水资源系统多目标综合评估模型与方法_贺新春
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水资源保护规划方案的综合评估方法水资源是人类生活和经济发展的重要基础,而水资源保护规划方案的综合评估方法则是确保水资源可持续利用的关键。
本文将探讨水资源保护规划方案的综合评估方法,以期为相关决策提供参考。
一、引言水资源是人类生存和发展的基本需求,而全球范围内水资源短缺的问题日益突出。
为了保护水资源并实现可持续利用,各国纷纷制定了水资源保护规划方案。
然而,如何评估这些规划方案的综合效益,仍然是一个具有挑战性的问题。
二、水资源保护规划方案的综合评估指标综合评估水资源保护规划方案的效益需要考虑多个指标。
首先是水资源的数量和质量,包括地下水和地表水的储量、水质状况等。
其次是水资源利用的效率,包括水资源的供水能力、供水稳定性等。
此外,还需要考虑水资源保护规划方案对生态环境的影响,包括水生态系统的保护和恢复等。
最后,还需要考虑经济效益和社会效益,包括水资源利用的成本、社会稳定性等。
三、水资源保护规划方案的综合评估方法综合评估水资源保护规划方案的方法有很多种,下面介绍几种常用的方法。
1. 熵权法熵权法是一种常用的综合评估方法,它能够将各个指标的权重进行合理分配。
该方法首先需要对各个指标进行标准化处理,然后计算各个指标的熵值,再根据熵值计算各个指标的权重。
最后,将各个指标的权重与其对应的得分相乘,即可得到各个指标的综合得分。
2. 灰色关联分析法灰色关联分析法是一种基于灰色系统理论的综合评估方法,它能够考虑各个指标之间的相互关联性。
该方法首先需要对各个指标进行标准化处理,然后计算各个指标之间的关联度。
最后,将各个指标的关联度与其对应的得分相乘,即可得到各个指标的综合得分。
3. 层次分析法层次分析法是一种常用的多指标决策方法,它能够将复杂的评估问题分解为多个层次,并通过专家判断确定各个层次之间的权重关系。
该方法首先需要构建层次结构模型,然后通过专家问卷调查或专家访谈等方式确定各个层次之间的权重关系。
最后,将各个指标的得分与其对应的权重相乘,即可得到各个指标的综合得分。
水资源利用效率评估指标与方法水资源是人类生存和发展的重要基础。
随着全球人口的增长和经济的发展,对水资源的需求不断增加,而水资源的供应却面临着严重的压力。
为了合理利用水资源,提高水资源利用效率成为一项重要任务。
本文将介绍水资源利用效率评估的指标与方法。
一、水资源利用效率评估指标1. 用水量指标用水量指标是评估水资源利用效率的重要指标之一。
常用的用水量指标包括人均用水量、行业用水量、农业用水量等。
人均用水量反映了单位人口的用水需求,可以用来评估水资源利用的合理程度。
行业用水量是指各行业在生产过程中所消耗的水量,通过比较不同行业的用水量,可以评估各行业的水资源利用效率。
农业用水量是指农业生产中用于灌溉的水量,也是评估农业水资源利用效率的重要指标。
2. 用水效率指标用水效率指标反映了单位水资源投入所产生的经济效益。
常用的用水效率指标包括水资源利用弹性、用水量弹性、用水生产率等。
水资源利用弹性是指水资源供给和需求之间的响应关系,可以评估水资源利用的灵活性。
用水量弹性是指用水量对经济增长的响应关系,体现了水资源利用和经济发展的关系。
用水生产率是指单位投入水资源所产生的产出值,可以反映出水资源利用的经济效益。
3. 水资源利用效益指标水资源利用效益指标可以评估单位水资源投入所产生的社会效益。
常用的水资源利用效益指标有水资源回收利用率、用水节约率、水资源损失率等。
水资源回收利用率是指单位水资源投入所回收利用的比例,可以评估水资源的再利用程度。
用水节约率是指单位水资源投入所节约的比例,反映了水资源利用的节约程度。
