶ２１３．４ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０５．０１２

引用格式：赵小勇，余静，张双，等．基于改进投影寻踪方法的水资源承载力研究［Ｊ］．人民黄河，２０２４，４６（５）：７４－７９．

水利关系国计民生，必须立足水资源承载力，有效发挥水作为基础支撑和控制性要素的引导约束作用，切实提升水安全保障能力［１－５］ 。客观评价区域水资源承载力，有助于区域水资源的合理开发和保护，实现水资源可持续发展。近年来，我国在水资源承载力方面的研究成果较多，如刘建厅等［６］ 采用熵权法和变异系数法组合权重ＴＯＰＳＩＳ 模型， 对河南省各地级市２０１０—２０２０ 年水资源承载力进行综合评价，研究表明河南省各地级市水资源承载力等级整体偏低。金菊良等［７］ 采用投影寻踪方法对安徽省水资源承载力进行评价，得出２００５—２０１５ 年安徽省水资源承载力处于临界超载状态、２０１８—２０２０ 年安徽省水资源承载力总体向可载趋势发展。刘凌等［８］ 采用四元效应全偏联系数、杜雪芳等［９］ 采用ＴＯＰＳＩＳ 模型、王君诺等［１０］ 采用可变模糊集理论模型分别对淮北平原、郑州市、济宁市等水资源承载力进行了评价，得出２０１１—２０１９ 年淮北平原水资源承载力总体较差、２０１５ 年之后郑州市水资源承载力持续增长、２０１０—２０１８ 年济宁市水资源承载力有逐年转好的变化趋势。

针对部分评价方法的评价过程容易受人为主观因素影响等问题，本文提出了基于最大信息熵原理的投影寻踪分类模型。首先，对该模型中的密度窗宽进行改进，得出密度窗宽合理取值，并将该模型应用于济宁市水资源承载力动态评价；然后，建立灰色ＧＭ（１，１）模型，对济宁市水资源承载力状态进行预测；最后，通过分析各评价指标对水资源承载力的影响程度，对提升济宁市水资源承载力提出相关建议。