基于聚類分析的黑龍江省水資源協調能力評價指標選取

王同旭，崔 月

(黑龍江省大慶水文水資源中心，黑龍江 大慶 163000)

黑龍江省位于我國東北部，是我國位置最北、緯度最高的省份，有松花江、黑龍江、烏蘇里江、綏芬河四大水系[1]。近年來，通過國內外學者的不斷努力，評價指標的建立方法也變得靈活多樣，目前水資源評價指標建立的方法有：相關系數法、變異系數法、極大不相關系數法、層次分析法、熵值法、專家咨詢法、主成分分析法、聚類分析法等[2]。通過聚類分析方法，對黑龍江省水資源協調能力評價指標進行篩選，從而為實現水資源可持續開發利用與保護提供相應科學依據和決策參考。

1 數據來源

文章的數據來源于《黑龍江省水資源公報》和《黑龍江統計年鑒》，見表1。

表1 黑龍江省各大流域水資源基礎數據

續表1 黑龍江省各大流域水資源基礎數據

2 評價指標初選

考慮水資源與社會、經濟、環境等因素影響，以及水資源系統自身發展情況，從“水資源與社會協調發展因素”、“水資源與經濟協調發展因素”、“水資源與環境協調發展因素”、“水資源系統自身發展因素”四個方向入手初選出黑龍江省四大流域(黑龍江干流、松花江、烏蘇里江、綏芬河)水資源較為常用的31項指標，見表2。

表2 黑龍江省四大流域水資源協調能力評價指標初選

3 基于聚類分析的評價指標篩選

采用聚類分析法中加權歐式距離公式并通過熵權法求出上述指標的權重。

(1)

在水資源與社會協調發展因素中，7項指標可分為3類，人口密度、需水模數為第1類，人均用水量、人口增長率、城鎮人均需水量為第2類，人均用水定額為第3類，農民人均收入權重過小，故不做聚類分析。

在水資源與經濟協調發展因素中，8項指標可分為3類，人均GDP、農業人均產值、農業用水指標為第1類，人均糧食產量、灌溉率為第2類，工業人均產值、人均消費水平、為第3類，工業用水指標權重過小，故不做聚類分析。

在水資源與環境協調發展因素中，6項指標可分為3類，耕地率、廢水占有率、生態環境用水率、水土流失治理率為第1類，森林覆蓋率為第2類，水土流失率為第3類。

在水資源系統自身發展因素中，10項指標可分為3類，年徑流深、供水模數、水資源開發利用率、地下水開發程度、人均需水量、地下水資源模數為第1類，地下水開發程度、地表水資源模數為第2類，人均水資源量為第3類。

再通過matlab程序進一步驗證，選取各類權重較大的指標作為最終的評價指標，共12項，見表3。

表3 基于聚類分析的黑龍江省四大流域水資源協調能力評價指標結果

4 結 論

從水資源與社會、水資源與經濟、水資源與環境、水資源系統自身四個方向入手初選出黑龍江省四大流域水資源協調能力評價較為常用的31項指標，用聚類分析法中加權歐式距離公式并通過熵權法求出上述指標的權重，再通過matlab程序進一步驗證，選取各類權重較大的指標作為最終的評價指標，包括人均用水定額等12項。