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论文案例实践-基于主成分分析的甘肃省水资源承载力综合评价
时间:2021-04-08 14:31:06

  水是生命之源,这是自然界更古至今不变的真理。从原始的为所有地球生物提供生命所需,到人类文明兴起,为人类提供农业水以及简单的工业水,再到如今社会,形成各种各样的合理的水资源体系,水,与我们人类息息相关。因此,运用正确的方法,科学地评价地区水资源承载力,对于自然生态发展和人类社会经济发展,显得尤为重要。

  本论文通过查找多方资料,从经济发展、水资源、居民用水率三个大的方面,精心选取了对地区水资源承载力影响最大的15个因素,从时间的维度,基于主成分分析法,评价了甘肃省水资源承载力的现状。从分析结果中得知,甘肃省水资源承载力在近6年来,呈现出不断增长的趋势。其主要原因是由于甘肃省社会经济得到不断的发展,体现在总人口数、GDP、固定资产投资等方面的不断增长;其次要原因与甘肃省的水资源总量及供水、用水状态有一定的关系。因此,本论文根据对于甘肃省水资源承载力现状的分析结果,提出了增强居民用水保证、优化水资源管理制度、提升水的利用率、加强水资源污染治理四条建议,为实现甘肃省水资源可持续发展及优化水资源承载力提出参考意见。

  1、研究背景

  水是对于地球上所有生物最珍贵的资源,整个地球约有3/4的表面积被水覆盖。其中96.5%分布在海洋,淡水只有3500千米立方左右。虽然说中国水资源总量世界排名第六,但中国的淡水资源相较于全球是非常稀缺的,根据最新资料2019年全世界淡水资源资料,中国人均淡水资源量是全世界人均量的1//4。而中国的淡水资源也大多分布在南方地区,整个西北地区水资源、淡水资源都是十分匮乏的。所以,以黄河穿省而过的甘肃省为例,研究中国西北地区的水资源承载力是非常有必要的。本论文将在施雅风等前辈研究的基础上[1~7],从时间维度着手,基于主成分分析法,研究对于甘肃省水资源承载力具有显著影响的指标因素,评价甘肃省水资源承载力的年际变化趋势。

  2、研究意义

  随着整个甘肃省环境与经济方面问题的日益矛盾化、尖锐化,如何有效、合理、科学地利用水资源,承担生态环境与经济发展的压力,成为亟待解决的问题。水资源作为甘肃省经济、社会发展的最基本要素,对其承载力的深入研究直接关系到甘肃省的综合发展能力。其研究的理论意义与现实意义体现如下[8]。

  2.1理论意义

  水资源承载力研究与环境、社会的可持续性发展密不可分,在研究的过程中,从搭建影响指标体系,再到研究方法的探究与创新,整个过程都在不断地更新、丰富资源承载力的评价空间。从时间维度入手,既能体现地区水资源的年纪变化趋势,又能构建承载力的预测模型。而基于主成分分析的水资源承载力的评价方法,能直接、主观地提取出影响水资源承载力的主要指标因素,进而从主要影响指标入手,探究水资源承载力与生态环境、经济发展的内在联系。最重要的,会在前人的基础上,不断创新资源承载力的分析方法和思路。

  2.2现实意义

  本文针对甘肃省进行水资源承载力研究的现实意义以下几个方面。首先,可以使水资源得到更有效、更合理、更科学的利用,包括农业用水、工业用水、生态用水等。其次,可以进行更深入层次的水资源保护,在一定程度上,也能促进其它资源的保护与节制。再者,根据水资源承载力的分析结果,相关政府部门也能制定出对应的水资源发展、管理政策。

  (二)文献综述

  1、理论方面[9]

  承载力一词最早并非源于资源环境,它原本的意思是,物体在没有遭受到破环之前,所能承受的压力极限。随着全球人口问题的尖锐化、全球气候变暖、环境恶劣化问题的日益加剧,科学家们也在探究生态、环境等一系列问题的过程中,引入了承载力的概念,但不同的研究者对于承载力,尤其是资源承载力、水资源承载力的概念各不相同。比如学者施雅风跟曲耀光在研究水资源承载力的问题时,提出“水资源承载力是在一定的历史阶段,某地区未遭受破坏的前提下,可以承载工农业产生活动与人口的能力”。此外,许有朋、夏军等人在基于不同的领域研究水资源承载力的同时,提出了其不同的概念。

