考虑不确定性和主客观权重结合的水资源系统可持续发展评价方法技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑不确定性和主客观结合的水资源系统可持续发展评价方法。该方法依据区域水资源系统可持续发展一级目标，确定二、三级发展目标；依据三级发展目标和筛选原则得到评价指标；分别运用层次分析法和熵权法确定权重矩阵，基于两种权重矩阵得到综合权重矩阵；对评价指标的实测值进行标准化处理得到无量纲矩阵；依据综合权重矩阵和无量纲矩阵计算各二级发展目标的评价值；采用专家打分法对各二级发展目标的评价值进行评级；由专家打分结果计算不确定性矩阵及其期望；依据各二级发展目标的评价值和不确定性矩阵，计算该区域综合可持续发展度。该方法可有效避免可持续发展评价结果的不确定性，能有效提高评价结果的客观性和科学性。观性和科学性。观性和科学性。

【技术实现步骤摘要】
考虑不确定性和主客观权重结合的水资源系统可持续发展评价方法


[0001]本专利技术涉及一种考虑不确定性和主客观结合的水资源系统可持续发展评价方法，属于水资源管理领域。

技术介绍

[0002]水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源，是社会经济发展的基础支撑。水资源系统可持续发展状态是关系到水资源能否保障社会可持续发展的重要依据，采用科学合理的评价指标，定量分析水资源系统的可持续性，能为缺水地区的水资源综合管理提供科学依据，对有效规避水资源短缺风险、促进社会经济可持续发展与生态环境的良性循环具有重要意义。
[0003]对水资源系统可持续发展评价存在诸多难点，主要体现在：对于水资源系统的评价方法过于侧重主观权重或客观权重。同时，对于水资源可持续发展度的计算为特定评价值，而对于该评价值如何界定为何种水资源系统可持续发展水平又大多由人为主观判定，受不同评价者主观意识的影响，该评价结果存在较大的不确定性。
[0004]目前，对水资源系统可持续性评价的研究多侧重于水资源可持续概念内涵与外延的阐述、可持续利用评价方法及评价指标体系的构建等。国内学者应用层次分析、集对分析、FAHP
‑
PP、水足迹、模糊物元模型、可变模糊理论、神经网络模型、差值模型和主成分分析等方法开展了广泛研究，丰富了水资源可持续利用的评价方法。但上述方法均未同时从不确定性和主客观结合的角度对水资源系统可持续发展进行评价。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种考虑不确定性和主客观权重结合的水资源系统可持续发展评价方法，该方法既考虑主客观结合的权重确定方法计算可持续发展度，又从不确定性的角度对计算得到的可持续发展度进行分级评价，可有效提高评价结果的客观性和科学性。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种考虑不确定性和主客观权重结合的水资源系统可持续发展评价方法，该方法包括以下步骤：
[0007]1)依据区域水资源系统可持续发展一级目标确定二、三级发展目标；
[0008]2)根据三级发展目标，依据综合性、可度量性、代表性原则筛选得到30个评价指标(具体数量可根据需要选择)；
[0009]3)确定上下级元素(评价指标)之间的隶属关系，根据侧重主观评价的层次分析法确定权重矩阵W1；
[0010]4)对30个评价指标的实测值进行标准化处理得到无量纲矩阵D；
[0011]5)采用侧重客观评价熵权法计算权重矩阵W2；
[0012]6)依据权重矩阵W1和权重矩阵W2，采用算数平均法计算得到综合权重矩阵A；
[0013]7)依据无量纲矩阵D和综合权重矩阵A，计算各二级发展目标的评价值S
N
；
[0014]8)依据各二级发展目标的评价值，采用专家打分法对区域二级发展目标的评价值进行4个等级的评价；
[0015]9)依据专家打分结果确定不确定性矩阵U和不确定性矩阵的期望E(U)；
[0016]10)依据各二级发展目标的评价值和不确定性矩阵，计算水资源系统可持续发展一级目标的水资源系统可持续发展综合指数作为该区域综合可持续发展度S。
[0017]上述技术方案中，进一步地，所述步骤1)中水资源系统可持续发展一级目标的水资源系统可持续发展综合指数为综合可持续发展度；二级发展目标的评价值包括：水资源集约利用综合指数，水生态健康综合指数，水安全保障综合指数和水资源系统高效管理综合指数；三级发展目标对应每个二级发展目标，水资源集约利用综合指数这一二级发展目标包括社会节水指数、农业节水指数、工业节水指数和生活节水指数4个三级发展目标，水生态健康综合指数这一二级发展目标包括河湖生态健康指数和污水治理指数这2个三级发展目标，水安全保障综合指数这一二级发展目标包括水质安全保障指数和水资源承载力保障指数这2个三级发展目标，水资源系统高效管理综合指数这一二级发展目标包括水资源合理配置指数和水资源禀赋条件指数这2个三级发展目标，综上共有1个一级发展目标(目标层)，4个二级发展目标(准则层)和10个三级发展目标(子准则层)，每一级的发展目标与上一级为隶属关系。
[0018]更进一步地，所述步骤2)中根据10个三级发展目标，从综合性、可度量性和代表性三个筛选原则出发得到的评价指标如下：
[0019]社会节水指数包括评价指标包括：万元GDP用水量(m3/万元)，人均综合用水量(m3/人)，综合耗水率(％)；
[0020]工业节水指数包括评价指标：万元工业增加值用水量(m3/万元)，工业企业排水量率(％)，工业用水重复利用率(％)；
