薛 昱 杜紅艷

1 引 言

水資源是生命之源，是保障區(qū)域人民生活的基礎(chǔ)性資源，是區(qū)域可持續(xù)可展的戰(zhàn)略性資源。水資源是國(guó)家和地區(qū)的重要戰(zhàn)略資源，支撐區(qū)域和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與繁榮，水資源也決定著人們的生產(chǎn)和生活方式，關(guān)系著國(guó)家和區(qū)域的未來與發(fā)展。

近年來隨著人口的急劇增加，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程加快，水資源水質(zhì)下降，環(huán)境和社會(huì)問題日益增加，氣候變化使洪澇和干旱威脅日益嚴(yán)重，各國(guó)均面臨嚴(yán)峻的水資源問題的挑戰(zhàn)。水安全綜合評(píng)價(jià)是制定區(qū)域水安全戰(zhàn)略、規(guī)劃和做出水安全決策的前提和基礎(chǔ)。目前，區(qū)域水安全綜合評(píng)價(jià)的研究處于起步階段，對(duì)定性概念、內(nèi)涵和對(duì)策的探討較多，定量研究和分析較少。因此，討論城市水安全綜合評(píng)價(jià)的基本理論，構(gòu)建城市水安全綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，選擇適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)方法對(duì)城市水安全進(jìn)行評(píng)價(jià)，預(yù)測(cè)并分析影響水資源系統(tǒng)的主要因素，找出影響城市水安全的關(guān)鍵指標(biāo)，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，以分析城市水安全水平的狀況，對(duì)實(shí)現(xiàn)直觀、動(dòng)態(tài)、可視的決策，促進(jìn)水資源的可持續(xù)開發(fā)利用，確保地區(qū)的水安全具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值（李奕霖等 2019［1］；田濤和薛惠鋒 2019［2］）。

水安全是涉及到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)等多個(gè)方面的復(fù)雜系統(tǒng)，水安全的評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)從系統(tǒng)各個(gè)角度出發(fā)，對(duì)系統(tǒng)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)綜合分析進(jìn)行評(píng)價(jià)。美國(guó)學(xué)者Anoop（2016）［3］利用藍(lán)色和綠色水足跡的概念對(duì)水安全進(jìn)行定量評(píng)估。新加坡學(xué)者Olivia Jesnen（2018）［4］使用聯(lián)合生產(chǎn)方法，從水資源現(xiàn)狀、消費(fèi)、水資源質(zhì)量、水資源支撐能力、大眾健康風(fēng)險(xiǎn)、洪水風(fēng)險(xiǎn)等方面闡述城市水安全水平。在水安全綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的構(gòu)建方面，徐弘達(dá)等（2018）［5］從環(huán)境、能力、利用、途徑和資源5個(gè)因素入手，通過水匱乏指數(shù)模型評(píng)價(jià)水安全情況，確保朝陽(yáng)市水安全評(píng)估更加科學(xué)準(zhǔn)確。蔣汝成等（2018）［6］基于水貧困指數(shù)構(gòu)建區(qū)域水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)云南省的水安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

在水安全評(píng)價(jià)方法方面，一般采取綜合評(píng)價(jià)的方式，包括層次分析法、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等。胡昌軍等（2013）［7］基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理和方法，構(gòu)建雙隱層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)水安全評(píng)價(jià)模型，對(duì)文山州的水安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。澳大利亞學(xué)者Oz.Sahin（2017）［8］利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型結(jié)合澳大利亞現(xiàn)實(shí)的問題，對(duì)反滲透海水系統(tǒng)在城市系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對(duì)城市水安全的影響進(jìn)行了系統(tǒng)分析，為海洋環(huán)境下的城市水安全防控提供了解決方案。由于水資源系統(tǒng)自身具有隨機(jī)性、模糊性、灰色性等多種不確定性，并且由于人類的影響，進(jìn)一步加大了水資源系統(tǒng)的模糊性和不確定性。用常規(guī)的經(jīng)典數(shù)學(xué)方法對(duì)這類系統(tǒng)進(jìn)行描述往往難以取得較好的效果，而不確定性分析方法卻能彌補(bǔ)這一缺陷，如灰色系統(tǒng)、模糊數(shù)學(xué)等理論（韓宇平等 2003［9］；閔慶文等 2004［10］；孫才志等 2004［11］；張中旺等 2012［12］）。段新光等（2014）［13］將水資源開發(fā)率水資源利用率、人均供水量、生活需水定額等影響區(qū)域水資源承載力的因素作為評(píng)價(jià)因子，在模糊綜合評(píng)價(jià)模型下得出了新疆水資源承載力結(jié)果。沈俊源等（2016）［14］提出基于信息熵的水安全模糊集對(duì)評(píng)價(jià)模型，通過模糊聯(lián)系度的計(jì)算和置信度準(zhǔn)則確定水安全評(píng)價(jià)等級(jí)，并針對(duì)青海省8個(gè)行政分區(qū)進(jìn)行水安全評(píng)價(jià)。張志君等（2020）［15］構(gòu)建了包括水資源、經(jīng)濟(jì)社會(huì)、生態(tài)環(huán)境、供需4個(gè)準(zhǔn)則層的區(qū)域水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用基于模糊集對(duì)分析的水資源安全評(píng)價(jià)方法，對(duì)2016年新疆水資源安全狀況評(píng)價(jià)，驗(yàn)證了評(píng)價(jià)結(jié)果的合理性。以上利用系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法對(duì)區(qū)域水安全問題進(jìn)行研究時(shí)往往得到區(qū)域水安全程度的一個(gè)相對(duì)指標(biāo)，盡管這類指標(biāo)的綜合程度較高，能夠反映出社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、水資源、水環(huán)境等各個(gè)方面的綜合情況，但往往難以將水安全當(dāng)中最為重要的水資源供需平衡關(guān)系客觀地反映出來。