水资源损失率是指在水资源供应和利用过程中的损失比例,可以评估水资源利用的损失程度。
二、水资源利用效率评估方法1. 统计分析方法统计分析方法是水资源利用效率评估的常用方法之一。
通过搜集和整理相关的统计数据,建立水资源利用效率的评估模型,对水资源利用状况进行定量分析。
统计分析方法可以充分利用大量的历史数据,通过比较和分析,评估当前水资源利用的效率,并预测未来的发展趋势。
水资源管理可持续性评估综合指标与方法水资源是人类社会生存、发展和生态环境的基础,而水资源管理的可持续性评估旨在评估和提高水资源的合理利用与保护,以实现未来的可持续发展。
本文将探讨水资源管理可持续性评估的综合指标与方法。
一、综合指标在水资源管理可持续性评估中,常用的综合指标包括水资源利用效率、水资源保护程度、水环境状况、水资源利用结构等。
1. 水资源利用效率水资源利用效率是衡量水资源利用与供应的高效性的指标。
该指标可以通过衡量供水系统的漏损率、农业用水的灌溉效率、工业用水的回用率等来评估水资源的利用效率。
提高水资源利用效率可以减少浪费、提高供需平衡和保护生态环境。
2. 水资源保护程度水资源保护程度是衡量社会对水资源保护行动的力度和效果的指标。
该指标可以通过评估水资源的污染程度、水生态系统的健康状况、水源地的保护措施等来评估水资源的保护程度。
加强水资源保护,减少水污染和生态破坏,是实现水资源可持续利用的关键。
3. 水环境状况水环境状况是衡量水体质量和水生态系统健康的指标。
该指标可以通过评估水体的水质状况、河流湖泊的生态功能等来评估水环境的状况。
保持水环境的健康状况,有利于维护水资源的可持续利用和生态平衡。
4. 水资源利用结构水资源利用结构是衡量水资源利用方式合理性和多样性的指标。
该指标可以通过评估不同行业和用途的水资源利用比例,如农业用水与工业用水的比例、城市供水与农村供水的比例等来评估水资源利用结构。
合理调整水资源利用结构,使其更加多样化和适应性强,可以提高水资源的可持续利用性。
二、评估方法水资源管理可持续性评估的方法主要有定性评估和定量评估两种方法,可以综合运用。
1. 定性评估方法定性评估方法主要基于专家经验和定性分析,通过对水资源管理现状和存在问题的描述和分析,来评估可持续性水平。
这种方法具有较低的数据要求,适用于初步评估和问题发现阶段,但主观性较强。
2. 定量评估方法定量评估方法主要基于数学模型和指标体系,通过数学计算和数据分析,来评估可持续性水平。
水资源管理的多目标优化研究水,是生命之源,是人类社会发展不可或缺的重要资源。
然而,随着人口的增长、经济的发展以及环境的变化,水资源面临着日益严峻的挑战。
水资源管理的多目标优化成为了当前水资源领域研究的重要课题,旨在实现水资源的合理分配、高效利用以及可持续发展。
水资源管理的目标通常包括满足社会经济发展的用水需求、保障生态环境的用水、提高水资源的利用效率以及降低水资源开发利用的成本等。
这些目标之间往往存在着相互关联和制约的关系,使得水资源管理成为一个复杂的多目标优化问题。
在社会经济发展方面,工业、农业和城市生活用水的需求不断增长。
工业生产需要大量的水资源来进行冷却、清洗和加工等工序;农业灌溉也依赖于充足的水源来保证农作物的生长和丰收;城市居民的日常生活用水更是不可或缺。
然而,水资源的供给是有限的,如果不能合理规划和分配水资源,就可能导致某些地区或行业出现用水短缺的情况,从而制约经济的发展。
生态环境保护也是水资源管理的重要目标之一。
河流、湖泊、湿地等生态系统需要一定量的水来维持其生态功能和生物多样性。
如果过度开发水资源,导致河流断流、湖泊干涸、湿地萎缩等,将会对生态环境造成严重的破坏,进而影响整个生态系统的平衡和稳定。
提高水资源的利用效率是解决水资源短缺问题的关键。
通过推广节水技术和措施,如改进灌溉方式、加强工业用水循环利用、提高城市居民的节水意识等,可以在不增加水资源总量的情况下,满足更多的用水需求。
