葫蘆島市抗旱能力評價

李長紅

(遼寧省葫蘆島水文局，遼寧 葫蘆島 125000)

區(qū)域水分供需不平衡引起的水資源短缺現(xiàn)象即為干旱，且隨著全球氣候的不斷變暖日趨突出，區(qū)域干旱積累到一定程度時即可對生態(tài)環(huán)境、人類生活、經(jīng)濟發(fā)展等造成極為不利的影響，從而形成旱災。干旱災害具有影響范圍廣、時間長、危害程度高、發(fā)生較為頻繁等特征，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)發(fā)展造成較大的損失。為保證當?shù)剞r(nóng)業(yè)與社會的健康發(fā)展就必須采取各種各樣的減弱、抵抗、承受及防御干旱災害的活動措施，而抗旱能力評價是指在一定區(qū)域內(nèi)特定的經(jīng)濟社會、生態(tài)自然、技術水平下，通過評價分析區(qū)域抗旱水平和旱災脆弱性狀態(tài)，可為區(qū)域抗旱應急方案的制定、抗旱決策及抗旱風險管理等提供一定的理論依據(jù)和參考價值。鑒于此，本文通過專家調研與咨詢、頻度統(tǒng)計、理論分析等構建了抗旱能力評價體系與標準，然后采用改進的模糊層次分析法確定區(qū)域抗旱評價體系各子系統(tǒng)、參數(shù)權重，在此基礎上構造了分級標準及抗旱各參數(shù)之間的聯(lián)系數(shù)分量，從而計算確定了不同評價等級下待評價樣本的隸屬度，以葫蘆島市為例驗證了SPA-VFS模型的準確性與可行性[1-9]。

1 構建SPA-VFS模型

(1)在遵循科學性、可行性及系統(tǒng)性原則的基礎上，分別從科技生產(chǎn)、社會發(fā)展、水利工程、組織管理、區(qū)域背景5個方面選擇影響抗旱能力評價的參數(shù)，然后根據(jù)抗旱能力影響因素和形成干旱的成因將各子系統(tǒng)分為若干項評價指標，從而構建評價體系{xl|l=1，2，…，m}。

(2)邀請專家填寫初步建立的評價體系中各參數(shù)的重要性排序值，其中“1、2”分別代表同一表格中相對重要及相對第2重要的排序值，取平均值作為同等重要要素的最終排序值，依次類推確定其他各要素排序。假定指標k在第j個子系統(tǒng)中由專家i給予的重要性排序值為Zj，k，i，其中i=1，2，…，ni，ni為參與排序的專家數(shù)。則指標k在第j個子系統(tǒng)中的標準差與排序均值計算公式分別如下：

(1)

(2)

綜合評價體系主要由排序值標準差及其均值較小的參數(shù)所構成，采用改進的模糊層次法進一步量化各參數(shù)的相對重要性并建立評判體系。因此，指標的重要性程度隨排序值減小而增大，從而構建相應的互補判斷矩陣，其表達式為：

Pj=(pj，k，l)

(3)

如果計算得到的Pj不符合一致性要求，應對其進行適當?shù)恼{整。引入調整判斷矩陣為Qj=(qj，k，l)，Qj中各參數(shù)的權重為{wj，k|j=1，2，…，u;k=1，2，…，nj}，則一致性模糊最優(yōu)判斷矩陣的表達式為：

(4)

(5)歸一化處理和算術平均計算專家咨詢表數(shù)值，標記為γk。相對于l指標k的重要性排序比標記為akl，然后對各子系統(tǒng)間及其下屬各參數(shù)間的判斷矩陣根據(jù)akl=γk/γl確定；對抗旱能力評價體系中各子系統(tǒng)及其所屬各參數(shù)權重采用下述公式確定，即：

(5)

式中，Nj—評價因子在j子系統(tǒng)中的個數(shù)，其他字母同上。然后利用下述公式進行歸一化處理，從而確定各參數(shù)的標準權重，其表達式為：

(6)

在子系統(tǒng)中抗旱指標及子系統(tǒng)的標準化權重分別為wj，k、wj，抗旱評價單因子權重wl的最終計算結果為：

wl=wjwj，k

(7)

(8)

(9)

同、異、反的定量分析依據(jù)評價等級g與待評價樣本數(shù)值的接近度屬性分析確定各參數(shù)的相對隸屬度。

(8)確定最終的評價等級h。為避免采用模糊模式識別最大隸屬程度可能引起的結果失真現(xiàn)象，待評價樣本的抗旱能力等級可根據(jù)級別特征值h確定，由此提高評價結果的準確性與精度，其計算公式為：

錯誤分析理論的研究對象是語言學習者，因此筆者選取的調查研究對象為重慶科技學院外國語學院2015級英語專業(yè)本科大三，兩個班59名學生。英語專業(yè)大三學生屬于高年級階段，該屆學生一次性通過專業(yè)英語四級水平測試率為64.41%②，他們的翻譯水平基本達到大綱要求，所以該樣本的選取具有一定的代表性。收集語料時，首先控制學生對網(wǎng)絡的使用，以確保研究數(shù)據(jù)的可信度。然后讓學生在三次筆譯課程中的規(guī)定二十分鐘內(nèi)，將十五句涉及不同內(nèi)容的漢語原文翻譯成英語。發(fā)放177份樣本，實際收回171份，進行統(tǒng)計、分析和研究。

(10)

待評價樣本的抗旱能力等級采用置信度準則確定，從而提高評判結果的科學性與精度，判別公式如下：

(11)

