基于LMDI的江苏沿海开发区域社会水循环通量变动效应分析

Based on the existing theory on hydrosocial-cycle, the connotations of hydrosocial-cycle flux are analysed, and the method of flux threshold evaluation is set up for meeting the needs of regional water resources assessment and water-withdraw amount control. The driving factors of regional water resources exploitation are researched using Logarithmic Mean Divisia Index (LMDI), taking the socioeconomic structures and water resources utilization status in Jiangsu coastal district as research context, and the main driving-factors for promoting water resources utilization and water-saving in implementation of coastal development policy. The multi-objective optimization model is put forwarded to satisfy economic and eco-environmental benefits, industrial structure optimization, and water-consuming amount control target, according to interactional relations between the economic structures, socioeconomic scale and water resources exploitation. The solving procedures for goal programming model and intetactive fuzzy multi-objective optimization model are researched, according to characters of model frame and input conditions. The hydrosocial-cycle simulation and regulation principles and model techniques are studied, which can consider the interactional relations among the hydrosocial-cycle flux threshold restrictions, water-use operating mechanisms within regions and industry, water-use efficiency and hydrosocial-cycle.

根据现有社会水循环内涵及相关理论，研究社会水循环通量的核心内涵，提出满足区域水资源评价及取水总量控制技术要求的社会水循环通量阈值表达和评估方法。以江苏沿海开发区域的社会经济结构、水资源利用条件等为背景，运用对数平均迪氏分解法（LMDI）量化分析该区域水资源开发利用的驱动因素，剖析沿海开发战略实施过程中的水资源利用与节水的主要驱动效应。根据区域经济结构、社会经济规模等与水资源利用相互影响的客观条件，建立以经济和生态环境效益、产业结构贴近度、用水总量控制指标等为目标的经济结构与水资源利用相协调的多目标优化模型；针对所建模型的结构及输入条件，研究以目标规划法和交互式模糊多目标优化法为主要算法的模型求解方法。从社会水循环通量阈值约束、各区域或部分行业间水资源流动机制、用水效率控制与社会水循环之间联动关系与响应机制等方面，初步探讨研究区的社会水循环模拟与调控原则，并研究分析相应的模拟模型技术方法。

研究社会水循环系统的基本结构、循环过程、驱动机制和演进规律，以及水资源随人类社会经济系统发展而演化的科学机理，有助于实现对社会水循环系统的科学调控，维护自然水循环系统稳定，提高社会水循环的效率和产出，增进社会水循环系统的健康度与可持续性。本项目旨在以江苏省沿海开发战略目标及沿海开发区域社会经济发展规划为原则，从区域经济规模、人口发展规模、产业结构布局以及产业用水效率等方面，运用新的理论与技术方法探讨本区域社会水循环结构、通量和相应的合理产业结构调整策略，以及社会经济发展与水资源开发利用之间的相互作用关系等问题。本研究项目归纳分析了自然水循环与社会水循环之间相互关系及社会水循环特征，从自然水循环和社会水循环之间相互作用角度，剖析了社会水循环理论内涵，并根据最严格水资源管理制度的核心内容，分析了其与社会水循环中各个子系统之间的联系，提出了符合现实需求的社会水循环结构框架；分析了水资源利用驱动因素分析的对数平均迪氏指数（LMDI）模型，并从定性和定量两个方面对选定的江苏沿海开发区域范围内的盐城市进行了水资源利用驱动因素及合理程度的评价研究，从产业结构因素、水资源因素等方面入手，分析了该区域社会经济发展状况，并利用LMDI驱动因素分析法对盐城市近几年的水资源与产业结构进行了评价研究；根据研究区社会经济现状与发展计划、水资源开发利用战略与目标、节水型社会建设规划方案等具体情况，采用水资源利用驱动因素分析法和数学规划法相结合的手段，建立了数学解析模型，以分析一定规划期内研究区基于用水总量控制的社会经济发展规模、产业结构比例及其用水效率的合理方案；为了深入分析社会经济用水过程以及评价水资源承载能力状况，对聚类线性回归模型、时差相关分析与回归模型、灰色系统预测模型以及实测资料与系统比较相结合的方法等应用于经济社会用水预测及用水水平分析进行了系列研究，提出了相关预测模型的构建步骤与计算方法。