同时,降低水资源开发利用的成本也是水资源管理需要考虑的因素之一。
合理选择水资源开发项目、优化水资源配置方案以及提高水资源管理的效率等,都可以降低水资源开发利用的成本,提高水资源的经济效益。
为了实现水资源管理的多目标优化,需要综合运用多种方法和技术。
首先,要建立科学合理的水资源模型。
水资源模型可以模拟水资源的供需情况、水流运动规律以及水资源开发利用对环境的影响等,为水资源管理决策提供依据。
常见的水资源模型包括水文模型、水资源优化配置模型、水生态模型等。
水资源管理中的多目标规划模型研究水是我们生命中必不可少的资源之一,然而随着经济的快速发展和人口的增长,水资源的需求量不断增加,并面临着日益严重的短缺问题。
因此,如何对水资源进行合理规划和利用,以实现资源的最大利用和保护环境,是当前水资源管理领域的热门话题之一。
多目标规划模型的应用已成为解决这个问题的重要手段之一。
一、多目标规划模型的定义及特点多目标规划模型是指在决策中存在多个目标时,通过数学模型确定一组业已做到最优或相对最优的方案的决策方法,是一种应用非常广泛的数学优化方法。
多目标规划模型的特点在于解决了单目标规划模型无法兼顾多个目标的问题,可以更好的考虑决策问题中各种目标之间的协调与平衡,进而得出较优的决策方案。
二、多目标规划模型在水资源领域的应用在水资源管理领域,多目标规划模型具有重要的应用价值。
水资源管理面临着多种目标,如经济效益、水资源保护、供水安全等,而这些目标之间的协调与平衡是非常关键的。
因此,多目标规划模型的应用能够帮助决策者找到较优的方案,以达到更好的综合效益。
应用多目标规划模型能够解决如下几个问题:1. 如何在限制性条件下,实现供水安全目标与经济效益目标的平衡?例如,在某地区,由于气候干旱,水资源短缺,而当地经济却需求大量水源,如何在保证供水安全的前提下确保经济效益最大化?2. 如何在降低污染与保护环境之间寻找平衡点?例如,在某城市的河流上游,农业生产仍然是当地的主要经济来源,但是农业生产过程中存在污染排放,如何在保障农业生产的同时,避免河水污染扩大,达到保护环境的要求?3. 如何在资源的合理配置与利用中进行平衡?例如,在多水源的地区,各水源间的水量分配是一个较复杂的问题,在实现供水安全的前提下,如何平衡各水源的利用,以达到更好的综合效益?三、多目标规划模型的研究进展在水资源管理领域,多目标规划模型的研究已有多年的历史。
研究人员不断探索新的多目标规划模型,推进了这一领域的发展。
水资源管理中的多目标决策模型建立与应用多目标决策模型在水资源管理中的建立与应用水资源是人类生存和发展的重要基础资源,而水资源管理则是保障水资源可持续利用的关键环节。
随着人口增长和经济发展,水资源管理面临着越来越多的挑战,其中之一就是如何在多个目标之间做出合理的决策。
多目标决策模型的建立与应用为解决水资源管理中的矛盾和冲突提供了重要的理论和方法支持。
建立多目标决策模型的首要任务是明确水资源管理的多个目标。
水资源管理既需要保障人民的基本生活需求,又要支持工农业生产和经济发展,还要保护生态环境和维护水体的水质。
因此,一个合理的多目标决策模型需要将这些目标纳入考虑,同时平衡不同目标之间的关系。
例如,在选择供水方案时,既要考虑城市居民的生活用水,又要考虑农田的灌溉用水和工业用水,还要考虑保护水源地的生态环境。
建立多目标决策模型的关键是确定决策变量和约束条件,以及建立目标函数。
在水资源管理中,决策变量可以是不同供水方案的具体实施方案,约束条件则包括水资源的可支配量、供水能力以及经济、社会、环境等方面的条件。
目标函数的建立要考虑不同目标的权重,以便在求解过程中权衡不同目标之间的重要性。
例如,在垂直农业供水问题中,目标函数可以是最大化粮食产量,但也需要考虑最小化水资源消耗和最大化经济效益等目标。
