气候变化背景下水资源脆弱性评价方法及其应用(4)

地反映水资源脆弱性；3) 主导性：应选取对水资源脆弱性起主导作用的指标，适当减少指标数量；4) 独立性：指标之间在概念、数量关系上应尽量互相独立；5) 可操作性：指标数据应易于获取且受多数学者承认；6) 区域性：指标应充分考虑评价区域的水资源系统特征和社会经济情况。

根据以上构建原则，本研究选取多年平均降水量、年降水量变差系数、多年平均降水量变化率、当年供需比、近5年供需比变化率、万元GDP用水量、人均GDP、三类以上河长比例等8个指标进行水资源脆弱性评价，并将这些指标分为自然环境脆弱性和社会经济脆弱性两类。指标体系框图见图1。多年平均降水量和年降水量变差系数选用1956~2000时段；多年平均降水量变化率是2001~2000时段与1956~2000时段的多年平均降水量的变化率；当年供需比是评价年份供水量与水资源量之比；近5年供需比变化率是至评价年份止的近5年的供需比变化率，万元GDP用水量和人均GDP使用评价年份当年值；三类以上河长比例是评价年份当年区域内水质在三类以上的河长占全部评价河长的比例。

4.2. 数据标准化

由于所选取的指标具有不同的量纲，在评价之前应进行标准化。根据本研究的实际情况，本文选取极差标准方法对各指标对应的数据进行标准化。

在8个指标中，年降水量变差系数、当年供需比、近5年供需比变化率、万元GDP用水量等4个指标为正向指标，使用公式进行标准化；多年平均降水量、

水资源脆弱性

自然环境脆弱性社会经济脆弱性

多多年年近三降平万类年水均当年5

元

水平量降年供人以均变水供需均

上降量需比PDG

河水差用系变比

变PDG

长量

水数

化化量

比率

率

例

Figure 1. Framework of water vulnerability assessment

图1. 水资源脆弱性评价指标体系

198

多年平均降水量变化率、人均GDP、三类水以上河长比例等4个指标为负向指标，使用公式进行标准化。

x xij min xij ij

maxx (1)

ij minx ijx max xij xijij

maxx (2)

ij minxiji 1,2, ,n;j 1,2, ,m

在公式和中，x ij

是标准化后的数值，xij为标准化前的数值，max xij 为xij中最大值，max xij 为xij中最小值。

4.3. 权重确定

本文采用层次分析法确定各指标权重。限于篇幅，层次分析法的具体步骤介绍见文献[6]。指标权重的层次分析法使用Satty的9级标度法进行评分，经专家咨询确定两两指标之间的相对重要性，权重计算结果见表1。

4.4. 水资源脆弱性评价

最终的水资源脆弱性脆弱性指数(WVI，Water Vulnerability Index)采用综合指数加权求和方法计算，见公式。

m

WVIi x ij

wij (3) j 1公式中，WVIi为第i个评价单元的水资源脆弱性

指数，x ij

是标准化后的指标数值，wij是该指标数值对应的权重。水资源脆弱性指数越大，表明该评价单元的水资源脆弱性程度越高，反之则越低。水资源脆弱性指数取值范围为(0,1)。

Table 1. Weights of the assessment indices

表1. 评价指标权重 指标 权重 多年平均降水量

0.083 年降水量变差系数 0.083 多年平均降水量变化率

0.083 当年供需比 0.452 近5年供需比变化率

0.062 万元GDP用水量

0.044 人均GDP 0.035 三类水以上河长比例

0.158

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