  2、应用方面[9]

  根据诸多相关文献,研究者们对于水资源的研究大致体现在水系水资源承载力跟地方水资源承载力两个方面。

  针对于水系水资源承载力的研究。外国学者Olli Varis对我国的黄河水系水资源承载力进行了研究,经过探究后,他认为,中国黄河水系的水资源承载力主要受洪水治理及支流水污染问题影响;郑奕学者对配博斯腾湖水系的水资源在产业用水及生态用水的方面对其承载力进行了测算及评价。此外,李艳华、王群、张军、赵建民等人,通过搭建不同的水资源评价体系,也分别对于艾比湖水系、太湖水系、疏勒喝水系、长江水系水资源承载力进行了测算或评价。

  针对于地方水资源承载力的研究。许多学者也从空间维度,做了水资源承载力相关的研究。余卫东在零三年对于黄土原地区的水资源承载力进行了测算评价,并构造了相应的预测模型,预测了黄图高原未来五十年的水资源承载力状况;张勇永在零六年对北京市通州区的水资源承载力进行了详细的评价;赵鹏磊与李贺针对于辽宁地区进行了水资源承载力的测算评价,等等。

  3、文献评述

  通过对关于水资源承载力测算、评价等相关文献的查阅后,总结出关于以下水资源承载力研究的现状及发展方向。

  (1)深入加强了“人水合一”的统一发展理念。在进行以人为中心的各种社会生产活动时,以社会为载体,基于资源可持续发展理论,探究了水资源与人类各种潜在的发展规律。

  (2)建立了更多方面、更深层次的书资源管理机制。由于我国疆域辽阔,水资源分布特点多样,各地需水、用水情况不一,所以,在进行水资源承载力或者生态承载力研究的时候,学者们不断提出优化各地区水资源承载力的建议,各地政府也积极响应,制定出了一系列的水资源管理机制。

  (3)研究方法、研究内容从单一化到多样化。专家学者们针对不同区域的实际情况、采用了逐渐精细化、准确化的研究方法,丰富了方法空间,且研究内容不会仅限于从单一的水资源入手,而是结合生态环境与人类社会发展,基于多方面研究内容,探究水资源承载力。

  二、水资源承载力概念及相关理论

  (一)概念

  1、承载力定义

  “承载力”又称承受力或忍耐力,是指物质在不遭受任何外界环境破坏的荷载能力,最早在应用于生态学中应用,实质为“某一物体、地区、系统承受各种事物活动的最极限”。

  资源承载力是指某一时期某一地域某一特定的生态系统,以资源的合理循环利用为基础,可以忍受人口、环境与经济发展的能力。

  2、水资源承载力定义

  水资源承载力是指在某一发展阶段,以可持续发展为原则,以一定的技术、经济和社会发展为依据,以维护生态环境为前提,在水资源合理高效利用的前提下,社会经济发展的最大人口容量。

  资源承载力是指水资源可开发利用量,在满足维护生态环境用水要求后,所能承载的工农业最大产值和人口数量。水资源承载力以可持续发展为原则,以维护生态环境良性循环发展为条件,经过合理的优化、配置,对某一地区经济发展的最大承载能力。

  (二)理论基础

  1、区域发展理论

  区域发展理论,已经从最初的区位论向多元化发展,随着经济的飞速发展,产生了很多有代表性的理论。区域的分析从最初的基本要素的分析转向综合要素的分析,很大程度扩充了资源环境学的理论。

  传统区域经济理论从成本与市场两方面分析了经济的增长的影响因区域发展理论跟水资源承载力是密切相关的,探究有明显区别的对象,同的地区有不同的资源情况,所以应结合区域发展理论研究甘肃省水资源承载力,通过分析结果,提出适合甘肃省水资源持续利用的建议,因此,地区发展理论在本文的研究中就显得特别重要。

  2、资源稀缺性理论

  对资源的定义关系到其稀缺性为问题。在传统经济中,产出提高主要依靠劳动力,资本等要素大量投入,这些要素的投入量受人口结构,环境承载力等等因素限制,所以资源具有稀缺性。