多目标决策模型的建立需要运用数学方法和优化算法来求解。
其中,常用的方法包括线性规划、整数规划、动态规划等,这些方法可以通过建立数学模型将水资源管理问题转化为数学问题,进而通过求解算法得到最优的决策结果。
例如,可以通过线性规划模型来确定最优的供水方案,使得水资源利用效率最大化,同时满足各类需求和约束条件。
优化算法则是对数学模型进行迭代计算,以求得最优解。
多目标决策模型在水资源管理中的应用是解决实际问题的重要手段。
通过建立合理的多目标决策模型,可以帮助决策者从多个维度和角度理解和分析问题,为决策者提供多种选择,优化决策结果。
水资源承载力评估模型与分析方法水资源是人类生存和经济发展的重要基础,但随着全球人口的增加、城市化进程的加快以及气候变化等因素的影响,水资源供需矛盾日益突出。
因此,评估水资源承载力并探索分析方法对于制定科学合理的水资源管理政策具有重要意义。
一、水资源承载力的概念及意义水资源承载力是指特定区域在一定时期内,可提供并满足自然生态系统、社会经济发展和人民生活各种需求的水资源量。
水资源承载力的评估可以帮助决策者更好地了解自己所管理的区域的水资源状况,为制定合理的水资源管理措施提供科学依据。
水资源承载力评估的核心是确定评估指标和建立评估模型。
下面将介绍一些常用的水资源承载力评估指标和模型。
二、水资源承载力评估指标1. 水资源消耗指标:包括总用水量、人均用水量、水资源消耗强度等指标。
通过分析这些指标可以评估水资源的利用效益和合理性。
2. 水资源供需平衡指标:包括水资源利用率、水资源供需矛盾指数等指标。
通过分析这些指标可以评估当前水资源供需的平衡度,以及未来水资源供需情况的预测。
3. 水环境质量指标:包括水质污染程度、水生态系统健康等指标。
通过分析这些指标可以评估水环境的质量,为水资源保护提供参考。
4. 水资源可持续利用指标:包括水资源再生利用率、节水技术应用等指标。
通过分析这些指标可以评估水资源的可持续利用程度,为保障未来水资源供应提出建议。
三、水资源承载力评估模型1. 统计分析模型:通过大量的历史水资源数据,利用统计学方法分析水资源的供需关系,预测未来水资源供需情况。
常用的统计分析方法有回归分析、时间序列分析等。
2. 系统动力学模型:该模型通过考虑水资源系统内部的各种变化因素和相互关系,建立动态模型,模拟水资源的变化趋势和趋势变化对供需关系的影响。
3. 灰色关联分析模型:该模型通过将不确定的因素转化为确定的关系强度,分析水资源承载力与其它因素之间的关联程度。
灰色关联分析模型可以帮助决策者判断不同因素对水资源承载力的影响程度。
水资源分配中的多目标决策模型研究一、引言水资源是人类生产和生活活动所必需的一种资源,也是国家发展和人民生计的一个重要保障。
而随着人口的增长、经济的发展以及全球气候变化的影响,水资源的紧缺问题越来越严重,这也促使我们不断探索合理的水资源分配模型。
本文旨在介绍多目标决策模型在水资源分配中的应用研究,为水资源管理提供一定的理论依据以及实践指导。
二、多目标决策模型简介多目标决策模型是在多目标优化问题基础上建立的数学模型。
它允许在不完全了解问题背景的情况下,同时优化多个、有时相互矛盾的目标。
在水资源分配领域,多目标决策模型可以用于优化分配方案中的水量、质量、效益等多个目标。
三、多目标决策模型在水资源分配中的应用1.水资源分配目标水资源分配目标通常包括水质目标、水量目标、效益目标和生态目标等。
其中,水质目标需要考虑水质达标率、水质稳定性等;水量目标通常涉及可持续利用和避免浪费;效益目标则需要考虑水资源的经济、社会、生态价值等;生态目标方面则需要考虑水体的养护和生态平衡等问题。
2.多目标模型建立在水资源分配领域,多目标决策模型常用的方法有熵权法、灰色模型、神经网络模型等。
