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        基于主成分分析法的流域水資源承載能力綜合評價

        2016-05-30 12:24:50李楨潘妮
        南方農(nóng)業(yè)·下旬 2016年1期
        關(guān)鍵詞:主成分分析法

        李楨 潘妮

        摘 要 根據(jù)東江流域水資源、社會、經(jīng)濟(jì)情況及開發(fā)利用存在的問題,提出用主成分分析法對其承載能力進(jìn)行分析評價。通過建立東江流域水資源承載指標(biāo)體系,用主成分分析法分析評價知:東江流域的資源主要是水資源廣泛,所以這一區(qū)域的水資源的開發(fā)潛力目前很大。相對東江流域而言,開發(fā)潛力最大的應(yīng)屬河源區(qū),然后是惠州區(qū)、深圳區(qū)、東莞區(qū),而廣州區(qū)的水資源開發(fā)潛力最小。

        關(guān)鍵詞 水資源承載能力;主成分分析法;東江流域

        中圖分類號:TV213 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號:1673-890X(2016)01--02

        1 東江流域基本情況

        東江是珠江水系的三大河流之一,東江流域與西江、北江流域合稱為珠江流域。東江發(fā)源于江西省尋鄔縣椏髻缽,上游稱尋鄔水,南邊進(jìn)入廣東流域內(nèi)直至龍川縣五河壩并與其匯合后的流域稱之為東江。東江整體流域廣泛,其主要流經(jīng)的幾個區(qū)域分別為:龍川、紫金、博羅、惠陽和東莞下屬鎮(zhèn)石龍鎮(zhèn),在石龍鎮(zhèn)分水倆邊,南邊與北邊分別匯入到獅子洋中。東江流域石龍以上集雨面積為27 040 km2,河口以上面積為34 144 km2,其中廣東省境內(nèi)30 644 km2,江西省境內(nèi)3 500 km2,1951-1997年系列徑流量分析,東江流域水資源量為324億m3,石龍鎮(zhèn)以上為257億m3,東江流域廣東省境內(nèi)為291億m3。江西省境內(nèi)的水資源量為33.0億m3。東江流域的地下水資源與地表水資源的分區(qū)一致,其中東江區(qū)的地下水資源量為67.8億m3/a,東江三角洲區(qū)的地下水資源量為18億m3/a,兩部分合計為85.8億m3/a。

        表水由大氣降水形成,地下水由地表徑流補(bǔ)給,最終納入江河,故地下水包含在地表水中屬重復(fù)計算量,而特殊水資源(熱礦泉和礦泉)量少,忽略不記,故東江流域廣東省部分水資源總量為291億m3,地下水資源量為85.8億m3/a。

        2 主要成分分析法

        在對高維變量空間進(jìn)行降維操作的同時,還要確保數(shù)據(jù)不丟失原信息,在這樣的原則下對高空間進(jìn)行變更就是成分分析法的主要目的,也就是說在以損失原始數(shù)據(jù)最小,線性的變換及其他部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失最少的的前提下,利用變換維度方法,也就是少數(shù)的綜合變換替換掉原有數(shù)據(jù)的多維變量。

        可以把原始變量認(rèn)為是未知數(shù)x1,x2,…,xJ而在經(jīng)過主要成分分析法處理后就會得到新的變量,設(shè)其為z1,z2,…,zm這里所有的線性組合變量均是(m水資源承載能力比較容易受到眾多的因素所影響,如供需方面的因素,供需對于水資源的承載能力屬于直接影響因素,還有一些其他的間接的因素,本文選取耕地灌溉率、水資源的使用率、水資源的開發(fā)程度、供水模數(shù)、需水模數(shù)及人均供水量x1,x2,…,x66個主要影響水資源承載能力的主要因素作為指標(biāo),各個指標(biāo)的含義如下。

        耕地灌溉率和灌溉與耕地的面積之比分別為(x1)(%)。水資源利用率和以P=50%情況下可以利用水量與總資源水量之比分別為(x2)(%)。水資源開放程度和以P=50%情況下供水量和總資源水量之比分別為(x3)(%)。供水模數(shù)和以P=50%的供水量與土地的面積之比分為別(x4)(104m3/km2)。供水模數(shù)和以P=50%的需水量與土地面積之比分別為(x5)(104m3/km2)。人均供水量和以P=50%的供水量與總?cè)丝跀?shù)之比分為別(x6)(m3/人)。

        3 用主成分分析法評價東江流域水資源承載能力

        3.1 東江流域水資源資料

        以東江目前的各種數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),如東江流域自然、社會經(jīng)濟(jì)和水資源的使用等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,具體數(shù)據(jù)見表1。

        3.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和進(jìn)行綜合評價

        根據(jù)所選取的7個指標(biāo),對東江流域水資源資料進(jìn)行分析,最終結(jié)果見表2。

        通過計算,各指標(biāo)與前兩個組成分的關(guān)系:

        z1=-0.4001x1-0.3402x2-0.5007x3-0.4903x4-0.5013x5+0.1806x6

        z2=-0.0593x1+0.5014x2-0.1993x3-0.1695x4-0.1703x5-0.8004x6

        由主成分z1,z2與客觀權(quán)重e1,e2之積,即z*=得各分區(qū)水資源承載能力的綜合評判結(jié)果,見表3。

        3.3 評價結(jié)果分析

        由表2可知各分區(qū)的水資源承載能力綜合情況的評分;通過表3了解到,東江地區(qū)的水資源量不但廣泛而且具有開發(fā)潛力和價值,也就是說這一地區(qū)的水資源量是可以進(jìn)行開發(fā)的。相對而言,河源區(qū)的水資源量具有最優(yōu)開發(fā)潛力,然后是惠州等地,其中廣州區(qū)水資源最不具有開發(fā)潛力。

        要保證東江流域各個區(qū)域的經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展,各區(qū)域都要進(jìn)一步開發(fā)水資源。廣州區(qū)、深圳區(qū)、東莞區(qū)是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),對水資源的需求很大,而它們的水資源開發(fā)潛力又相對較小,所以更應(yīng)該對其水資源開發(fā)潛力進(jìn)行發(fā)掘,在必要的時候還可以綜合利用相鄰的河源區(qū)和惠州區(qū)的水資源,從相鄰區(qū)域調(diào)用水資源。

        (責(zé)任編輯:趙中正)

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