基于模糊綜合評價的湘西自治州水資源承載力研究

李文寶

（湖南農業大學長沙市410128）

基于模糊綜合評價的湘西自治州水資源承載力研究

李文寶

（湖南農業大學長沙市410128）

文章以2006～2015年湘西自治州水資源和國民經濟與社會發展統計數據為基礎，運用模糊綜合指數評價方法，對湘西自治州水資源承載力進行分析評價，并對該地區2020、2025、2030年的水資源承載能力進行預測。研究結果表明未來湘西自治州水資源承載力逐步下降，水資源短缺將成為制約該地區經濟社會發展、人民生活水平提高、生態環境可持續健康發展的重要因素。

湘西自治州水資源承載力綜合評價

湘西自治州地處武陵山區腹地，在全國主體功能區規劃中屬于國家限制開發區的重點生態功能區中的武陵山區生物多樣性及水土保持生態功能區[1]。湘西自治州又是國家西部大開發、武陵山片區區域發展與扶貧攻堅連片特困地區[2]，經濟社會發展滯后，面臨著保護與發展的雙重壓力，到2020年要實現全面小康，任務十分艱巨。對湘西自治州水資源承載力進行研究，判斷該地區水資源所能承載的人口、社會經濟規模和開發潛力，一方面能為政府決策提供依據，另一方面能喚起公眾節水保水意識，以期水資源的可持續利用，因此，具有一定的理論和現實意義。

1 國內外研究現狀簡述

水資源承載力是將承載力概念應用于水資源領域的提法，國外很多專家把它納入可持續發展問題予以研究[3]。英國的斯萊瑟教授提出了ECCO模型，運用系統動力學方法分析水資源承載力和人口之間的動態變化關系[4]。美國的URS公司采用模型方法對Keys流域生態系統的承受能力進行了模擬和評價[5]。國內學者對水資源承載力的研究起步較晚，主要從干旱缺水的西北地區開始，然后向其他地區擴展。新疆水資源軟科學課題研究組率先對新疆水資源承載力進行了研究[6]。施雅風，曲耀光等采用常規趨勢法對新疆烏魯木齊河流域水資源承載力開展了研究[7]。隨著研究的深入，水資源承載力研究的理論基礎不斷豐富，逐步向系統性、專題性發展，方法更多樣，研究區域更廣泛，成果也更豐碩。

2 湘西自治州水資源承載力評價

2.1 水資源情況簡述

湘西自治州位于湖南西北部，地勢由西北向東南傾斜，地形以丘陵和山地為主，地勢較高，平均海拔200 m以上，山地地形特點易產生空氣對流形成積雨區，降水量豐富。匯總湘西自治州2006～2015年水資源量和各類用水指標如表1表2所示。

數據來源：《湖南省水資源公報》（2006～2015年）、《湘西自治州國民經濟和社會發展統計公報》（2006～2015年）。

2.2 水資源承載力評價模型

本文主要采用模糊綜合評判法，通過建立模糊綜合評判模型能夠較好地對水資源承載力作多因素、多層次地綜合評價，比較全面地反映區域水資源承載力狀況[8～10]。綜合評判模型如下：

表1 2006～2015年湘西自治州水資源量億m3

給定兩個有限域U={U1，U2，…，Un}，V={V1，V2，…，Vn}其中U代表綜合評判因素所組成的集合，V代表評判所組成的集合，則模糊評判為B=A×R，式中A為U上的模糊子集，A={a1，a2，…，an},0＜ai＜1，ai為Ui對A的隸屬度，它是單因素Ui在評定因素中所起作用大小的變量，在一定程度上代表Ui評定等級的能力；而評判結果B則是V上的模糊子集，B={b1，b2，…，bn},0＜bj＜1，bj則為等級Vj對綜合評判所得模糊子集B的隸屬度，它表示綜合評判的結果。