  探究水资源承载力,最终会得出资源分配情况以及经济发展对水资源的影响,因此本文以寻求经济与环境平衡为目的,即资源稀缺性理论为本次研究提供了理论基础。

  3、可持续发展理论

  可持续发展理论是指既满足当代人的需要,又可以满足后代人的发展需要的一种理论。

  水对于人类社会发展及自然环境演变起着至关重要的作用,是自然生态环境中不可或缺的因素。但是,大力开发水资源以及环境的污染会造成水资源的短缺和无法利用,也会造成一系列环境问题。人类应该在发展好经济社会的同时,兼顾自然资源的不可再生性及难再生性,结合资源稀缺性理论和可持续发展理论,合理地利用水资源进行生产活动。本文以资源合理利用与环境和谐发展为出发点,以资源可持续发展为目的,研究甘肃省水资源承载力,使甘肃省的水资源发展和经济发展共同具有可持续性。

  4、方法理论

  对于甘肃省水资源承载力,本文将基于主成分分析法,对其进行综合评价,这样既能体现甘肃省水资源的发展变化趋势,又能较为准确地找到影响甘肃省水资源承载力的显著因素。

  主成分分析法的实质思想是进行降维,通过一定的线性变换关系,对相关变量进行重写组合,降低原始变量之间的相关性。在线性变换中,使得变量的总方差不变,让某个变量的方差最大,称其为第一主成分;在剩下的变量中,找出方差最大的变量,称其为第二主成分;依次类推……,有多少个变量就有多少个主成分。最终的期望结果是,用尽可能少的变量体现原数据中的绝大部分变量,把原数据中多个、且具有高度相关性的变量转换成少数几个、相互独立或者极度接近独立的变量。由此可见,主成分分析实际上是一种降维方法。

  主成分分析的主要步骤是:(1)对原数据标准化,消除量纲的影响:

  此处采用最大离差法。

  (2)计算因子相关系数矩阵:

  (3)计算特征值、特征向量、主成分贡献率和方差累计贡献率,使其大于85%,并将对应的变量按照贡献率的大小依次称之为第一主成分、等二主成分…:

  (4)计算主成分载荷:

  (5)用各主成分的贡献率为权数,对水资源承载力进行综合评价。

  三、甘肃省水资源承载力现状分析

  (一)自然现状

  甘肃省位于中国西北地区,东通陕西,西达新疆,南瞰四川、青海,北扼宁夏、内蒙古,西北端与蒙古接壤。介于北纬32°11′—42°57′,东经92°13′—108°46′之间,总面积42.58万平方千米,位于四大地理区划的西北地区。全境有黄河流域水系、长江流域水系以及石羊河、黑河、疏勒河(含苏干湖区哈尔滕河等)三大内陆河水系。甘肃地处黄土高原、青藏高原和内蒙古高原三大高原的交汇地带,降水量分布表现为从高海拔到低海拔、从高纬度向低纬度递增。

  图3-1甘肃省2014-2019年降水量分布

  从图3.1中可以看出,甘肃省近6年的年均降水量较2014年下跌2年后,重新上升且超出2014年降水量,在2018年达到峰值,且暂时保持平缓。

  (二)经济现状

  2019年,甘肃省全年全地区生产总值8718.3亿元,按可比价格计算,比上年增长6.2%,实现了增长6%左右的预期目标。其中,第一产业增加1050.5亿元,增长5.8%;第二产业增加2862.4亿元,增长4.7%;第三产业增加4805.4亿元,增长7.2%。三次产业结构比为12.05∶32.83∶55.12。由图3-2也可以看出,甘肃省近6年的GDP也呈现出逐年上升的良好趋势。

  图3-2甘肃省2014-2019年GDP分布

  (三)水资源承载力现状

  甘肃省位于中国西北,属于内陆,涵盖了黄河、长江两大流域,以及多种内陆水系。但由于甘肃省特殊的地带分布甘肃省水资源反而不足,人均和平均耕地占有量少,多年平均自产水资源286.21亿立方米,人均占有量1119立方米,居全国第22位。境内自产水多年平均径流量299亿立方米,其中,黄河135亿立方米,长江106亿立方米,内陆河亿立方米,人均自产水量1500立方米,居全国22位。人境河川径流量304亿立方米,自产加入境的总水量为603亿立方米。总的来看,全省地表水资源较少,分布也不平衡。长江流域为丰水区;黄河流域为缺水区;黄土高原北部极度缺水,农业生产进行艰难,导致农作物种类及产量受限,条件极不乐观。

