وابستگی ها آزمایشگاه کلیدی ساخت و ساز و مدیریت در مهندسی برق ، دانشگاه سه گورج ، ییچانگ ، استان هوبی ، چین ، دانشکده اقتصاد و مدیریت ، چین سه دانشگاه گورج ، ییچانگ ، استان هوبی ، چین

به طور مساوی در این کار با: Min An ، Fan Lijuan کمک کرده است

نقش مفهوم سازی ، نوشتن - پیش نویس اصلی

دانشکده وابستگی مهندسی هیدرولیک و محیط زیست ، چین سه گورج ، ییچانگ ، استان هوبی ، چین

روش شناسی نقش ، نوشتن - بررسی و ویرایش

دانشکده اقتصاد و مدیریت وابستگی ، دانشگاه سه گورج چین ، ییچانگ ، استان هوبی ، چین

نقش های تفریحی ، نوشتن - پیش نویس اصلی

دانشکده وابستگی مهندسی هیدرولیک و محیط زیست ، چین سه گورج ، ییچانگ ، استان هوبی ، چین

روش شناسی نقش ، نوشتن - بررسی و ویرایش

دانشکده وابستگی مهندسی هیدرولیک و محیط زیست ، چین سه گورج ، ییچانگ ، استان هوبی ، چین

نقش های تفریحی ، نوشتن - پیش نویس اصلی

آدرس فعلی: منابع آب چین برنامه ریزی ، طراحی و تحقیقات رودخانه Huai ، Hefei ، استان آنهویی ، چین

دانشکده وابستگی مهندسی هیدرولیک و محیط زیست ، چین سه گورج ، ییچانگ ، استان هوبی ، چین

دانشکده اقتصاد و مدیریت وابستگی ، دانشگاه سه گورج چین ، ییچانگ ، استان هوبی ، چین

شکاف آبرسانی - Demand و فاکتورهای محرک آن: از منظره ردپای آب در حوضه رودخانه Huaihe

• حداقل ،
• فن لیژوان ،
• جین هوانگ ،
• Wenjing Yang ،
• هیلین وو ،
• شیائو وانگ ،
• ریبش خان

• منتشر شده: 4 مارس 2021
• https://doi.org/10. 1371/joual. pone. 0247604

• نظرات خواننده

ارقام

خلاصه

تغییرات آب و هوا ، رشد جمعیت ، توسعه صنعتی شدن و شهرنشینی تقاضا برای منابع آب را افزایش می دهد ، اما آلودگی آب باعث کاهش منبع آب محدود می شود. در سالهای اخیر ، شکاف بین عرضه آب و تقاضا که نشان می دهد وضعیت کمبود آب جدی تر می شود. روشن دانستن این شکاف و عوامل اصلی محرک آن می تواند به ما کمک کند تا اقدامات محافظت از آب را به درستی ارائه دهیم. ما داده های حوضه رودخانه Huaihe را از سال 2001 تا 2016 به عنوان نمونه می گیریم و از ردپای آب اکولوژیکی برای توصیف تقاضا استفاده می کنیم ، با ظرفیت حمل آب نشان دهنده عرضه است. ما وضعیت آبرسانی تقاضای آب حوضه رودخانه Huaihe و پنج استان آن را از نمای ردپای در زمان و مکان تجزیه و تحلیل می کنیم. سپس ما برای تجزیه و تحلیل عوامل محرک ردپای آب اکولوژیکی ، مدل میانگین شاخص Divisia را به کار می بریم. نتایج نشان می دهد: (1) تعادل عرضه و تقاضا حوضه رودخانه Huaihe فقط در سال 2003 و 2005 حاصل شد. همچنین بین استان جیانگسو و استان های دیگر در حوضه رودخانه Huaihe نیز تفاوت زیادی وجود دارد ، بیشتر سالها در استان جیانگسو در هر پایتختردپای زیست محیطی آب بیش از 1 HM 2 /شخص به جز سالهای 2003 ، 2015 و 2016 است. اما استان های دیگر همه کمتر از 1 HM 2 /شخص هستند.(2) از طریق تجزیه رانندگان تقاضای آب ، نتیجه گرفتیم که توسعه اقتصادی مهمترین عامل است و سهم سالانه بیش از 60 ٪ است. مطالعه ما اقدامات متقابل و پیشنهادات مربوط به مدیریت و تخصیص بهینه منابع آب در حوضه رودخانه Huaihe را ارائه می دهد ، و همچنین برای فرمولاسیون سیاست های صرفه جویی در آب در جهان ارائه می دهد.

استناد: A M ، Fan L ، Huang J ، Yang W ، Wu H ، Wang X ، et al.(2021) شکاف آبرسانی - DEMAND و فاکتورهای محرک آن: از منظره ردپای آب در حوضه رودخانه Huaihe. PLOS ONE 16 (3): E0247604. https://doi.org/10. 1371/joual. pone. 0247604

ویراستار: عبد حسین ، مرکز بین المللی توسعه یکپارچه کوهستان (ICIMOD) ، کاتماندو ، نپال ، نپال

دریافت: 21 اوت 2020 ؛پذیرفته شده: 10 فوریه 2021 ؛منتشر شده: 4 مارس 2021

کپی رایت: © 2021 An et al. این یک مقاله دسترسی آزاد است که تحت شرایط مجوز انتساب Creative Commons توزیع شده است ، که اجازه استفاده ، توزیع و تولید مثل بدون محدودیت را در هر رسانه ای می دهد ، مشروط بر اینکه نویسنده و منبع اصلی اعتبار داشته باشند.

در دسترس بودن داده ها: کلیه داده های مربوطه در داخل مقاله و پرونده های اطلاعاتی پشتیبانی آن قرار دارند.