根據(jù)已有研究，在水安全評(píng)價(jià)方面暫未形成廣泛認(rèn)同的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和模型，缺乏同時(shí)能夠體現(xiàn)區(qū)域水安全模糊性、隨機(jī)性、客觀性，科學(xué)、系統(tǒng)的指標(biāo)體系和綜合評(píng)價(jià)模型。因此，本文針對(duì)水安全評(píng)價(jià)相關(guān)數(shù)據(jù)不容易準(zhǔn)確地獲取，具有模糊性和隨機(jī)性等問題，引入可拓云模型，該模型具有可拓學(xué)中物元理論可融合定量與定性分析的特點(diǎn)，又有云模型能夠處理雙重不確定性的優(yōu)勢(shì)。首先，構(gòu)建了基于驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)(Drive force-Pressure-State-Impact-Response,DPSIR)模型構(gòu)建了水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，綜合考慮水資源、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等影響因素進(jìn)行水安全評(píng)價(jià)分析。并采用主觀和客觀組合法的指標(biāo)權(quán)重選擇機(jī)制，基于層次分析和熵權(quán)組合法確定指標(biāo)權(quán)重。建立區(qū)域水安全評(píng)價(jià)的可拓云模型，并計(jì)算分析待評(píng)物元與所建立的可拓云模型的關(guān)聯(lián)度，確定水安全評(píng)價(jià)等級(jí)。以廣東省為例基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析，根據(jù)結(jié)果廣東省水安全水平逐漸轉(zhuǎn)好，基于可拓云模型的水安全評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際狀況一致。以下首先介紹水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇方法，再詳細(xì)介紹本文構(gòu)建的基于可拓云模型的水安全評(píng)價(jià)方法。之后，以廣東省為例進(jìn)行水安全評(píng)價(jià)方法實(shí)證分析，最后，總結(jié)全文。

2 水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇

2.1 基于DPSIR模型的水安全影響因素分析

對(duì)于區(qū)域水安全分析，水安全的變化主要是驅(qū)動(dòng)力（Driving Force）、壓力（Pressure）、狀態(tài)（State）、影響（Impact）、響應(yīng)（Response）5個(gè)因子相互作用的過程。以區(qū)域的經(jīng)濟(jì)、人口發(fā)展及城鎮(zhèn)化率為驅(qū)動(dòng)力（D）導(dǎo)致對(duì)城市水安全負(fù)擔(dān)增加，產(chǎn)生壓力（P）迫使城市水安全系統(tǒng)狀態(tài)（S）發(fā)生改變，水安全系統(tǒng)狀態(tài)的改變反過來對(duì)城市的生產(chǎn)、生活已經(jīng)城鎮(zhèn)化發(fā)展產(chǎn)生影響（I），為了實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展，這種影響促使人類做出直接或間接響應(yīng)（R），響應(yīng)反作用于驅(qū)動(dòng)力、壓力、狀態(tài)或直接作用于影響，以保持城市水安全系統(tǒng)的穩(wěn)定與平衡，最終保證城市水安全水平提高和城市的可持續(xù)發(fā)展。

圖1 DPSIR分析模型

2.1.1 驅(qū)動(dòng)力分析

在區(qū)域水安全評(píng)價(jià)中“驅(qū)動(dòng)力”（Driving Force）是指造成水安全水平變化的潛在原因，是水安全系統(tǒng)發(fā)生演化的動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)力包括了水資源水平、人口增長(zhǎng)，以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平三方面的因素。驅(qū)動(dòng)力對(duì)城市水資源系統(tǒng)的變化作用方式是間接的或者是“隱性”的。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展尤其是工業(yè)發(fā)展必然造成水資源系統(tǒng)污染，使城市水安全水平降低，此外，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市具有越來越強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)能力治理城市水資源污染，以使城市水安全水平升高。在有限的區(qū)域水資源總量前提下，人口增長(zhǎng)將使人均水資源量降低，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)水平的提高會(huì)使區(qū)域用水量增加，導(dǎo)致水安全水平降低。因此，在驅(qū)動(dòng)力子系統(tǒng)下主要選取水資源總量、人口密度、人口自然增長(zhǎng)率、地區(qū)生產(chǎn)總值等作為分析指標(biāo)。

2.1.2 壓力分析

壓力是指人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響，是產(chǎn)生水安全問題的直接作用的因子。壓力子系統(tǒng)指標(biāo)是指在驅(qū)動(dòng)力因素直接或間接推動(dòng)下，由自然條件、人類活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等直接引起的區(qū)域水安全問題。與驅(qū)動(dòng)力類似，壓力也是對(duì)水資源系統(tǒng)的變化產(chǎn)生作用的“外力”，是直接的或是“顯性”的。對(duì)于區(qū)域水安全來說主要是區(qū)域的需水壓力和水環(huán)境壓力。壓力選取的指標(biāo)有人均用水量，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活用水量，萬元工業(yè)增加值用水量，生態(tài)環(huán)境補(bǔ)水量，廢水排放量，COD排放量，氨氮排放量等。

2.1.3 狀態(tài)分析

狀態(tài)是指在上述壓力的作用下，區(qū)域水資源、生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面所處的水安全的實(shí)際狀態(tài)。水量消耗及水循環(huán)狀況是水資源狀態(tài)的主要反映內(nèi)容；水環(huán)境狀態(tài)則是通過水體質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果來反映；人們的生活水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平可以用來反映社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r。因此，有關(guān)水安全產(chǎn)生的狀態(tài)可通過以下指標(biāo)反映，包括：人均水資源總量，工業(yè)廢水排放量，森林植被覆蓋率，工業(yè)廢氣排放總量，人均GDP，居民人均消費(fèi)水平等。

2.1.4 影響分析

影響是指當(dāng)前的水資源、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的狀態(tài)所產(chǎn)生的影響，包括系統(tǒng)所處狀態(tài)對(duì)人們的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)、社會(huì)生活等方面的影響。因此，可以選取工業(yè)生產(chǎn)總值，農(nóng)、林、牧、漁業(yè)總產(chǎn)值，建成區(qū)綠化覆蓋率，城市用水普及率，農(nóng)村自來水普及率等指標(biāo)。

