水資源供需平衡的判斷

孫凡榮

摘要：水是人們生活中不可缺少的物質資源之一，為了判斷某地區水資源供需狀況是否平衡，本文將利用層次分析法和主成分分析法來對影響水資源缺乏的因素進行處理，最后建立判斷水資源供需是否平衡的WRSDB評價體系.

關鍵詞：WRSDB評價體系；層次分析法；主成分分析法；MATLAB

1問題重述

造成水缺乏的因素除了物質性和經濟性的缺乏外，氣候的變化、人口的增長、個人消耗率、工業消耗率以及日益嚴重的污染等都是造成水資源短缺的原因。本文將從影響水供需平衡的因素判斷水資源供需平衡能力。

2問題分析

構建WRSDB評價體系，把上述10個因子作為WRSDB體系的指標，再根據指標屬性將WRSDB體系分為4個領域，接著采用層次分析法計算各領域的權重，最終帶入評價值公式得出評價值隨時間變化圖像，根據圖像確定水資源供需平衡能力。

3模型的假設

（一）假設氣象條件對供水量的影響如降水量最終全部進入地表水資源；

（二）假設地下水資源總量不會因為滲透而減少，且在運輸的過程中不損失；

（三）假設不考慮自然災害對水資源分布的影響；

4符號說明

5模型的建立與求解

模型建立：首先應找尋影響水供需平衡的因素，由于造成水短缺的因素很多，所以建立多種因素的作用下能夠判斷水供需是否平衡的WRSDB評價體系。

步驟1：將上述所選指標分：a.當地水資源狀況；b.供水能力：c.人口增長；d.用水總量，刪除上述無法量化和獲取數據的指標，構建出WRSDB評價指標體系。

步驟2：由于各指標及評價目標間關系不同，指標值必須標準化.把有利于WRSDB的指標作為數值越大越優型指標，用主成分分析法對數據建立模型步驟：

模型求解：若WRSDB指數上升說明該指標體系具有科學性，若WRSDB指數與加權之前的水資源豐度指數的相關度極低且同一年份不同評價單元之間水資源豐度指數差別不大，那么WRSDBD程度主要取決于供水能力、用水效率、需水增長趨勢。經考慮將缺水程度劃分如下：

評價值：0.998～0.799缺水程度低；評價值：0299～0.599缺水程度較低；評價值：0.599～0.399中等缺水；評價值：0.399～0.199缺水程度較高；評價值：0.199～0.001缺水程度較高。

6模型評價

優點：運用層次分析法對系統中的各種指標綜合分析，從而對WRSDB評價系統的建立更為精確。

缺點：由于數據的采集不夠全面，模型的計算結果和模型的分析與實際情況存在偏差。