بودجه: این تحقیق توسط آزمایشگاه کلیدی ساخت و ساز و مدیریت هوبی در صندوق مهندسی برق آبی دانشگاه سه گورج تأمین شد (کمک هزینه No. 2016KSD19). Hui A. (Hui AN) این جایزه را دریافت کرد ، URL وب سایت وی: http://hee. ctgu. edu. cn/info/1100/6608. htm ؛سرمایه گذار هیچ نقشی در طراحی مطالعه ، جمع آوری داده ها و تجزیه و تحلیل ، تصمیم به انتشار یا تهیه نسخه خطی نداشت. صندوق مرکز تحقیقات اسکان مجدد مخازن ، دانشگاه سه گورج چین (کمک هزینه No. 2019KQ03) ، Min A. (Min AN) این جایزه را دریافت کرد ، URL وب سایت وی: http://jg. ctgu. edu. cn/info/1039/3220. htm ، سرمایه گذار در طراحی مطالعه نقش دارد و برای نسخه خطی آماده می شود. و تأمین شده توسط پروژه بنیاد علوم بنیاد علوم جوانان ، دانشگاه سه گورج چین (شماره کمک مالی KJ2019A001) ، مین A. (حداقل AN) این جایزه را دریافت کرد ، URL وب سایت وی: http://jg. ctgu. edu. cn/اطلاعات/1039/3220. htm ، سرمایه گذار در طراحی مطالعه نقش دارد و برای نسخه خطی آماده می شود. منابع آب چین برنامه ریزی ، طراحی و تحقیقات رودخانه Huai. LTD هیچ صندوق و نقشی در طراحی مطالعه ، جمع آوری داده ها و تجزیه و تحلیل ، تصمیم به انتشار یا تهیه نسخه خطی ندارد.

علایق رقابتی: منابع آب چین برنامه ریزی ، طراحی و تحقیقات رودخانه Huai. نویسندگان اعلام کرده اند که هیچ منافع رقابتی وجود ندارد.

معرفی

آب پایه و اساس منابع طبیعی و پایه و اساس اساسی توسعه پایدار اجتماعی است. با این حال ، کل منابع جهانی آب بسیار محدود است. منابع آب شیرین فقط 2. 5 ٪ از کل منابع آب را تشکیل می دهد. از این منابع آب شیرین باقیمانده ، حدود 87 ٪ از آنها با یخچالهای طبیعی آلپ و پراکنده پوشانده شده بودند. منابع آب شیرین که می توانند توسط بشریت مورد استفاده قرار گیرند ، فقط 0. 26 ٪ از کل آب زمین را تشکیل می دهند [1-5]. با عرضه کمبود در حالی که رشد جمعیت ، تولید ناخالص داخلی و تغییر ساختار مصرف باعث افزایش تقاضای آب با رشد حدود 1 ٪ در سال می شود [6،7]. این دو طرف تأثیرات "عرضه و تقاضای رو به رشد" را می تواند به راحتی منجر به بحران آب شود. براساس گزارش جهانی توسعه آب 2018 تخمین می زند که تقریبا نیمی از جمعیت جهان در منطقه ای با کمبود آب یک ماهه هر سال زندگی می کنند ، در حالی که جمعیت هنوز سال به سال افزایش می یابد ، که ممکن است تا سال 2050 به حدود 5 میلیارد نفر برسد و باعث ایجاد بیشتر شودکمبود جدی آب.

چین بزرگترین کشور در حال توسعه در جهان است ، حتی کل منابع آب شیرین آن 6 ٪ از منابع جهانی آب را تشکیل می دهد. با این حال ، مصرف آب در هر سرمایه 2200 متر مکعب است که تنها یک چهارم سطح جهان است [8]. این باعث می شود چین یکی از 13 کشور با فقیرترین منابع آب در هر سرمایه باشد [9،10]. براساس سالنامه آماری چین ، جمعیت چین از 1. 27 میلیارد به 1. 39 میلیارد و تولید ناخالص داخلی منطقه ای از 10. 9 تریلیون به 89. 6 تریلیون در سال 2001 تا 2018 افزایش یافته است. این افزایش سریع اقتصاد و جمعیت تقاضای گسترده ای برای منابع آب به همراه داشته است [11،12]. در مقایسه با میانگین رشد متوسط رشد آهسته از آبرسانی (0. 29 ٪) ، چین با میانگین نرخ رشد نسبت به سال 2005 تا 2017 0. 54 ٪ با تقاضای عظیمی روبرو است [13،14]. اگر این وضعیت ادامه یابد ، شکاف بین عرضه آب و تقاضا بزرگتر و بزرگتر می شود. پیش بینی می شود که تا سال 2030 ، کل مصرف آب چین به 700-800 میلیارد M3 در سال خواهد رسید ، در حالی که منابع واقعی آب موجود در حدود 800-950 میلیارد M3 خواهد بود و تقاضای آب نزدیک به حد آب موجود است. تأمین آب و عدم تعادل آب چین به وضعیت بدی رسیده است. روشن دانستن شکاف آب و تقاضای آب به اولویت اصلی توسعه منابع آب فعلی تبدیل شده است [15،16].

