基于AHP模型河套灌區引黃用水量主要影響因子的確定

王悅鈺

摘 要：通過對河套灌區諸多影響引黃用水因素的分析，提取15個評價指標，采用AHP中精度較高的e^（0/5）～e^（8/5）標度法，選取權重較大的5個因子作為建立影響河套灌區引黃水量變化模型的關鍵因子，為河套灌區引黃用水統計預測模型的建立提供可靠依據。

關鍵詞：AHP模型;河套灌區;主要影響因子

中圖分類號：TV213.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）10-0194-02

0 前言

層次分析法（AHP）是對一些較為復雜、較為模糊的問題做出決策的簡易方法，它適用于那些在系統工程中對于非定量事件難于完全作定量分析的問題。

在進行引水量統計預測問題的系統分析中，面臨的是一個由相互關聯、相互制約的眾多因素構成的復雜而往往缺少定量數據的系統。因此選擇層次分析法中較高精度的e^（0/5）～e^（8/5）標度法進行主要影響因子的篩選是有效且可行的。

運用AHP建模，主要按以下四個步驟進行：

（1）構建遞階層次結構模型;（2）構造各層次中相應的判斷矩陣;1）目標層（最高層）：問題的預定目標;2）要素層（中間層）：影響目標實現的要素;3）指標層（最低層）：衡量要素層促使目標實現的指標;（3）層次單排序及一致性檢驗;（4）層次總排序及一致性檢驗。

1 AHP模型結構建立

影響河套灌區引黃水量的因子眾多。通過對河套灌區諸多影響引黃用水因素的分析、提取，可從用水管理、供水管理、工程建設、水源及氣候五個方面，15個評價指標，作為該灌區引黃用水影響因子的評價指標，由此構造AHP結構模型。該模型包含決策目標層、中間層要素和指標層。

決策目標層：說明河套灌區引黃用水主要影響因子。引黃用水量影響因子結構圖見圖1。

中間層要素：說明包括用水管理、供水管理、工程建設、水源及氣候等方面對河套灌區引黃用水主要影響因子的影響效果。

指標層：衡量包括用水管理、供水管理、工程建設、水源及氣候等方面對引黃用水主要影響因子影響的15項指標。

2 判斷矩陣的構造及賦值

通過專家打分法構造判斷矩陣及賦值。從AHP模型的中間層開始至指標層，對隸屬于上一層所有指標的同層因素逐一賦值評分。本文判斷矩陣采用較高精度要求的多準則e^（0/5）～e^（8/5）標度法。

3 各層權重的確定

經過分析計算得出所有判斷矩陣對應的權重向量：

決策目標——河套灌區引黃用水影響因子評價因素的權重向量為：Ws=（0.3421，0.1373，0.2622，0.1453，0.1227）。決策目標層判斷矩陣見表1;決策目標判斷矩陣權重見圖2。

次級目標——水源評價因素權重向量為：W1=（0.4596， 0.3290，0.2001）。

次級目標——工程建設評價因素權重向量為：W2=（0.2676， 0.4267，0.3057）。

次級目標——氣候評價指標權重向量為：W3=（0.3548， 0.2905，0.3548）。

次級目標——用水管理評價指標權重向量為：W4=（0.3328， 0.3114，0.3558）。

次級目標——供水管理評價指標權重向量為：W5=（0.3558， 0.3328，0.3114）。

4 一致性檢驗

式中：

CR—判斷矩陣隨機一致性比率;

CI—判斷矩陣一般一致性指標，由公式計算;

RI—判斷矩陣平均隨機一致性指標。

當CR<0.10時，可認為比較判斷矩陣是具有一致性，說明權數的分配是十分合理的;反之，就需要進行判斷矩陣的調整，直到具有較為滿意合理的一致性。

經計算，CR1=0.0709，CR2=0.0042，CR3=0.0001，CR4=0.0172，CR5=0.0678，均<0.10，通過一致性檢驗。

5 模型指標權重結果

根據中間層要素和指標層的權重分析，利用AHP模型，計算出每個指標對河套灌區引黃用水量主要影響因子的權重。

CR總=0.0709，CR總<0.1，通過一致性檢驗，說明所有判斷矩陣均具有較為合理的一致性，經過計算分析的總排序權值可作為每個指標對河套灌區引黃用水影響因子的權重，如表2。

就中間層因素的四項因素而言，水源條件第一，權重32.32%，氣候條件第二，權重27.42%，工程建設、用水管理和供水管理影響程度較小，且大體相當，分別為12.73%、16.34%和11.17%。就指標層而言，影響水源條件的主要因素分別為地表徑流和降水，其層內權重分別為47.60%、33.21%;影響氣候條件的主要影響因素為日照時長、濕度、溫度，影響程度分別為35.42%、29.12%、35.46%;影響工程建設的主要因素為渠系水利用系數和干渠襯砌率，其層內權重分別為42.77%、30.57%;影響用水管理的主要因素分別為種植結構和灌溉面積，其層內權重分別為32.95%、35.24%;影響供水管理的主要因素分別為管理體制和水費，其層內權重分別為33.01%、31.28%。引黃用水影響因子權重對比見圖3。

通過層次分析法選取影響因素的權重較大的5個因子即：徑流、降水、日照時長、溫度、濕度作為建立影響河套灌區引黃水量變化模型的關鍵因子，能為河套灌區引黃用水統計預測模型的建立提供可靠依據。

參考文獻

[1] 張炳江.層次分析法及其應用案例[M].2014.

[2] 范群芳，董增川，杜芙蓉.層次分析法在初始水權第二層次配置中的應用[J].水電能源科學，2008（02）：28-31.