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文檔簡(jiǎn)介

0前言我國(guó)水資源在時(shí)空上分配不均,長(zhǎng)期面臨著洪澇與干旱頻發(fā)、水質(zhì)遭受污染、可被利用的水資源短缺等水資源問題,隨著人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,水資源問題愈發(fā)嚴(yán)峻。水資源問題帶來的影響也是多方面的,將會(huì)惡化生態(tài)環(huán)境,制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,威脅世界糧食安全以及影響人民生活的幸福感。水資源配置是實(shí)現(xiàn)水資源在不同區(qū)域和用水戶之間合理公平分配,從而達(dá)到水資源可持續(xù)利用的重要手段[1]。水資源配置能夠協(xié)調(diào)水資源的保護(hù)與開發(fā)、局部與整體、水資源用戶之間的關(guān)系,促進(jìn)水資源在生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,水資源的合理性配置還能夠有效地緩解日愈嚴(yán)重的水資水資源配置是指在流域或特定區(qū)域范圍內(nèi),以水資源安全和可持續(xù)利用為目標(biāo),遵循公平、高效和環(huán)境完整性原則,通過各種工程與非工程措施對(duì)多種可利用水資源在各區(qū)域和用水部門之間進(jìn)行合理分配[2]。從水資源配置概念中可看出,水資源配置是一個(gè)多目標(biāo)決策經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)各方面達(dá)到平衡。從而實(shí)現(xiàn)水資源在流域或者特定區(qū)域范圍內(nèi)的綜合效益得到最大化,實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用。水資源優(yōu)化配置方案在“華北地區(qū)水資源開發(fā)利用的優(yōu)化配置”研究中被應(yīng)用[3]。在“黃河流域水資源合理分配和優(yōu)化調(diào)度”中亦發(fā)揮了重要作用,有效地解決了黃河流域水量在空間上的調(diào)度問題[4]。在“西北地區(qū)水資源合理開發(fā)利用及生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究”工作中,加入了“生態(tài)需水量”計(jì)算,生態(tài)環(huán)境因素更加受到重視[5],在解決水資源相對(duì)匱乏的西北地區(qū)水資源開發(fā)問題的同時(shí),還兼顧了生態(tài)建設(shè)任務(wù)。隨著水資源配置研究的不斷深入,還加入了動(dòng)態(tài)水循環(huán)、水質(zhì)水量聯(lián)合配置和調(diào)控等方面的內(nèi)容,并進(jìn)一步發(fā)展優(yōu)化配置理論,改進(jìn)配置模型,以尋求更加優(yōu)化的水資源配置方法。1水資源配置方案評(píng)價(jià)1.1水資源配置方案評(píng)價(jià)的內(nèi)涵綜合評(píng)價(jià)法在解決水資源問題中的一項(xiàng)綜合性運(yùn)用。水資源配置根本目的是為水資源綜合規(guī)劃服務(wù),所以水資源配置方案評(píng)價(jià)是站在水資源合理利用的角度,運(yùn)用綜合評(píng)價(jià)的方法,從多視角綜合考慮,對(duì)水資源配置方案進(jìn)行評(píng)價(jià),要求在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、效率以及資源等方面做到全面兼顧,平衡穩(wěn)定[6]。水資源配置方案評(píng)價(jià)經(jīng)過多年的研究發(fā)展,基本形成了一套評(píng)價(jià)流程,基本步驟為:確定評(píng)價(jià)目標(biāo)——建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系——評(píng)價(jià)指標(biāo)規(guī)范化處理——計(jì)算指標(biāo)權(quán)重——應(yīng)用評(píng)價(jià)模型——得出并分析評(píng)價(jià)結(jié)會(huì)經(jīng)濟(jì)”這一復(fù)雜系統(tǒng)的眾多子系統(tǒng)以及最終依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果得出最契合研究目標(biāo)和決策者要求的水資源配置 區(qū)域的實(shí)際條件,力求充分地反映水資源配置的的內(nèi)涵和任務(wù),服度視角建立了符合流域?qū)嶋H情況的流域水資源配置評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。2022年,李洋等[17]基于某重點(diǎn)工程建立了一套水資源配置評(píng)價(jià)指“方案——實(shí)施——效果——可持續(xù)性”的模式建立指標(biāo)體進(jìn)行了校驗(yàn)。2022年,宋秋波等[19]結(jié)合我國(guó)近些年實(shí)施的水資源人經(jīng)驗(yàn)與偏好,具有較大主觀臆斷性和不確定性,代表方法有專家咨詢法、最小平方法、特征向量法、層次分析法(AHP)等??陀^賦權(quán)法是以實(shí)際數(shù)據(jù),根據(jù)特定的數(shù)學(xué)模型計(jì)算權(quán)重,使系數(shù)具有絕對(duì)的客觀性,主要有熵值法、理想點(diǎn)逼近法等。