2.1.5 響應(yīng)分析

響應(yīng)為人類在促進(jìn)水安全與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程中所采取的對(duì)策和制定的積極政策。響應(yīng)程度的大小能夠反映城市對(duì)水資源保護(hù)投入的程度以及管理保護(hù)政策的制定與實(shí)施力度。響應(yīng)與壓力構(gòu)成了因果關(guān)系，通過響應(yīng)手段來減輕壓力對(duì)水安全造成的影響，進(jìn)而改善區(qū)域水資源系統(tǒng)狀況提升區(qū)域水安全水平。針對(duì)區(qū)域水安全的響應(yīng)包括環(huán)境響應(yīng)、供水響應(yīng)和污水處理響應(yīng)。選取以下指標(biāo)：環(huán)境投入占GDP比重，環(huán)境污染治理投資總額，累計(jì)水土流失治理面積，城鎮(zhèn)生活污水處理率，城市生活垃圾無害化處理率等。

2.2 水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)上述DPSIR模型以及水安全影響因素分析，進(jìn)行廣東省水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建，如表1所示，整體目標(biāo)為廣東省水安全等級(jí)為最高層，即目標(biāo)層，這里采用O表示，準(zhǔn)則層用A表示，一級(jí)指標(biāo)為定性的描述用B表示，二級(jí)指標(biāo)層為定量的評(píng)價(jià)指標(biāo)，用C表示。

表1 區(qū)域水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

續(xù)表

2.3 基于層次分析-熵權(quán)組合法的指標(biāo)權(quán)重確定

根據(jù)層次分析法的特點(diǎn)，其在確定指標(biāo)權(quán)重中，通過專家經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，進(jìn)行全面的考慮，指標(biāo)的重要性受決策者的偏好影響，因此，導(dǎo)致本方法主觀性擴(kuò)大。而熵權(quán)法，主要依據(jù)原始數(shù)據(jù)、信息計(jì)算得到指標(biāo)權(quán)重，因此權(quán)重的確定相對(duì)客觀，忽視了專家經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)，以及決策者自身的偏好。這兩種方法相結(jié)合可以相互補(bǔ)充，得到兼顧主觀客觀的指標(biāo)權(quán)重。設(shè)組合權(quán)重為ωi，ω1i和ω2i分別為層次分析法和熵權(quán)法計(jì)算得到的評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，a為層次分析法占的比重，則ωi可以表示為

熵在信息論中是對(duì)系統(tǒng)無序程度的一種度量。根據(jù)熵的定義，對(duì)某項(xiàng)指標(biāo)，可用熵值判斷某個(gè)指標(biāo)的離散程度，熵值越大，指標(biāo)的離散程度越大，該指標(biāo)對(duì)綜合評(píng)價(jià)的影響，即權(quán)重，也就越大。因此，可以利用信息熵計(jì)算出各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，為基于多指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)提供依據(jù)。

基于熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重，由于各項(xiàng)指標(biāo)的計(jì)量單位并不統(tǒng)一，首先需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，選取m個(gè)指標(biāo)，n年的數(shù)據(jù)，則xij為i年第j個(gè)指標(biāo)的數(shù)值（i=1,2,…n;j=1,2,…m）。假設(shè)對(duì)各指標(biāo)數(shù)據(jù)歸一化后的值為yij，對(duì)于正向指標(biāo)采用公式（2），負(fù)向指標(biāo)采用公式（3）。

設(shè)數(shù)據(jù)的信息熵可表示為Ej，見公式(4)。Ej可以解釋為所有數(shù)據(jù)對(duì)指標(biāo)j的貢獻(xiàn)總量。設(shè)第j項(xiàng)指標(biāo)下第n年數(shù)據(jù)占該指標(biāo)的比重pij表示為式(5)。

當(dāng)指標(biāo)下各組數(shù)據(jù)的貢獻(xiàn)度趨于一致時(shí)，Ej趨于1；當(dāng)全相等時(shí)，可以不考慮該指標(biāo)在決策中的作用，也即此時(shí)屬性的權(quán)重為零。定義信息熵冗余度為dj，其反映第j個(gè)指標(biāo)下各組數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)度的一致性程度，表示為式(6)。

3 水安全評(píng)價(jià)方法

3.1 可拓云模型

物元可拓模型中，待評(píng)價(jià)事物由事物名稱N、事物特征C以及事物特征值V共同組成。然而，物元可拓模型中，特征值V是一個(gè)固定的評(píng)價(jià)數(shù)值，而用于水安全評(píng)價(jià)時(shí)，水安全的影響因素具有多樣性，因此，水安全等級(jí)的劃分也具有模糊性和隨機(jī)性，通過定性和定量之間的合理轉(zhuǎn)化，再進(jìn)行評(píng)價(jià)可以得到更合理的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

對(duì)于區(qū)域水安全評(píng)價(jià)，設(shè)M為水安全評(píng)價(jià)結(jié)果，N為待評(píng)價(jià)年份，ci為水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)。

云模型較好地表現(xiàn)了研究對(duì)象的定性屬性和定量屬性間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，其模型計(jì)算則是借助云模型發(fā)生器完成的。通常通過正向云發(fā)生器實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)對(duì)象特性的模糊性、隨機(jī)性向確切化轉(zhuǎn)變，是云理論模型中使用廣泛的重要算法。

圖2 正態(tài)云發(fā)生器

對(duì)正向云發(fā)生器輸入云模型的三個(gè)數(shù)字特征（期望值Ex、熵En、超熵He），通過發(fā)生器計(jì)算可以得到一個(gè)二維點(diǎn)云滴 drop(x_i,μ_i)，重復(fù)多次計(jì)算即可生成若干個(gè)云滴，云滴集合稱為云，經(jīng)過發(fā)生器計(jì)算輸出可以得到云滴在數(shù)值空間中定量轉(zhuǎn)化后與該區(qū)間的關(guān)聯(lián)度及云滴在該區(qū)間內(nèi)的分布位置。

