農(nóng)業(yè)水資源風(fēng)險評析

1、農(nóng)業(yè)水資源風(fēng)險評析1研究方法水資源系統(tǒng)是一個包括了資源、環(huán)境、人口和社會經(jīng)濟等復(fù)雜的巨大系統(tǒng),具有很大的不確定性。本文以湖南省14個地州市為研究對象,從影響水資源的可靠性、恢復(fù)性、易損性的水資源系統(tǒng)和人類的抗旱減災(zāi)能力等因素出發(fā),利用風(fēng)險理論對評價區(qū)域的農(nóng)業(yè)干旱水資源的風(fēng)險進(jìn)行評價2,3。1.1干旱風(fēng)險指數(shù)法水資源風(fēng)險泛指在特定的時空環(huán)境條件下,水資源系統(tǒng)中所發(fā)生的非期望的不確定事件,如潛在的對人的財產(chǎn)、健康、生命安全以及生態(tài)環(huán)境等構(gòu)成不利影響或危害的不確定事件。一般而言,干旱的水資源風(fēng)險管理主要結(jié)合可靠性(r1)、恢復(fù)性(r2)、易損性(v)來制定和實施有效的干旱風(fēng)險管理措施2。對湖南省而言

2、,各地州市的抗旱減災(zāi)能力(c)的大小直接影響了水資源的可靠性、恢復(fù)性、易損性。因為,在區(qū)域水資源風(fēng)險形成過程與干旱風(fēng)險管理中,可靠性、恢復(fù)性、易損性、抗旱減災(zāi)能力是緊密結(jié)合在一起的,缺一不可。干旱風(fēng)險的大小是四者綜合作用的結(jié)果。水資源干旱風(fēng)險指數(shù)(dri)的數(shù)學(xué)公式表示為:水資源干旱風(fēng)險指數(shù)(dri)=可靠性(r1)+恢復(fù)性(r2)+易損性(v)+抗旱減災(zāi)能力(c)1.2灰色關(guān)聯(lián)聚類分析法5影響農(nóng)業(yè)干旱供水系統(tǒng)水資源風(fēng)險的因素很多,既有自然的因素,也有社會經(jīng)濟因素。這些因素之間相互關(guān)系非常復(fù)雜,有的因素起主要作用,有些因素的作用不明顯,有些因素之間關(guān)系非常密切。假如用全部的影響因素對水資源風(fēng)險

3、進(jìn)行評價,結(jié)果反而不一定精確。因此,為了防止各因素間的重復(fù)選取,用灰色關(guān)聯(lián)聚類分析法將指標(biāo)分類,去掉干擾因素,從而使評價指標(biāo)得以簡化。1.3層次分析法層次分析法(ahp)是計算復(fù)雜系統(tǒng)各指標(biāo)權(quán)重最為有效的一種方法之一。層次分析法確定權(quán)重可分為以下幾個步驟:建立目標(biāo)層對各指標(biāo)層和各指標(biāo)層對子指標(biāo)的梯階層次結(jié)構(gòu);構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣;各層次單排序指標(biāo)權(quán)重計算;各層次判斷矩陣一致性檢驗;計算組合權(quán)重系數(shù)。2農(nóng)業(yè)干旱缺水風(fēng)險評價指標(biāo)體系的建立干旱的水資源風(fēng)險管理主要結(jié)合可靠性、恢復(fù)性、易損性來制定和實施有效的干旱風(fēng)險管理措施3?？煽啃允侵腹┧到y(tǒng)可供水量能滿足農(nóng)作物需水量的程度,可靠性指數(shù)越大水資源風(fēng)

4、險越小;恢復(fù)性是指農(nóng)業(yè)干旱發(fā)生時,水資源系統(tǒng)從缺水狀態(tài)恢復(fù)到正常狀態(tài)的可能性?；謴?fù)性指數(shù)越低說明干旱缺水越嚴(yán)重,水資源風(fēng)險越大;易損性反映了農(nóng)業(yè)干旱供水系統(tǒng)缺水所造成的損失程度。在一定的供水期間,農(nóng)業(yè)干旱越嚴(yán)重,干旱損失就越大,供水系統(tǒng)的易損性越也越大,水資源風(fēng)險越大。事實上,干旱期區(qū)域抗旱減災(zāi)能力的大小對農(nóng)業(yè)干旱水資源風(fēng)險指數(shù)有著重要的影響。因此,在本評價中,指標(biāo)的選取充分地考慮人類的抗旱減災(zāi)能力對水資源風(fēng)險的影響。2.1指標(biāo)的初選(1)可靠性。影響可靠性的因素主要有:x1水資源總量、x2降水量、x3地下水資源總量、x4單位耕地面積水庫塘壩容量、x5畝均水資源量、x6供水能力、x7農(nóng)業(yè)用水定

5、額、x8農(nóng)業(yè)用水比重等。(2)恢復(fù)性。x9水資源開發(fā)利用程度、x10汛期降水年內(nèi)分配度、x11旱水田比重、x12有效灌溉面積、x13受旱率、x14耕地灌溉率、x15缺水率、x16干旱指數(shù)、x17森林覆蓋率。(3)易損性。用反映旱情和旱災(zāi)損失大小的指標(biāo)來表征水系統(tǒng)的易損性。這些指標(biāo)主要有x18受旱面積、x19單位面積農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值、x20單位面積糧食產(chǎn)量、x21播種面積、x22人飲水困難數(shù)量、x23大牲畜飲水困難數(shù)量、x24糧食作物損失、x25經(jīng)濟作物受旱面積等。(4)抗旱能力。各地州市的x26抗旱澆地能力、x27排灌機械、x28抗旱服務(wù)組織、x29抗旱從業(yè)人員占投入抗旱人數(shù)的比重、x30投入抗旱