式中，λ—置信度，其取值區(qū)間為0.5～0.7，氣質越大則評價結果越穩(wěn)定、越保守。

2 實例應用

以葫蘆島市為例，在遵循實用性、客觀性、可比性、獨立性及系統(tǒng)性原則的基礎上，充分考慮葫蘆島市資料收集可行性及其具體情況，參考現(xiàn)有研究資料和國內(nèi)外抗旱能力評價實際案例[10-15]，并結合文中所述SPA-VFS模型構建流程初步建立評價體系，見表1。

利用專家咨詢法對上述評價體系中各參數(shù)及其子系統(tǒng)做進一步的深入分析，從而確定模糊互補矩陣與各要素相對重要性排序均值，然后利用文中所述計算方法確定各要素權重及標準差，以子系統(tǒng)區(qū)域背景為例確定各參數(shù)篩選計算值見表2。

表1 葫蘆島市抗旱能力初步評價體系

表2 子系統(tǒng)區(qū)域背景特征各參數(shù)計算值

由表2可以看出，在區(qū)域背景特征子系統(tǒng)中產(chǎn)業(yè)結構x8、種植結構x7與植被覆蓋率x6的重要性排序靠后且權重值較少，由此表明在區(qū)域抗旱能力評價中這2項參數(shù)不重要，因此可以剔除；抗旱能力與耕地面積占比C3的相關性較低，因此也可不考慮；相對濕潤度指數(shù)C2與降水C1指標均可反映氣象特征，并且C2參數(shù)的計算與C1存在一定的相關信息，與降水C1指標會存在一定的信息重疊，所以刪除該指標。在該子系統(tǒng)中應考慮其他4項參數(shù)，并以水資源量C4與相對濕潤度指數(shù)C2的權重較大且排序靠前，重要性較高，因此這2項指標在評價體系中比較重要。區(qū)域特征子系統(tǒng)中各參數(shù)排序值標準差較大，可見各指標權重的重要性依據(jù)專家意見判定具有一定的分散性，由此也進一步說明抗旱能力受區(qū)域背景的影響較為復雜，該子系統(tǒng)具有科學性與合理性。

依次類推，通過篩選分析最終確定葫蘆島市抗旱能力評價體系，然后對各參數(shù)重新編號并查閱相關資料確定各參數(shù)初始值，并結合葫蘆島市抗旱能力實際狀況和SPA-VFS模型計算流程構建相應的評價等級見表3，其中1～5級分別代表抗旱能力非常弱、較弱、一般、較強、非常強5個等級。

根據(jù)表3各指標數(shù)據(jù)和分級標準，對不同等級標準與各單指標間的聯(lián)系數(shù)利用文獻提出的公式確定。然后依據(jù)文中所述權重計算流程，分別確定各單項指標、子系統(tǒng)在評價體系中的權重，并根據(jù)公式(8)、(9)計算得到葫蘆島市抗旱能力評價各子系統(tǒng)的相對隸屬度與整個區(qū)域的綜合聯(lián)系數(shù)；最后采用公式(10)、(11)確定基于SPA-VFS模型的抗旱能力評價等級，其置信度為0.5，評價結果見表4。

表3 葫蘆島市抗旱能力評價體系及分級標準

表4 基于SPA-VFS模型的葫蘆島市抗旱能力評價等級

由表4可知，采用式(11)置信度準則法與基于式(10)均分原則的方法具有互補性、一致性特征，綜合使用2種方法可提高評價結果的準確性與精度；為提高隸屬于1等級區(qū)域背景子系統(tǒng)的抗旱等級，應改善種植結構、推廣農(nóng)業(yè)積水技術、加大節(jié)約用水的宣傳及控制區(qū)域人口增長；根據(jù)隸屬于4等級的水利工程子系統(tǒng)可知，葫蘆島市的水利工程設施為保障當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展提供了重要的支撐；隸屬于3等級的科技生產(chǎn)子系統(tǒng)，為降低單位產(chǎn)品耗水率并提高農(nóng)業(yè)重復用水率，應采取改造低效益、高耗水設備及項目，推廣使用高效節(jié)水技術。

3 結論

(1)為進一步提高區(qū)域抗旱能力評價的準確性與有效性，本文通過專家咨詢法、頻率統(tǒng)計、理論分析等方法初步建立了評價體系，然后對各子系統(tǒng)權重、各參數(shù)權重采用合適的分析法進行計算，從而構建了SPA-SVF抗旱能力評價模型。

(2)實踐表明，基于數(shù)學理論的置信度準則與基于均分原則的方法具有較強的一致性、互補性特征，綜合使用2種方法可提升評價結果的科學性與精度；葫蘆島市抗旱能力處于一般水平，處于非常弱狀態(tài)的有抗旱組織管理與區(qū)域背景特征子系統(tǒng)。為進一步提高葫蘆島市的抗旱能力和組織管理水平，應采取的措施有改善種植結構、推廣農(nóng)業(yè)積水技術、加大節(jié)約用水的宣傳及控制區(qū)域人口增長等措施。

(3)區(qū)域特征子系統(tǒng)中各參數(shù)排序值標準差較大，對各指標權重的重要性依據(jù)專家意見判定具有一定的分散性，由此也進一步說明抗旱能力受區(qū)域背景的影響較為復雜，該子系統(tǒng)具有科學性與合理性。另外，SPA-VFS模型綜合考慮了各單項指標在不同標準間的聯(lián)系度與樣本值的信息，不僅可整體評價系統(tǒng)抗旱水平，而且能夠考慮各單項因素差異性特征，評價結果準確、可靠，計算方法直觀簡便，在區(qū)域抗旱評價中具有較強的實用性與科學性。