基于AHP法對寧夏水資源承載力的評價*

宋楨楨，顧銀魯

(銀川能源學(xué)院)

0 引言

水是生命之源，是人類不可或缺的重要物質(zhì)資源．然而人類在創(chuàng)造豐富物質(zhì)財富的同時，水資源的嚴(yán)重缺乏正逐漸成為困擾全球的世界性問題．我國是個人口眾多而水資源貧乏的國家，水資源的缺乏已經(jīng)成為中國社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，它對一個國家或地區(qū)綜合發(fā)展和發(fā)展規(guī)模有至關(guān)重要的影響．在此背景下，水資源承載力是一個國家或地區(qū)在持續(xù)發(fā)展過程中各種自然資源承載力的重要組成部分．水資源承載力分析的目的，是為了揭示水資源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和人口之間的關(guān)系，充分合理地利用水資源，使經(jīng)濟(jì)建設(shè)與水資源保護(hù)同步進(jìn)行，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展．

該文從水資源條件、水資源開發(fā)利用程度、水質(zhì)狀況、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、社會發(fā)展?fàn)顩r五個方面選取具有代表性的指標(biāo)，建立了水資源承載力評價指標(biāo)體系．并根據(jù)寧夏的實(shí)際情況，選取了16項(xiàng)指標(biāo)，建立寧夏水資源承載力評價指標(biāo)體系．鑒于水資源承載力系統(tǒng)是一個復(fù)雜的多目標(biāo)系統(tǒng)，該文構(gòu)建了基于AHP構(gòu)權(quán)評價模型．通過AHP分析，確定了各指標(biāo)的權(quán)重，對寧夏2010年水資源承載力進(jìn)行了實(shí)證研究，作出較為客觀的評價．根據(jù)綜合評價結(jié)果，提出了改善寧夏水資源承載力狀況的措施，為水資源的規(guī)劃管理及相關(guān)研究提供理論依據(jù)．

1 層次分析法

層次分析法(The Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP)是美國匹茲堡大學(xué)運(yùn)籌學(xué)家薩坦教授(A-L-Saaty)提出的一種層次權(quán)重決策分析方法．AHP是一種能將定性分析與定量分析相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法，它把復(fù)雜的問題分解為各個組成因素，將這些因素按支配關(guān)系分組形成有序的遞階層次結(jié)構(gòu)，通過兩兩比較的方式確定層次中諸因素的相對重要性，然后綜合人的判斷決策諸因素相對重要性總的順序．

1．1 層次分析法的步驟

(1)分析系統(tǒng)中各因素之間的關(guān)系，建立系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu)，按照目標(biāo)的不同、實(shí)現(xiàn)功能的差異，將包含的因素分組，每組作為一個層次，分為幾個等級層次．從上至下依次為目標(biāo)層(最高層)、準(zhǔn)則層(中間層)和指標(biāo)層(底層)．

(2)對同一層次的各元素關(guān)于上一層次中某一準(zhǔn)則的重要性進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣:

式中:R—判斷矩陣;n—兩兩比較的因素的數(shù)目;rij—是判斷矩陣R的元素，表示i因素與j因素相對于某一準(zhǔn)則C相對重要性的標(biāo)度，一般采用Satty T L提出的1-9標(biāo)度法表示，見表1．

表1

(3)根據(jù)判斷矩陣R，計算判斷矩陣R的最大特征值λmax及對應(yīng)的特征向量ω，表達(dá)式為:

特征向量采用方根法計算，步驟如下:

Wi:UI的相對重要度．

(4)進(jìn)行一致性檢驗(yàn):求出λmax和ω后，要對矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，若CR＜0．1時說明矩陣滿足一致性要求，否則，需對判斷矩陣的標(biāo)度做出適當(dāng)修改．公式為:

表2

1．2 層次分析法中指標(biāo)體系的建立

水資源承載力指標(biāo)體系的選擇及其確定關(guān)系到綜合評價的精度．該文根據(jù)寧夏社會經(jīng)濟(jì)狀況和水資源的特點(diǎn)以及指標(biāo)數(shù)據(jù)的可獲性，最終選取了16個指標(biāo)構(gòu)成寧夏水資源承載力評價指標(biāo)體系(見表3)．

表3

2 綜合評價結(jié)果的分析

針對以上建立的層次結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)建判斷矩陣，運(yùn)用層次分析法．通過EXCEL實(shí)現(xiàn)指標(biāo)體系多元素的權(quán)重計算，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果為:一致性指標(biāo)CI=0．00172，平均隨機(jī)一致性指標(biāo) RI=0．0429，總體一致性 CR=0．04009＜0．1，滿足一致性檢驗(yàn)．由此可以看出整個體系中，該地區(qū)的水環(huán)境狀況、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、社會發(fā)展?fàn)顩r對水資源承載力影響較大．

要提高寧夏水資源承載力，重點(diǎn)需要在以下方面加大力度，采取切實(shí)有效措施:

(1)加快水利工程建設(shè)，提高供水保障能力．水利工程是挑戰(zhàn)水資源時空分布不均的一種有效方法．加快水利工程建設(shè)，尤其是供水類水利工程建設(shè)，使之滿足人們生產(chǎn)生活、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境用水的要求．

(2)加大污水處理力度，提高污水回用程度．采用行政、經(jīng)濟(jì)、法律等多種手段，加大污水處理力度，提高污水回用程度．限制污染型工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)廢水和城鎮(zhèn)生活污水要處理后達(dá)標(biāo)排放．應(yīng)將污水資源化，重復(fù)利用．

(3)倡導(dǎo)節(jié)約用水．節(jié)水是提高水資源承載力的重要一環(huán)．當(dāng)前我國的水資源利用效率和節(jié)水水平與發(fā)達(dá)國家相比還存在明顯的差異．居民生活用水、農(nóng)業(yè)灌溉用水及工業(yè)生產(chǎn)用水都存在著很大的空間．

3 結(jié)語

以寧夏水資源承載力為例，介紹了AHP法的基本原理和方法步驟，說明該法是用一定標(biāo)度把人的主觀判斷進(jìn)行客觀定量化而把定性問題進(jìn)行定量分析的一種簡單實(shí)用的多準(zhǔn)則評價決策方法，可在區(qū)域水資源承載力，社會經(jīng)濟(jì)綜合決策分析等方面得到廣泛應(yīng)用．

［1］ 張麗．水資源承載能力與生態(tài)需水量理論及應(yīng)用［M］．鄭州:黃河水利出版社，2005．

［2］ 姚治君，王建華，江東，等．區(qū)域水資源承載力的研究進(jìn)展及其理論探析［J］．水科學(xué)進(jìn)展，2009，13(1):111-215．

［3］ 寧夏水利廳．2010年寧夏水資源概況．

［4］ 寧夏統(tǒng)計局．2010年寧夏國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報．