正向云發(fā)生器算法：

輸入：云模型三個(gè)數(shù)字特征（期望值Ex、熵En、超熵He）以及云滴的數(shù)量N。

輸出：得到 N 個(gè)云滴值即drop(x1,μk(x1))，drop(x2,μk(x2))，…，drop(xN,μk(xN))，以及云滴的隸屬度。

物元可拓法與可拓云模型具有相同的事物綜合評(píng)價(jià)原理和方法，區(qū)別是對(duì)待評(píng)價(jià)事物的特征量的表現(xiàn)形式不同。同時(shí)，因?yàn)樘卣髁康谋憩F(xiàn)不同，故其最終評(píng)價(jià)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度判斷模式也不相同，物元可拓法是根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)在區(qū)間內(nèi)具體位置的重合程度來判定其關(guān)聯(lián)度，而云模型是通過計(jì)算隸屬度uk(xi)的值來判定關(guān)聯(lián)度。

為了解決水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的模糊、隨機(jī)性不適用于物元可拓法具體特征值V的不足。將正態(tài)云模型作為物元可拓法中的特征值V，即可以表示為：基于云模型的正態(tài)云理論，通過正態(tài)云的期望值Ex、熵En、超熵He可以對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)區(qū)間進(jìn)行定性到定量的轉(zhuǎn)化。在界定系統(tǒng)等級(jí)以后，以各指標(biāo)的等級(jí)邊界作為一個(gè)約束空間，得到正態(tài)云對(duì)應(yīng)參數(shù)(Ex,En,He)，分別表示為式（9）、（10）、（T為常量，取值范圍［0，20］?？筛鶕?jù)指標(biāo)的模糊性適當(dāng)調(diào)整，但取值不宜過大。）。

T為常量，取值范圍［0，20］。可根據(jù)指標(biāo)的模糊性適當(dāng)調(diào)整，但取值不宜過大。

3.2 基于可拓云模型的水安全評(píng)價(jià)

對(duì)于水安全評(píng)價(jià)，考慮各個(gè)特征評(píng)價(jià)指標(biāo)的模糊性，基于可拓云模型可以更恰當(dāng)?shù)胤从吃u(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù)特征，同時(shí)在評(píng)價(jià)中保留了物元可拓法完善的評(píng)價(jià)思路。則基于物元可拓云模型的水安全評(píng)價(jià)方法如下：

步驟1：建立評(píng)價(jià)因素論域U={u1,u2,…,un}，即水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建評(píng)語(yǔ)論域G={g1,g2,…,gm}，即指標(biāo)的評(píng)價(jià)等級(jí)；

步驟2：基于層次分析與熵權(quán)組合法確定區(qū)域水安全綜合評(píng)價(jià)的指標(biāo)權(quán)重，根據(jù)式(1)確定指標(biāo)權(quán)重集W=(w1,w2,L ,wn)；

步驟3：確定待評(píng)價(jià)物元，這里以待評(píng)價(jià)事物為特定年份的水安全狀況，基于DPSIR的水安全指標(biāo)體系為特征，各指標(biāo)的正態(tài)云模型為特征對(duì)應(yīng)值。根據(jù)式（9）、（10）、（T為常量，取值范圍［0，20］?？筛鶕?jù)指標(biāo)的模糊性適當(dāng)調(diào)整，但取值不宜過大。）得到評(píng)價(jià)指標(biāo)ui對(duì)應(yīng)gj的正態(tài)云模型(Ex,En,He)；

步驟4：計(jì)算可拓云模型各評(píng)價(jià)因素U與信用評(píng)語(yǔ)G間的關(guān)聯(lián)度，根據(jù)正態(tài)云模型計(jì)算U及信用評(píng)語(yǔ)G間的單因素模糊測(cè)度作為關(guān)聯(lián)度，即根據(jù)(8)求得不同指標(biāo)在各評(píng)價(jià)等級(jí)的關(guān)聯(lián)度。設(shè)ξij指U中第i個(gè)指標(biāo)ui對(duì)應(yīng)評(píng)語(yǔ)G中等級(jí)gj的關(guān)聯(lián)度，共M個(gè)等級(jí)，M為5。重復(fù)運(yùn)行K次均值化處理，形成可拓云模型的關(guān)聯(lián)度矩陣。

步驟5：水安全綜合評(píng)價(jià)指數(shù)分析。結(jié)合關(guān)聯(lián)度矩陣ξi，權(quán)重集W做模糊轉(zhuǎn)化處理，取得綜合測(cè)度集。

其中φj(j=1,2,L,M)指待測(cè)試對(duì)象第j個(gè)評(píng)語(yǔ)的隸屬度，將最大隸屬值對(duì)應(yīng)的第j等級(jí)gj作為水安全等級(jí)測(cè)試結(jié)果。

步驟6：修正水安全等級(jí)隸屬度。為了將不同水安全等級(jí)的隸屬度進(jìn)行差異化表示，對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的水安全隸屬度值進(jìn)行修正。采用隸屬度值與等級(jí)基礎(chǔ)隸屬度值求和的方式修正，設(shè)不同等級(jí)對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)隸屬值為。這里設(shè)置按水安全等級(jí)由理想安全的I級(jí)到危機(jī)的V級(jí)逐漸遞減，即。

