肖安財，龍菁蔚，吳佳莉，王瑋

基于VSD模型的豐水山區(qū)水資源脆弱性分析——以湘西土家族苗族自治州為例

肖安財，龍菁蔚，吳佳莉，王瑋*

（湖南農(nóng)業(yè)大學 水利與土木工程學院，長沙 410128）

【目的】構建南方豐水山區(qū)水資源脆弱性評價模型及厘清其演變規(guī)律。【方法】以湘西州水資源系統(tǒng)為研究案例，基于VSD框架構建3個維度（暴露度、敏感性和適應能力）15個指標的評價指標體系，采用投影尋蹤法和綜合云模型構建評價模型，開展2011—2018年湘西州水資源脆弱性評價?！窘Y果】2011—2018年，湘西州水資源脆弱性指標根據(jù)發(fā)展趨勢可分為4種類型，其中長期較好類指標包括農(nóng)業(yè)用水量、工業(yè)用水量、居民用水量、水功能區(qū)水質(zhì)達標率；穩(wěn)步提升類指標包括生態(tài)環(huán)境用水量、森林覆蓋率、大中型水庫蓄水量、污水回收處理率、堤防長度；逐步下降或未有提升類指標包括接待旅游總收入、有效灌溉面積；波動較大類指標包括產(chǎn)水系數(shù)、人均水資源量、年降水量、地下供水量。湘西州水資源脆弱性綜合評價整體呈中度脆弱向弱脆弱發(fā)展的趨勢。【結論】湘西州水資源系統(tǒng)提升與該州注重水生態(tài)文明、河長制建設有關，但是，仍須科學合理發(fā)展生態(tài)旅游和水利基礎設施建設。此外，本文構建模型適用于南方豐水山區(qū)水資源脆弱性評價。

水資源；脆弱性；南方豐水山區(qū)；VSD模型；投影尋蹤法；云模型

0 引言

【研究意義】我國是一個水資源短缺且不同區(qū)域存在顯著差異的國家，水資源稟賦方面，我國被列為世界13個貧水國家之一；空間分布方面，長江流域及其以南地區(qū)的國土面積占全國36.5%，然而，水資源總量占全國81%；災害方面，我國約2/3國土面積存在不同程度及類型的洪澇災害[1]；水生態(tài)環(huán)境方面，我國水污染從局部河段發(fā)展至區(qū)域、流域，從地表水發(fā)展到地下水，從單一污染發(fā)展為復合污染，水污染擴展速度加快[2]。因此，水資源問題是制約我國經(jīng)濟、社會、生態(tài)文明可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一?！狙芯窟M展】“特殊地區(qū)的自然社會系統(tǒng)脆弱性或恢復力”研究已被列為可持續(xù)性科學的7個核心問題，大量國內(nèi)外科學計劃及機構將脆弱性視為重要研究內(nèi)容，同時也成為分析水資源問題的重要工具[3]。隨著聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）在1996年及2011年將水資源脆弱性與氣候變化、暴露度等因素相結合[4-5]，水資源脆弱性的研究內(nèi)容已由分析污染物進入含水層的可能性逐步發(fā)展為分析氣候變化、極端事件、人類活動等不確定因素影響下水資源系統(tǒng)結構和功能受到損壞并難以恢復原有狀態(tài)的趨勢[6-9]。針對我國水資源問題，眾多學者通過不同評價方法及模型開展了不同區(qū)域和流域的水資源脆弱性研究[10]，如賈元童等[11]開展了內(nèi)蒙古自治區(qū)自然-社會-經(jīng)濟耦合系統(tǒng)的干旱脆弱性研究。楊法暄等[12]基于西安市水資源現(xiàn)狀構建了5個層級11個指標的DPSIR城市水資源脆弱性評價指標體系；張永芳等[13]從水量、水質(zhì)、旱災、洪災4個方面構建了河北省水資源脆弱性評價指標體系。【切入點】綜上所述，區(qū)域水資源脆弱性研究已取得豐碩成果，但多數(shù)研究集中于我國北方缺水區(qū)域或者中東部經(jīng)濟發(fā)達區(qū)域，針對南方豐水山區(qū)水資源脆弱性的研究較為匱乏。雖然南方豐水山區(qū)水資源相對充沛，但是，土壤結構性差、基礎設施落后等因素導致該區(qū)域存在水質(zhì)性、工程性、季節(jié)性缺水的問題[14]。此外，該區(qū)域既是長江中下游的“大氧吧”、“綠肺”，又是南方紅壤丘陵山地生態(tài)脆弱區(qū)和生態(tài)旅游脫貧攻堅重點地區(qū)。上述因素造成該區(qū)域水資源問題呈現(xiàn)敏感性高、暴露性大、影響嚴重等特點。【擬解決的關鍵問題】鑒于此，以典型豐水山區(qū)—湖南省湘西土家族苗族自治州水資源系統(tǒng)為研究對象，基于VSD模型框架構建南方豐水山區(qū)脆弱性評價指標體系，針對水資源評價的不確定性，采用投影尋蹤法和綜合云模型構建評價模型，開展2011—2018年湘西州水資源脆弱性評價，厘清該區(qū)域水資源脆弱性演變規(guī)律及其演變機理，為南方豐水山區(qū)水資源評價及緩解該區(qū)域人水矛盾提供理論依據(jù)。

