天津市水資源承載力的研究

王靜娜

河北大學經濟學院

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天津市水資源承載力的研究

王靜娜

河北大學經濟學院

摘 要：為了研究天津市的水資源承載力，本文運用TOPSIS方法，并結合熵權理論法從客觀的角度對指標賦予權重，從而并選取了有關水資源的九個指標，對天津市市近10年（2004-2013年）的水資源承載力進行分析。研究結果表明：天津市水資源承載力較弱的年份是2005年、2006年、2009年、2010年、2011年，水資源承載力一般的年份為2004年、2007年、2012年、2013年，水資源承載力較好的年份是2008年。多目標決策的TOPSIS方法可以探究影響水資源承載力的制約因素及其根源，進而突破短板，為區域水資源的管理提供有效的管理依據，盡早的指定相關的措施，對水資源進行充分的利用，保證城市供水的充足，為分析城市水承載力提供了一種可借鑒的評價方法。

關鍵詞：水資源；天津市；TOPSIS；承載力

1引言

改革開放以來，隨著我國經濟的高速增長和快速城鎮化進程的加快，我國城市水承載力也面臨著種種挑戰。水資源承載力是指，一定時期內，一定的科學技術水平條件下，在以不破壞社會和生態系統的前提下，在區域可承載的人口﹑經濟﹑社會的最大能力，水資源承載力不是一成不變的，而是隨著經濟﹑社會﹑科學技術水平的發展不斷變化的動態指標［1］。

天津是資源型缺水城市，人均水資源占有量僅160立方米，為全國人均占有量的十六分之一，世界人均占有量的五十分之一，遠遠低于世界公認的人均占有量1000立方米的缺水警戒線。而且現在天津自身的人口已經偏多，超出了環境的承載能力。天津所在的海河流域年人均水資源占有量只有321立方米，與其他幾大流域相比是最少的。在海河流域中，天津的占有量更少，年人均只有160立方米，屬于嚴重的資源缺水地區。天津本地自產水﹑地下水資源總量多年平均值為16.88億立方米，長期以來，天津工農業用水主要依靠入境水，而入境水是逐年減少的，而且多次發生供水危機。因此對天津市的水資源承載力進行評價分析，有利于天津市水資源的保護和合理開發，促進經濟的發展，保護生態環境。

2研究方法與指標體系

2.1 TOPSIS評價法

TOPSIS法［2﹑3］是多目標決策分析中的一種有效的常用方法，判斷各評價對象優劣的標準是若評價對象最靠近“理想值”同時又最遠離“負理想值”，則為最好；否則為最差。評價步驟如下：

為了消除指標自身變異大小及量綱影響，本文采用極差法將兩類數據進行標準化處理。對于效益型的指標采用公式

式中，yimax﹑yimin分別為第i個指標的最大值和最小值，yit為第i個評價指標的第j個指標值，y'ij為指標yij歸一化后的值。趨勢化數據構成標準化矩陣y'ij。

熵權法［4］求得各評價指標的權重wj計算公式為：

對于某一指標值xi j，信息熵形式可以表示為H（xij（，計算公式為

式中，0Ln0=0。

根據各項指標值的變異程度，利用信息熵，計算出各指標的權系數----熵權。具體計算公式如下

理想值Y+與負理想值Y-的確定：

計算各評價對象與正理想值和負理想值的距離

計算各評價對象與理想值的接近程度Ci：

水資源承載力可以分為5各等級：較差（Ci＜0.2）﹑較弱（0.2≤Ci≤0.4）﹑一般（0.4≤Ci≤0.5）﹑較好（0.5≤Ci≤0.8）﹑良好（Ci＞0.8）。

2.2指標體系的構建

根據指標選取的科學性和可實踐性，以及考慮到水資源是一個涵蓋社會﹑經濟﹑環境﹑生態和資源在內的復合系統，本文一共選取了九個指標：水資源總量（億立方米）﹑人均水資源量（立方米/人）﹑地下水資源量（億立方米）﹑人均生活用水量（噸/人）﹑耕地灌溉率（%）﹑萬元工業產值用水量（立方米/萬元）﹑生態用水總量（億立方米）﹑人口自然增長率（%）﹑污水處理率（%）。

3天津市水資源承載力綜合評價

根據公式1-12對天津市2004-2013年的水資源數據進行處理和計算，得到各指標的權重wj為：0.144356782﹑0.103257482﹑0.160248857﹑0.134642689﹑0.073456685﹑0.061893429﹑0.176238578﹑0.049832447﹑0.096073051。D+為：0.049832447﹑0.049623457﹑0.049228699﹑0.071785689﹑0.074000268﹑0.117492385﹑0.137074449﹑0.140109669﹑0.176238578﹑0.134642689。D-為：0﹑0﹑0﹑0﹑0.029373096﹑0.033752446﹑0﹑0.026978955﹑0.046836927﹑0。Ci為：0.440971349﹑0.366157732﹑0.392946353﹑0.411347476﹑0.511007941﹑0.339800073﹑0.38580184﹑0.349658732﹑0.473008979﹑0.410067689。

由結果可知，天津市水資源承載力較弱的年份是2005年﹑2006年﹑2009年﹑2010年﹑2011年，水資源承載力一般的年份為2004年﹑2007年﹑2012年﹑2013年，水資源承載力較好的年份是2008年。

近幾年來的調水工程引黃河之水入津﹑引灤入津等扭轉了天津用水陷入困境的局面。天津屬于沿海城市，近年來利用海水技術的提高，以及把工業轉移到臨海地區，用海水來發展工業等，也緩解了一部分供水壓力。由結果可知，天津市的水資源承載力狀況并不樂觀，處于較好的階段只有2008年。因此天津市水資源合理開發利用與保護迫在眉睫。

4結論

本文通過利用TOPSIS法得出天津市近10年來的水資源承載力，并得到天津市的水資源承載力狀況為：天津市水資源承載力較弱的年份是2005年﹑2006年﹑2009年﹑2010年﹑2011年，水資源承載力一般的年份為2004年﹑2007年﹑2012年﹑2013年，水資源承載力較好的年份是2008年。OPSIS法是多目標決策分析中的一種有效的常用方法，并利用信息熵的思想來確定權重，確定了權重的客觀性，提高了模型的準確性，因此我們可將詞方法用于研究區域水資源承載力方面。

參考文獻：

［1］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，1992:210-220

［2］呂建樹，劉洋，楊念貴.基于改進TOPSIS法的水資源承載力研究［J］.水資源與水工程學報，2009，20（3）:83-86.

［3］張志芬，王江.基于TOPSIS模型的區域水資源承載力評價方法簡介［J］.內蒙古水利，2009，（6）:62-63

［4］雷勛平，吳楊，葉松等.基于熵權可拓決策模型的區域糧食安全預警［J］.農業工程學報，2012，28（6）：233-239.