□陳洪濤(伊犁花城勘測(cè)設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司)
□和 吉 □王松林 □汪順生(華北水利水電學(xué)院)
渭河流域降水量少,蒸發(fā)量強(qiáng)烈,當(dāng)?shù)厮Y源匱乏,自然生態(tài)環(huán)境脆弱,生產(chǎn)生活用水主要依賴于過(guò)境渭河水。渭河水資源作為流域自然資源中最重要的資源之一,其可持續(xù)利用是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境發(fā)展的基本支撐條件,對(duì)西北地區(qū)又好又快發(fā)展具有舉足輕重的作用。由此可見(jiàn),欲實(shí)現(xiàn)黃河水資源的可持續(xù)利用,合理配置有限的水資源,渭河流域的用水具有舉足輕重的地位。目前,渭河流域存在防洪形勢(shì)嚴(yán)峻、水資源供需矛盾突出、水質(zhì)污染日趨加劇、水土流失治理進(jìn)展緩慢等問(wèn)題,用水水平整體較低,嚴(yán)重制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。因此,研究渭河流域的耗水、用水規(guī)律、排水情況和水平衡機(jī)制,進(jìn)行流域綜合用水水平評(píng)價(jià),對(duì)加強(qiáng)渭河水資源管理,實(shí)現(xiàn)渭河水資源的可持續(xù)利用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的生產(chǎn)應(yīng)用前景,具有重要的理論研究意義。
對(duì)于流域用水水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立問(wèn)題,至今仍缺乏系統(tǒng)的研究。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的自然—人工二元復(fù)合系統(tǒng)來(lái)說(shuō),用水水平評(píng)價(jià)涉及的因素復(fù)雜、指標(biāo)較多,不同區(qū)域、不同情況下有不同的用水特點(diǎn)。因此,在建立用水水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí)應(yīng)該遵循以下幾個(gè)原則:
1.綜合性
選擇指標(biāo)要考慮整個(gè)流域的用水水平的各個(gè)方面。
2.代表性
抓住影響流域用水的關(guān)鍵因素,使指標(biāo)具有典型性和代表性。
3.可比性
指標(biāo)在不同的流域要有相同的比較標(biāo)準(zhǔn),能夠反映不同流域的用水變化。
4.實(shí)用性和可操作性
指標(biāo)應(yīng)有明確的含義和可量化的方法,并且容易獲取。
根據(jù)影響流域用水水平的主要因素和指標(biāo)體系建立的原則,結(jié)合流域的用水現(xiàn)狀,建立流域用水水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,體系共分五大類指標(biāo),分別為:人均用水量;萬(wàn)元GDP用水量;萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量;農(nóng)田畝均用水量;城鎮(zhèn)生活用水量。
對(duì)區(qū)域用水水平綜合評(píng)價(jià)是一種復(fù)雜的多目標(biāo)多層次的評(píng)價(jià)決策過(guò)程,而多目標(biāo)決策問(wèn)題屬于系統(tǒng)管理決策科學(xué)等交叉學(xué)科的活躍研究領(lǐng)域。自從20世紀(jì)60年代末開(kāi)始,人們就熱衷于多目標(biāo)決策理論的研究,對(duì)于多目標(biāo)評(píng)價(jià)或決策問(wèn)題,由于評(píng)價(jià)或決策對(duì)象的優(yōu)劣,在優(yōu)選識(shí)別過(guò)程中并不存在絕對(duì)分明的界限,具有中介過(guò)渡性,屬于模糊概念,故對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)也稱為模糊識(shí)別。在實(shí)際工作中,對(duì)一個(gè)事物的綜合評(píng)價(jià),常常涉及到多個(gè)因素或多個(gè)指標(biāo),這就要求根據(jù)這多個(gè)因素對(duì)事物作出綜合評(píng)價(jià),而不能只從某一因素的情況去評(píng)價(jià)事物,這就是綜合評(píng)判。
模糊綜合評(píng)判模型的建立思想是:設(shè)U={x1,x2,∧∧,xn}為n種因素(或指標(biāo)),V={v1,v2,∧∧,vn}為m種評(píng)判,由于各因素所處地位不同,作用也不一樣,當(dāng)然權(quán)重也不同,因而評(píng)判也不同。人們對(duì)m種評(píng)判并不是絕對(duì)的肯定或否定,因此綜合評(píng)判應(yīng)因該是V上的一個(gè)模糊子集
從以上分析可以看出,模糊綜合決策的數(shù)學(xué)模型由3個(gè)以上要素組成,其步驟分為4步:
其一建立因素集U={u1,u2,∧∧,un}。其二給出評(píng)判集V={V1,V2,∧∧,vn}。其三建立隸屬函數(shù),根據(jù)用水水平評(píng)價(jià)的具體情況選用降半梯形分布函數(shù)確定某種因素的隸屬度:
對(duì)于數(shù)值越大級(jí)別越低的指標(biāo),隸屬函數(shù)可以取如下形式:
式中:x-樣本中評(píng)價(jià)因子的實(shí)測(cè)值,α,b-為相鄰用水水平的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值;A(x)-為某種元素的隸屬度。
對(duì)于數(shù)值越大級(jí)別越高的指標(biāo),隸屬函數(shù)的形式則正好相反。因此R可由模糊矩陣
稱R為單因素評(píng)判矩陣。
其四確定權(quán)重進(jìn)行綜合評(píng)判
考慮每個(gè)進(jìn)行評(píng)價(jià)的因子對(duì)用水水平影響的重要程度不同,需要對(duì)不同的評(píng)價(jià)因子賦予不同的權(quán)重,組成參與評(píng)價(jià)因子的權(quán)重集。因此權(quán)重的確定是根據(jù)各指標(biāo)超標(biāo)情況進(jìn)行加權(quán)并適當(dāng)結(jié)合專家的經(jīng)驗(yàn),確定權(quán)重值為Wi=Ci/Si。式中:Ci為第i種用水水平的實(shí)測(cè)值,Si為第i種用水水平各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的算術(shù)平均值。對(duì)Wi歸一劃處理,得到權(quán)重集組成矩陣:
通過(guò)對(duì)流域用水水平影響因素的綜合分析,并參照全國(guó)水資源用水水平現(xiàn)狀,選取流域內(nèi)的西安市、銅川市、寶雞市、咸陽(yáng)市、渭南市、延安市、榆林市、商洛市和楊凌地區(qū)作為研究區(qū)域,并根據(jù)上述方法和計(jì)算步驟,計(jì)算出流域高用水水平(1級(jí))的指標(biāo)隸屬函數(shù)。
根據(jù)上述確定權(quán)重的方法,并進(jìn)行歸一化處理,得到的權(quán)重集為:
A=[0.16970.25570.10450.18920.2809]
按照綜合評(píng)判模型的計(jì)算方法,結(jié)合上述計(jì)算得出的權(quán)重集,并由此可以得到流域用水水平綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果為:
B=[0.12270.12600.12460.11250.09380.12600.1240 0.08750.0828]
按照最大隸屬原則,根據(jù)模糊綜合評(píng)判的結(jié)果,可以看出流域內(nèi)隸屬于高用水水平的各行政區(qū)中,銅川市、延安市和西安市的隸屬度較大,即這些區(qū)域的綜合用水水平在該流域中屬于用水水平較高的地區(qū);渭南市和楊凌地區(qū)的隸屬度相對(duì)較小,因此該區(qū)域的綜合用水水平相對(duì)較低。
渭河流域綜合用水水平整體較低,當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展明顯受到抑制。渭河流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和水資源的開(kāi)發(fā)利用,要遵循自然規(guī)律和經(jīng)濟(jì)規(guī)律,要求有序、科學(xué)合理地開(kāi)發(fā)利用水資源;加大水資源保護(hù)和水污染治理的力度,走資源節(jié)約型、環(huán)境保護(hù)型的發(fā)展路子,堅(jiān)持節(jié)流優(yōu)先、治污為本、科學(xué)開(kāi)源、綜合治理的原則,在注重水利自身發(fā)展的同時(shí),更加注重和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的緊密聯(lián)系,做到水資源、環(huán)境和社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
[1]許新紅.渭河水資源現(xiàn)狀與展望[J].陜西水利,2009(1):30-32.
[2]劉鐵龍,張俊英.陜西省渭河流域水資源可持續(xù)利用對(duì)策探討[J].陜西水利,2009(1):33-35.
[3]李曉春,汪順生,韓宇平,等.陜西省渭河流域綜合用水水平分析與評(píng)價(jià)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),(34):16997-16999.
[4]詹子勝,李會(huì)安,李清杰,等.引黃灌區(qū)用水水平分析與評(píng)價(jià)[J].人民黃河,2002,24(9):39-40.
[5]邵球軍,李志民,李嶺.熵權(quán)模糊積分混合多目標(biāo)決策方法研究[J].統(tǒng)計(jì)與決策,2008(22):41-42.
[6]張興榆,曹明明,黃賢金.基于綜合評(píng)判模型的干旱半干旱地區(qū)水資源承載力評(píng)價(jià)研究:以黃河中游延安市為例[J].南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008,44(6):674-682.
[7]王姣,李書琴.基于AHP的渭河流域用水水平評(píng)價(jià)及計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2008,26(6):82-86.