[0021]农业节水指数包括评价指标：农田灌溉水有效利用系数，单位粮食产量用水(m3/吨)，农田亩均综合用水量(m3/亩)；
[0022]生活节水指数包括评价指标包括：人均生活用水量(m3/人)，供水管网漏损率(％)，非常规水利用率(％)；
[0023]河湖生态健康指数评价指标包括：生态环境用水比例(％)，化学需氧量排放总量(吨)，氨氮排放总量(吨)；
[0024]污水治理指数评价指标包括：河湖生态流量保障率(％)，污水处理投资比例(％)，城市污水处理率(％)；
[0025]水质安全保障指数评价指数包括：重要水功能区水质达标率(％)，县级及以上城市集中式饮用水水源地水质达标率(％)，地表水达到或好于Ⅲ类水体比例(％)；
[0026]水资源承载力保障指数评价指标包括：水资源开发利用率(％)，人均水资源量(m3/人)，大中型水库蓄水量(万m3)；
[0027]水资源合理配置指数评价指标包括：人均粮食占有量(吨/人)，人均GDP年增长率(％)，人均GDP(万元/人)；
[0028]水资源禀赋条件指数：产水系数，地表水资源量(亿m3)，地下水资源量(亿m3)。
[0029]更进一步地，所述步骤3)中根据侧重主观评价的层次分析法确定指标权重W1的具体步骤如下：
[0030]步骤301、建立递阶层次结构模型，自上而下包括目标层、准则层、子准则层和指标层；所述目标层为可持续发展一级目标，所述准则层为二级发展目标，所述子准则层为三级发展目标；所述指标层为依据三级发展目标和筛选原则筛选得到的评价指标；
[0031]步骤302、采用两两比较法对每个指标层中的评价指标构造判断矩阵A；
[0032]步骤303、一致性判断，计算判断矩阵A的一致性指标；
[0033]步骤304、若通过一致性判断，计算层次分析法所得权重矩阵W1；若不通过一致性判断需返回步骤302重新构造判断矩阵A。
[0034]更进一步地，所述步骤4)中对30个评价指标进行标准化处理得到无量纲矩阵D的方法如下：
[0035]将30个评价指标根据其对水资源系统的正向或负向贡献分为正向指标和负向指标，，对正向指标和负向指标进行如下标准化处理，所得正向指标和负向指标的标准化处理值(该值属于[
‑
1,1])按指标顺序排列构成所求无量纲矩阵D；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑不确定性和主客观权重结合的水资源系统可持续发展评价方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：首先，依据区域水资源系统可持续发展一级目标，确定二、三级发展目标；依据三级发展目标和筛选原则，得到评价指标，其中，所述的筛选原则为综合性、可度量性和代表性；分别运用侧重主观评价的层次分析法和侧重客观评价的熵权法确定权重矩阵，对两种方法求得的权重矩阵采用算数平均法得到综合权重矩阵；对评价指标的实测值进行标准化处理得到无量纲矩阵；依据综合权重矩阵和各评价指标实测值的无量纲矩阵，计算各二级发展目标的评价值；采用专家打分法对区域各二级发展目标的评价值进行评级；由专家打分结果计算不确定性矩阵和不确定性矩阵的期望；依据各二级发展目标的评价值和不确定性矩阵，计算水资源系统可持续发展一级目标的水资源系统可持续发展综合指数作为该区域综合可持续发展度。2.如权利要求1所述的考虑不确定性和主客观结合的水资源系统可持续发展评价方法，其特征在于，所述二级发展目标的评价值包括：水资源集约利用综合指数、水生态健康综合指数、水安全保障综合指数和水资源系统高效管理综合指数；三级发展目标对应每个二级发展目标，所述水资源集约利用综合指数包括社会节水指数、农业节水指数、工业节水指数和生活节水指数4个三级发展目标，所述水生态健康综合指数包括河湖生态健康指数和污水治理指数这2个三级发展目标，所述水安全保障综合指数包括水质安全保障指数和水资源承载力保障指数这2个三级发展目标，所述水资源系统高效管理综合指数包括水资源合理配置指数和水资源禀赋条件指数这2个三级发展目标。3.如权利要求2所述的考虑不确定性和主客观权重结合的水资源系统可持续发展评价方法，其特征在于，根据侧重主观评价的层次分析法确定权重矩阵的具体步骤如下：步骤1、建立递阶层次结构模型，自上而下包括目标层、准则层、子准则层和指标层；所述目标层为可持续发展一级目标，所述准则层为二级发展目标，所述子准则层为三级发展目标；所述指标层为依据三级发展目标和筛选原则筛选得到的评价指标；步骤2、采用两两比较法对每个指标层中的评价指标构造判断矩阵；步骤3、一致性判断，计算判断矩阵的一致性指标；步骤4、计算权重矩阵。4.如权利要求1所述的不确定性和主客观权重结合的水资源系统可持续发展评价方法，其特征在于，所述采用侧重客观评价的熵权法确定权重矩阵的方法为：步骤1、构建标准化指标矩阵R：其中，m为评价对象个数，n为指标个数；步骤2、定义熵，在m个评价对象、n个指标的评估问题中，第j个指标的熵h
j
为：
其中，式中，f
ij
满足0≤f
ij
≤1，∑f
ij
＝1，并规定f
ij
＝0时有f
ij
lnf
ij
＝0，i为评价对象，j为评价指标；步骤3、定义熵权，定义了第j个指标的熵之后，可得到第j个指标的熵权ω
j
为：所得各指标熵权ω
j
组成权重矩阵。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晶，王贝，周欣磊，何锡君，孙英军，许月萍，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：