1 評價體系與模型構建

水資源脆弱性分析是指通過多維指標評價不確定條件下水資源系統(tǒng)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，評價方法及指標具有多目標、不確定及模糊的特點[9, 15]。因此本文選擇能夠有效處理多維數(shù)據(jù)的投影尋蹤法及云模型構建評價模型，具體步驟如下：①數(shù)據(jù)收集及評價指標體系構建；②運用基于加速遺傳算法的投影尋蹤法確定各指標權重；③確定評價指標等級、各指標評價語集、綜合評價語集；④運用云發(fā)生器確定各指標評價等級的云模型參數(shù)，結合權重確定綜合云模型參數(shù)；⑤計算不同年份各脆弱性指標對應各評價等級的確定度，闡明各評價指標所屬等級及發(fā)展趨勢；⑥運用綜合云發(fā)生器計算綜合云模型參數(shù)，結合云圖和綜合云確定度明晰綜合評價等級[15-17]。

1.1 評價指標體系構建

評價指標體系構建應遵循系統(tǒng)性、科學性、可比性、獨立性等原則，本文在此基礎上，根據(jù)湘西州實際情況并基于VSD模型框架(Vulnerability Scoping Diagram)構建了3個維度（暴露度、敏感性和適應能力）15個指標的水資源脆弱性評價指標體系。暴露度是指水資源受到外界干擾或脅迫的參數(shù)，反應干擾或脅迫的力度，案例區(qū)暴露源主要體現(xiàn)在人類活動上[18]，本文基于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活、生態(tài)、旅游業(yè)對水資源系統(tǒng)的擾動，選取農(nóng)業(yè)用水量、接待旅游總收入等指標。敏感性是指暴露單元被脅迫因素影響的程度及其敏感性反應，案例區(qū)對外界干擾的敏感性表現(xiàn)為生態(tài)、生活、水質(zhì)等方面受到外界正面或負面影響的程度，可選取人均水資源量、水功能區(qū)水質(zhì)達標率等指標[19]。適應能力是指案例區(qū)水資源系統(tǒng)能夠處理、適應、修復脅迫造成損害的能力[20]，具體包括降雨轉(zhuǎn)換為水資源的能力、污水處理能力等，可通過產(chǎn)水系數(shù)、污水回收處理率等指標體現(xiàn)。綜合上述分析以及結合已有研究[10]，構建南方豐水山區(qū)水資源脆弱性評價指標體系，詳見表1。

