關(guān)于洞庭湖流域水資源論文

　　１水資源供需分析

　�。ǎ保┬杷�分析�？蓪⒍赐ズ�流域需水部門(mén)分為農業(yè)、工業(yè)、居民生活、城鎮公共及生態(tài)環(huán)境５種類(lèi)型，統計２０１０年洞庭湖流域１４個(gè)主要城市各需水部門(mén)用水量，匯總結果見(jiàn)表１。由表１可看出，在洞庭湖流域１４個(gè)主要城市中，長(cháng)沙市工業(yè)用水量及總用水量最大。

　�。ǎ玻┕┧�分析。２０１０年洞庭湖流域１４個(gè)主要城市總供水量為１９０７．００×１０８ｍ３，比２００９年偏多３６．２０％，比多年平均偏多１２．９０％，其中地表水為１８９９．３１×１０８ｍ３，地下水為７．６９×１０８ｍ３。統計２０１０年洞庭湖流域各城市水量情況，結果見(jiàn)圖２。由圖２可看出，洞庭湖流域水量充足，但作為湖南核心經(jīng)濟區的長(cháng)株潭城市群水量相對于其他城市較少，特別是湘潭市，水量?jì)H為４８．９８×１０８ｍ３。整個(gè)洞庭湖流域地表水豐富，地下水量遠少于地表水量，且地表水量幾乎等于總水量，１４個(gè)主要城市供水水源幾乎全部來(lái)自地表水，基本不考慮地下水供水。

　�。ǎ常┤彼�分析。洞庭湖流域水資源供需平衡匯總結果。洞庭湖流域水資源開(kāi)發(fā)利用率低，最高值尚不足５０％，在洞庭湖流域１４個(gè)主要城市中，水資源開(kāi)發(fā)利用率最高的城市依次為湘潭市、長(cháng)沙市。但隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的加速發(fā)展和城鎮化進(jìn)程不斷推進(jìn)，一方面總用水量逐漸提高，水資源開(kāi)發(fā)利用率逐漸提高，如２０１０年洞庭湖流域總用水量和水資源開(kāi)發(fā)利用率較２００９年均略有提高。隨著(zhù)用水量增加，供水設施建設規模及數量隨之增大，用水消耗量也會(huì )增加，如管道漏水量；另一方面污染越來(lái)越嚴重，水環(huán)境破壞程度加大，水質(zhì)下降嚴重，總水量中的可用水量日漸減少；由此引發(fā)工程型、設施型以及污染型水資源短缺風(fēng)險。

　　２評價(jià)指標的選取

　　以洞庭湖流域水資源短缺特征為依據，結合代表性與可操作性相結合、系統性與層次性相結合的指標選取原則，建立了風(fēng)險評價(jià)指標體系。

　　３循環(huán)組合模型的構建

　�。常�１構建原理

　　首先選取幾種評價(jià)方法分別對同一問(wèn)題進(jìn)行綜合評價(jià)，然后用Ｋｅｎｄａｌｌ和諧系數法檢驗這幾種評價(jià)方法是否具有一致性。因為對同一問(wèn)題采用不同的方法進(jìn)行綜合評價(jià)，應該具有一致性。若不具有一致性，則說(shuō)明權重有誤，應重新計算或選取評價(jià)方法進(jìn)行評價(jià)和檢驗，直到具有一致性為止。任何一種組合評價(jià)方法實(shí)質(zhì)上均可近似視為所涉及的各種評價(jià)方法的線(xiàn)性加權組合，其差異僅在于權系數確定方法不同。若每種評價(jià)方法的方差均已知，則可用優(yōu)化的方法一次求出組合權重系數，事實(shí)上各種評價(jià)方法的方差未知，只能采取逐步優(yōu)化的方法以取得合理的評價(jià)結果。當驗證所選取的幾種評價(jià)方法具有一致性后，對單一評價(jià)結果排序，基于第ｉ個(gè)評價(jià)對象在第ｊ種方法下的排名，分別采用平均值法［６］、Ｂｏａｒｄａ法以及Ｃｏｍｐｅｌａｎｄ法３種組合方法進(jìn)行組合評價(jià)，若３種組合評價(jià)結果仍存在差異，按照循環(huán)思路，再將３種組合評價(jià)結果進(jìn)行組合，在這個(gè)過(guò)程中，３種組合評價(jià)結果差異逐漸變小，即標準差逐漸減小，直到標準差為０，３種組合評價(jià)結果完全相同，即得到最終評價(jià)結果。