6、設(shè)施裝機容量、x31抗旱設(shè)備固定資產(chǎn)、x32投入抗旱資金、x33農(nóng)民人均收入。2.2指標(biāo)體系的建立用灰色聚類法分別將可靠性、恢復(fù)性、易損性、抗旱減災(zāi)能力的指標(biāo)聚類。具體如下:(1)計算。用fortran語言編程,通過計算機運行分別得到可靠性、恢復(fù)性、易損性的各子系統(tǒng)因素的關(guān)聯(lián)矩陣。(2)指標(biāo)聚類及指標(biāo)體系的建立。取臨界值。在可靠性影響因素矩陣中,x1、x2、x3、x8為一類;x6、x7為一類,x4、x5各自為一類。選x1、x4、x5、x6等4個影響因素作為可靠性指標(biāo)的參評因素。其權(quán)重分別為:0.237、0.208、0.148、0.406。在恢復(fù)性影響因素矩陣中,x10、x11、x13、x14、

7、x16、x17為一類,x12、x15為一類,x9自為一類。選取x9、x10、x12等3個影響因素作為恢復(fù)性指標(biāo)的參評因素。其權(quán)重分別為:0.413、0.260、0.327。在易損性影響因素矩陣中,x19、x21為一類,x22、x23、x24、x25與為一類,x18、x20各自為一類。選取x18、x19、x20、x22等4個影響因素作為易損性指標(biāo)的參評因素。其權(quán)重分別為:0.566、0.235、0.136、0.063。在抗旱減災(zāi)能力影響因素矩陣中,x26、x27、x28、x29、x31為一類,x30、x32、x33各自為一類。選取x26、x30、x32、x33等4個影響因素作為抗旱減災(zāi)能力指標(biāo)的

8、參評因素。其權(quán)重分別為:0.498、0.068、0.313、0.121?？煽啃?、恢復(fù)性、易損性、抗旱減災(zāi)能力的權(quán)重采用等權(quán)處理。3農(nóng)業(yè)干旱水資源風(fēng)險評價3.1評價模型的建立dir為水資源干旱風(fēng)險指數(shù),其值越大,風(fēng)險越大;1、2分別為可靠性、恢復(fù)性,其值越大,風(fēng)險越小;為易損性,其值越大,風(fēng)險越大;ai為各指標(biāo)的量化值;wi為對應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重。3.2農(nóng)業(yè)干旱水資源風(fēng)險指數(shù)的計算結(jié)果根據(jù)以上各式分別計算出湖南省14個地州市的可靠性、恢復(fù)性、易損性、抗旱減災(zāi)能力及水資源風(fēng)險指數(shù)。3.3湖南省農(nóng)業(yè)干旱水資源風(fēng)險區(qū)劃由于農(nóng)業(yè)干旱水資源風(fēng)險的形成和發(fā)展是可靠性、恢復(fù)性、易損性、抗旱減災(zāi)能力相互作用的結(jié)果,因

9、此水資源風(fēng)險的等級劃分不是采用單一的標(biāo)準(zhǔn),而是全面地考慮了可靠性、恢復(fù)性、易損性、抗旱減災(zāi)能力和水資源風(fēng)險指數(shù)。根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn),得到湖南省14個地州市的農(nóng)業(yè)干旱水資源風(fēng)險等級:從行政區(qū)來看,張家界、湘西自治州、益陽、婁底由于受到抗旱減災(zāi)能力的限制,農(nóng)業(yè)干旱水資源風(fēng)險高;長沙、邵陽、岳陽、郴州水資源可靠性高,抗旱能力強,農(nóng)業(yè)干旱水資源風(fēng)險低;株洲、湘潭、衡陽、常德、永州、懷化農(nóng)業(yè)干旱水資源風(fēng)險居中。從地域分布來看,湘西北、湘中衡陽盆地、湘北洞庭湖尾閭區(qū)農(nóng)業(yè)干旱水資源風(fēng)險高;湘東南、湘東北、湘西北水資源風(fēng)險低。這與湖南省的實際旱情8基本吻合。值得指出的是,由于每個區(qū)域?qū)е滤Y源風(fēng)險的原因各不同,因此要根據(jù)各個區(qū)域的各指標(biāo)的貢獻(xiàn)率的不同,因地制宜地通過技術(shù)手段、經(jīng)濟手段、管理體制相結(jié)合的方法,才能有效降低農(nóng)業(yè)干旱水資源風(fēng)險,并保持水資源的可持續(xù)利用。4結(jié)論水資源風(fēng)險評價一直是水資源安全評價的一項重要內(nèi)容。到目前為止,農(nóng)業(yè)干旱水資源風(fēng)險的研究尚無較完整的可行研究方法。本文從水資源風(fēng)險管理出發(fā),結(jié)合區(qū)域的抗旱減災(zāi)能力,利用灰色聚類原理建立了湖南農(nóng)業(yè)干旱水資源風(fēng)險評價指標(biāo)體系,并對其進(jìn)行了評價。評價結(jié)果與實際基本一致。因此,認(rèn)為引用干旱風(fēng)險管理指數(shù)來評價農(nóng)業(yè)干旱水資源風(fēng)險,是較科學(xué)的可行的方法;