黃婷婷，陳 春

（安徽財(cái)經(jīng)大學(xué) 統(tǒng)計(jì)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)院，安徽 蚌埠 233030）

基于層次分析對(duì)安徽水資源承載力的評(píng)價(jià)

黃婷婷，陳 春

（安徽財(cái)經(jīng)大學(xué) 統(tǒng)計(jì)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)院，安徽 蚌埠 233030）

針對(duì)安徽省水資源承載力的評(píng)價(jià)，本文從水資源、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境四個(gè)角度構(gòu)建水資源承載力的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并建立層次分析模型得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，查閱統(tǒng)計(jì)年鑒測(cè)算2006-2015年安徽省水資源承載力的綜合得分值.接著將水資源準(zhǔn)則層作為支持力指數(shù),其它三個(gè)準(zhǔn)則層作為壓力指數(shù),得到了安徽水資源承載力指數(shù).最后根據(jù)結(jié)論為政府和相關(guān)部門提供較為科學(xué)的建議.

安徽??；水資源承載力；層次分析；承載力指數(shù)；MATLAB

新世紀(jì)以來，隨著經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，水資源承載力問題日漸成為社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的負(fù)面影響因素之一，這也成為政府、水資源保護(hù)部門及人民群眾重點(diǎn)關(guān)注的問題.因此，對(duì)水資源資源承載力的深入研究有助于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展.安徽省位于我國的東南部，居于長(zhǎng)江和淮河的中下游，東鄰浙江和江蘇，西接河南和湖北兩省，北邊靠山東.全省氣候溫和，四季分明，光照適中，雨量適中，全省多年平均降水量為773.6-2000mm,但由于人口密度高，人們對(duì)資源的需求和消耗較大，人均水資源占有量較低，環(huán)境和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)之間的矛盾日益尖銳.因此，本文從水資源、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境四個(gè)角度出發(fā)，應(yīng)用層次分析和承載力指數(shù)評(píng)價(jià)了安徽省水資源承載力，為安徽省水資源的可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù).

1 指標(biāo)的確定和數(shù)據(jù)的獲取

通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，以及鑒于評(píng)價(jià)體系中指標(biāo)的選取應(yīng)遵循科學(xué)性、實(shí)用性、可比性和獨(dú)立性四個(gè)原則，本文對(duì)指標(biāo)進(jìn)行合并、篩選和優(yōu)化，初步選定了以下12個(gè)指標(biāo)：水資源總量、供水量、人均水資源量、總?cè)丝凇⑷丝诿芏?、生活用水、地區(qū)生產(chǎn)總值、農(nóng)業(yè)用水總量、工業(yè)用水總量、生態(tài)用水總量、森林覆蓋率、垃圾無害化處理量[1].本文數(shù)據(jù)來源于安徽省2006-2015年的統(tǒng)計(jì)年鑒.

2 基于層次分析法對(duì)水資源承載力的評(píng)價(jià)

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

建立層次分析法評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，該模型最高一層為總目標(biāo)O:安徽省水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系.第二層設(shè)計(jì)為方案評(píng)價(jià)的準(zhǔn)則層，它包含四個(gè)準(zhǔn)則：A1為水資源；A2為社會(huì)發(fā)展;A3為經(jīng)濟(jì)發(fā)展，A4為生態(tài)環(huán)境.每個(gè)準(zhǔn)則層下又包含多個(gè)子準(zhǔn)則層，它包含B1～B12十二個(gè)子準(zhǔn)則層，B1～B12分別代表水資源總量、供水量、人均水資源量、總?cè)丝?、人口密度、生活用水、地區(qū)生產(chǎn)總值、農(nóng)業(yè)用水總量、工業(yè)用水總量、生態(tài)用水總量、森林覆蓋率、垃圾無害化處理量.

2.2 構(gòu)建判斷矩陣

層次分析法中采用1～9標(biāo)度對(duì)各指標(biāo)的重要性進(jìn)行兩兩比較，若因素i與因素j比較得aij，則因素j與因素i比較得1/aij(i,j=1,2,…,n).首先，構(gòu)造第二層相對(duì)于第一層的比較判斷矩陣，見表1.

表1 O-A比較判斷矩陣

然后，再給出第三層相對(duì)于第二層的各個(gè)比較判斷矩陣，見表2、表3、表4、表5.

