水资源供需平衡的判断

    孙凡荣

    

    

    

    摘要：水是人们生活中不可缺少的物质资源之一，为了判断某地区水资源供需状况是否平衡，本文将利用层次分析法和主成分分析法来对影响水资源缺乏的因素进行处理，最后建立判断水资源供需是否平衡的WRSDB评价体系.

    关键词：WRSDB评价体系；层次分析法；主成分分析法；MATLAB

    1问题重述

    造成水缺乏的因素除了物质性和经济性的缺乏外，气候的变化、人口的增长、个人消耗率、工业消耗率以及日益严重的污染等都是造成水资源短缺的原因。本文将从影响水供需平衡的因素判断水资源供需平衡能力。

    2问题分析

    构建WRSDB评价体系，把上述10个因子作为WRSDB体系的指标，再根据指标属性将WRSDB体系分为4个领域，接着采用层次分析法计算各领域的权重，最终带入评价值公式得出评价值随时间变化图像，根据图像确定水资源供需平衡能力。

    3模型的假设

    （一）假设气象条件对供水量的影响如降水量最终全部进入地表水资源；

    （二）假设地下水资源总量不会因为渗透而减少，且在运输的过程中不损失；

    （三）假设不考虑自然灾害对水资源分布的影响；

    4符号说明

    5模型的建立与求解

    模型建立：首先应找寻影响水供需平衡的因素，由于造成水短缺的因素很多，所以建立多种因素的作用下能够判断水供需是否平衡的WRSDB评价体系。

    步骤1：将上述所选指标分：a.当地水资源状况；b.供水能力：c.人口增长；d.用水总量，删除上述无法量化和获取数据的指标，构建出WRSDB评价指标体系。

    步骤2：由于各指标及评价目标间关系不同，指标值必须标准化.把有利于WRSDB的指标作为数值越大越优型指标，用主成分分析法对数据建立模型步骤：

    模型求解：若WRSDB指数上升说明该指标体系具有科学性，若WRSDB指数与加权之前的水资源丰度指数的相关度极低且同一年份不同评价单元之间水资源丰度指数差别不大，那么WRSDBD程度主要取决于供水能力、用水效率、需水增长趋势。经考虑将缺水程度划分如下：

    评价值：0.998～0.799缺水程度低；评价值：0299～0.599缺水程度较低；评价值：0.599～0.399中等缺水；评价值：0.399～0.199缺水程度较高；评价值：0.199～0.001缺水程度较高。

    6模型评价

    优点：运用层次分析法对系统中的各种指标综合分析，从而对WRSDB评价系统的建立更为精确。

    缺点：由于数据的采集不够全面，模型的计算结果和模型的分析与实际情况存在偏差。