具体而言,这些方法可以通过对不同目标的权重、灵敏度、约束条件等进行建模来实现多目标优化。
3.多目标模型应用多目标模型在水资源分配中的应用主要体现在以下几个方面:(1)根据不同地区、不同水体的特点建立多目标决策模型,优化水资源分配方案;(2)针对水量和水质变化的情况,进行动态优化;(3)通过多种情景分析,优化决策方案,实现多种目标最优化。
四、案例分析以湖南省湘江流域为例,利用多目标决策模型对水资源进行分配。
首先,依据不同的区域特点明确水资源分配目标,根据区域特点和实际情况建立多目标决策模型,包括水量、水质、经济效益和生态目标等四个方面。
然后,根据不同的情景分析实现优化。
最后,通过对方案结果进行评估和调整,得到合理的水资源分配方案。
五、结论本文介绍了多目标决策模型在水资源分配中的应用研究,旨在为水资源管理提供一定的理论依据以及实践指导。
2009年9月水 利 学 报SH UI LI X UE BAO第40卷 第9期收稿日期:2008206203基金项目:水利部公益性行业科研专项经费项目(200801089)作者简介:贺新春(1977-),男,湖北宜昌人,博士,高级工程师,主要从事水资源系统规划与管理研究。
E 2mail :hxc9502@文章编号:055929350(2009)0921033207水资源系统多目标综合评估模型与方法贺新春1,李兴拼2,刘卫林3(1.珠江水利委员会珠江水利科学研究院,广东广州 510611;2.华南理工大学土木与交通学院,广东广州 510640;3.南昌工程学院,江西南昌 330099)摘要:探讨了水资源系统的多目标综合评估模型和方法。
以克服现有评价方法中采用主观赋权法和客观赋权法等方法确定评价指标权重中的缺点。
为了减小评价标准等级划分的主观性和简化指标值的划分,通过构建差距指数和协调指数降低评价目标的维数。
在此基础上,通过考察评价对象的实际指标值与各理想区间的距离,采用基于理想区间的多目标评估方法进行综合评估。
并以郑州市为例进行计算分析,结果表明本文提出的模型与方法能有效评估区域水资源系统所处的状态,并能揭示影响区域水资源系统状态的关键因子。
关键词:水资源系统;多目标综合评估;权重;维数;理想区间中图分类号:T V213文献标识码:A1 研究背景水资源系统评估是为了定量描述水资源系统的发展状态,识别水资源系统发展过程中的瓶颈因子。
国内外学者对水资源和社会经济系统的综合评估做了大量研究,取得了许多有价值的研究成果,Jay Walmsley[1]、Loucks[2]、刘恒等[3]和宋松柏等[4]研究了水资源可持续利用评价,韩宇平等[5]、贾绍凤等[6]研究了水资源安全评价,这些研究为水资源系统综合评估研究奠定了良好基础。
由于水资源高效安全利用涉及到经济、社会、资源和环境等方面的诸多因素,其评估系统实质是由多要素构成的多维空间大系统。
在水资源系统综合评估中,每一个指标都可以看成是整个系统的一个目标,所有指标一起构成了该系统的多个目标,因此,水资源系统评估是多目标综合评估。
现有研究所采用的评估模型可分为概念性模型、融决策者主观偏好的综合评价法和单纯基于数据指标的评价法三类,这些评价模型不能反映水资源系统的多目标属性。
本文在借鉴现有研究成果基础上,针对水资源系统的多目标属性,探讨水资源系统的多目标综合评估模型和方法,旨在为水资源系统评估研究提供一种新思路。
2 水资源系统多目标综合评估概念模型水资源系统综合评估系统中的任一子系统(或指标)都可以看成是系统的一维(一种属性),所有子系统(或指标)一起构成了系统评估的多维空间。
设评估系统有n 个子系统(或指标),则评估系统的目标向量函数为:F (x )=[f 1(x ),f 2(x ),…,f n (x )]T(1)式中:x 为系统所处的状态;F (x )为系统的目标向量函数;f i (x )为系统第i 个子系统(或指标)对应的指标值,i =1,2,…,n 。