4 實(shí)證分析

廣東省地處我國(guó)南方，常年降水充沛。但是，近年來隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和氣候環(huán)境的變化，水資源時(shí)空分布不均衡等問題日益突出。受全球氣候變化和區(qū)域水環(huán)境改變的影響，廣東省防治洪澇、干旱、水污染和咸潮上溯等水患的任務(wù)艱巨。隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程的加快，水資源綜合利用中供、用、排、耗水關(guān)系和用水結(jié)構(gòu)出現(xiàn)重大變化，水資源供需矛盾日益突出。城鄉(xiāng)人均耗水量偏大，水資源利用效率低。部分區(qū)域水生生物資源受到嚴(yán)重威脅，水環(huán)境安全面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。部分水域水質(zhì)污染嚴(yán)重，水質(zhì)性缺水問題亟待解決。因此，這里選取廣東省為代表進(jìn)行水安全評(píng)價(jià)分析，分析其水安全狀態(tài)進(jìn)行變化趨勢(shì)以及主要影響因素，總結(jié)促進(jìn)廣東省水安全良性發(fā)展的建議。具體內(nèi)容有：

首先，對(duì)廣東省的發(fā)展現(xiàn)狀和水資源狀況進(jìn)行分析研究，整理出目前廣東省水安全可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，并結(jié)合水安全影響因素，運(yùn)用DPSIR模型建立廣東省水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

其次，考慮到水安全問題的系統(tǒng)性、復(fù)雜性和不確定性，選用基于可拓云理論的評(píng)價(jià)法對(duì)廣東省水安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

此外，依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)廣東省水安全狀態(tài)進(jìn)行變化趨勢(shì)分析，分析其變化原因和主要影響因素。

4.1 數(shù)據(jù)說明

本研究建立在對(duì)歷年相關(guān)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，包含廣東省1995年到2017年水安全評(píng)價(jià)相關(guān)的數(shù)據(jù)。這里的指標(biāo)數(shù)據(jù)主要來源為《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》（2005-2018）、《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》（2005-2018）、《廣東省統(tǒng)計(jì)年鑒》（2005-2018）、《廣東水資源公報(bào)》（2005-2017）、《廣東環(huán)境狀況公報(bào)》（2005-2017）、《廣東省環(huán)境保護(hù)“十三五”規(guī)劃》、《廣東省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“十三五”規(guī)劃綱要》、《廣東省水利發(fā)展“十三五”規(guī)劃》及部分相關(guān)部門公開的統(tǒng)計(jì)信息等。其中部分?jǐn)?shù)據(jù)為直接查找得到，部分?jǐn)?shù)據(jù)由查找的數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算得到。

4.2 廣東省水安全等級(jí)劃分

為了對(duì)城市水環(huán)境進(jìn)行有效評(píng)價(jià)辨識(shí)區(qū)域水安全演變的層次關(guān)系，需將城市水安全概念集合中的漸變關(guān)系由定性描述為定量評(píng)價(jià)。結(jié)合國(guó)家水安全評(píng)價(jià)研究成果，將區(qū)域水安全劃分為5個(gè)等級(jí)，由I級(jí)到V級(jí)水安全狀況由危機(jī)到理想安全轉(zhuǎn)變，水安全水平遞增，定性描述為：Ⅰ（危機(jī)）、Ⅱ（不安全）、Ⅲ（臨界安全）、Ⅳ（較安全）、Ⅴ（理想安全），由此確定區(qū)域水安全評(píng)價(jià)等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)。

“危機(jī)”是指水資源、水環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間出現(xiàn)極大的矛盾，水安全狀態(tài)極度堪憂，已經(jīng)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生制約影響，需要加大政策力度和整治手段來使水安全現(xiàn)狀得以有效改善?！安话踩保菂^(qū)域內(nèi)的水安全程度很低，處于高危狀態(tài)，水資源、水環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)之間出現(xiàn)較大矛盾和危機(jī)，已經(jīng)威脅到了人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生活的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)及時(shí)采用相應(yīng)舉措，針對(duì)不安全因素進(jìn)行控制和改善，提高安全程度；“臨界安全”則是說明區(qū)域內(nèi)水安全介于不安全和安全之間，水安全程度一般，相對(duì)而言屬于不穩(wěn)定的狀態(tài)，水資源、水環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)健康程度顯露出一些問題，暫時(shí)與區(qū)域長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的要求不相符，但是，通過有效的調(diào)控，則可以漸漸實(shí)現(xiàn)狀況的安全；“較安全”則是指，該區(qū)域內(nèi)有相對(duì)較高的水安全程度，基本上水環(huán)境、水資源能夠和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展，基本能夠滿足區(qū)域的中長(zhǎng)期發(fā)展；“理想安全”，意味著區(qū)域內(nèi)的有很高的水安全程度，水環(huán)境和水資源能夠和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展，有著良好的可持續(xù)發(fā)展的發(fā)展態(tài)勢(shì)，能夠良好地滿足區(qū)域的長(zhǎng)期發(fā)展需求?？紤]到國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點(diǎn)，以及廣東省地區(qū)水資源環(huán)境具體情況，將廣東省水安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間做劃分，見表2。

表2 區(qū)域水安全等級(jí)劃分

在上述水安全等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域水安全評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，得出評(píng)價(jià)體系的等級(jí)劃分。結(jié)合2005年至2017年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《廣東省統(tǒng)計(jì)年鑒》、《廣東省水資源公報(bào)》等。將每個(gè)指標(biāo)劃分成5個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)，給每個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)劃分出相應(yīng)的數(shù)值區(qū)間，對(duì)水安全評(píng)價(jià)各指標(biāo)界限進(jìn)行如下劃分，見表3。

表3 水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的等級(jí)劃分表

4.3 水安全指標(biāo)權(quán)重的確定

4.3.1 基于層次分析法的指標(biāo)權(quán)重確定

為了使各因素之間進(jìn)行兩兩比較得到量化的判斷矩陣，引入1～9的標(biāo)度（李奕霖等，2019）。為了構(gòu)造判斷矩陣，選6個(gè)專家進(jìn)行咨詢，根據(jù)專家和作者的經(jīng)驗(yàn)，得到各層的比較矩陣。首先，廣東省水安全目標(biāo)層判斷矩陣見表4 水安全目標(biāo)層判斷矩陣。