組合賦權(quán)法是結(jié)合主觀賦權(quán)法與客觀賦權(quán)法的權(quán)重,根據(jù)具體情況確定各自比例得出綜合評(píng)價(jià)權(quán)重系數(shù)得到一種方法。3.2.1主觀賦權(quán)法主觀賦權(quán)法的研究比較成熟,在水資源配置方案評(píng)價(jià)中運(yùn)用較多,[20]在對(duì)12個(gè)灌區(qū)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)時(shí),建立與灌區(qū)管理相關(guān)的指標(biāo)體系,使用層次分析法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重計(jì)算,進(jìn)而得出綜合軍等[21]考慮到層次分析法中,運(yùn)用1—9標(biāo)度法構(gòu)建判斷矩陣容易出現(xiàn)信息損失,針對(duì)這一問題,對(duì)層次分析法進(jìn)行了改進(jìn)。由改用底層方案數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷矩陣構(gòu)造,直接得出滿足一致性的判斷矩陣,化后的水資源配置的和諧程度時(shí),運(yùn)用層次分析法與區(qū)間數(shù)相結(jié)合的方法對(duì)確定指標(biāo)體系的權(quán)重系數(shù),并根據(jù)改進(jìn)的評(píng)價(jià)模型對(duì)配置方案進(jìn)行了評(píng)價(jià),結(jié)果表示水資源配置方案優(yōu)化后,較之前方案和諧度明顯提升。3.2.2客觀賦權(quán)法客觀賦權(quán)法優(yōu)點(diǎn)在于可以將定性分析和定量分析相結(jié)合,降低主觀臆案進(jìn)行評(píng)價(jià),印證了此法的可行性和有效性。2022年,郭磊等[25]評(píng)價(jià)結(jié)果經(jīng)驗(yàn)證,表現(xiàn)得準(zhǔn)確合理。2022年,羅2022年,肖婷婷等[28]采用和前者一樣的計(jì)算方法確定主、客觀權(quán)綜合國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算方法的選擇可以看出,主觀賦權(quán)法中的層次分析法和客觀賦權(quán)法中的熵值法運(yùn)用較為廣泛。但是,這些方法都仍存在各自的缺點(diǎn)。為了克服這些缺點(diǎn),對(duì)單一的賦權(quán)法進(jìn)行改進(jìn)的研究較多。組合賦權(quán)法理論上能一定程度地融合主、客觀賦權(quán)法的優(yōu)點(diǎn),但是組合賦權(quán)法計(jì)算權(quán)重尚不完善,主要表現(xiàn)在:第一,運(yùn)用主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法計(jì)算得到的權(quán)重本身就具有一定的不確定性,還未有準(zhǔn)確的理論依據(jù)為主觀權(quán)重和客觀權(quán)重各自的比選取不同的主觀賦權(quán)法和不同的客觀賦權(quán)法相組合,都會(huì)對(duì)最終的評(píng)于簡(jiǎn)單,計(jì)算公式主要是基于累加法或乘積法。在權(quán)重的融合過程中,如何縮小組合權(quán)重與各權(quán)重之間的偏差還是一個(gè)正在探討的課3.3綜合評(píng)價(jià)方法3.3.1模糊綜合評(píng)價(jià)法模糊綜合評(píng)價(jià)法是基于模糊數(shù)學(xué)理論,對(duì)本身就具有模糊性的事件,將其中不易劃定優(yōu)劣界限、無法精確量化的因素定量,從而進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的一種方法。水資源配置方案的合理性就是一個(gè)典型的模糊問傳統(tǒng)單因素綜合評(píng)價(jià)的基本步驟是在對(duì)各類指標(biāo)的評(píng)價(jià)等級(jí)進(jìn)行劃分后,通過隸屬函數(shù)確定被評(píng)價(jià)事物對(duì)各等級(jí)子集的隸屬度,進(jìn)而得到模糊關(guān)系矩陣。再將模糊關(guān)系矩陣與模糊權(quán)向量組合得到模糊綜有一定的“主觀性”,需要長(zhǎng)期修正。并且函數(shù)組合的差異也會(huì)影用于河南省實(shí)際狀況。2022年,丁零等[33]在對(duì)廣東省水權(quán)交易試模型,對(duì)各個(gè)指標(biāo)從不同維度進(jìn)行多層次的相對(duì)隸屬度計(jì)算。3.3.2多屬性綜合評(píng)價(jià)法結(jié)合水資源配置評(píng)價(jià)的內(nèi)涵,水資源配置方案評(píng)價(jià)的任務(wù)之一就是從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、效率以及資源等方面綜合考慮,在備選的方屬性綜合評(píng)價(jià)法是對(duì)若干個(gè)備選方案中進(jìn)行多維度綜合評(píng)價(jià),根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果分出方案的優(yōu)劣,從中選出最佳方案的一種評(píng)價(jià)方法。