表1 南方豐水山區(qū)水資源脆弱性評價指標體系

1.2 評價指標賦權

投影尋蹤法是一種處理高維數(shù)據(jù)的方法，其基本原理為：將非正態(tài)、非線性的高維數(shù)據(jù)投影到低維子空間中，再通過求解局部投影最優(yōu)解進而確定能夠反映高維數(shù)據(jù)結構的最佳投影，建立高維數(shù)據(jù)與低維數(shù)據(jù)的映射關系，最終通過分析低維數(shù)據(jù)達到研究高維數(shù)據(jù)的目的。基本流程如下：①投影指標集的歸一化處理；②構建投影指標函數(shù)；③構建投影目標函數(shù)；④求解目標函數(shù)最優(yōu)解，將最優(yōu)投影序列作為指標權重[21]。

1.2.1 指標數(shù)據(jù)歸一化處理

水資源脆弱性指標分為正向指標、逆向指標，其中正向指標的數(shù)值越大而脆弱程度越低，逆向指標的數(shù)值越小而脆弱程度越低[22]。為統(tǒng)一各指標的量綱及變化程度，通過下式進行標準化處理：

正向指標：

逆向指標：

式中：()表示評價指標歸一化數(shù)值(1,2,3;1,2,3,...,)；為樣本的數(shù)量；為評價指標的數(shù)量；min()與max()分別為數(shù)據(jù)中第個原始指標數(shù)值的最小或最大值。

1.2.2 構建投影指標函數(shù)

將歸一化處理后的維數(shù)據(jù)按照投影序列((1),(2),(3),,())進行投影并求出其投影特征值，即：

式中：為單位長度向量；為投影特征值。

投影指標函數(shù)可表示為：

()=()()， （4）

式中：=1,2,3,…,;=1,2,3,…,;()表示目標函數(shù)；()表示類間距離；()表示類內(nèi)距離；(-r)表示階躍信號；r表示投影特征值間距離；表示局部密度窗口半徑，其為經(jīng)驗數(shù)值，根據(jù)樓文高等[23]研究成果，合理取值范圍為(r)/5≤≤(r)/3，本文取(r)/4。

1.2.3 投影目標函數(shù)優(yōu)化及求解

根據(jù)局部投影集中、整體最大程度散開的原則，尋找最優(yōu)投影方向，即求解式（5）中()局部最大值，其優(yōu)化函數(shù)及約束條件為：

該問題屬于非線性局部最優(yōu)解的求解，本文采用加速遺傳算法進行求解，算法可參閱文獻[24]。

1.3 云模型及確定度確定

云模型是實現(xiàn)定性概念和定量分析相互轉(zhuǎn)換的方法，該方法可通過期望x、熵n、超熵e定量描述模糊性和不確定性，通過云模型發(fā)生器實現(xiàn)定性概念和定量數(shù)值的轉(zhuǎn)化。

1.3.1 云模型發(fā)生器

正向云發(fā)生器可通過xne等3個數(shù)值特征生成大量云滴，同時也可計算實際指標值對應各定性評價等級的確定度以及繪制直觀體現(xiàn)評價等級的云圖[15-16]。具體流程如下：①生成以x為期望值、n為標準差的正態(tài)隨機數(shù)x；②根據(jù)式（10）生成以n為期望值、e為標準差的正態(tài)隨機數(shù)n；③根據(jù)式（11）計算u，令（x,u）稱為云滴；④重復計算步驟①—③直至產(chǎn)生要求數(shù)目的云滴，并按照式（12）計算出實際指標值與評價語集的確定度。

En,jh=(1)e+n,jh， （10）

式中：(1)為隨機數(shù)；u為指標x對應等級的確定度；為流程中步驟①—步驟③的重復計算次數(shù)，即產(chǎn)生云滴的數(shù)量，本文參考文獻[25]取值3 000。

1.3.2 云模型參數(shù)的選取

通過正向云發(fā)生器生成云滴需確定xne，本文結合模糊可變理論中相對差異度理論，調(diào)整接近指標邊界值對相鄰等級的確定度[26]，確定正向云參數(shù)見式（13）。