از نوع تحقیقات تقاضای آب ، تحقیقات عمدتاً به سه دسته تقسیم می شوند. دسته اول مبتنی بر داده های آماری است. براساس آب صنعتی و آب خانگی در شمال غربی چین ، عرضه و تقاضای منابع آب در حوضه از اواخر دهه 1980 تا 2010 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت [17]. دسته دوم مبتنی بر یک روش مناسب است. برای رودخانه Tuwei ، از طریق تجزیه و تحلیل چندین بازخورد و تعامل غیرخطی بین عناصر مختلف سیستم ، یک مدل SD پیچیده ایجاد شد [18]. سوم استفاده از رابطه بین عرضه و تقاضا برای مطالعه ظرفیت حمل اکولوژیکی آب ، بر اساس مدل ترکیبی یا مدل SWAT برای ارزیابی عرضه و تقاضای منابع آب است [19،20]. از تجزیه و تحلیل فوق دریافتیم که بیشتر تجزیه و تحلیل وضعیت آب از زاویه جریان آب است. در حالی که فعالیت های انسانی ، توسعه اقتصادی و سایر فرآیندها از مقادیر زیادی آب استفاده می کنند ، اما نمی توان آنها را به شکل اصلی منابع آب منعکس کرد.

ردپای زیست محیطی نوعی استفاده از منابع کمی است که توسط اقتصاددان زیست محیطی کانادایی Wackeagel M ارائه شده است [21]. این نشانگر قضاوت در مورد فشار انسان بر اکوسیستم و تهدید وضعیت زیست محیطی است. کیت ها و سایر محققان ردپای زیست محیطی را گسترش داده و از آن در سیستم های ارزیابی کمی مختلف استفاده می کنند و مفاهیم ردپای آب ، ردپای آب و غیره را به دست می آورند [22-24]. ردپای آب به مقدار منابع آب مورد نیاز کلیه محصولات و خدمات مصرف شده توسط یک کشور (منطقه یا شخص) در یک دوره زمانی خاص اشاره دارد. این میزان مصرف آب یک حوضه خاص توسط فعالیت های انسانی در یک منطقه خاص [25،26] را اندازه گیری می کند ، که تقریباً تمام تقاضای آب یک منطقه را پوشش می دهد. بنابراین ، ما از ردپای آب اکولوژیکی به عنوان شاخص تقاضا منابع آب استفاده می کنیم. منابع آب حامل ظرفیت به بزرگترین مقیاس سیستم منابع آب برای حفظ چرخه فضیلت اکوسیستم ، پشتیبانی از توسعه اقتصادی و اجتماعی منطقه خود در یک دوره زمانی خاص اشاره دارد. این یک شاخص "تنگنا" برای اندازه گیری اینکه آیا منطقه کمبود منابع آب می تواند از توسعه هماهنگ جمعیت ، اقتصاد و محیط زیست پشتیبانی کند. تا حدودی این شاخص می تواند منعکس کننده منابع آب یک منطقه باشد [27،28]. بنابراین ، ما از ظرفیت حمل اکولوژیکی آب استفاده می کنیم که نشان دهنده تأمین منابع آب است. با مقایسه این دو عامل ، می توانیم درباره امنیت اکوسیستم آب در این منطقه قضاوت کنیم.

از نظر شیء تحقیق ، ما حوضه رودخانه Huaihe را به عنوان یک مطالعه موردی انتخاب می کنیم. این منطقه به یک مرکز مهم تبدیل شده است که مناطق شرقی و غربی چین را با اجرای استراتژی توسعه غربی چین به هم وصل می کند. متوسط منابع آب سالانه حوضه رودخانه Huaihe 79. 4 میلیارد متر 3 و کل منابع آب موجود 44. 5 میلیارد متر 3 است. با وجود آب از رودخانه یانگ تسه 5. 626 میلیارد متر 3 و از رودخانه زرد 3. 215 میلیارد متر 3 ، حوضه رودخانه Huaihe تقریباً می تواند تقاضای منابع آب را برآورده کند [29،30]. سهم منابع آب سرانه رودخانه Huaihe در حدود 1/5 از منابع ملی سرانه آب است ، اما میانگین چگالی جمعیت حوضه 4. 5 برابر کل کشور است [31] که این منطقه را به یک مکان کمبود آب جدی تبدیل می کند. کمبود آب فشار زیست محیطی بزرگی را به همراه داشته است ، که به تعادل آب در حوضه رودخانه Huaihe آسیب دیده است [32]. بدیهی است که عرضه آب و تقاضای حوضه رودخانه Huaihe متعادل نیست [33،34].

برای شکاف بین عرضه و تقاضای منابع آب ، صرفه جویی در آب بدیهی است که یک اقدام مهم برای کاهش شکاف است [35،36] ، اما کلید دستیابی به اقدام دقیق صرفه جویی در آب ، یافتن عوامل اصلی ایجاد شکاف است. بدیهی است ، مقایسه با آبرسانی که عمدتاً توسط انسان تأثیر نمی گذارد ، تحقیقات در مورد عوامل محرک تقاضای آب برای درک تأثیر عوامل مختلف در تغییر تقاضای آب در گذشته مفید است. شناسایی دقیق منجر به تدوین سیاست های صرفه جویی در آب و مدیریت منابع آب موجود است.

برای محاسبه عوامل محرک شکاف عرضه آب ، روش فاکتورسازی نمایی تحت نظر ما بود. این روش را می توان به سه نوع تقسیم کرد: روش شاخص Lapsers ، روش فاکتور سازی متوسط ساده و روش فاکتورسازی وزن سازگار. با توسعه مداوم در تئوری و عمل ، مدل به طور مداوم بهبود می یابد [37،38]. در میان آنها ، میانگین روش تجزیه DI ، پرکاربردترین مدل است. مدل LMDI از ویژگی های عدم تولید مقدار باقیمانده و اجازه صفر در داده ها برخوردار است ، که برای نتایج تأثیرگذاری بر تجزیه و تحلیل عاملی واضح و عینی است. Ang. ، Liu و Ang هر دو فکر می کنند این روش تجزیه مطلوب است. بسیاری از محققان از LMDI برای مطالعه ساختار مصرف انرژی ، انتشار کربن مصرف انرژی و سایر موارد استفاده می کنند [39-41]. بنابراین ، به ما منابع زیادی برای استفاده از مدل LMDI برای کشف و تجزیه و تحلیل مشکلات عمیق منابع آب در حوضه رودخانه Huaihe می دهد.