当系统处于目标(理想)状态时,系统的目标(理想)向量为F 3=[f 31,f 32,…,f 3n ]T (2)图1 水资源综合评估系统多维空间示意式中:F 3为系统的目标(理想)向量;f3i为系统处于目标(理想)状态时,第i 个子系统(或指标)对应的指标值,i =1,2,…,n 。
水资源系统综合评估,本质上是对系统的发展状态在系统评估多维空间所处几何位置(状态点)进行的描述和评价,如图1所示。
图1中,f 1,f 2,…,f n 分别为水资源综合评估系统的n 个维(属性);O 为系统的目标(理想)状态;A ,B ,C 分别为系统发展的不同状态。
3 水资源系统多目标综合评估模型与方法多目标综合评估模型需要解决3个关键问题:权重如何确定、评价目标的维数如何降低和评价等级如何确定。
311 确定权重的多目标优化模型 确定评价指标权重的方法概括起来有两大类,即主观赋权法和客观赋权法。
由于主观赋权法在赋权时,主要是依靠专家对指标重要性的了解来对指标赋权重,确定的权重对专家的主观偏好存在不同程度的依赖。
客观赋权法是通过数理运算来获得指标的信息权重,赋权结果往往不能客观反应指标的实际重要程度,有时其赋权结果与客观实际存在一定的差距。
为减少赋权过程中的主观性,充分利用样本包涵的信息,人们又提出了信息熵赋权法,但信息熵赋权法只适应于有许多个评价对象的评价问题,且完全依赖于样本的大量信息,对于评价对象很少或只有一个评价对象的综合评价问题就不适应了。
针对上述问题,本文采用多目标优化法确定权重。
假定评估指标体系具有三层结构:第1层为目标层;第2层为准则层(各子系统),设有m 个子系统;第3层为指标层,设每个子系统下的指标有k i 个(i =m ),指标总数为n 个。
因此,本文所要确定的权重也有三类:第1类为各子系统相对于目标层的权重ωi (i =m );第2类为各子系统的指标相对于子系统的权重ωji (i =m ,j =K i );第3类为各指标相对于目标层的权重W ji (i =m ,j =K i )。
在上述三类权重中,第3类权重W ji 的确定最为关键,是确定第1、2类权重的基础。
设指标层中每个指标的现状值为A k (k =1,2,…,n ),目标值为O k (k =1,2,…,n ),则称向量A =[A 1,A 2,…,A n ]T为评价对象的现状评价值向量,向量O =[O 1,O 2,…,O n ]T为评价对象的理想评价值向量。
由于每个评价对象都有追求理想评价值的努力趋势,同时为了给被评价对象提供最能体现其长处的公平合理的指标权重,所确定的权重应使得被评价对象的现状评价值向量与理想评价值向量之间的差距达到最小[7]。
同时,为了使每个指标都有效的发挥作用,还应避免指标之间的权重分配差距过大。
因此,所确定的权重应满足如下优化模型:min D =∑mi =1∑Kij =1dji・W jimin D ′=∑mi =1∑K i-1j =1|W j i -Wj +1i|+∑m -1i =1∑Kij =1∑Ki +1r =1|W j i -W ri +1|∑mi =1∑Kij =1Wj i=1W ji ≥0,i =1,2,…,m ;j =1,2,…,K i(3)式中:d j i 为第i 个子系统中第j 个指标相对其目标值的差距;W ri +1为第i +1个子系统的第r 个指标相对于目标层的权重。
式(3)的解即为各指标相对于目标层的权重,该方法确定的权重充分考虑了评价对象追求利好的主观能动性和现状指标值包涵的信息。
多目标决策模型有成熟的求解方法,式(3)可采用化多目标为单目标法求解,具体求解方法可参考文献[8]。