式中：C,max與C,min分別表示第個指標在第個等級中的上下限。e,jh反應各云離散程度，與n大小有關，但是，在計算各指標確定度時，指標未歸一化，因此需根據(jù)評語本身模糊程度確定[25, 27]。

1.3.3 綜合云計算

由于各水資源脆弱性指標的權重存在差異，因此本文在云模型基礎上運用綜合云算法，結合上文求解的權重，確定水資源脆弱性綜合云特征值，并運用式（11）、式（12）求解各年份實際綜合云計算值與綜合云評價等級的確定度，具體步驟如下：

式中：＇x為歸一化后各年度綜合評價值；u,h為各指標x對應等級的確定度；w表示各指標的權重；E為歸一化后第個指標評價集的期望值；＇n為各年份綜合評價值云模型的熵（根據(jù)式（10）求出），＇e為各年份綜合評價值云模型的超熵，根據(jù)經(jīng)驗取值為0.06。

2 實證研究

2.1 案例區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

湘西土家族苗族自治州（簡稱湘西州）位于湖南省西北部、云貴高原東側，以山地和丘陵地形為主。該州是湖南省唯一被列為國家“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略的城市，也是湖南省扶貧開發(fā)的重點地區(qū)，該區(qū)域經(jīng)濟基礎薄弱以及基礎設施落后。全州氣候類型為亞熱帶季風氣候，全州降水量充沛，年均降水量1 300～1 500 mm。境內(nèi)水網(wǎng)密布，全州已公布的水資源總量為213.7億m3，河流平均年徑流量為132.8億m3；干流長大于5 km、流域面積覆蓋10 km2以上的河流共444條，主要河流有沅江、酉水、武水、猛洞河等。由于自然稟賦、經(jīng)濟、社會等因素，湘西州存在防御災害能力不足、基礎設施薄弱、水資源利用效率低等水資源問題。

本文中湘西州各年度的水資源開發(fā)利用和社會經(jīng)濟效益情況數(shù)據(jù)來自于2011—2018年《湖南統(tǒng)計年鑒》《湖南省水資源公報》《湘西統(tǒng)計年鑒》《湘西州國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》及網(wǎng)上相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。

2.2 權重確定

采用基于加速遺傳算法的投影尋蹤法確定各指標權重，結果如表1所示，加速遺傳算法建模過程詳見文獻[24, 28]，算法中相關參數(shù)參考文獻[28-29]，分別為種群規(guī)模700、加速次數(shù)20、交叉概率0.8、變異概率0.2。

2.3 水資源脆弱性評價指標標準及確定度

2.3.1 評價集標準及云模型數(shù)字特征

在文獻[10, 30]分級的基礎上，結合湘西州發(fā)展規(guī)劃目標值及發(fā)展現(xiàn)狀，并參考周邊相似地區(qū)（如張家界、貴州省黔東南州等市）實際情況，在均等分布方法的基礎上[15]，將案例區(qū)水資源脆弱性評價等級劃分為極端脆弱、強脆弱、中度脆弱、弱脆弱及不脆弱5個等級，并確定5個等級中各評價指標上下限的數(shù)值，如表2所示。

根據(jù)各評價指標上下限及式（13），利用MATLAB 2018a編程求出評價集云模型數(shù)字特征（x,n,e），詳見表3。

表2 水資源脆弱性評價等級及標準

表3 評價等級云模型參數(shù)

2.3.2 水資源脆弱性確定度及發(fā)展趨勢分析

根據(jù)式（10）、式（11）及式（12）計算各年份水資源脆弱性指標評價值對應5個評價等級的確定度，根據(jù)確定度發(fā)展趨勢可分為4大類。

第一類為長期較好，2011—2018年，該類型指標持續(xù)表現(xiàn)為弱脆弱或者不脆弱，主要包括農(nóng)業(yè)用水量、工業(yè)用水量、居民用水量、水功能區(qū)水質(zhì)達標率。各指標對應5個脆弱性評價等級的確定度如圖1所示，2011—2018年，農(nóng)業(yè)用水量對應弱脆弱評價等級的確定度平均為0.925，工業(yè)用水量對應不脆弱評價等級的確定度平均為0.958，居民生活用水量對應弱脆弱評價等級的確定度平均為0.963，水功能區(qū)水質(zhì)達標率對應不脆弱評價等級的確定度平均為0.971。