پایه و اساس تجزیه و تحلیل فوق ، ما حوضه رودخانه Huaihe را به عنوان یک مطالعه موردی انتخاب می کنیم ، با این منطقه در سال 2006-2017DATA ، از منظر ردپای زیست محیطی آب (EFW) برای تجزیه و تحلیل تقاضای منابع آب در حوضه رودخانه Huaihe ، با ظرفیت حمل اکولوژیکیآب (ECCW) برای اندازه گیری عرضه. برای ارائه اطلاعات برای حفاظت از محیط زیست ، برنامه ریزی منابع آب و مبنای تصمیم گیری مدیریت ، شاخص های نسبی/مطلق از عرضه ردپای آب را ایجاد کنید. علاوه بر این ، از روش LMDI برای تجزیه و تحلیل فاکتورهای تأثیرگذار شکاف عرضه آب استفاده می شود.

به طور خلاصه ، مقاله ما نوآوری های زیر را دارد: (1) عرضه و تقاضای منابع آب در حوضه رودخانه Huaihe را از منظر ردپای آب توصیف و تجزیه و تحلیل کنید.(2) EFW و ECCW را برای توصیف تقاضا و عرضه منابع آب انتخاب کنید.

روش ها و داده ها

منطقه مورد مطالعه

حوضه رودخانه Huaihe در شرق چین ، بین رودخانه Yangtze و حوضه رودخانه زرد واقع شده است و از طریق هوبی ، هنان ، جیانگسو ، آنهوی و شاندونگ جریان دارد (شکل S1). منطقه زهکشی حدود 270000 کیلومتر 2 است که جمعیت آن 178 میلیون نفر است. این یکی از هفت سیستم مهم آب در منطقه جریان خارجی چین است. بیش از 700 رودخانه اصلی و استانی وجود دارد. تعداد جریانهای مستقیم در بین همه سیستم های آب در چین رتبه اول را کسب کرده است. همچنین بسیاری از شاخه های مختلف در سیستم رودخانه Huaihe و 21 شاخه اصلی با مساحت حوضه بیش از 1000 کیلومتر 2 وجود دارد. موقعیت جغرافیایی و منطقه جمعیت حوضه رودخانه Huaihe در خط مقدم رودخانه های اصلی چین قرار دارد ، بنابراین مطالعه این منطقه مهم می تواند به مکان های دیگر بینش هایی بدهد.

میانگین چند ساله سرانه آب حوضه رودخانه Huaihe ، کمتر از 500 متر مکعب است که حدود 1/5 از منابع آب سرانه ملی است. در حالی که استفاده زیاد از سموم دفع آفات در کشاورزی ، توسعه سریع مصرف پر آب و صنایع آلودگی زیاد ، رشد سریع جمعیت و غلظت شهرهای بزرگ منجر به افزایش تخلیه فاضلاب سال به سال ، که به طور جدی آلوده شده استبدن آب در حوضه. به عنوان مثال ، تصادفات جدی آلودگی آب در حوضه رودخانه Huaihe در سال 2000 ، 2004 ، 2007 ، 2008 و 2010 رخ داده است. از جمله آنها در سال 2000 ، سطح آب 6667km 2 مخزن Shilianghe به طور جدی آلوده شد ، 200000 نفر در امتداد این بانک با آن روبرو شدندمشکلات آب آشامیدنی و ضرر مستقیم اقتصادی بیش از 10 میلیون نفر بود. کمبود منابع آب و آلودگی جدی آب در حوضه رودخانه Huaihe ، توسعه اقتصادی حوضه رودخانه Huaihe را به طور جدی محدود کرده است.

به دلیل موقعیت مهم استراتژیک حوضه رودخانه Huaihe و وضعیت شدید آب در آب ، برای مطالعه شکاف تقاضای آبرسانی و عوامل اصلی محرک آن از منظره ردپای ، به یک منطقه بسیار معمولی تبدیل می شود.

ردپای زیست محیطی روش محاسبه تقاضای آب (EFW)

منابع آب مدل ردپای زیست محیطی با توجه به ایده مدل ردپای زیست محیطی ایجاد می شود. منابع آب مصرفی را که توسط حساب های مختلف به زمین منابع آب مربوطه تبدیل شده است تبدیل کنید.

در این مقاله ، وضعیت استفاده از منابع آب تقسیم می شود (به عنوان جدول 1). فرمول محاسبه به شرح زیر است: (1)

ظرفیت حمل زیست محیطی روش محاسبه آبرسانی (ECCW)

هنگامی که میزان استفاده از منابع آب از 60 ٪ تجاوز کند ، محیط زیست محیطی رو به وخامت خواهد بود [42]. بنابراین ، هنگام محاسبه ECCW در این مقاله ، 40 ٪ از منابع آب برای حفظ ترمیم اولیه زیست محیطی و محافظت از محیط زیست محیطی باید کسر شوند.

