熵權(quán)物元模型應(yīng)用于水資源安全評(píng)價(jià)的思考

摘要：水資源安全性是衡量區(qū)域水資源承載的重要參數(shù)。在無(wú)水質(zhì)污染情況下，分析所在區(qū)域水生態(tài)環(huán)境的自然狀態(tài)。以甘肅省榆中縣為例，基于熵權(quán)物元模型分析水資源安全性，綜合水資源開(kāi)發(fā)利用等實(shí)際狀況，分析水資源安全狀態(tài)，并且提出了提高水資源安全的優(yōu)化措施以及相關(guān)手段，為水資源的可持續(xù)利用等相關(guān)工作開(kāi)展提供參考，具有廣泛的實(shí)踐意義。

關(guān)鍵詞：熵權(quán)物元模型；水資源安全評(píng)價(jià)隨著水安全研究的日益深化，基于熵權(quán)物元模型進(jìn)行水資源安全評(píng)價(jià)，通過(guò)建立模型的方式對(duì)水資源的安全狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，可以在一定程度上解決城市發(fā)展與水土流失之間的問(wèn)題，加快城鎮(zhèn)化建設(shè)以及工業(yè)化發(fā)展，有利于水資源配置的優(yōu)化，是生態(tài)治理以及環(huán)境規(guī)劃的重要手段。

1熵權(quán)物元模型水資源安全評(píng)價(jià)

1.1熵權(quán)物元模型

構(gòu)建水資源安全模型為R=（N，C，V），其中N表示水資源安全、C表示水資源安全特征；V表示特征量數(shù)值，則可以獲得：R=（N，C，V，）=NC1V1C2V2CiVi=R1R2Ri熵權(quán)物元模型利用C1……Ci以及V1……Vi等對(duì)多個(gè)特征進(jìn)行描述，構(gòu)建n個(gè)水資源安全物元結(jié)構(gòu)［1］。

1.2經(jīng)典域以及節(jié)域物元

對(duì)水資源安全評(píng)價(jià)進(jìn)行分析，可以將水資源的安全級(jí)別劃分為標(biāo)準(zhǔn)值、經(jīng)典域，其中水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分的標(biāo)準(zhǔn)為節(jié)域，構(gòu)建水資源安全矩陣，則可以獲得：R1=（Ni，Cn，Vn）=NiC1（ai1，bi1）C2（ai2，bi2）Cn（ain，bin）其中N表示水資源安全的特定評(píng)價(jià)等級(jí)以及結(jié)果，CN表示評(píng)價(jià)的指標(biāo)，獲得第N個(gè)特征值的量值為（ain，bin），獲得節(jié)域矩陣為：RP=（Np，Cp，Vp）NpC1（ap1，bp1）C2（ap2，bp2）Cn（apn，bpn）其中P表示水資源的安全等級(jí)，而N則表示評(píng)價(jià)等級(jí)。

1.3函數(shù)確定以及關(guān)聯(lián)度

在計(jì)算中要根據(jù)關(guān)聯(lián)函數(shù)的結(jié)果對(duì)其進(jìn)行分析，通過(guò)分析水資源安全指標(biāo)因子以及相關(guān)評(píng)價(jià)類別的關(guān)聯(lián)度，計(jì)算相關(guān)數(shù)值以及程度的比例，確定具體的類型。

1.3.1熵權(quán)法

熵權(quán)法就是通過(guò)信息熵的方式表示指標(biāo)權(quán)重信息，做好信息數(shù)據(jù)采集、處理，對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化分析，其中正向指標(biāo)主要通過(guò)：yij=（xij-ximin）/（ximax-ximin）的方式進(jìn)行處理，而負(fù)向指標(biāo)則主要通過(guò)yij=（ximax-xij）/（ximax-ximin）的方式進(jìn)行處理。

其中xij表示原始數(shù)值；yij則表示無(wú)量綱化后獲得的數(shù)值參數(shù)，基于此進(jìn)行權(quán)值計(jì)算，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化分析，公式為：yij=yij/∑nj=1yij其中第j項(xiàng)的指標(biāo)中信息熵值主要通過(guò)公式進(jìn)行計(jì)算：ej=-1lnm∑nj=1YijlnYijej獲得信息的效用值為：dj=1-ej

最后則要計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，公式為：dj/∑nj=1dj通過(guò)此方式進(jìn)行水資源安全評(píng)價(jià)分析。

