基于模糊综合评价的湘西自治州水资源承载力研究

李文宝

（湖南农业大学长沙市410128）

基于模糊综合评价的湘西自治州水资源承载力研究

李文宝

（湖南农业大学长沙市410128）

文章以2006～2015年湘西自治州水资源和国民经济与社会发展统计数据为基础，运用模糊综合指数评价方法，对湘西自治州水资源承载力进行分析评价，并对该地区2020、2025、2030年的水资源承载能力进行预测。研究结果表明未来湘西自治州水资源承载力逐步下降，水资源短缺将成为制约该地区经济社会发展、人民生活水平提高、生态环境可持续健康发展的重要因素。

湘西自治州水资源承载力综合评价

湘西自治州地处武陵山区腹地，在全国主体功能区规划中属于国家限制开发区的重点生态功能区中的武陵山区生物多样性及水土保持生态功能区[1]。湘西自治州又是国家西部大开发、武陵山片区区域发展与扶贫攻坚连片特困地区[2]，经济社会发展滞后，面临着保护与发展的双重压力，到2020年要实现全面小康，任务十分艰巨。对湘西自治州水资源承载力进行研究，判断该地区水资源所能承载的人口、社会经济规模和开发潜力，一方面能为政府决策提供依据，另一方面能唤起公众节水保水意识，以期水资源的可持续利用，因此，具有一定的理论和现实意义。

1 国内外研究现状简述

水资源承载力是将承载力概念应用于水资源领域的提法，国外很多专家把它纳入可持续发展问题予以研究[3]。英国的斯莱瑟教授提出了ECCO模型，运用系统动力学方法分析水资源承载力和人口之间的动态变化关系[4]。美国的URS公司采用模型方法对Keys流域生态系统的承受能力进行了模拟和评价[5]。国内学者对水资源承载力的研究起步较晚，主要从干旱缺水的西北地区开始，然后向其他地区扩展。新疆水资源软科学课题研究组率先对新疆水资源承载力进行了研究[6]。施雅风，曲耀光等采用常规趋势法对新疆乌鲁木齐河流域水资源承载力开展了研究[7]。随着研究的深入，水资源承载力研究的理论基础不断丰富，逐步向系统性、专题性发展，方法更多样，研究区域更广泛，成果也更丰硕。

2 湘西自治州水资源承载力评价

2.1 水资源情况简述

湘西自治州位于湖南西北部，地势由西北向东南倾斜，地形以丘陵和山地为主，地势较高，平均海拔200 m以上，山地地形特点易产生空气对流形成积雨区，降水量丰富。汇总湘西自治州2006～2015年水资源量和各类用水指标如表1表2所示。

数据来源：《湖南省水资源公报》（2006～2015年）、《湘西自治州国民经济和社会发展统计公报》（2006～2015年）。

2.2 水资源承载力评价模型

本文主要采用模糊综合评判法，通过建立模糊综合评判模型能够较好地对水资源承载力作多因素、多层次地综合评价，比较全面地反映区域水资源承载力状况[8～10]。综合评判模型如下：

表1 2006～2015年湘西自治州水资源量亿m3

给定两个有限域U={U1，U2，…，Un}，V={V1，V2，…，Vn}其中U代表综合评判因素所组成的集合，V代表评判所组成的集合，则模糊评判为B=A×R，式中A为U上的模糊子集，A={a1，a2，…，an},0＜ai＜1，ai为Ui对A的隶属度，它是单因素Ui在评定因素中所起作用大小的变量，在一定程度上代表Ui评定等级的能力；而评判结果B则是V上的模糊子集，B={b1，b2，…，bn},0＜bj＜1，bj则为等级Vj对综合评判所得模糊子集B的隶属度，它表示综合评判的结果。