فرمول محاسبه ظرفیت زیست محیطی منابع آب تأمین: (2)

شاخص مطلق عرضه آب و تقاضا (AIW)

شاخص های مطلق تأمین آب و تقاضا عمدتاً می توانند تقاضای آب را تجزیه و تحلیل کرده و تعیین کنند که آیا آب باید از خارج منتقل شود. محاسبه خاص به شرح زیر است: (3)

شاخص های نسبی تأمین آب و تقاضا (RIW)

از شاخص های نسبی تأمین آب و تقاضا می توان برای ارزیابی شدت فشار استفاده کرد که می تواند در برابر حوضه رودخانه Huaihe در برابر آن مقاومت کند و امنیت زیست محیطی منابع آب در حوضه رودخانه Huaihe را اندازه گیری کند. محاسبه خاص به شرح زیر است: (4)

فاکتورسازی ردپای اکولوژیکی آب بر اساس روش LMDI

ما استفاده از منابع آب از حوضه رودخانه Huaihe را به مصرف محصولات آبزی ، مصرف آب شیرین و مصرف آلودگی فاضلاب تقسیم می کنیم. از آن برای توصیف ظرفیت پشتیبانی منابع آب برای زندگی بشر ، تولید ناخالص داخلی اقتصادی ، جامعه و محیط زیست استفاده می شود. بنابراین ، EFW به شرح زیر بیان شده است: (5)

عوامل محرک ردپای آب در حوضه رودخانه Huaihe

به منظور درک عمیق تر از ردپای زیست محیطی منابع آب ، بسیاری از محققان تحقیقاتی در مورد عوامل محرک انجام داده اند. Sun [43] روی عوامل محرک اقتصادی متمرکز شد و توضیح دیگری در مورد حالت مصرف آب و عوامل محرک در تبت انجام داد. همچنین مطالعات مرتبط وجود دارد که نشان می دهد اثرات انواع مختلف EFW [44] ، شدت ردپای اکولوژیکی آب [45] و جمعیت [46] بر روی ردپای زیست محیطی آب را نمی توان نادیده گرفت. بنابراین ، ما ساختار ، شدت ، جمعیت و اقتصاد را به عنوان عوامل محرک ردپای زیست محیطی منابع آب در مطالعه خود انتخاب می کنیم. عوامل تأثیرگذار ردپای زیست محیطی منابع آب در حوضه رودخانه Huaihe با روش LMDI مورد بررسی قرار گرفت. به گفته کایا [47-49] ، کل ردپای زیست محیطی منابع آب را می توان با فرمول زیر بیان کرد: (6)

برای انجام بهتر این تجزیه و تحلیل ، لازم است عوامل مختلف تغییر ردپای زیست محیطی منابع آب را در نظر بگیریم [50،51].

با توجه به روش LMDI که توسط ANG [52] پیشنهاد شده است ، تأثیر هر عامل بر اثر زیست محیطی منابع آب را می توان با فرمول زیر محاسبه کرد: (7) (8) (9) (10)

چهار فرمول فوق تأثیر شدت ردپای زیست محیطی ، اقتصاد ، جمعیت و ساختار منابع آب را نشان می دهد. مقدار مثبت نشان می دهد که این شاخص تأثیر فزاینده ای در ردپای اکولوژیکی منابع آب دارد و یک مقدار منفی نشان می دهد که این شاخص تأثیر مهاری در ردپای زیست محیطی منابع آب دارد.

شرح فرمول

تمام متغیرهای فرمول در مقاله ما به شرح زیر است (جدول 2):

منابع اطلاعات

داده های مربوط به جمعیت و تولید ناخالص داخلی از سالنامه آماری پنج استان از سال 2001 تا 2016 (http://www.stats. gov. cn/tjsj/) است. داده های منابع آب از بولتن منابع آب حوضه رودخانه Huaihe و بولتن منابع آب پنج استان از سال 2001 تا 2016 (http://www.hrc. gov. cn/main/szygb/21448. jhtml) است.

نتایج و تجزیه و تحلیل

تجزیه و تحلیل ردپای زیست محیطی آب و ظرفیت حمل آب

تعادل تقاضای آبرسانی یک شاخص مهم برای ارزیابی امنیت آب منطقه ای است. EFW و ECCW شاخص های اصلی برای قضاوت در مورد تعادل عرضه منابع آب از نظر ردپای هستند. با توجه به فرمول (1) و (2) ، EFW حوضه رودخانه Huaihe در سال 2001-2016 محاسبه می شود و نتایج در جدول 3 نشان داده شده است. EFW روند کلی صعودی را نشان می دهد ، به این معنی که در این دوره تقاضا برایمنابع آب در حوضه رودخانه Huaihe ، همچنان رو به افزایش است. ما همچنین یافته های زیر را داریم: (1) ECCW سرانه اندکی افزایش یافته و سپس کاهش یافته و به مقدار اوج 0. 986 HM 2 /شخص در سال 2003 رسید. سالهای دیگر هنوز در کل از 0. 281 HM 2 /شخص در سال 2001 به 0. 587 در سال 2016 HM 2 /شخص در کل روند رو به رشد است که نشان می دهد عرضه آب نیز در حال افزایش است.(2) ECCW در سال با منابع آب فراوان به طور قابل توجهی بیشتر از سال با منابع آب کمتری است.(3) بین ECCW و کل آب رابطه خطی مثبت وجود دارد.

جدول 3. نتایج محاسبه ردپای زیست محیطی آب در حوضه رودخانه Huaihe از سال 2001 تا 2016.

از جدول 3 مشاهده می شود که حوضه رودخانه Huaihe برای مدت طولانی در کسری ردپای آب اکولوژیکی بوده است ، فقط مازاد ردپای آب اکولوژیکی در سالهای 2003 و 2005 (جدول 3 را ببینید). این بدان معنی است که تقاضا برای آب در حوضه رودخانه Huaihe از عرضه آن بیشتر است. در عین حال ، می فهمیم که وقتی میانگین بارش سالانه غنی باشد و منابع کلی آب کافی باشد ، تقاضای عرضه منابع آب متعادل خواهد شد. مصرف آب همیشه زیاد بوده است ، به خصوص با افزایش تولید ناخالص داخلی. در عین حال ، تقاضای آب محیط زیست محیطی که برای حفظ محیط زیست محیط آب و جذب آلاینده ها از تخلیه فاضلاب استفاده می شود ، در حال افزایش است. در این حالت ، ECCW بیش از حد به بارش در حوضه وابسته است ، که نشان می دهد بیشتر تأمین آب در حوضه رودخانه Huaihe از بارش ناشی می شود و تعادل آب تقاضای آب در سال با آب کافی حاصل می شودانحراف از خارج باید در سال خشک در نظر گرفته شود.