2甘肅省榆中縣水資源安全評(píng)價(jià)分析

2.1研究區(qū)狀況以及數(shù)據(jù)來(lái)源

宛川河流域?qū)儆邳S河一級(jí)支流，可謂是榆中縣的“母親河”，但是近些年受到洪水以及基礎(chǔ)建設(shè)等因素的影響，導(dǎo)致水土流失、河床失衡以及水資源短缺等實(shí)際問(wèn)題。其中引洮工程包括九甸峽水利樞紐及引洮供水一、二期工程，其中一期工程初步設(shè)計(jì)共規(guī)劃蘭州市榆中縣2020年受益鄉(xiāng)鎮(zhèn)6個(gè)，占總受益鄉(xiāng)鎮(zhèn)的10.5%。受益人口共有19.80萬(wàn)人，占總受益人口12.8%。其中工業(yè)產(chǎn)值共有19.62億元，為總工業(yè)產(chǎn)值的17.9%；發(fā)展高新農(nóng)業(yè)灌溉共有1.2萬(wàn)畝，為總體項(xiàng)目的6.3%；年調(diào)入水量共有2 763.89萬(wàn)m3，其中非農(nóng)業(yè)用水共有2 345.43萬(wàn)m3；農(nóng)業(yè)用水總量為418.46萬(wàn)m3，為總量的12.6%［12］。此項(xiàng)目共解決農(nóng)村總?cè)丝谟盟康?62.4萬(wàn)m3。

2.2水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)系統(tǒng)建設(shè)

基于水資源安全管理的概念進(jìn)行綜合分析，剖析水資源安全、評(píng)價(jià)因子的關(guān)系，綜合實(shí)際狀況，區(qū)域特征、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及社會(huì)人口結(jié)構(gòu)等多種因素進(jìn)行研究。選擇可以量化的指標(biāo)參數(shù)，保障水資源安全狀態(tài)符合正相關(guān)的關(guān)系結(jié)構(gòu)，而負(fù)向指標(biāo)值的數(shù)值與水資源的安全狀態(tài)之間則屬于負(fù)相關(guān)的特征。在研究中通過(guò)熵權(quán)法對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行計(jì)算。其中水資源開(kāi)發(fā)利用率為0.087%；GDP耗水量為0.054 m3/元；人均水資源量為0.105 m3；年降水量為0.078 m3/m2；萬(wàn)元工業(yè)增加值用水為0.075 m3；人口密度為0.092人/km2；供水模數(shù)為0.088（104 m3/km）；森林覆蓋率為0.112%；再生水回用率為0.059%；污水排放達(dá)標(biāo)率為0.057%；環(huán)境投資比率為0.096%；污水處理率為0.097%。數(shù)據(jù)來(lái)源為各省水資源公報(bào)、統(tǒng)計(jì)年鑒等。綜合相關(guān)研究，將水安全評(píng)價(jià)劃分為安全級(jí)別、較為安全級(jí)別、臨界安全級(jí)別以及較不安全級(jí)別、極不安全級(jí)別5個(gè)等級(jí)，根據(jù)實(shí)際狀況，采用經(jīng)典域物元矩陣以及節(jié)域矩陣進(jìn)行分析［3］。

2.3水資源安全評(píng)價(jià)內(nèi)容

水資源安全評(píng)價(jià)綜合評(píng)估水資源的量、質(zhì)及分布狀態(tài)、水資源利用以及管理等多種參數(shù)，了解水安全狀態(tài)，分析存在的問(wèn)題，綜合實(shí)際狀況探究?jī)?yōu)化措施。

2.3.1水資源量評(píng)估

水資源安全評(píng)價(jià)要重點(diǎn)評(píng)估水資源的容量，通過(guò)分析水域面積、地下水位、需水量以及雨量等多種參數(shù)，綜合氣候變化等多種因素，對(duì)其進(jìn)行綜合分析，科學(xué)預(yù)測(cè)。

2.3.2水資源質(zhì)量評(píng)估

水資源安全評(píng)價(jià)要做好質(zhì)量評(píng)估，通過(guò)采集水樣，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)、了解污染程度以及濃度等信息，了解水資源的實(shí)際污染狀態(tài)，制定優(yōu)化措施以及手段。

2.3.3利用與管理評(píng)估

科學(xué)評(píng)估水資源安全狀態(tài)，綜合實(shí)際狀況確定管理措施以及政策手段，可以提高利用效率。綜合實(shí)際狀況分析潛在的問(wèn)題以及隱患，通過(guò)現(xiàn)代工藝、技術(shù)及多種措施，探究完善優(yōu)化路徑，有利于提高水資源安全評(píng)估質(zhì)量。

3熵權(quán)物元模型安全評(píng)價(jià)結(jié)果分析

通過(guò)熵權(quán)法對(duì)甘肅地區(qū)水資源安全指標(biāo)關(guān)聯(lián)度進(jìn)行分析。在流域范圍中，各個(gè)區(qū)域之間存在顯著的差異性，而出現(xiàn)此類問(wèn)題主要就是受到工業(yè)結(jié)構(gòu)、地理位置以及地下水資源等多種因素的影響。而為了解決此類問(wèn)題，必須重視環(huán)境保護(hù)以及污水治理，通過(guò)建設(shè)水利樞紐等方式進(jìn)行完善。