  (1)水资源总量

  图3-3甘肃省2014-2019年水资源总量分布

  从图3-3可以看出,甘肃省近6年的水资源总量与同期降水量大致都有“先降后升”的趋势,相比2014年,连着降低3年,2018年与2019年的水资源总量又骤然上升,且超过了2014年的268.9亿立方米,达到333.3亿立方米。所以,水资源总量这样一个上升的趋势使,从客观上,得甘肃省水资源承载的强度也原来越大。

  (2)人均用水量

  图3-4甘肃省2014-2019年人均用水量分布

  从图3-4可以看出,甘肃省14年至19年的人均用水量呈现“逐年递减”的趋势,从2014年的人均472.9m3,缓速下降到2017年的人均454.3m3,接着以更快的趋势下降到2019年的426.8m3。人均用水量的逐年下降表明甘肃省科学用水、合理用水、节约用水的水平有了显著提高,使得人们的主观行动为甘肃省水资源承载力提供了强有力的保障。

  (3)工业用水量和生态用水量

  图3-5甘肃省2014-2019年工业、生态用水量分布

  由图可知,甘肃省近6年以来,工业用水量呈现“逐年下降”的趋势,从2014年的13.1亿立方米下降到2019年的9.2亿立方米;生态用水量呈现“逐年上升”的趋势,从2014年的1.8亿立方米上升到2019年的4.7亿立方米。这一切主要归功于自2008年以来,甘肃省水利厅在河西走廊石羊河、黑河和党河三大水系全流域实施关井压田、发展节水农业等措施,缓解了流域水资源紧张状况,通过减少工农业用水来补给生态用水。生态用水的逐年增加,遏制了河西走廊生态环境不断恶化的趋势。

  四、水资源评价指标体系

  在选定好合适的研究方法的基础上,如何选取、建立科学合理的指标体系,关系到整个研究的准确性与科学性。

  (一)建立指标体系的原则

  1、科学性原则

  无论研究什么内容,基本上都要遵循科学性的原则,由于水资源这类属于环境、生态、经济、社会范畴内的研究课题,更要遵循经济性、生态型、科学性原则。在研究水资源承载力的问题时,除了观察大量的相关研究文献外,还要通过自身细心的观察,结合水资源承载力定性分析与定量分析,客观、全面地甄选水资源承载力评价指标。

  2、操作性原则

  在选择研究指标的时候,一定要考虑到指标的可操作性。指标数据的透明度、数据搜集的便利性、数据的代表性、数据性质的统一性,以及各指标之间是否具有可比性,在不可比的情况下,是否能够通过数据定量化的处理,使其具有可比性。这些都属于建立评价指标体系时要注意的可操作性原则。

  3、系统性原则

  系统性原则关系到指标与指标之间、指标与总体之间逻辑的严谨性与数据的代表性,是所有具有可定量化分析研究中必备的指标体系建立原则。就水资源承载力评价的研究来说,指标要能够确保系统性地反映出,经济、社会、生态三者之间各自的逻辑关系与他们分别与整个水资源大系统之间的关系。相各个系统内的指标,也要相互独立,又彼此联系。

  (二)评估指标选择

  考虑到所选指标的代表性与均衡性,结合建立指标的科学性原则、操作性原则与系统性原则,本文将从经济、水资源、供用水现状三个大方面,没方面选取5个左右,进行总共15个指标的选取。

  1、社会经济发展

  (1)总人口(X1):

  总人口数是指一定区域范围内所有的有生命活动的个人的总和。它不做性别、年龄、民族之分。在进行某地区水资源承载力时,人口总数是十分重要的指标。

  (2)国内生产总值(X2):

  国内生产总值(GDP)是指按国家市场价格计算的一个国家或地区所有常驻单位在一定时期内生产活动的最终成果,常被公认为是衡量国家经济状况的最佳指标,反映了一国(或地区)的经济实力和市场规模。在研究水资源与经济发展的关系中同样是一项非常重要的指标。

  (3)城镇化水平(X3):

  城镇化水平是指某个地区或国家经济发展的道重要标志,也是衡量一个地区或国家管理跟水平组织程度的重要标志。通常以镇人口和市人口占全部人口的比例来表示其发展水平。

  (4)人均可支配收入(X4):

  人均可支配收入即居民平均可以用来消费的收入。

  (5)固定资产投资(X5):

  固定资产投资,就是企业进行房产、机械、交通等固定资产的投资,以此来拉动地方经济的增长。它是企业在一段时间内购置或建造不动资产的费用波动情况工作量以及与其相关的工作量。