تجزیه و تحلیل مکانی و زمانی ردپای اکولوژیکی آب در پنج استان

حوضه رودخانه Huaihe آب های صنعتی ، کشاورزی و شهری را برای شهرهای موجود در حوضه فراهم می کند. محیط آب رودخانه Huaihe نه تنها عامل اصلی توسعه تولید ناخالص داخلی حوضه ، بلکه پشتیبانی اساسی برای توسعه پنج استان است. بنابراین ، ما EFW پنج استان و ECCW را که از طریق حوضه رودخانه Huaihe جریان می یابد ، تجزیه و تحلیل می کنیم.

از سال 2001 تا 2016 ، استان جیانگسو بالاترین سرانه EFW را دارد که در بیشتر سالها بیش از 1 HM 2 /شخص است ، فقط در سالهای 2003 ، 2015 و 2016 کمتر از 1 HM 2 /شخص و رسیدن به اوج 1. 195 HM 2/شخص در سال 2007. بالاترین میزان EFW در استان Anhui 0. 816 HM 2 /شخص و کمترین میزان 0. 377 HM 2 /شخص است. دامنه نوسانات کلی نسبتاً بزرگ است ، به خصوص بین سال های 2015 و 2016 ، که مستقیماً از 0. 777 HM 2 /نفر به 0. 377 HM 2 /نفر کاهش می یابد. این تغییر چشمگیر ممکن است به دلیل جمعیت استان آنهوی در سال 2016 بیش از 30 میلیون نفر افزایش یابد. نوسانات EFW در استان شاندونگ و استان هنان مشابه است که در بیشتر سالها حدود 0. 4 HM 2 /شخص است. برای ECCW ، استان هوبی و استان آنهوی در مقایسه با سایر استان ها نسبی هستند. سرانه ECCW در استان Hubei در سال 2016 به اندازه 0. 363 HM 2 /نفر در سال 2016 بود و در سال 2001 0. 151 HM 2 /شخص کم بود. تفاوت بین این دو با 0. 212 HM 2 /شخص و میانگین ظرفیت حمل منابع آب استسرانه در Hubei 0. 239 HM 2 /Person است. با این حال ، نوسان در هر سرمایه ECCW در استان هنان ، استان جیانگسو و استان شاندونگ مشابه است. این بیشتر نشان می دهد که عامل اصلی مؤثر بر ECCW میزان کل منابع آب و در سالهای مطالعه است که ECCW با منابع آب بیشتری نسبتاً زیاد است.

با ترکیب تفاوت بین EFW و ECCW ، تفاوت دو شاخص در استان جیانگسو بسیار زیاد است ، که نشان می دهد عرضه منابع آب در استان جیانگسو بزرگ و بسیار ناسازگار است. عرضه منابع آب در استان هنان تفاوت چندانی ندارد ، که نسبتاً متعادل است. استان آنهوی ، استان شاندونگ و استان هوبی از نظر ردپای آب استان جیانگسو را دنبال کردند. اما در کل ، EFW از ECCW بیشتر است و تقاضا برای منابع آب بیشتر از منبع تغذیه آن است (شکل S2).

از سال 2001 تا 2016 ، EFW در پنج استان بیشتر از ECCW بود و شاخص مطلق تقاضای آب از آب کمتر از صفر بود. این بدان معنی است که منابع آب منطقه ای نمی تواند نیازهای تولید و زندگی در آن منطقه را برآورده کند. در میان آنها ، استان جیانگسو جدی ترین کمبود عرضه و کمترین میزان 0. 783 HM 2 در سال 2016 بود. شاخص مطلق عرضه آب و تقاضا در HUBEI 0. 664 HM 2 بود. حداقل 0. 403 HM 2 است. در حالی که شاخص های عرضه آب و تقاضای مطلق استان های هنان و شاندونگ بین 0. 221-0. 442 HM 2 است.

از شاخص های مطلق تأمین آب و تقاضا با تعداد منابع آب ارتباط نزدیکی دارد (همانطور که در شکل S3 نشان داده شده است). در آن سالها با بارش منطقه ای فراوان و منابع آب نسبتاً بالا ، شاخص های مطلق تأمین آب و تقاضا نسبتاً خوب هستند.

از سال 2001 تا 2016 ، شاخص های نسبی تأمین آب و تقاضا در پنج استان بیشتر از 1 بود (شکل S4). در میان آنها ، بزرگترین شاخص نسبی تأمین آب و تقاضا در استان جیانگسو بود. بالاترین مقدار 25. 77 است که در سال 2016 به 6. 11 رسیده و میانگین شاخص نسبی عرضه و تقاضا 13. 50 است.

شاخص نسبی تأمین آب و تقاضا در استان آنهوی در سال 2016 2. 25 و در سال 2013 1. 23 بود. میانگین شاخص نسبی عرضه و تقاضای آب در طول 2001-2016 در ANHUI بود. شاخص نسبی تأمین آب و تقاضا بیشتر از 1 است ، که نشان می دهد ECCW در Anhui کمتر از EFW است.