具體模型為：

表2 湘西自治州2006～2015年各類用水指標

綜合評定采用數量化評判集的值以及B矩陣中各等級隸屬度賦值，根據下式計算：

式中α值即為基于綜合評判結果矩陣B的水資源承載力綜合評分值。

2.3 評價結果

根據前面的建模分析，選取人均水資源可利用量，水資源利用率，人均供水量，供水模數，萬元工業產值需水量，耕地灌溉率，生活需水定額，需水模數，生態環境需水率等9個能夠較好反映湘西自治州水資源特征的指標進行評價。

根據各評判因素對水資源承載能力影響強弱，結合湘西自治州水資源實際開發利用現狀，將各評判因素對水資源的承載力所產生的影響賦予不同的權重值。權重矩陣A=（0.11，0.15，0.13，0.13，0.1，0.1，0.13，0.09，0.06）。

根據文中水資源承載力模糊評價各指標隸屬度關系，計算出各指標因素不同年份關于V1、V2、V3的隸屬度矩陣R，然后結合權重矩陣A，通過計算得出湘西自治州不同年份水資源承載力的評判結果矩陣B。

湘西自治州2015、2020、2025、2030年矩陣分別為R1，R2，R3，R4。

表3 湘西自治州水資源承載力評價因素指標

根據以上矩陣計算，可以得出湘西自治州2015～2030年水資源承載力多因素綜合評價指數值。計算結果如表4。

表4 湘西自治州水資源承載力綜合指數評價值

從上述結果可以看出，湘西自治州水資源承載力綜合評價指數值由2015年的0.428 6下降至2020年的0.407 6、2025年的0.351 9，2030年的0.329 7，反映出湘西自治州未來水資源承載力整體呈下降趨勢，水資源供需問題開始逐步凸現。

3 結論與建議

（1）本文采用的模糊綜合指數評價法，通過導入湘西自治州以往水資源數據資料，對各因子進行量化分析計算，得出的數據結果反映了湘西自治州水資源承載力的真實情況及未來發展趨勢。

（2）本研究僅收集了該地區最近10年的基礎數據資料，采用模糊綜合評價法分析求得水資源承載力綜合評價指數，不可避免的存在一些誤差因素的影響及模型本身的缺陷，但分析結果仍能反映水資源承載能力的強弱程度。今后對水資源承載綜合指數評價應收集更多資料，改進評價模型，減少失真度，精確評價指標，以期作出更科學的評價。

（3）湘西自治州應從水資源規劃整體戰略出發提高水資源承載力，通過加強對天然降水的利用，建設蓄水調水工程，擴大地表水儲備量，合理的工業農業等產業結構。

[1]國發[2010]46號.國務院關于印發全國主體功能區規劃的通知[Z].

[2]國開辦發[2011]95號.國務院扶貧辦國家發展改革委關于印發武陵山片區區域發展與扶貧規劃的通知[Z].

[3]劉曉，陳雋，范琳琳，崔勝玉．水資源承載力研究進展與新方法[J]．北京師范大學學報（自然科學版），2014，50（3）:312-318.

[4]張保成，國鋒.國內外水資源承載力研究綜述[J].上海經濟研究，2006，（10）:39-43.

[5]Peterson D H.Florida keys carrying capacity study[J]. Proceedings of the Water Environment Federation，2002，（13）：489-501.

[6]郭海丹.水資源承載能力基礎理論及實證研究[D].武漢：中國地質大學，2009.

[7]施雅風，曲耀光.烏魯木齊河流域水資源承載力及其合理利用[M].北京：科學出版社，1992.

[8]馬薔.基于模糊綜合評價的黑龍江省水資源承載力研究[D].哈爾濱：東北農業大學，2014.

[9]田靜宜，王新軍.熵權模糊物元模型的干旱區水資源承載力研究—以甘肅民勤縣為例[J].復旦學報（自然科學版），2013，52（1）:86-93.

[10]段新光，欒芳芳.基于模糊綜合評判的新疆水資源承載力評價[J].中國人口資源與環境，2014，（S1）:119-122.

2016-11-03）

李文寶（1982-），男，湖南桂陽人，大學本科，目前從事水資源管理與研究工作。