表4 水安全目標(biāo)層判斷矩陣

采用層次單排序及一致性檢驗(yàn)。記上述矩陣為T1，求其特征向量及最大特征值，進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。根據(jù)運(yùn)算結(jié)果：最大特征值λ1= 5.06，最應(yīng)的特征向量為ω= (0.31，0.36，0.62，0.55，0.31)，歸一化后為ω0n= (0.14,0.17,0.29,0.26,0.14)。

對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，上述構(gòu)造的判斷矩陣具有滿意的一致性，其權(quán)重分配合理。

水安全趨動(dòng)力指標(biāo)層的判斷矩陣見表5。

表5 趨動(dòng)力指標(biāo)層判斷矩陣

根據(jù)運(yùn)算結(jié)果：最大特征值λ1= 3.88，最應(yīng)的特征向量為ω1= (0.79, 0.43, 0.37, 0.23)。將特征向量歸一化后為ω1n= (0.43, 0.24, 0.20,0.13)。對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，上述構(gòu)造的判斷矩陣具有滿意的一致性，其權(quán)重分配合理。

水安全壓力指標(biāo)層的判斷矩陣見表6。

表6 壓力指標(biāo)層判斷矩陣

根據(jù)運(yùn)算結(jié)果：最大特征值λ2= 9.09，最應(yīng)的特征向量為ω2= (0.23,0.14,0.08,0.07,0.13,0.07,0.68,0.46,0.46)。將特征向量歸一化后為ω2n= (0.1,0.06,0.03,0.03,0.06,0.03,0.29,0.2, 0.2)。對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，上述構(gòu)造的判斷矩陣具有滿意的一致性，其權(quán)重分配合理。

采用相同的方法分別確定水安全的狀態(tài)、影響、響應(yīng)的指標(biāo)層判斷矩陣，得到各指標(biāo)層歸一化后的特征向量分別為，ω3n= (0.34,0.22,0.16,0.12,0.08,0.08)，ω4n=(0.16,0.1,0.06,0.26,0.42)，ω5n= (0.25,0.14,0.14,0.37,0.1)，對(duì)各判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，均具有滿意的一致性，其權(quán)重分配合理。匯總指標(biāo)層與準(zhǔn)則層的權(quán)重，得到廣東省水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)層次分析法賦權(quán)結(jié)果，如表7所示。

4.3.2 基于熵權(quán)法的指標(biāo)權(quán)重確定

首先，根據(jù)公式(2)和公式(3)對(duì)廣東省水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的29個(gè)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。再通過公式(4)和(5)對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)熵值進(jìn)行計(jì)算，最后，根據(jù)公式計(jì)算所有指標(biāo)的信息熵冗余度。表7給出了熵值、信息冗余度與權(quán)重的計(jì)算結(jié)果。

4.3.3 基于層次分析-熵權(quán)法組合法的指標(biāo)權(quán)重確定

依據(jù)層次分析法和熵權(quán)法分別的計(jì)算結(jié)果，根據(jù)公式(1)可求得2005-2017年廣東省水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系29個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的組合權(quán)重，表7給出了組合權(quán)重權(quán)的計(jì)算結(jié)果。

表7 廣東省水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)結(jié)果

續(xù)表

4.4 水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的云物元模型

按照正態(tài)云發(fā)生器取得測(cè)度指標(biāo)所對(duì)應(yīng)水安全等級(jí)下的正態(tài)云。以水資源總量、人均用水量、工業(yè)廢水排放量、建成區(qū)綠化覆蓋率為例，其正態(tài)云見圖3和圖4 工業(yè)廢水排放量正態(tài)云。由圖可以看出基于云模型可以很好地表示水安全指標(biāo)的模糊性。

圖3 水資源總量正態(tài)云

圖4 工業(yè)廢水排放量正態(tài)云

在劃分各指標(biāo)閾值的基礎(chǔ)上，根據(jù)公式(9)和(10)計(jì)算出水安全評(píng)價(jià)模型中正態(tài)云模型的特征數(shù)據(jù)Ex，熵En。由計(jì)算出的期望值Ex，熵En，并確定超熵He可以分別表示出水安全評(píng)價(jià)當(dāng)中的云物元，這里超熵常量取值為0.5。

表8 廣東省水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)云物元模型

續(xù)表

4.5 水安全評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

根據(jù)可拓云模型及其參數(shù)的的期望值、熵值、超熵，按照基于物元可拓云模型的水安全評(píng)價(jià)方法將各評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)輸入，并多次計(jì)算排除隨機(jī)偶然性，這里取1000次重復(fù)計(jì)算得出各評(píng)價(jià)年份的關(guān)聯(lián)度矩陣。

基于各年度的關(guān)聯(lián)度矩陣再根據(jù)式(12)可以得到水安全各等級(jí)的隸屬度值。按照可拓云模型的步驟5選取隸屬度最大的等級(jí)作為待評(píng)價(jià)年份的水安全級(jí)別。按照步驟6進(jìn)行所屬水安全等級(jí)的隸屬度值修正得到水安全指數(shù)。表9給出了待評(píng)價(jià)各年份的水安全評(píng)價(jià)結(jié)果。

表9 廣東省水安全評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)表9的水安全評(píng)價(jià)結(jié)果，2005-2017年期間，廣東省水安全指數(shù)雖然存在一定程度的波動(dòng)，但整體上呈現(xiàn)逐步攀升趨勢(shì)，水安全水平從2005年的II級(jí)不安全轉(zhuǎn)為2017年的IV級(jí)基本安全。在2005-2009年水安全級(jí)較低為“不安全”狀態(tài)，到2010時(shí)，水安全水平從“不安全”提升到“安全”，到2011年出現(xiàn)波動(dòng)，水安全水平又下降到“不安全”，從2012年開始水安全水平提升到“安全”，到2016年起水安全水平進(jìn)一步提升達(dá)到基本安全狀況。