3.1水資源安全評(píng)價(jià)重要性

水源是社會(huì)用水供給的源頭所在，水源安全是落實(shí)生態(tài)環(huán)保工作的重要內(nèi)容。甘肅地區(qū)受到自然因素、水資源稟賦等多數(shù)因素的影響，無(wú)法滿足地區(qū)用水的實(shí)際需求，現(xiàn)有水資源的質(zhì)量堪憂。從供求角度分析，城市GDP增長(zhǎng)、人口數(shù)量增加以及城鎮(zhèn)化的發(fā)展都是影響用水安全性的重要因素。文章基于水資源安全評(píng)價(jià)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，在此流域范圍中的安全狀態(tài)存在顯著的差異性，水資源安全狀態(tài)不理想，為有效解決此類問(wèn)題，必須做好產(chǎn)業(yè)布局、規(guī)劃調(diào)整，提高水資源綜合利用效率，方可有效解決用水安全問(wèn)題［4］。

3.2評(píng)價(jià)結(jié)果

應(yīng)用熵權(quán)物元方式構(gòu)建水資源安全評(píng)價(jià)模型，對(duì)水資源安全進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，確定具體的等級(jí)以及實(shí)際的問(wèn)題，可以發(fā)現(xiàn)在水資源安全保護(hù)工作中，必須重視經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，甘肅榆林流段的水資源承載能力、安全時(shí)空分布具有顯著的差異性。而出現(xiàn)此類問(wèn)題主要是受到自然資源、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、水資源開(kāi)發(fā)以及綜合利用等因素的影響。分析流段水源的臨界安全狀態(tài)以及實(shí)際狀況，可以發(fā)現(xiàn)整體上呈現(xiàn)由西到東逐漸減少的變化趨勢(shì)。

總之，甘肅地區(qū)的水生態(tài)安全形勢(shì)不容樂(lè)觀，水生態(tài)狀態(tài)較差，同時(shí)存在現(xiàn)有水資源配置、基礎(chǔ)建設(shè)工程以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間適配性不足的問(wèn)題。水利設(shè)施建設(shè)無(wú)法有效滿足實(shí)際的需求，供水能力有待增強(qiáng)、用水效率相對(duì)較低。目前，隨著國(guó)家對(duì)甘肅地區(qū)的重視程度提高，基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目也在日益增加。隨著引洮工程的水資源供給項(xiàng)目的建設(shè)，存在的水資源匱乏問(wèn)題在逐步消解。同時(shí)，在國(guó)家政策支持之下，通過(guò)頂層規(guī)劃，綜合治理，始終走保護(hù)性開(kāi)發(fā)的道路。河流整治等工作開(kāi)展使宛川河周邊土地資源的綜合利用得到重視，有效增加了區(qū)域范圍耕地的數(shù)量，提升了整體品質(zhì)，在提高水資源安全性的同時(shí)，也帶動(dòng)了縣域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3.3優(yōu)化方式以及手段

科學(xué)評(píng)價(jià)水資源的安全性，可以有效提高流域中水資源的承載能力，有利于流域水安全保護(hù)。水資源的安全性是推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容，也是保障生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)能力。水資源安全在水資源供給的質(zhì)量、能否持續(xù)供應(yīng)等多個(gè)角度具有重要的意義，是關(guān)乎社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境以及建設(shè)發(fā)展的重要因素。

3.3.1嚴(yán)格控制水資源管理

嚴(yán)格控制水資源管理，強(qiáng)化用水總量控制，合理優(yōu)化用水結(jié)構(gòu)，有效減少經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等優(yōu)化方式，要根據(jù)甘肅省實(shí)際狀況，切實(shí)提高城市污水處理能力、水資源循環(huán)綜合利用能力，要有效解決短期區(qū)域缺水等實(shí)際問(wèn)題，重視農(nóng)業(yè)建設(shè)，促進(jìn)工業(yè)節(jié)水技術(shù)，通過(guò)優(yōu)化水基礎(chǔ)環(huán)境等方式進(jìn)行綜合治理。

3.3.2問(wèn)題分析以及誤差

應(yīng)基于安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)中存在的動(dòng)態(tài)變化，了解存在的問(wèn)題。要綜合多種因素進(jìn)行系統(tǒng)分析，探究存在的隱患以及誤差等問(wèn)題。根據(jù)動(dòng)態(tài)信息以及數(shù)據(jù)，對(duì)區(qū)域?qū)嶋H狀況進(jìn)行綜合分析，分析生態(tài)環(huán)境的變化，綜合水資源狀況進(jìn)行篩選，確定其中存在的變量因素，挖掘內(nèi)在的發(fā)展規(guī)律以及邏輯特征，全面系統(tǒng)地做好水資源的安全評(píng)價(jià)以及管理［5］。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)熵權(quán)物元建立水資源安全評(píng)價(jià)模型，對(duì)甘肅區(qū)域水資源進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，根據(jù)城市發(fā)展、經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及實(shí)際狀況進(jìn)行綜合分析，現(xiàn)實(shí)中還存在諸多的不足之處。為了有效解決此類問(wèn)題，必須提高水資源綜合利用效率，改善水環(huán)境等方式，強(qiáng)化基礎(chǔ)水利工程、植樹(shù)造林等工作，要通過(guò)多元化方式方可提高水源涵養(yǎng)能力，有效滿足實(shí)際需求。

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