  2、水资源储量

  (6)水资源量(X6):

  水资源量是指地下水跟地表水的总量,即江河径流量(除去区域外来水量)和降水渗入量总和。

  (7)降水量(X7):

  其实降水不仅仅指降雨,它还包括雪、冰雹等固体消融后形成的水量(但不包括渗透、蒸发的部分)。

  (8)供水总量(X8):

  供水总量指供给社会单位或个人家庭全年的供水总量,它包括供水过程中损失的量及最终到达的量之和。

  (9)径流系数(X9):

  径流系数,其余部分水量则损耗于植物截留、填洼、入渗和蒸发。在国内,径流系数有时又分为流量径流系数和雨量径流系数。径流系数越小则代表降水越易被土地吸收。

  3、居民用水效率

  (10)万元GDP用水量(X10):

  ,一般情况下,常用来水资源利用所产生的效益总和。

  (11)工业用水量(X11):

  工业用水量指地区进行工业生产活动的过程中,全年所消耗的水总量。

  (2)居民用水总量(X12):

  居民用水总量其实就是人均日生活用水量按特定时间的用水总总量加和。而。

  (13)生态用水量(X13):

  生态用水是指地区或地方用来让自然环境保持正常发展的,非用于人类社会生产的自然环境储水量。在一定程度上可以反应该地区相关政府对于自然环境保护的重视程度。

  (14)农田灌溉用水量(X14):

  是指某地区用来进行农业生产、且只用于作物灌溉的用水。灌区作物所需的灌溉用水量,以万立方米计。一般用来体现农业灌溉用水情况。

  (15)林牧渔畜用水(X15):

  林业、牧业、渔业、畜业用水总量。

  五、甘肃省水资源承载力时间维度分析

  (一)描述统计

  根据2014-2019年水资源统计年鉴的数据以及表5-1数据,求出了相关指标原始数据的均值、标准差。由统计结果可以发现,标准差最大的是1337.425,为GDP指标,结合上面对于甘肃省经济现状的分析,说明甘肃省近6的社会经济在逐步、稳定地增长。

  标准差第二大的是生态用水量的1126.306,结合近6年甘肃省生态用水量的变化趋势,研读甘肃省出台的保护生态环境,尤其是水资源的相关政策文件,说明了甘肃省政府及人民在努力,取得了颇为显著的成效。

  在总供水量方面,发现其标准差非常小,只有4.432,说明甘肃省近6年的供水量变化不大,但同时也发现除了GDP意外,其它几个经济指标的标差相较供水量标准差较大,结合查证对应的相关指标原始数据的波动趋势,在一定程度上也说明了甘肃省水资源承载力与经济发展状况可能有较大的关联,同时也再次映证了,对甘肃省水资源承载力进行研究评价的必要性与其价值所在。

  表5-1.描述统计量

  均值标准差时间长度(年)

  总人口(万人)2756.32 61.329 6

  城镇化水平40.312 32.984 6

  人均可支配收入(万元)0.7712 415.325 6

  固定资产投资(亿元)15326.83 361.529 6

  GDP(亿元)8348.33 1337.425 6

  降雨量(mm)1665.50 76.568 6

  供水总量(亿立方米)118.15 4.432 6

  水资源总量(亿立方米)228.78 9.910 6

  径流系数(百分比)0.4192 0.221 6

  万元GDP用水量(立方米/万元)50.67 906.311 6

  工业用水量(亿立方米)11.37 875.708 6

  居民用水量(亿立方米)8.42 797.598 6

  生态用水量(亿立方米)3.37 1126.306 6

  农业用水量(亿立方米)94.90 449.021 6

  林木渔畜用水量(亿立方米)2.70 435.101 6

  表5-2.因子方差(主成分法)

  表5-3.总方差

  成分合计初始特征值方差的%累积%合计提取平方和载入方差的%累积%

  1 12.422 82.807 82.807 12.422 82.807 82.807

  2 1.715 11.435 11.435 1.715 11.435 94.242

  3 0.420 2.797 2.797

  4 0.063 1.215 1.215

  通常情况下,一般依据以下三个方面确定所分析问题的主成分:

  (1)之前在搭建评价指标体系的时候,为了使要选取的主成分包含原始数据绝大多数的信息,所以,选取的主成分的累计方差贡献率要≥85%;