隨著時(shí)間的推移，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，社會(huì)節(jié)水意識(shí)逐漸提升，節(jié)水技術(shù)與器具普及推廣，人均用水量逐步下降，從2005年501立方米每人到2017年的391立方米每人，下降了21.8%。此外，在2010-2015年“十二五期間”，廣東省針對(duì)水安全問題采取了很多改善和解決措施，加大了環(huán)境污染治理力度提高了水安全水平。在此期間廣東省全省城鎮(zhèn)生活污水處理能力極大提高，到2015年城鎮(zhèn)生活污水處理能力達(dá)到93.3%，相比2010年提升了27.6%，可以看出廣東省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展以及對(duì)環(huán)境的改善措施作用下取得了較好的成效，廣東省的水安全整體狀況在進(jìn)入2016年后相較前幾年得到了明顯改善，廣東省水安全水平提升到了基本安全。

為了進(jìn)一步分析影響廣東省水安全狀況的主要因素，進(jìn)行分指標(biāo)趨勢(shì)分析，結(jié)合廣東省十三年間的具體發(fā)展情況，針對(duì)驅(qū)動(dòng)力、壓力、狀態(tài)、影響和響應(yīng)五個(gè)子系統(tǒng)分別進(jìn)行動(dòng)態(tài)趨勢(shì)分析，分析影響廣東省水安全狀況的主要因素，從而找出問題及風(fēng)險(xiǎn)的癥結(jié)所在，為后續(xù)制定對(duì)策提供依據(jù)。

圖5給出了2005年到2017年中廣東省驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)總體及各指標(biāo)水安全指數(shù)變化。從圖中的水安全指數(shù)可以看出，驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)的水安全指數(shù)從2015到2017年間基本維持在不安全的水平。驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)中水資源總量的水安全指數(shù)在2018年有所上升，然而整體基本維持在不安全水平。人口密度和人口自然增長(zhǎng)率的水安全指數(shù)緩慢下降，這是由于隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城鎮(zhèn)化高速發(fā)展帶來的人口增長(zhǎng)造成水安全危機(jī)。此外，近年來廣東省經(jīng)濟(jì)水平持續(xù)提升，地區(qū)生產(chǎn)總值快速增長(zhǎng)，對(duì)水安全水平有正向影響。因此，要提高驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)的水安全指數(shù)，需要控制人口增長(zhǎng)率，通過加大水利工程建設(shè)力度等提高水資源量。

圖5 廣東省驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)總體及各指標(biāo)水安全指數(shù)變化

圖6給出了廣東省壓力系統(tǒng)總體及各指標(biāo)水安全指數(shù)變化。從圖中看出2015到2017年間廣東省壓力系統(tǒng)的水安全指數(shù)逐步上升。其中人均用水量、工業(yè)用水量、農(nóng)業(yè)用水量、萬元工業(yè)增加值用水量的水安全指數(shù)均呈現(xiàn)逐步上升趨勢(shì)，萬元工業(yè)增加值用水量尤為明顯，由2005年的不安全上升為2017年的非常安全。而生態(tài)環(huán)境補(bǔ)水量、廢水排放量、化學(xué)需氧量COD排放量、氨氮排放量對(duì)應(yīng)的水安全指數(shù)均呈下降趨勢(shì)，這說明隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶來了廣東省水環(huán)境惡化，水體污染增加，造成了水安全水平降低。綜上，提升壓力系統(tǒng)的水安全水平應(yīng)通過持續(xù)強(qiáng)化節(jié)水控制力度，降低生產(chǎn)、生活用水量，嚴(yán)格控制水污染物排放，降低水污染中化學(xué)需氧量、氨氮排放等方面著手。

圖6 廣東省壓力系統(tǒng)總體及各指標(biāo)水安全指數(shù)變化

圖7給出了廣東省狀態(tài)系統(tǒng)總體及各指標(biāo)水安全指數(shù)變化。可看出，2015到2017年間廣東省狀態(tài)系統(tǒng)的水安全指數(shù)不斷上升。其中森林植被覆蓋率的水安全水平較高，維持在較安全狀態(tài)，而人均水資源總量、工業(yè)廢氣排放量的水安全水平整體較低，工業(yè)廢水排放量、人均GDP和人均消費(fèi)水平的水安全指數(shù)均不斷上升，人均GDP水平尤為明顯從2005年的不安全上升為2017年的理想安全狀態(tài)。結(jié)合廣東省實(shí)際分析可以進(jìn)一步證實(shí)以上數(shù)據(jù)結(jié)果。廣東省是我國(guó)的經(jīng)濟(jì)大省，GDP總量一直處理較高水平，到2017年人均GDP水平達(dá)到8萬元以，有力支持了社會(huì)生產(chǎn)、環(huán)境治理等各方面的建設(shè)與發(fā)展。在社會(huì)發(fā)展的同時(shí)，廣東省重視保護(hù)和加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境，森林植被覆蓋率保持在55%以上。綜合，廣東省狀態(tài)系統(tǒng)的水安全水平不斷提升是由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展人均GDP的提高，生態(tài)方面森林植被覆蓋率高，工業(yè)廢水排放不斷下降產(chǎn)生的，然而，人均水資源總量和工業(yè)廢氣排放量的安全性較低降低了水安全水平。因此，廣東省需要注重加強(qiáng)水資源管理，合理配置水資源，持續(xù)降低水體和大氣污染排放與治理，從而提高水安全狀態(tài)水平。