　�。常�２循環(huán)組合評價(jià)中單一評價(jià)

　�。ǎ保┲笜藰藴驶�。正、負效應指標標準化處理的計算公式分別為：ｐｉｊ＝ｘｉｊ－ｘｍｉｎｊｘｍａｘｊ－ｘｍｉｎｊ（１）ｐｉｊ＝ｘｍａｘｊ－ｘｉｊｘｍａｘｊ－ｘｍｉｎｊ（２）式中，ｘｉｊ為指標ｊ在ｉ狀態(tài)下的實(shí)際值；ｘｍａｘｊ、ｘｍｉｎｊ分別為指標ｊ的最大實(shí)際值、最小實(shí)際值。

　�。ǎ玻┲笜藱嘀氐拇_定。本文分別采用主觀(guān)評價(jià)法中的層次分析法（ＡＨＰ）和客觀(guān)評價(jià)法中的主成分分析法以及熵值法確定指標權重，并由此對水資源短缺的風(fēng)險度進(jìn)行單一評價(jià)。（３）風(fēng)險度Ｆ計算。本文采用的風(fēng)險度Ｆ計算公式為：Ｆ＝∑ｍｊ＝１ｗｊｐｉｊｉ＝１，２，…，ｎ；ｊ＝１，２，…，ｍ（３）式中，ｗｊ為權重值；ｐｉｊ為標準化處理后的值。

　�。常�３Ｋｅｎｄａｌｌ和諧系數法

　�。讬z驗原假設Ｈ０，ｍ種評價(jià)方法不具有一致性；備擇假設Ｈ１，ｍ種評價(jià)方法具有一致性。假設ｍ種評價(jià)方法對ｎ個(gè)不同地區進(jìn)行評價(jià)，ｔｉｊ表示第ｉ個(gè)被評地區在第ｊ種評價(jià)方法下的排名，檢驗統計量Ｗ計算公式為：Ｗ＝１２∑ｎｊ＝１∑ｍｉ＝１ｔｉ（）ｊ２－３ｍ２ｎ（ｎ＋１）２ｍ２ｎ（ｎ２－１）（４）當ｎ＞７時(shí)，可應用大樣本近似法計算卡方值，卡方值計算公式為：２＝ｍ（ｎ－１）Ｗ（５）式（５）服從自由度為ｎ－１的"２分布，給定顯著(zhù)性水平α，當檢驗統計值大于臨界值時(shí)，拒絕原假設，則認為ｍ種評價(jià)方法具有一致性。

　�。常�４組合評價(jià)方法

　�。ǎ保┢骄�值法。若設ｔｉｊ為第ｉ個(gè)被評價(jià)對象在第ｊ種評價(jià)方法下的排名，將其轉換為分數Ｆｉｊ：Ｆｉｊ＝ｎ－ｔｉｊ＋１（６）式中，ｎ為被評價(jià)對象總數。均值法組合評價(jià)得分為Ｄｉｊ＝１ｍ∑Ｆｉｊ。

　�。ǎ玻�Ｂｏａｒｄａ法。Ｂｏａｒｄａ法是一種少數服從多數的方法。若評價(jià)認為被評價(jià)對象ｉ優(yōu)于被評價(jià)對象ｊ的個(gè)數大于被評價(jià)對象ｊ優(yōu)于被評價(jià)對象ｉ的個(gè)數，記為ｑｉＳｑｊ。定義Ｂｏａｒｄａ矩陣為：Ｂ＝（ｂｉｊ）ｎ×ｎ（７）其中ｂｉｊ＝１ｑｉＳｑｊ０｛其他

　�。ǎ常�Ｃｏｍｐｅｌａｎｄ法。Ｃｏｍｐｅｌａｎｄ法是一種區分優(yōu)與劣的方法。若評價(jià)認為被評地區ｉ優(yōu)于ｊ，記為ｑｉＳｑｊ。若評價(jià)認為被評地區ｊ優(yōu)于ｉ，記為ｑｊＳｑｉ。定義Ｃｏｍｐｅｌａｎｄ矩陣為：Ｂ＝（ｂｉｊ）ｎ×ｎ（８）其中ｂｉｊ＝１ｑｉＳｑｊ０其他－１ｑｊＳｑ烅烄烆ｉ被評價(jià)對象按Ｂｏａｒｄａ法和Ｃｏｍｐｅｌａｎｄ法組合評價(jià)得分為Ｄｉｊ＝∑ｂｉｊ。按組合評價(jià)得分重新排名，得分高排前面，得分低排后面。若重新排序出現排名相同時(shí)，計算３種評價(jià)結果排名標準差，標準差小者排前面。