各子系统的指标相对于子系统的权重ωji 计算公式如下:ωj i=W j iΠ∑Kij =1W ji (i =1,2,…,m ;j =1,2,…,K i )(4) 各子系统相对于目标层的权重ωi 计算公式如下:ωi =∑Kij =1W ji (i =1,2,…,m )(5)312 评价指标降维模型 根据假定,评估指标体系共有∑mi =1Ki=n 个评价指标,因此其评估系统是个n 维空间体系。
当n 很大,并且评价标准有多个等级时,为对应评价标准的等级,要对n 个指标的指标值划分若干个区间,工作量大,且主观性很强。
因此,为了减小评价标准等级划分的主观性和指标值划分的工作量,需要对评价目标进行降维处理。
本文通过构建差距指数和协调指数来降低评价目标的维数。
同时,构建差距指数和协调指数还基于如下考虑:系统的发展状态由两方面因素决定,一是系统各指标的现状值相对于理想值的发展差距,这反映了系统的绝对发展水平;二是各子系统之间的协调性,这反映了系统各个子系统之间的相对发展水平。
31211 差距指数 差距指数是刻画现状与发展目标之间差距的状态参量,差距指数包括指标差距指数、子系统差距指数和系统差距指数。
(1)指标差距指数。
指标差距指数可根据各评价指标的发展基准、现状和目标之间的相关关系确定。
指标差距指数d j i 越小,表示该指标与发展目标的距离越小,该指标的发展水平越高;d ji 越大,表示该指标的发展水平越低。
(2)子系统差距指数。
水资源评估系统是一个多目标多层级系统,上一层级系统的发展状态由下一层级的发展状态决定。
子系统差距指数就是在指标差距指数的基础上,对评价指标进行层级间的整合,以获取表征子系统局部特征的信息。
子系统差距指数由式(6)确定:d i =∑Kij =1d j i ・ωji (i =1,2,…,m )(6)式中:d i 为第i 个子系统的差距指数,0≤d i ≤1,d i 越小,表示该子系统的发展差距越小;d i 越大,表示该子系统的发展差距越大。
(3)系统差距指数。
系统差距指数反映了系统的现状与发展目标之间的差距。
系统差距指数计算公式如下:d =∑mi =1di・ωi (i =1,2,…,m )(7)式中:d 为系统的差距指数,0≤d ≤1,d 越小,表示系统的发展差距越小;d 越大,表示系统的发展差距越大。
31212 协调指数 根据“水桶原理”,一个水桶的容积取决于它最短的一块木板。
个别子系统或指标的紊乱可能会导致整个系统的崩溃,水资源高效安全利用要求各子系统、各指标之间保持良好的协调性,强调各子系统或各指标的协调发展。
协调指数可以评价各子系统、各指标之间的协调性,揭示影响水资源高效安全利用的瓶颈因子。
协调指数计算公式如下:H =1∑p -1k =1(p -k )∑p -1k =1∑pt =k +1K (k ,t )(8)K (k ,t )=1d (k )=d (t )1-d (t )d (k )=0,d (t )≠01-d (k )d (k )≠0,d (t )=04×d (k )×d (t )[d (k )+d (t )]22d (k )≠d (t ),且d (k )≠0,d (t )≠0(9)式中:H 为协调指数,0≤H ≤1,H 越大,表示各子系统或各指标间协调性越好,H 越小,表示各子系统或各指标间协调性越差;d (k )、d (t )分别为第k ,t 个子系统或指标的差距指数,当H 为整个系统的协调指数时,d (k )和d (t )根据式(6)确定;p 为子系统或指标的总个数。
313 基于理想区间的多目标评估模型 通过构建系统和各子系统的差距指数和协调指数,将各子系统评价空间的维数从K i 维减少到了2维,同时将系统评价空间的维数从∑mi =1K i =n 维减少到了2m 维。
这样,水资源系统综合评估就转化为了两类问题:第1类是对各子系统的评价,评价目标有一个差距指数和一个协调指数;第2类是对系统的整体评价,评价目标有m 个差距指数和m 个协调指数。