圖7 廣東省狀態(tài)系統(tǒng)總體及各指標(biāo)水安全指數(shù)變化

圖8給出了廣東省影響系統(tǒng)總體及各指標(biāo)水安全指數(shù)變化。可看出，2015到2017年間廣東省水安全影響系統(tǒng)的水安全指數(shù)不斷攀升，從2005年的危機(jī)狀態(tài)上升為2017年的較安全狀態(tài)。其中，工業(yè)生產(chǎn)總值，農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值、建成區(qū)綠化覆蓋率、農(nóng)村自來水普及率等指標(biāo)的水安全指數(shù)均不斷增長(zhǎng)，上升到了較安全的狀態(tài)；城市用水普率在2014年出現(xiàn)一定幅度下降，然而又很快回升，保持了較安全的狀態(tài)。因此，提升影響系統(tǒng)的水安全水平應(yīng)保持廣東省在經(jīng)濟(jì)方面工業(yè)、農(nóng)、林、牧、漁等生產(chǎn)總值的持續(xù)提升，持續(xù)注重環(huán)境和生態(tài)保護(hù)，加強(qiáng)綠化覆蓋，提高人們社會(huì)生活用水保障水平，提高城市和農(nóng)村用水普及率。

圖8 廣東省影響系統(tǒng)總體及各指標(biāo)水安全指數(shù)變化

圖9廣東省響應(yīng)系統(tǒng)總體及各指標(biāo)水安全指數(shù)變化給出了廣東省響應(yīng)系統(tǒng)總體及各指標(biāo)水安全指數(shù)變化?？煽闯觯?015到2017年間廣東省水安全響應(yīng)系統(tǒng)的水安全指數(shù)在2017年得到了快速提長(zhǎng)，從危機(jī)狀態(tài)上升為較安全狀態(tài)。從水安全響應(yīng)相關(guān)指標(biāo)的水安全指數(shù)變化可以看出，環(huán)境污染治理投資總額、累計(jì)水土流失治理面積、城鎮(zhèn)生活污水處理率以及城市生活垃圾無害化處理率的水安全指數(shù)均持續(xù)提升，因此，廣東省水安全響應(yīng)系統(tǒng)的水安全指數(shù)在2017年達(dá)到了理想安全的狀態(tài)。環(huán)境投入占GDP比重的水安全指數(shù)有所下降，這是由于盡管持續(xù)增加環(huán)境治理投資額，但是相對(duì)于廣東省持續(xù)高速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展而言環(huán)境投入占比仍然顯示為下降趨勢(shì)，這一定程度上降低了響應(yīng)系統(tǒng)整體的水安全水平。因此，要提升響應(yīng)系統(tǒng)的水安全水平應(yīng)保持廣東省環(huán)境治理在水土流失、污染處理、垃圾處理等方面的力度，并進(jìn)一步加強(qiáng)環(huán)境污染治理投資額。

圖9 廣東省響應(yīng)系統(tǒng)總體及各指標(biāo)水安全指數(shù)變化

4.6 討論與結(jié)論

通過構(gòu)建基于DPSIR模型的廣東省水安全指標(biāo)體系進(jìn)行區(qū)域水安全評(píng)價(jià)，采用基于層次分析和熵權(quán)組合法的指標(biāo)權(quán)重確定方法確定指標(biāo)權(quán)重，構(gòu)建了基于可拓云理論的水安全評(píng)價(jià)模型，評(píng)價(jià)2005年到2017年廣東省水安全水平，得出如下結(jié)論：

廣東省水安全從“不安全”狀態(tài)到“安全”狀態(tài)，再到“較安全狀態(tài)”，區(qū)域水安全水平不斷轉(zhuǎn)好。研究結(jié)果與實(shí)際狀況基本相符。

通過分析2005年至2017年間廣東省水安全指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果得到：提升區(qū)域水安全水平需要通過控制區(qū)域人口增長(zhǎng)，強(qiáng)化節(jié)水控制力度，降低生產(chǎn)、生活用水浪費(fèi)，降低水體和大氣污染排放，提升經(jīng)濟(jì)水平，加強(qiáng)綠化覆蓋，提高社會(huì)用水保障，加強(qiáng)環(huán)境污染治理投資力度等綜合作用共同實(shí)現(xiàn)。

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，水體和大氣污染排放增加，對(duì)區(qū)域水安全水平起到制約作用，此外，需要在區(qū)域發(fā)展過程中持續(xù)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提升生產(chǎn)和生活用水效率，從而減少經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)區(qū)域水安全的影響。

5 總 結(jié)

區(qū)域水安全狀況的客觀評(píng)價(jià)對(duì)區(qū)域水安全規(guī)劃和決策具有重要影響。本研究針對(duì)水安全評(píng)價(jià)相關(guān)數(shù)據(jù)不容易準(zhǔn)確地獲取，具有模糊性和隨機(jī)性等問題，引入可拓云模型，該模型具有，可拓學(xué)中物元理論可融合定量與定性分析的特點(diǎn)，又有云模型能夠處理雙重不確定性的優(yōu)勢(shì)。在水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇方面，基于DPSIR模型構(gòu)建水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，從水安全的驅(qū)動(dòng)力、壓力、狀態(tài)、影響、響應(yīng)五方面出發(fā)，綜合考慮水資源、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等影響因素進(jìn)行水安全評(píng)價(jià)分析。在指標(biāo)權(quán)重選擇方面，采用主觀和客觀組合法，基于層次分析和熵權(quán)組合法確定指標(biāo)權(quán)重。構(gòu)建了基于可拓云理論的水安全評(píng)價(jià)模型用于評(píng)價(jià)區(qū)域水安全。采用廣東省統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)例分析，根據(jù)分析結(jié)果廣東省水安全水平逐漸轉(zhuǎn)好。研究結(jié)果與實(shí)際狀況基本相符。根據(jù)具體指標(biāo)的分析提升區(qū)域水安全水平需要通過控制區(qū)域人口增長(zhǎng)，強(qiáng)化節(jié)水控制力度，降低生產(chǎn)、生活用水浪費(fèi)，降低水體和大氣污染排放，提升經(jīng)濟(jì)水平，加強(qiáng)綠化覆蓋，提高社會(huì)用水保障，加強(qiáng)環(huán)境污染治理投資力度等綜合作用共同實(shí)現(xiàn)。