表2 A1-B比較判斷矩陣

表3 A2-B比較判斷矩陣

表4 A3-B比較判斷矩陣

表5 A4-B比較判斷矩陣

2.3 計(jì)算權(quán)重向量

對(duì)表1至表5中各比較判斷矩陣進(jìn)行檢驗(yàn)，用MATLAB軟件編程得到一致性指標(biāo)CI和一致性比例CR，結(jié)果表明準(zhǔn)則層對(duì)方案層以及層次的總排序均通過一致性檢驗(yàn)[2].

表6 安徽水資源承載力指標(biāo)權(quán)重值

2.4 測(cè)算安徽水資源承載力的得分值

首先通過查閱安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒，得到2006-2015年安徽省水資源承載力的12個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)值，然后根據(jù)表6中各指標(biāo)的權(quán)重和歸一化數(shù)據(jù),計(jì)算得到安徽省水資源承載力各項(xiàng)指標(biāo)的得分值(見表7).

表7 2006年-2015年安徽水資源承載力各指標(biāo)得分值

3 基于水資源承載力指數(shù)對(duì)水資源承載力的評(píng)價(jià)

CCS為水資源承載力的支持力指數(shù)，用水資源準(zhǔn)則層中的3個(gè)指標(biāo)得分值求和視為支持力指數(shù)CCS，即：

CCP為水資源承載力的壓力指數(shù)，用社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境三個(gè)準(zhǔn)則層中的9個(gè)指標(biāo)得分值求和視為壓力指數(shù)CCP,即：

CCI為水資源承載力指數(shù)，若CCI大于1,說明水資源處于超載狀態(tài)，不利于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，若CCI小于1,表明水資源的壓力小于支持力，若CCI等于1,水資源的壓力等于支持力，水資源承載力達(dá)到了飽和狀態(tài).利用公式(1)和(2)可得出:

表8 2006-2015年安徽水資源承載力指數(shù)

圖1 2006-2015年安徽水資源承載力指數(shù)變化趨勢(shì)

從表8和圖1可看出安徽省2006-2015年的水資源支持力指數(shù)在0.3267與0.4751之間波動(dòng),總體上比較穩(wěn)定；水資源壓力指數(shù)一直呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，并且最高達(dá)到0.5211；從表8可以看出,除2007年和2010年外，其他年份的水資源承載力指數(shù)均大于1.說明了安徽省水資源的超載狀態(tài)在不斷加劇且形式嚴(yán)峻，我們應(yīng)及時(shí)正視水資源的承載力問題.

通過層次分析和水資源承載力指數(shù)對(duì)安徽水資源承載力的評(píng)價(jià)，可以看出近10年來，安徽省社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的需要與水資源量不足的問題仍相當(dāng)嚴(yán)重,大多數(shù)年份的水資源承載力處于超載狀態(tài).安徽省要將水資源的可持續(xù)發(fā)展落到實(shí)處，使經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與建設(shè)友好型社會(huì)相適應(yīng).對(duì)污水排放超標(biāo)的企業(yè)進(jìn)行治理，并實(shí)現(xiàn)工業(yè)用水的循環(huán)使用.積極創(chuàng)新，研發(fā)高效節(jié)水型農(nóng)作物，節(jié)約水資源.安徽省的水資源相對(duì)較豐富，但空間分布不均勻，政府要加大資金和人力的投入，修建大型水利工程.此外，要優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、調(diào)整農(nóng)作物種植格局，使開源和節(jié)流并舉.

〔1〕宋丹丹,郭輝.基于AHP和熵值法的新疆水資源承載力綜合評(píng)價(jià)研究 [J].廣西師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2014,31(03):57-64.

〔2〕李柏年，蔡曉薇.安徽水資源與可持續(xù)發(fā)展分析[J].懷化學(xué)院學(xué)報(bào)，2011,30(11):16-19.

〔3〕鄧雪,李家銘,曾浩健,等.層次分析法權(quán)重計(jì)算方法分析及其應(yīng)用研究 [J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí), 2012,42(07):93-100.

〔4〕段春青,劉昌明,陳曉楠,等.區(qū)域水資源承載力概念及研究方法的探討 [J].地理學(xué)報(bào),2010,65(1): 82-90.

〔5〕董雯,劉志輝.艾比湖流域水資源承載力綜合評(píng)價(jià)[J].干旱區(qū)地理,2010,33(2):217-223.

〔6〕楊桂元,朱家明.數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽優(yōu)秀論文評(píng)析[M].合肥:中國科技大學(xué)出版社,2013.54-60.

〔7〕楊桂元.數(shù)學(xué)建模[M].上海:上海財(cái)經(jīng)大學(xué)出版社,2015.32-48.

〔8〕胡守信,李柏年.基于MATLAB的數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)[M].合肥:中國科技大學(xué)出版社,2014.45-56.

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