第二類為穩(wěn)步提升，2011—2018年，該類型指標逐步提升，主要包括生態(tài)環(huán)境用水量、森林覆蓋率、大中型水庫蓄水量、污水回收處理率、堤防長度。各指標對應5個脆弱性評價等級的確定度如圖2所示，生態(tài)環(huán)境用水量對應極端脆弱評價等級的確定度從2012年的0.70下降為2018年的0，對應中脆弱評價等級的確定度從2011年的0提升為2018年的0.59。森林覆蓋率對應弱脆弱評價等級的確定度從2011年的0.16提升為2018年的0.53。大中型水庫蓄水量對應不脆弱評價等級的確定度從2011年的0提升為2018年的0.96。污水回收處理率對應弱脆弱評價等級的確定度從2012年的0.13提升為2017年的0.82。堤防長度對應弱脆弱評價等級的確定度從2011年的0提升為2017年的0.99。

第三類為逐步下降或未有提升，各指標對應5個脆弱性評價等級的確定度如圖3所示。該類型指標主要包括接待旅游總收入和有效灌溉面積，接待旅游總收入整體呈從不脆弱等級下降為中度脆弱等級的趨勢，對應不脆弱等級的確定度從2011年的0.99下降為2018年的0，對應中度脆弱等級的確定度從2011年的0發(fā)展為0.99。除2011年以外，有效灌溉面積基本維持在強脆弱等級，對應強脆弱等級的確定度平均為0.91。

圖2 第二類指標確定度

圖3 第三類指標確定度

第四類為波動較大，該類型指標在2011—2018年不確定性較高，各指標對應5個脆弱性評價等級的確定度如圖4所示。部分指標存在局部年份變動較大，如產(chǎn)水系數(shù)、年降水量。此外，部分指標未呈現(xiàn)特殊規(guī)律，包括人均水資源量、地下供水量。

圖4 第四類指標確定度

2.4 水資源脆弱性綜合評價云模型及確定度

2.4.1 綜合云模型數(shù)字特征

將評價等級上下限數(shù)值開展無量綱和標準化處理，轉(zhuǎn)化為[0,10]區(qū)間數(shù)值，x數(shù)值越小表明水資源系統(tǒng)越脆弱。根據(jù)式（13）、式（14）及各指標權重確定綜合評價等級云數(shù)字特征，如表4所示。

表4 綜合評價等級云數(shù)字特征

2.4.2 綜合云評價確定度及發(fā)展趨勢分析

根據(jù)式（10）與式（15）計算得到＇n為0.579 8，各年份綜合評價值為（4.751 8, 6.047 9, 6.140 9, 6.090 1, 6.284 7, 7.114, 7.102, 6.203 9），＇e取0.06。在此基礎上，計算各年份綜合評價值對應5個綜合評價等級的確定度及繪制云圖，詳見圖5及表5（由于篇幅關系只列出2011、2012、2016年的綜合評價云圖）。