具体模型为：

表2 湘西自治州2006～2015年各类用水指标

综合评定采用数量化评判集的值以及B矩阵中各等级隶属度赋值，根据下式计算：

式中α值即为基于综合评判结果矩阵B的水资源承载力综合评分值。

2.3 评价结果

根据前面的建模分析，选取人均水资源可利用量，水资源利用率，人均供水量，供水模数，万元工业产值需水量，耕地灌溉率，生活需水定额，需水模数，生态环境需水率等9个能够较好反映湘西自治州水资源特征的指标进行评价。

根据各评判因素对水资源承载能力影响强弱，结合湘西自治州水资源实际开发利用现状，将各评判因素对水资源的承载力所产生的影响赋予不同的权重值。权重矩阵A=（0.11，0.15，0.13，0.13，0.1，0.1，0.13，0.09，0.06）。

根据文中水资源承载力模糊评价各指标隶属度关系，计算出各指标因素不同年份关于V1、V2、V3的隶属度矩阵R，然后结合权重矩阵A，通过计算得出湘西自治州不同年份水资源承载力的评判结果矩阵B。

湘西自治州2015、2020、2025、2030年矩阵分别为R1，R2，R3，R4。

表3 湘西自治州水资源承载力评价因素指标

根据以上矩阵计算，可以得出湘西自治州2015～2030年水资源承载力多因素综合评价指数值。计算结果如表4。

表4 湘西自治州水资源承载力综合指数评价值

从上述结果可以看出，湘西自治州水资源承载力综合评价指数值由2015年的0.428 6下降至2020年的0.407 6、2025年的0.351 9，2030年的0.329 7，反映出湘西自治州未来水资源承载力整体呈下降趋势，水资源供需问题开始逐步凸现。

3 结论与建议

（1）本文采用的模糊综合指数评价法，通过导入湘西自治州以往水资源数据资料，对各因子进行量化分析计算，得出的数据结果反映了湘西自治州水资源承载力的真实情况及未来发展趋势。

（2）本研究仅收集了该地区最近10年的基础数据资料，采用模糊综合评价法分析求得水资源承载力综合评价指数，不可避免的存在一些误差因素的影响及模型本身的缺陷，但分析结果仍能反映水资源承载能力的强弱程度。今后对水资源承载综合指数评价应收集更多资料，改进评价模型，减少失真度，精确评价指标，以期作出更科学的评价。

（3）湘西自治州应从水资源规划整体战略出发提高水资源承载力，通过加强对天然降水的利用，建设蓄水调水工程，扩大地表水储备量，合理的工业农业等产业结构。

[1]国发[2010]46号.国务院关于印发全国主体功能区规划的通知[Z].

[2]国开办发[2011]95号.国务院扶贫办国家发展改革委关于印发武陵山片区区域发展与扶贫规划的通知[Z].

[3]刘晓，陈隽，范琳琳，崔胜玉．水资源承载力研究进展与新方法[J]．北京师范大学学报（自然科学版），2014，50（3）:312-318.

[4]张保成，国锋.国内外水资源承载力研究综述[J].上海经济研究，2006，（10）:39-43.

[5]Peterson D H.Florida keys carrying capacity study[J]. Proceedings of the Water Environment Federation，2002，（13）：489-501.

[6]郭海丹.水资源承载能力基础理论及实证研究[D].武汉：中国地质大学，2009.

[7]施雅风，曲耀光.乌鲁木齐河流域水资源承载力及其合理利用[M].北京：科学出版社，1992.

[8]马蔷.基于模糊综合评价的黑龙江省水资源承载力研究[D].哈尔滨：东北农业大学，2014.

[9]田静宜，王新军.熵权模糊物元模型的干旱区水资源承载力研究—以甘肃民勤县为例[J].复旦学报（自然科学版），2013，52（1）:86-93.

[10]段新光，栾芳芳.基于模糊综合评判的新疆水资源承载力评价[J].中国人口资源与环境，2014，（S1）:119-122.

2016-11-03）

李文宝（1982-），男，湖南桂阳人，大学本科，目前从事水资源管理与研究工作。