  (2)特征向量的特征根值大于1;

  (3)做对应的图,根据图来做大致的判断。本文通过做主成分碎石图来辅助判断、选取主成分。

  所以,首先根据表5-3,可以看出第一个主成分的方差贡献率为82.807%,是小于85%的,所以继续选取第二个主成分,其贡献率为11.435%,二者相加累积方差贡献率达94.242%,显然超过了85%,因此,可以提取出两个主成分。其次,也可以看出,第一个成分的特征根为12.422,第二个成分的特征根为1.715,只有前两个的特征根大于1。最后画出碎石图5-1,可以明显看出,在第三个点处有明显的拐点,其对应的纵坐标(特征根值)在第二个点处大一1,但在第三个点处小于1。所以,综上所述,一共提取出两个主成分,第一个方差贡献率82.807%,第二个方差贡献率11.435%。

  图5-1成分碎石图

  (二)主成分分析结果

  表5-4.成分矩阵

  由表5-4的成分矩阵可以看出,15个因子与主成分的关系有正有负、有强有弱,其中第一主成分仅与径流系数、万元GDP用水量、林牧渔畜用水量三者呈现负相关关系,而跟其余12个因子呈现正相关关系,且与总人口、GDP、生态用水量的相关性很强。所以首先总人口数方面推测其原因,甘肃省近6年以来,随着人口总数的不断增长,个人及企业的需水量不断增加,但在个人科学用水自觉性以及相关的用水制度管理、约束下,也保证了水资源的合理、有效利用,从侧面刺激了甘肃省水资源承载力的提升。

  第二主成分与15个因子同样呈现有正有负、有强有弱的相关关系,但正负关系数没有太大差异,其中,与径流系数呈很强的正相关关系,与降雨量呈现较强的负相关关系。

  所以结合表5-3与表5-4,主成分计算公式为:

  同理,依据表5-3与5-4,只要带入F2的成分值与特征根值,就可以求出主成分F2的计算公式

  最后,根据主成分计算公式,分配权重,再将原有15个指标经过标准化后的数值带入下面的公式,分别得出第一主成分得分、第二主成分得分以及综合得分F。

  +

  表5-5.甘肃省水资源承载力综合得分

  第一主成分得分第二主成分得分综合得分排序

  2014年0.959-0.342 0.617 6

  2015年1.184-0.077 1.107 5

  2016年1.250 0.148 1.398 4

  2017年1.583 0.233 1.816 3

  2018年1.192 0.610 2.531 2

  2019年2.239 1.219 3.613 1

  表5-5中,得分有正有负,但正负并不能体现实际的水资源承载力,而是表示其所处的相对位置,正值表示高于所评价时间段的平均水平,负值表示低于所评价时间段的平均水平。从综合得分来看,甘肃省水资源承载力呈现逐年上升的良好趋势。

  六、结论与对策

  (一)结论

  本论文以甘肃省水资源为研究对象,利用中国统计年鉴数据、甘肃省统计年鉴数据、甘肃省水资源公报数据、甘肃省经济公报数据等,对甘肃省的经济、水资源、供用水现状做了分析,基于主成分分析法,结合实际情况,对甘肃省水资源承载力进行评价,最终得出以下结论:

  本文从时间维度,搭建了15个因子的、科学合理的指标评价体系,得出甘肃省水资源承载力的大小主要受总人口数、GDP、生态用水量的影响,且水资源承载力与三者具有同增、同减的变化趋势。这说明,首先,甘肃省近6年以来,随着人口总数的不断增长,居民及企业的需水量不断增加,同时,在个人科学用水自觉性以及相关用水制度的管理、约束下,也保证了水资源的合理、有效利用,遏制了人口增长对于水资源发展带来的负面影响。其次,在GDP不断增长的同时,运用到生态用水方面的人力、财力等不断增多,直接或间接促进、保护了甘肃省自然水资源的养育与发展。

  另外,第二主成分的贡献率虽然仅有11.435%,但也是影响甘肃省水资源承载力的较为显著的因素,其中,与主成分呈现很强的正相关关系的径流系数,说明在流量径流与雨量径流的共同影响下,甘肃省境内河传径流的地方,水资源更容易被土地有效吸收,同时也反映出,甘肃省的水资源现有水资源的分布现状,是具有一定的发展潜力空间的。而与第二主成分呈现较强负相关关系的降雨量因子,则间接反映出甘肃省降水资源在空间分布上具有的较大的差异性,由于甘肃省地形狭长,存在差异明显的丰水地区与枯水地区。这也是本文众多不足之中,最明显的不足之处,没能从空间维度去分析甘肃省水资源承载力。

