高樹東

（濰坊市水利局，山東 濰坊 261031）

水安全是指一個國家（地區(qū)）實際可以利用的水資源能夠保障該國（地區(qū)）經(jīng)濟(jì)社會當(dāng)前需要和可持續(xù)發(fā)展的需要，涵蓋生命安全、經(jīng)濟(jì)安全、生態(tài)環(huán)境安全、社會安全和管理安全等方面。

濰坊市地處膠東半島西部，是山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)的主體，也是山東重要的交通樞紐，素有“半島走廊”之稱。2007年濰坊市總?cè)丝?59.1萬人，人口數(shù)量占全省的近1/10，但當(dāng)?shù)厮Y源總量不足，人均占有量只有315 m3，僅約全國的1/5。由于對水資源過度和不合理地開發(fā)利用，使水生態(tài)環(huán)境受到破壞，水環(huán)境狀況趨于惡化，對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活產(chǎn)生了負(fù)面影響，造成了一系列的水安全問題。今后隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展、人民生活水平和城市化水平的日益提高，各部門需水量仍將不斷增加，水安全形勢勢必會更加嚴(yán)峻。

開展濰坊市水安全評價，從全局把握該市當(dāng)前及未來一段時間內(nèi)水安全狀況，對于提高濰坊市水安全程度、保障經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

1 多級模糊綜合評價模型

3）對每個Uk按一級模型分別進(jìn)行綜合評價。

4） 再將每個子集Uk作為一個元素看待，用Ck1作它們的單因素評價，即U=｛u1,u2，…，us｝的單因素評價矩陣為Rk2：

每個Uk作為U 的一部分，反映的是U 的某種屬性，這樣就可以按它們的重要性給出權(quán)重分配Ak2=（ω1，ω2，ω3，…，ωs）。于是二級綜合評價為：

5）依具體評價的情況，可進(jìn)行多次循環(huán)，以實現(xiàn)多次綜合評價，其最終確定的綜合評價結(jié)果為：

2 水安全評價指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)科學(xué)性、完備性、動態(tài)性與靜態(tài)性相結(jié)合，定性與定量相結(jié)合，可比性、可操作性和全面與實用性等原則，在充分考慮所有影響因素下，結(jié)合濰坊市現(xiàn)階段的實際情況和資料狀況提出實用的指標(biāo)體系如圖1 所示。

該指標(biāo)體系應(yīng)涵蓋生命安全、經(jīng)濟(jì)安全、生態(tài)環(huán)境安全、社會安全、管理安全5個方面，涉及水質(zhì)、水量等水安全的內(nèi)涵問題，又要涉及糧食安全、水管理等的外延問題。

圖1 濰坊市水安全評價指標(biāo)體系

3 水安全評價計算

3.1 指標(biāo)權(quán)重確定

本次研究，采用層次排序法（AHP）來確定指標(biāo)權(quán)重。層次分析是美國著名的運(yùn)籌學(xué)專家匹茲堡大學(xué)教授T.L.Saaty 于70年代提出的層次排序法（AHP法），原理簡單，有較嚴(yán)格的數(shù)學(xué)依據(jù)，廣泛應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)的分析與決策。指標(biāo)權(quán)重計算結(jié)果見表1。

表1 指標(biāo)權(quán)重計算結(jié)果表

3.2 濰坊市水安全狀況評價

所謂絕對評價，即通過分析區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，以及水資源的利用狀況，確定區(qū)域水安全的絕對狀態(tài)。本次利用建立的多級模糊綜合評價方法，進(jìn)行區(qū)域水安全的絕對水安全評價。

3.2.1 隸屬度函數(shù)確定

利用多級模糊綜合評價模型進(jìn)行水安全評價，各指標(biāo)隸屬度函數(shù)極為重要。本次研究對區(qū)域水安全狀況進(jìn)行模糊評價，取論域U=｛uⅠ(生命安全)、uⅡ(經(jīng)濟(jì)安全)、uⅢ(生態(tài)環(huán)境安全)、uⅣ(社會安全)和uⅤ(管理安全)｝。再利用安全程度來表示水安全的等級，具體評定分為5個等級V=｛v1(非常安全)，v2(安全)，v3(基本安全)，v4(不安全)，v5(極不安全)｝。

根據(jù)研究問題的性質(zhì)選用三角形隸屬度函數(shù)來確定各等級的隸屬度。為消除相鄰等級躍變引起的不合理現(xiàn)象，將每個等級區(qū)間的中點(diǎn)作為分界點(diǎn)，當(dāng)指標(biāo)進(jìn)入?yún)^(qū)間的中點(diǎn)時，該指標(biāo)對該等級的隸屬度為1.0，進(jìn)入相鄰區(qū)間中點(diǎn)時，對該等級的隸屬度為0。各等級的隸屬度關(guān)系如圖2 所示。

圖2 越小越優(yōu)型指標(biāo)的隸屬度函數(shù)關(guān)系

以越小越優(yōu)型指標(biāo)為例，其隸屬度函數(shù)計算如下：其中：

式中：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示隸屬度區(qū)間，A、B、C、D、E表示區(qū)間端點(diǎn)值。

越大越優(yōu)型指標(biāo)各級別的隸屬度函數(shù)計算公式I 到V 級順序與越小越優(yōu)型指標(biāo)相反。由此，確定各指標(biāo)隸屬度函數(shù)。

3.2.2 絕對水安全評價

本文分別從2007年現(xiàn)狀水平年和2020年規(guī)劃水平年來評價濰坊市水安全狀況。濰坊市基本指標(biāo)值見表2。

根據(jù)已建立的各指標(biāo)的隸屬度函數(shù)計算各個指標(biāo)的隸屬度值。根據(jù)計算得到的隸屬度值可得到各指標(biāo)的水安全評價矩陣，運(yùn)用多層次多目標(biāo)評價模型，對其水安全狀況進(jìn)行了評價，得到評價結(jié)果如下：

C現(xiàn)狀水平年=(0.1535 0.2086 0.2395 0.2264 0.1720)

C規(guī)劃水平年=(0.2944 0.3030 0.0826 0.1780 0.1420)

由絕對評價計算結(jié)果可得出：

現(xiàn)狀水平年濰坊市綜合水安全隸屬于非常安全的概率為15.35%，安全概率為20.86%，基本安全概率為23.95%，不安全概率為22.64%，極不安全的概率為17.20%，根據(jù)最大隸屬度原則，濰坊市2007年水安全隸屬于“基本安全”級別。

規(guī)劃水平年濰坊市綜合水安全隸屬于非常安全的概率為29.44%，較安全概率為30.30%，基本安全概率為8.26%，不安全概率為17.8%，極不安全的概率為14.2%，根據(jù)最大隸屬度原則，濰坊市2020年水安全隸屬于“安全”級別。

表2 濰坊市基本指標(biāo)值

4 結(jié) 語

本次研究從水安全評價自身特點(diǎn)及相關(guān)要求角度出發(fā)，為反映濰坊市的實際情況，選取了生命安全、經(jīng)濟(jì)安全、生態(tài)環(huán)境安全、社會安全和管理安全5大方面21個指標(biāo)建立了濰坊市水安全評價指標(biāo)體系，并利用建立的模糊綜合評價模型進(jìn)行了濰坊市水安全評價。結(jié)果表明，濰坊市現(xiàn)狀水平2007年水安全程度為“基本安全”，規(guī)劃水平2020年水安全程度為“安全”。