محاسبه نتایج تجزیه و تحلیل عاملی ردپای اکولوژیکی آب

EFW در حوضه رودخانه Huaihe توسط LMDI تجزیه شد و تغییر سالانه عوامل تأثیرگذار EFW در حوضه رودخانه Huaihe از سال 2001 تا 2016 محاسبه شد. برای مشاهده تأثیر هر عامل به طور شهودی تر ، ما چهار اثر را خلاصه می کنیم. داده های تغییرات در ردپای زیست محیطی آب به میزان سهم مربوطه آنها در تغییر در ردپای زیست محیطی آب تبدیل می شود (نتایج جزئیات را می توان در جدول 4 یافت):

ما به طور شهودی می توانیم تأثیر هر عامل را در تغییر ردپای زیست محیطی آب مشاهده کنیم (شکل S5). از جمله آنها عوامل توسعه اقتصادی بیشترین تأثیر را در تأمین آب دارند و میزان سهم آن بیش از 60 ٪ است. به دنبال آن ساختار مصرف آب ، با میزان سهم بیش از 20 ٪ ، در حالی که اثر شدت و اثر جمعیت تأثیر کمی در تأمین آب حوضه رودخانه Huaihe ، با میزان سهم کمتر از 10 ٪ دارد.

برای پنج استان ، اثر شدت استان هوبی از اثر جمعیت بیشتر است و اثر شدت چهار استان دیگر از اثر جمعیت کمتر است. دلیل این امر ممکن است این باشد که کل جمعیت استان هوبی در بین پنج استان کوچکترین است ، بنابراین GNP آن نسبتاً زیاد است. در میان آنها ، اثر اقتصادی بزرگترین سهم است که اصلی ترین عوامل منجر به افزایش EFW است. از آنجا که اصلاحات ساختاری جانبی ، توسعه سریع صنعت و کشاورزی ، مصرف و تقاضای منابع آب همچنان در حال افزایش است که باعث افزایش EFW می شود.

بحث و پیشنهادات

(1) تعادل عرضه و تقاضا یکی از مهمترین موضوعات تحقیق در مورد منابع Waterr بوده است ، و همچنین بخش مهمی از ارزیابی منابع آب منطقه ای است [55]. هدف از تجزیه و تحلیل تعادل عرضه منابع آب ، تجزیه و تحلیل ساختار منابع آب ، حل تضاد آب و کشف روشهای جدید توسعه و استفاده از منابع آب است [56-58]. EFW می تواند تقاضای منابع آب را اندازه گیری کند. هرچه تقاضای توسعه اجتماعی برای منابع آب بیشتر باشد ، EFW در هر سرمایه بیشتر می شود. ECCW شامل توسعه اجتماعی ، وقف منابع ، وضعیت پشتیبانی و حفاظت از محیط زیست است که به طور جامع منعکس کننده تأمین منابع آب است. با در نظر گرفتن نتایج تحقیق مقاله ما به عنوان نمونه ، در دوره تحقیق ، EFW در حوضه رودخانه Huaihe از 0. 464 HM 2 /شخص به 0. 582 HM 2 /شخص افزایش یافته و روند صعودی را نشان می دهد. ردپای زیست محیطی منابع آب شیرین بیشترین میزان EFW را به خود اختصاص داده است ، که تأثیر تعیین کننده ای بر کل در هر ECCW داشت. با این حال ، منابع آب حامل از 0. 281 HM 2 /نفر به 0. 587 HM 2 /نفر افزایش یافته است که کمی بزرگتر از ردپای زیست محیطی منابع آب بود. این بدان معناست که حوضه رودخانه Huaihe برای مدت زمان طولانی از نظر کمبود بوده و تقاضای زیادی برای آب در آب کشاورزی ، صنعتی و خانگی وجود دارد [59]. با این حال ، تحقق تعادل منابع آب نیاز به اقدامات خاص مهندسی و خط مشی دارد. بنابراین ، ما پیشنهاد کردیم که ادارات دولتی مربوطه در هر منطقه ، بر اساس منابع آب فعلی همراه با برنامه ریزی آبرسانی شهری ، اولویت را برای اطمینان از مصرف آب خانگی ساکنان و هماهنگ کردن مصرف صنعتی و سایر آب ها در اولویت قرار دهند. از نظر تقاضا ، برای دستیابی به تخصیص بهینه منابع آب برای دستیابی به تخصیص بهینه منابع آب ، می توان اقدامات محکم تری برای کاهش بیشتر تقاضای آب و استفاده منطقی از منابع موجود مانند آب باران و آب زیرزمینی انجام داد. مدیریت خط قرمز از توسعه و کنترل منابع آب را تقویت کنید و به طور دقیق کنترل کل مصرف آب و مصرف آب را به طور جدی اجرا کنید. یک آژانس ویژه برای مدیریت منابع آب در حوضه ، تقویت نظارت بر عملکرد و نگهداری اقدامات مختلف مهندسی تأسیس می شود ،

(2) The driving factors of water resources ecological footprint in Huaihe River Basin are economic effect> structure effect> intensity effect>اطمینان از عملکرد عادی و مؤثر پروژه های مختلف و تدوین سیستم های حقوقی مربوطه ، از جمله سیاست ها ، قوانین ، مقررات و اسناد نظارتی.

اثر جمعیت و اثر اقتصادی بیش از 60 ٪ از کل اثر را تشکیل می دهد. ساختار صنعتی همچنین در افزایش ردپای زیست محیطی منابع آب تأثیر مثبت قابل توجهی دارد. با این حال ، بهره وری استفاده از آب و عوامل جمعیت تأثیر کمی در ردپای زیست محیطی منابع آب در حوضه رودخانه Huaihe دارند و حتی در برخی از سالها تأثیر منفی نشان می دهند. براساس نتایج فوق ، ما پیشنهادات سیاست زیر را به بخش مدیریت منابع آب حوضه رودخانه Huaihe ارائه می دهیم.< Pan> عملکرد عادی و مؤثر پروژه های مختلف را تضمین کرده و سیستم های حقوقی مربوطه ، از جمله سیاست ها ، قوانین ، مقررات و اسناد نظارتی را تدوین کنید.