目前,多屬性綜合評(píng)價(jià)方法中運(yùn)用較廣泛的為“理想點(diǎn)法(TOPSIS用最多的是TOPSIS法,其優(yōu)勢(shì)在于將抽象的評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化成直觀的理想距離計(jì)算,對(duì)指標(biāo)體系中的信息挖掘比較全面,運(yùn)用性較好。TOPSIS法主要通過構(gòu)造多屬性決策算各方案與正理想解和負(fù)理想解的距離,以靠近正理想解和遠(yuǎn)離負(fù)理想解兩個(gè)基準(zhǔn)作為評(píng)價(jià)依據(jù)來確定方案的排序[34]。2022年,索曉波等[35]采用TOPSIS法對(duì)遼西沿海諸河流多段流域諸多方面存在著問題,不同領(lǐng)域的學(xué)者都對(duì)傳統(tǒng)的TOPSIS法進(jìn)行了相應(yīng)地改進(jìn)。在水資源配置方案評(píng)價(jià)工作中,有學(xué)者也將TOPSIS的TOPSIS法對(duì)水資源配置方案進(jìn)行價(jià)評(píng),評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確性仍有所欠缺,于是將其中的評(píng)價(jià)值公式進(jìn)行了改進(jìn)。孫國(guó)營(yíng)等[24]在對(duì)TOPSIS進(jìn)行改進(jìn)的同時(shí),還對(duì)灰色系統(tǒng)理論進(jìn)行了一定的改進(jìn),并將二者結(jié)合在一起,最終求得各方案的相對(duì)貼近度,以相對(duì)貼近度越大的方[28]針對(duì)TOPSIS法的最優(yōu)解不僅可貼近負(fù)理想解,而且也能貼近于正理想解這一問題,利用垂直距離理論對(duì)TOPSIS法進(jìn)行了改進(jìn)。在計(jì)算歐氏距離時(shí),采用正交投影法,評(píng)價(jià)指標(biāo)貼近理想與負(fù)理想解的排序結(jié)果不同使得方案的優(yōu)選更加準(zhǔn)確。3.3.3集對(duì)分析法集對(duì)分析法以全局的視角將確定的和不確定的因素都作為一個(gè)系統(tǒng),整體考慮。關(guān)鍵步驟是確定相互關(guān)聯(lián)的集合之間的聯(lián)系度。在水文水資源研究領(lǐng)域,集對(duì)分析法在水資源承載力評(píng)價(jià)和安全評(píng)估等工作中運(yùn)用較多。其中,水資源配置方案評(píng)價(jià)工作中,由于每個(gè)方案的構(gòu)建方法不一樣,有不同維度的側(cè)重。所以,對(duì)多個(gè)備選方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和排序也是一個(gè)系統(tǒng)分析問題,可以運(yùn)用集對(duì)分析方法進(jìn)行研究。2022年,吳征等[36]認(rèn)為集對(duì)分析法不僅能有效解決綜合評(píng)價(jià)中的不確定性問題,而且對(duì)指標(biāo)中的信息利用較全面和具體,計(jì)算的操作性也較好。于是提出將此評(píng)價(jià)方法引入水資源配置方案評(píng)價(jià)工作中,并在實(shí)際案例中加以證實(shí),評(píng)價(jià)結(jié)果經(jīng)分析,表示準(zhǔn)確可行。目前集對(duì)分析法在水資源配置方案評(píng)價(jià)的研究與應(yīng)用尚未成系統(tǒng),存在著較大的探索和運(yùn)用的空間。3.3.4灰色系統(tǒng)理論評(píng)價(jià)法灰色關(guān)聯(lián)度分析是一種多因素統(tǒng)計(jì)分析方法,它以各因素的樣本數(shù)據(jù)為依據(jù)用灰色關(guān)聯(lián)度來描述因素間關(guān)系的強(qiáng)弱、大小和次序[13]?;舅悸肥菍⒈辉u(píng)價(jià)樣本的指標(biāo)構(gòu)造進(jìn)行無量綱化處理,構(gòu)造數(shù)據(jù)矩陣。同時(shí)構(gòu)造理想樣本,計(jì)算二者的灰色關(guān)聯(lián)度。根據(jù)關(guān)聯(lián)度越大,被評(píng)樣本就越接近理想樣本,即為更優(yōu)樣本的原則,將各個(gè)被評(píng)價(jià)樣本進(jìn)行優(yōu)劣排序,最終選出最好的樣本。其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)數(shù)據(jù)要求較低且計(jì)算量小。資源配置方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。例如,張陽(yáng)等[37]在對(duì)天津市水資源配置方案優(yōu)選工作中,應(yīng)用了TOPSIS-灰色關(guān)聯(lián)度分析的方法分別計(jì)算各方案與正、負(fù)理想解的歐式距離后,還通過計(jì)算各方案與正理想解、負(fù)理想解的灰色關(guān)聯(lián)度對(duì)歐式距離距離進(jìn)行規(guī)范化處理,最終得出各方案的相對(duì)貼近度,實(shí)現(xiàn)了在更加充分地利用指標(biāo)中的信息的同時(shí),降低各因素之間的不確定性。4總結(jié)與研究期望1)水資源合理配置是解決水資源問題,實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的有的有力保證。水資源配置方案評(píng)價(jià)的理論與方法都有

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