張佳琦

(西北大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安710127)

水資源是基礎(chǔ)自然資源之一，也是生態(tài)環(huán)境的控制性因素之一，同時又是一個國家和地區(qū)的戰(zhàn)略性資源，牽涉到了人口、資源、環(huán)境、社會、經(jīng)濟(jì)等各個系統(tǒng)，一個地區(qū)的水資源開發(fā)利用程度直接影響這個巨系統(tǒng)的平衡，關(guān)系到水資源規(guī)劃管理和水資源的可持續(xù)利用的科學(xué)決策，因此如何對水資源開發(fā)利用程度進(jìn)行評價顯得尤為重要。目前，研究評價水資源開發(fā)利用程度和承載力的方法有很多，主成分分析法、多元線性回歸模型、層次分析法、均方差法、物元分析法和屬性識別方法等。本文是根據(jù)陜西省2005～2009年的水資源實(shí)際情況，基于熵值法，參照文獻(xiàn)［3］和［2］建立相應(yīng)的指標(biāo)體系，對陜西省的水資源開發(fā)利用程度進(jìn)行綜合評價，并對其未來發(fā)展趨勢做出一定預(yù)測，為水資源的規(guī)劃管理和可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 指標(biāo)體系構(gòu)建的基本原則

水資源開發(fā)利用的綜合評價涉及到人口、資源、環(huán)境、社會、經(jīng)濟(jì)等各個系統(tǒng)［3］，選擇和構(gòu)建一套比較合理的指標(biāo)體系是進(jìn)行綜合評價的基礎(chǔ)，為了簡化評價工作又能明確水資源的開發(fā)利用程度，就需要建立一個具有代表性、關(guān)鍵性的指標(biāo)體系，需要堅(jiān)持一定的原則。

1.1 定量與定性相結(jié)合的原則

評價指標(biāo)體系構(gòu)建的前提是所采取的指標(biāo)能夠進(jìn)行量化，在選取指標(biāo)時，盡量采取較精確的定量指標(biāo)，對那些模糊性指標(biāo)不予采用，但評價指標(biāo)具有復(fù)雜和系統(tǒng)性，涉及到水資源系統(tǒng)、水資源開發(fā)利用系統(tǒng)、水資源生態(tài)系統(tǒng)和水資源社會系統(tǒng)，所以有必要采取一定的定性指標(biāo)。

1.2 整體性與層次性相結(jié)合的原則

指標(biāo)體系涉及到很多方面，要從人口、資源、環(huán)境、社會、經(jīng)濟(jì)這個巨系統(tǒng)的整體考慮，也要對每個大指標(biāo)進(jìn)行分層，這些指標(biāo)之間存在著層次隸屬關(guān)系。

1.3 理論性與實(shí)踐性相結(jié)合

水資源及開發(fā)利用的綜合評價體系是基于層次分析法的理論模型建立起來的，具有一定的理論意義，同時指標(biāo)的選取和確定是為陜西省水資源規(guī)劃決策人員提供依據(jù)的，因此在確定指標(biāo)時要注重指標(biāo)的準(zhǔn)確性，具有可操作性。

2 評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

2.1 指標(biāo)體系的選取

根據(jù)上述原則和前人的經(jīng)驗(yàn)成果借鑒，水資源開發(fā)利用程度考慮水資源系統(tǒng)、水資源開發(fā)利用系統(tǒng)、水資源生態(tài)系統(tǒng)和水資源社會系統(tǒng)，在這4個系統(tǒng)的基礎(chǔ)上選取23個指標(biāo)作為陜西省水資源開發(fā)利用程度綜合評價的指標(biāo)層(如圖1)。

圖1 評價指標(biāo)體系

2.2 確定各層權(quán)重

評價指標(biāo)體系建立后，就確定了陜西省水資源開發(fā)利用程度上下層指標(biāo)間的關(guān)系，通過對“熵”的計(jì)算確定權(quán)各指標(biāo)對支配其上一層指標(biāo)的相對重要程度，即權(quán)重。當(dāng)各評價對象的某項(xiàng)指標(biāo)值相差較大時，熵值較小，說明該指標(biāo)提供的有效信息量較大，其權(quán)重也應(yīng)該較大;反之，若某項(xiàng)指標(biāo)值相差較小，熵值較大，說明該指標(biāo)提供的信息量較小，其權(quán)重也應(yīng)該較小。當(dāng)各被評價對象的某項(xiàng)指標(biāo)值完全相同時，熵值達(dá)到最大，這意味著該指標(biāo)無有用信息，可以從指標(biāo)體系中去除。