اثر جمعیت و اثر اقتصادی بیش از 60 ٪ از کل اثر را تشکیل می دهد. ساختار صنعتی همچنین در افزایش ردپای زیست محیطی منابع آب تأثیر مثبت قابل توجهی دارد. با این حال ، بهره وری استفاده از آب و عوامل جمعیت تأثیر کمی در ردپای زیست محیطی منابع آب در حوضه رودخانه Huaihe دارند و حتی در برخی از سالها تأثیر منفی نشان می دهند. براساس نتایج فوق ، ما پیشنهادات سیاست زیر را به بخش مدیریت منابع آب حوضه رودخانه Huaihe ارائه می دهیم. عملکرد عادی و مؤثر پروژه های مختلف را حفظ کرده و سیستم های حقوقی مربوطه ، از جمله سیاست ها ، قوانین ، مقررات و اسناد نظارتی را تدوین می کنیم.

اثر جمعیت و اثر اقتصادی بیش از 60 ٪ از کل اثر را تشکیل می دهد. ساختار صنعتی همچنین در افزایش ردپای زیست محیطی منابع آب تأثیر مثبت قابل توجهی دارد. با این حال ، بهره وری استفاده از آب و عوامل جمعیت تأثیر کمی در ردپای زیست محیطی منابع آب در حوضه رودخانه Huaihe دارند و حتی در برخی از سالها تأثیر منفی نشان می دهند. براساس نتایج فوق ، ما پیشنهادات سیاست زیر را به بخش مدیریت منابع آب حوضه رودخانه Huaihe ارائه می دهیم.

ما باید به طور فعال گردش داخلی اقتصاد را بررسی کنیم و راندمان تخصیص منابع آب را بهینه کنیم. تمام استان های حوضه رودخانه Huaihe استان های بزرگ اقتصادی در چین هستند. توسعه اقتصاد مقیاس هنوز باعث جداسازی استفاده از منابع آب از توسعه اقتصادی نشده است. بنابراین ، نهادهای مربوط به حوضه رودخانه Huaihe باید از استراتژی توسعه اقتصاد دایره ای مضاعف استفاده کنند ، تخصیص منابع آب را بهینه کنند ، به رابطه بین بهره وری استفاده از منابع آب و اقتصاد مقیاس به طور مداوم توجه کنند و مکانیسم ارزیابی منابع آب را بهبود بخشند. راندمان استفاده. ترویج تحول و به روزرسانی ساختار صنعتی برای بهبود ماهیت مصرف آب زیاد ساختار صنعتی فعلی در حوضه رودخانه Huaihe. کشاورزی و صنعت صنایع بالای مصرف آب هستند. در مورد صنایع کشاورزی در نظر بگیرید ، ما همچنین پیشنهاد می کنیم که نسبت آب کشاورزی در حوضه رودخانه Huaihe بیش از 70 ٪ در هر سال باشد و نسبت آب آبیاری زمین کشاورزی بیش از 90 ٪ است. کلیه مناطق موجود در حوضه رودخانه Huaihe باید مقیاس کاشت محصولات کشاورزی را با مصرف آب کم و مزایای اقتصادی بالا به طور منطقی توسعه دهد ، ارتقاء تأسیسات حفاظت از آب زمین کشاورزی را ارتقا بخشد و استفاده از فناوری آبیاری کارآمد و هوشمندانه را محبوب کند. اقدامات اصلی برای صرفه جویی در آب آبیاری عمدتاً تحویل آب خط لوله ، اسپری و آبیاری قطره ای است. از نظر صنعت ، آب صنعتی در حوضه رودخانه Huaihe تنها در آب کشاورزی دوم است ، هر استان در حوضه رودخانه Huaihe باید استفاده از آب از صنایع مصرف با آب بالا را محدود کند ، تحول صنایع را ارتقا دهد یا فناوری صرفه جویی در آب را ارتقا دهد. آنها همچنین باید بر توسعه صنایع فشرده مصرف آب کم یا بدون آب تمرکز کنند. استفاده از فناوری صرفه جویی در آب و بهبود بهره وری استفاده از منابع آب را عمیق تر کنید. از سیاست ها و مقررات صرفه جویی در آب ، مکانیسم بازار و سیستم استاندارد برای هدایت تولید و شیوه زندگی صرفه جویی در آب مردم استفاده می شود ، تا بتواند میزان کل مصرف آب در حوضه رودخانه Huaihe را به شدت کنترل کند و راندمان استفاده از منابع آب را بهبود بخشد. بشراقدامات برای صرفه جویی در آب عمدتا شامل ترویج استفاده مجدد از آب بازیافت شده و آب پس گرفته شده و ترویج تجهیزات جدید است ،

فرآیندهای جدید و مواد جدید با صرفه جویی در آب ، راندمان بالا ، مصرف کم و انتشار کم.

گسترش سریع جمعیت عامل دیگری است که بر افزایش تقاضا برای منابع آب تأثیر می گذارد. مقابله با رابطه بین جمعیت ، منابع و محیط زیست اصلی ترین توسعه پایدار است. هر منطقه می تواند دامنه مناسب جمعیت را با توجه به تقاضا و عرضه آب و نیازهای توسعه اجتماعی ، که اساس مرجع است ، تعیین کند [61]. از نظر کیفیت آب ، وضعیت آلودگی به ویژه در کشورهای توسعه نیافته و کشورهای در حال توسعه بسیار جدی است. از این نظر ، ما می توانیم. ما باید مفهوم حفاظت از آب را در ذهن همه قرار دهیم ، دانش آب را محبوب کنیم تا تحصیلات و تبلیغات شهروندان را افزایش دهد.