  (二)对策

  通过对甘肃省水资源承载力基于主成分分析法的综合评价,本文将根据主成分分析结果,为甘肃省水资源科学有效地发展提供以下四点浅薄建议:

  1、提高供水保障力度

  首先,要加大对水资源有效利用的人力、财力、物力的投入,加强建设水利工程。相关政府要重视提高径流系数比,从流量径流着重入手,在保护自然环境的同时,深入开发,综合发展,结合当前利益与长远利益,加强水利工程的建设。在省内众多河流流域,根据实际情况进,在经济与环保的前提下,在合适且需要的地段,建造相应规模的水库,既达到有效用水的目的,也实现对工业用水、农业用水、生态用水的均衡供水保障,同时,尽量提升供、断水的可控制程度。

  针对极度缺乏水资源的地区,要有措施性地提高水资源利用率,根据其水资源分布状况,将水资源科学合理地运用到产业结构中去。在适合农业生产的地区,加强农业用水的供水保障力度;在适合工业生产的地区,加强工业用水的供水保障力度;在既不适合工业生产、又不适合农业生产的地区,根据实际情况,努力提升生态用水、畜牧用水的供水保障力度。

  2、改革水资源的管理制度,强化对水资源的管理

  (1)转变职能,不断提升政府监管能力

  推进用水审批制度改革,进一步理清省、市、县事权,涉及到跨省水资源跟水资源敏感地区的用水,相关级政府要积极管理、梳理,管理行政范围内的用水审批,要根据实际情况下放到低级政府管理,让地方用水在合理、合法、合规的前提下,能够高效、快速、简便地实施水资源的管理职能。

  (2)保障民生,不断提升社会服务能力

  首先要进行水资源配置合理性、调度科学性的制度加强,增强供水保障体系。统一按实际情况调度地下水、地表水和非常规水,形成多方水资源配置的格局。其次要水资源区监督管理要加强,努力提升水生态保护的质量。其次水资源生态文化的建设要推进,水资源节约、保护、治理、开发的各方面要融入水资源生态文明的理念。落实制度,推进各水系必要的连通,增强水生态的自我修复能力。

  3、提高水资源利用率

  通过政府连动净水、用水企业,加强宣传,让人们培养一定的节约用水的理念与习惯。当然,仅仅靠简单的宣传是不够的,在此基础上,还要有一定的必要,以相应的、配套的用水管理体制对人们进行用水行为约束。想要提高用水效率和效益,就要以深层次、潜意识的节水环保理念结合科学有效的用水管理体制,从整体上去优化、整合水资源利用结构,进而再结合地区经济发展现状,实现经济与资源结合前提下的,水资源的高效利用。简单地说,就是要明晰水权、发展和培育用水市场。

  4、加强水环境的治理

  (1)继续完善用水法规,制定水资源放污染的计划体制

  甘肃省的水资源分布类型多样,多个水系、多条河流流经多个市县,任何地方的水污染都会影响的下游地区的用水安全,所以,在此情况下的水资源防污染管理难度大大提高,因此要建立不同区域的的防污染管理制度,要运用多方手段,跨界解决水资源污染的问题。

  (2)大力推进循环用水

  根据不同的用水目的及用水要求,结合优质优用的原则,可以对水资源进行循环利用,对循环中的低阶用水,进行合理的处理,进而进行再利用。从现阶段来看,甘肃省自来水价偏低,人们对节约用水的意识淡薄。同时,正向、积极、合理地运用“物以稀为贵”的生活理念,根据市场情况、合力把控自来水价格,刺激居民根据不同用水情况,实现多次循环用水。

  (3)调整产业结构,建立城市污水处理系统

  水体的自我净化能力是有非常严格的客观条件限制的,科学的产业布局恰恰能够合理地利用自然界自我修复的能力,保护水资源良性循环的能力,使经济得到发展的同时,也能让水资源得到更好的保护。其次,关、停、并、转那些耗水量大、污染重、治污代价高的企业,调整、优化甘肃省现有的农业结构,尤其是哪些极度缺水的地区,必须要实施节水农业结构,走农业可持续发展的道路。