本文先計(jì)算出各指標(biāo)層C的23個因子進(jìn)行歸一化處理，然后求出B層的熵值，最后求出B層對目標(biāo)層A的B1、B2、B3、B4四因子的熵權(quán)，分析2005年到2008年的水資源開發(fā)利用程度。

2.2.1 Bi的計(jì)算

(1)原始數(shù)據(jù)矩陣歸一化。設(shè)m個評價指標(biāo)n個評價對象的原始數(shù)據(jù)矩陣為，對歸一化后得到，對大者為優(yōu)的指標(biāo))而言，歸一化公式為:

(2)定義熵。在有m個指標(biāo)、n個被評價對象的評估問題中，第i個指標(biāo)的熵為rij，其中 k =1/lnn;當(dāng)時 fij=0 時，令 fij*lnfij，求得 fij的值。

而對小者為優(yōu)的指標(biāo)而言，歸一化公式為:

求得2005年～2008年B層指標(biāo)的熵值，如表1

表1 2005－2008年B層指標(biāo)熵值

(3)定義熵權(quán)。定義了第i個指標(biāo)的熵之后，可得到第i個指標(biāo)的熵權(quán):

根據(jù)上述公式求出各指標(biāo)的權(quán)重，如表2

表2 2005－2008年B層指標(biāo)權(quán)重

2.2.2 一致性檢驗(yàn)

根據(jù)以上的原則和公式得到各指標(biāo)的權(quán)重后，對熵值法評價進(jìn)行檢驗(yàn)。通過計(jì)算機(jī)編程求解得到的一致性指標(biāo)系數(shù)結(jié)果均小于0.1，說明結(jié)果可靠。

3 陜西省水資源開發(fā)利用程度綜合評價

根據(jù)前面的論述和水資源開發(fā)利用綜合評價模型，計(jì)算得到陜西省2005年到2008年的水資源開發(fā)利用程度的各系統(tǒng)指數(shù)，陜西省的水資源利用程度逐漸加強(qiáng)，并有繼續(xù)加強(qiáng)的趨勢。從上表可以知道B1即水資源系統(tǒng)所占的權(quán)重較大，并逐年增加，對水資源開發(fā)利用程度的影響越大，B2即水資源開發(fā)利用系統(tǒng)所占的權(quán)重較小，并逐年下降，具體見圖2，對水資源的開發(fā)利用程度的影響逐漸減小，這說明陜西省的水資源開發(fā)利用程度在不斷地增強(qiáng)，這主要是因?yàn)殡S著陜西省的近幾年的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，用水量大增，加之環(huán)境污染的加重，致使畝均水資源可利用量、人均水資源可利用量、地表水資源量、地下水資源量都在逐年的減少，其求出的熵值較小，相對應(yīng)的熵權(quán)就較大。目前存在的一些問題主要有水利投入少，工程建設(shè)滯后，工業(yè)生產(chǎn)、生活排污量大，供水能力不足。因此應(yīng)控制人口增長、加大排污控制、加大水利投入、節(jié)約用水和廢水回收利用。

圖2 2005－2008水資源開發(fā)利用程度

4 結(jié)論

區(qū)域水資源開發(fā)利用程度綜合評價是一個多層次、多目標(biāo)的綜合決策問題。本文利用熵值法對陜西省2005～2008年的水資源開發(fā)利用程度進(jìn)行了綜合評價，陜西省的水資源利用程度逐漸加強(qiáng)，并分析出原因是經(jīng)濟(jì)發(fā)展加快，用水量大增，環(huán)境污染加重等，為陜西省的水資源可持續(xù)利用和規(guī)劃管理提供科學(xué)的依據(jù)。同時其方法簡單易用，同時在確定各評價指標(biāo)權(quán)重時又避免了人的主觀性，使得權(quán)重的確定更合理，評價結(jié)果更符合實(shí)際。

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