可变模糊模型在水资源短缺风险评价中的应用

可变模糊模型在水资源短缺风险评价中的应用

第２７卷第５期

２００９年１０月水电能源科学ＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＰｏｗｅｒ

Ｖ０１．２７Ｎｏ．５０ｃｔ，２００９

文章编号：ｉ０００—７７０９（２００９）０５—００２１－０４

可变模糊模型在水资源短缺风险评价中的应用

李

帅

刘

冀

董晓华杜发兴

李新哲雷丹

（三峡大学土木水电学院．湖北宜昌４４３００２）

摘要：针对水资源短缺风险评价中各指标具有模糊性及应用单一模型评价存在的偏面性问题．采用可变模糊评价模型进行水资源短缺风险评价可提高评价结果的可靠性。并将熵权作为客观权重与主观权重相结合确定指标综合权重。实例应用结果表明．该模型计算简便．评价结果可靠、合理。关键词：可变模糊集；熵权ｆ水资源；短缺风险；评价

中图分类号：ＴＶ２１３．４；Ｘ８２０．４

文献标志码：Ｂ

水资源系统风险指在特定的时空环境条件下，水资源系统中发生的非期望事件及其发生的概率及由此产生的经济与非经济损失［１］。随着社会经济的发展和环境的变化，水资源短缺问题日益严峻，对水资源系统进行风险管理已成为经济发展的必然趋势，因此亟待对水资源短缺风险进行全面、科学、合理的评价。目前，常用的评价方法有模糊评价法、物元模型、灰色系统理论、层次分析法、人工神经网络及相应的耦合评价方法等，但应用于水资源短缺风险评价中均存在缺陷［２］：①由于各指标评价标准通常为一个区间，而多数评价方法将评价标准或参照标准处理成点的形式；②传统方法采用单一评价模型或一组参数进行评价，结果可靠性差。鉴此，本文采用可变模糊集合评价方法【３￣６］，科学、合理地确定样本指标对各级指标标准区间的相对隶属度和相对隶属函数，通过变化模型及其参数综合确定样本所属的风险评价等级，提高评价结果的可信度与可靠性。以综合权重作为评价指标，采用有序二元比较法［７］、熵权法［８３确定权重，对西安地区水资源短缺风险进行了评价，验证了模型的可靠性与实用性。

缺风险模糊评价理论与模型比较传统的评价方法更符合实际。在模糊评价中，权重的确定对评价结果具有重要影响。熵权法确定权重客观合理，已广泛应用于众多领域。基于熵权水资源短缺风险模糊综合评价就是在运用信息论中的熵技术计算各种指标权重的基础上，结合传统的模糊综合评价法对水资源短缺风险进行评价。可变模糊集理论及模型、指标综合权重的确定详见文献［９］。

２

实例

西安市是一个水资源极度短缺的城市，人均

占有地表水资源量仅３２５ｍ３，相当于全国人均占有量的１／６，世界人均量的１／２４，远低于国际公认的维持一个地区可持续发展人均水资源拥有水平。西安地处内陆，多次发生“水荒”，水土流失严重，整体水质呈恶化趋势，暴露于地面的地裂缝有１１条之多，地下水多年超采，人均地表水资源远低于国际公认的临界值。

针对西安地区水资源短缺风险评价中的模糊型和不确定性，将信息论中的熵值理论应用于评价中，建立基于熵权的水资源短缺风险模糊综合模型，采用风险率、脆弱性、可恢复性、事故周期和风险度作为区域水资源短缺风险的评价指标，建立了综合评价指标体系，运用信息熵反映的数据本身的效用值计算评价指标的权重系数，有效地解决了权重分配的难度，并使权重的确定有了一

１

基于熵权的可变模糊评价模型

水资源短缺风险是一个关系复杂、模糊多变

的体系，存在大量的不确定因素，具有随机性和模糊性，采用模糊数学的概念和方法建立水资源短

收稿日期：２００９—０５—１５。修回日期：２００９—０６—１８

基金项目：国家自然科学基金资助项目（４０７０１０２４）

作者简介：李帅（１９８７一）．男．研究方向为水文与水资源．Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉｓｈｕａｉｌ９８７０６１２＠１６３．ｃｏｒｎ

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