2011—2018年，各年份綜合評價云的移動趨勢呈由左側往右側移動（圖5），水資源脆弱性整體發(fā)展趨勢為中度脆弱向弱脆弱發(fā)展。由表5可知，2011年綜合評價值對應中度脆弱等級的確定度為0.968，可判斷為中度脆弱性。2012、2013、2014年綜合評價值對應中度脆弱等級的確定度基本保持為0.4左右，對應弱脆弱等級的確定度保持為0.6左右，呈從中度脆弱向弱脆弱發(fā)展的趨勢。2016、2017年綜合評價值對應中度脆弱等級的確定度約為0.04，對應弱脆弱等級的確定度上升至0.973及0.976，并且對應不脆弱等級的確定度也從2011年的0發(fā)展至2017年的0.115，2016—2017年，案例區(qū)水資源脆弱性呈弱脆弱并具有向不脆弱發(fā)展的趨勢。但是，2018年水資源脆弱程度有所增加，對應弱脆弱等級的確定度下降為0.677、對應不脆弱等級的確定度下降為0.011，整體與2013—2015年水資源脆弱性水平持平。

圖5 2011、2012年及2016年綜合評價云圖

表5 各年份綜合評價云確定度

3 討論

由各指標確定度的發(fā)展趨勢可知，長期較好的指標主要包括與農(nóng)業(yè)、工業(yè)相關的指標，這可能和該區(qū)域的地理位置、地形地貌、經(jīng)濟與社會發(fā)展等因素相關，上述因素導致其工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及社會發(fā)展較為落后，如2018年湘西州GDP為605.05億元，約為懷化市（同屬大湘西地區(qū)）GDP的40%，此外，湘西州屬于國家限制開發(fā)區(qū)重點生態(tài)功能區(qū)中的武陵山區(qū)生物多樣性及水土保持生態(tài)功能區(qū)，因此農(nóng)業(yè)、工業(yè)、居民生活等暴露源對水資源系統(tǒng)擾動較小。第二類指標主要包括生態(tài)用水量、森林覆蓋率等指標，該類型指標主要是通過工程建設或自然休養(yǎng)等措施修復已被人類活動擾動的水資源系統(tǒng)，這可能與國家重視生態(tài)文明建設有關，尤其，相較于其他區(qū)域，湖南西部地區(qū)更加重視水資源系統(tǒng)修復工作，如芷江侗族自治縣在2008年被評為“國家級生態(tài)示范區(qū)”，芷江縣與鳳凰縣在2015年成為全國第二批水生態(tài)文明建設試點城市且以“良好”成績通過驗收，該類型指標逐步提升反映了湘西州在2011—2018年開展了大量的水安全、水環(huán)境、水管理提升工作。第三類指標是逐步下降或者未有提升，其中，接待旅游收入的提升與該區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略有關，隨著2015年湘西州入選為國家全域旅游示范區(qū)，該區(qū)域旅游接待收入平均增速為26.8%，快速增長的旅游業(yè)對水資源系統(tǒng)提出了較大挑戰(zhàn)；此外，該區(qū)域山地面積約占80%左右，高標準農(nóng)田及水利設施建設難度較大，因此有效灌溉面積指標基本維持在強脆弱等級。第四類指標常與自然條件有關，如人均水資源、年降水量等，產(chǎn)水系數(shù)在2011—2017年基本保持逐步提升的趨勢，但是在2018年恢復到了2011年水準，這可能與2018年湘西州地表水資源總量下降有關，此外，由于2014年降水量增加并超過其防洪防澇能力，導致湘西州遭遇歷史罕見洪澇災害，因此，該年降水量指標對應5個脆弱性評價等級的確定度均近似于0。

由水資源脆弱性綜合云確定度及其發(fā)展趨勢分析可知，湘西州水資源脆弱性整體呈現(xiàn)由中度脆弱向弱脆弱發(fā)展的趨勢，這與水生態(tài)文明城市試點建設驗收結果相符。水資源脆弱性提升的原因是湘西州在該段時間陸續(xù)開展了水生態(tài)文明建設、河長制及樣板河建設等工作[31]，提高了該區(qū)域水資源系統(tǒng)適應能力，同時修復及降低其被脅迫的程度。