　　４水資源短缺風(fēng)險評價(jià)結果與分析

　　采用建立的循環(huán)組合模型對洞庭湖流域１４個(gè)主要城市水資源短缺的風(fēng)險度進(jìn)行評價(jià)和排名。分別通過(guò)層次分析法、主成分分析法及熵值法計算得到１７個(gè)評價(jià)指標權重。各指標權重分布集中在０．０２～０．２０之間，３種賦權法確定出權重最高的指標分別為年均降水量、水利建設投資比和水質(zhì)綜合合格率，表明降水、水質(zhì)和水利設施建設是引發(fā)水資源短缺風(fēng)險的關(guān)鍵因子。將１７個(gè)指標權重值和標準化值按式（３）進(jìn)行計算，得到各城市水資源短缺的風(fēng)險度和排名。層次分析法、主成分分析法和熵值法評價(jià)洞庭湖流域水資源短缺風(fēng)險均處于中低水平，但評價(jià)結果存在一定差異，如張家界市，３種評價(jià)方法得到的排名分別為８、１、５。計算Ｋｅｎｄａｌｌ和諧系數Ｗ檢驗統計量值得０．６２４，卡方值得２４．３３３，給定顯著(zhù)性水平０．０５，查得臨界值為２２．３６２，卡方值大于臨界值，拒絕原假設，即３種評價(jià)方法具有一致性。

　　可對３種單一評價(jià)結果進(jìn)行組合評價(jià)。首先對單一評價(jià)結果進(jìn)行第一次組合評價(jià)，并計算３種組合評價(jià)結果標準差。經(jīng)第一次組合評價(jià)后，１４個(gè)城市中８個(gè)城市在３種組合方法下得到的風(fēng)險度排名均相同，如郴州市。但還有６個(gè)城市在３種組合方法下排名不完全均相同，標準差不完全為０，其中岳陽(yáng)市在３種組合評價(jià)方法下的'風(fēng)險度排名系列標準差最大，為１．８８６。故還需對３種組合評價(jià)排名結果進(jìn)行再次組合，計算結果。

　　經(jīng)第一次循環(huán)組合評價(jià)后，株洲市風(fēng)險度在３種組合方法下排名均相同，且１４個(gè)城市中１０個(gè)城市在３種組合方法下得到的風(fēng)險度排名均相同，在３種組合評價(jià)方法下排名差異更小，此時(shí)，只有長(cháng)沙市、衡陽(yáng)市、岳陽(yáng)市以及張家界市在３種組合評價(jià)方法下的風(fēng)險度排名系列標準差不為０，為０．４７１４。還需對３種組合評價(jià)排名結果進(jìn)行再次組合。

　　經(jīng)第二次循環(huán)組合評價(jià)后，１４個(gè)城市在３種組合方法下得到的風(fēng)險度排名均相同，得到最終評價(jià)結果即風(fēng)險度高低排名依次為湘潭市＞婁底市＞長(cháng)沙市＞衡陽(yáng)市＞張家界市＞岳陽(yáng)市＞益陽(yáng)市＞株洲市＞常德市＞邵陽(yáng)市＞郴州市＞湘西自治州＞永州市＞懷化市�？梢�(jiàn)１４個(gè)城市中水資源短缺風(fēng)險度最高的城市依次為湘潭市、婁底市、長(cháng)沙市，最低的城市依次為懷化市、永州市、湘西自治州。洞庭湖流域雖然水量充足，但存在中低水平的風(fēng)險度。采用循環(huán)組合優(yōu)化模型得到的風(fēng)險度評價(jià)結果與現實(shí)狀況一致，說(shuō)明循環(huán)組合優(yōu)化模型具有較強的適用性。

　　５結論

　　本文采用循環(huán)組合模型對洞庭湖流域１４個(gè)主要城市水資源短缺進(jìn)行風(fēng)險評價(jià)，得到風(fēng)險排名最高的城市依次為湘潭市、婁底市、長(cháng)沙市，最低的城市依次為懷化市、永州市、湘西自治州。盡管洞庭湖流域水量充足，但存在中低水平的水資源短缺風(fēng)險。評價(jià)結果與現實(shí)狀況一致，說(shuō)明循環(huán)組合優(yōu)化模型具有較強的適用性，值得推廣應用。

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