【摘 要】
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在未来几十年中,日益严重的气候变化问题(例如,洪水、干旱、高温热浪和海平面上升等)和快速的城市化进程等全球性威胁将继续对城市供水安全构成重大挑战。在上述内、外压力复合驱动下,滨海城市供水系统变得更加脆弱。对于水务管理者,评估多情景下城市供水系统韧性水平及分析供水系统的动态性和适应性显得尤为重要。目前国内学者对城市供水系统韧性研究尚处于理论初探阶段,构建的韧性评估指标体系维度较为单一,且多采用刚性定
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在未来几十年中,日益严重的气候变化问题(例如,洪水、干旱、高温热浪和海平面上升等)和快速的城市化进程等全球性威胁将继续对城市供水安全构成重大挑战。在上述内、外压力复合驱动下,滨海城市供水系统变得更加脆弱。对于水务管理者,评估多情景下城市供水系统韧性水平及分析供水系统的动态性和适应性显得尤为重要。目前国内学者对城市供水系统韧性研究尚处于理论初探阶段,构建的韧性评估指标体系维度较为单一,且多采用刚性定量指标对单一干扰下城市供水系统韧性进行评估。因此,探究一种能够评估多情景下滨海城市供水系统韧性动态框架,对于客观地反映供水系统韧性水平及韧性动态与适应性,提升系统韧性至关重要。首先,基于系统韧性与能力分析框架,运用相关性分析和因子分析法,构建城市供水系统韧性评估指标体系,并对指标进行统一赋权,采用基于云模型的多层次综合评价模型对水旱灾害下青岛市供水系统韧性进行评估,基于评估结果结合影响供水系统韧性的4个主要因素提出韧性提升策略。然后,基于“压力→状态→影响→响应”系统视角,结合系统韧性理论,以青岛市为例,运用资本组合方法对韧性五项资本及三大属性进行静态评估,进一步,基于静态评估结果,利用社会—技术耦合系统韧性动态模型及拟合分析法,对不确定情景下的城市供水系统韧性进行动态评估及关键临界点识别。论文的主要研究内容和成果如下:(1)确定情景下韧性评估结果显示,整体来看,2011年至2017年期间,青岛市供水系统韧性等级处于中等水平,2008年、2009年和2010年这三年处于较低水平,韧性水平整体发展趋势良好。经分析水源生态条件、经济发展水平、用户用水效率、关键供水基础设施为影响系统韧性的4个主要因素,基于此,提出了城市供水系统韧性提升策略。(2)不确定情景下韧性静态评估结果显示,青岛市供水系统韧性的五项资本组合结果,资本鲁棒性方面,财政和自适应较高,水资源、基础设施和管理效能较低。资本可恢复性方面,财政和基础设施较高,水资源中等,自适应和管理效能较低。风险方面,自适应、基础设施和水资源较高,财政和管理效能较低。韧性属性指标聚类结果显示,总韧性指数0.50,整体来看,技术韧性水平较高,组织韧性水平较弱,说明组织自适应措施不足。三大属性排序可恢复性大于鲁棒性,鲁棒性大于自适应性,且三大属性间发展不均衡。韧性动态评估结果显示,青岛市供水系统韧性足迹为转型城市,其状态是一种位于水安全和韧性强的城市与缺乏水保障和缺乏韧性的城市之间的过渡状态。拟合分析结果表明,鲁棒性与韧性指标呈线性关系,可恢复性与韧性指标呈非线性关系。结合三维韧性景观图,最终确定资本鲁棒性和可恢复性关键临界点(RB=0.70,RE=1.20)。
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