綜上可知，湘西州水資源脆弱性評價結果與該州水資源發(fā)展趨勢相符，表明評價結果的合理性以及評價模型的適用性。

4 結論

1）2011—2018年，湘西州水資源脆弱性指標根據(jù)發(fā)展趨勢可分為4種類型，其中長期較好類指標包括農(nóng)業(yè)用水量、工業(yè)用水量、居民用水量、水功能區(qū)水質(zhì)達標率；穩(wěn)步提升類指標包括生態(tài)環(huán)境用水量、森林覆蓋率、大中型水庫蓄水量、污水回收處理率、堤防長度；逐步下降或未有提升類指標包括接待旅游總收入、有效灌溉面積；波動較大類指標包括產(chǎn)水系數(shù)、人均水資源量、年降水量、地下供水量。

2）湘西州水資源脆弱性總體由中度脆弱向弱脆弱發(fā)展，主要是因為該區(qū)域陸續(xù)開展水生態(tài)文明建設、河長制及樣板河建設等工作。此外，湘西州仍須科學合理的發(fā)展生態(tài)旅游以及水利基礎設施建設。評價結果與湘西州水資源系統(tǒng)發(fā)展與建設趨勢相符，說明該模型適用于南方豐水山區(qū)水資源脆弱性評價及分析，可為其他相似區(qū)域水資源問題分析提供參考。

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Using VSD Model to Analyze Water Resource Vulnerability in Wet Mountain Region:Taking Xiangxi Tujiazu & Miaozu Autonomous Prefecture as an Example

XIAO Ancai, LONG Jingwei, WU Jiali, WANG Wei*

(College of Water Resources and Civil Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

【Objective】The purpose of this paper is to investigate the evolution of water resource vulnerability in the southern wet mountain regions in China.【Method】We took Xiangxi Tujiazu & Miaozu Autonomous Prefecture as an example, and developed a VSD model to calculate their water resource vulnerability evaluation index by considering exposure, sensitivity and adaptation. It included three hierarchies and 15 indicators. The evaluation model was developed based on the projection pursuit-cloud model. 【Result】The trend of water resources vulnerability in Xiangxi Autonomous Prefecture can be divided into four categories including good category, category in continuous improvement, continuously worsening category, and category in fluctuation. The good category includes water consumptions by agriculture, industry, domestic use and water quality compliance rate; the continuous improvement category includes eco-environmental water demand, forest coverage rate, water storage of large and medium-sized reservoirs, sewage recovery rate, and length of embankments; continuously worsening category includes tourism revenue, effective irrigation area; the fluctuation category includes water yield coefficient, water resources per capita, annual rainfall, and groundwater water exploitation. The comprehensive evaluation changed from moderate vulnerability to weak vulnerability since the work for aquatic ecological civilization, the system for the river-leader and model river have been carried out. 【Conclusion】The enhancement of the water resources system in Xiangxi Prefecture is related to its eco-civilization of water, river chief system, but it should also develop ecological tourism and water infrastructure construction. The method we developed in this paper can be used to evaluate and analyze water resource vulnerability in the other wet mountainous regions.

water resource; vulnerability; southern wet mountain region; VSD model; projection pursuit; cloud model

肖安財, 龍菁蔚, 吳佳莉, 等. 基于VSD模型的豐水山區(qū)水資源脆弱性分析: 以湘西土家族苗族自治州為例[J]. 灌溉排水學報, 2022, 41(8): 45-53.

XIAO Ancai, LONG Jingwei, WU Jiali, et al. Using VSD Model to Analyze Water Resource Vulnerability in Wet Mountain Region: Taking Xiangxi Tujiazu & Miaozu Autonomous Prefecture as an Example[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2022, 41(8): 45-53.

1672 - 3317（2022）08 - 0045 - 09

TV213.4

A

10.13522/j.cnki.ggps.2021087

2021-01-08

湖南省自然科學基金項目（2020JJ5256）；湖南省教育廳資助科研項目（19C0907）；湖南省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（2309，2310）

肖安財，男。主要從事水資源管理研究。E-mail: 2576770312@qq.com

王瑋，男。講師，博士研究生，主要從事水土資源環(huán)境研究。E-mail: 4980097@163.com

責任編輯：白芳芳