甘肃省水资源区域优势综合评价与分析

1 甘肃省水资源的现状
甘肃省地处黄土高 原、 青藏 高原和 内蒙 古高原 的交 汇处 , 海拔在 1 000~ 3 000 m, 东西长 1 655 km, 南北宽 530 km, 最窄 处仅 25 km, 呈狭长形。气候差异 较大 , 降雨量 在时空、 地域 分 布上 , 变化差异很大 , 幅度在 35~ 900 mm, 由东 南向西 北方 向 迅速递减 , 平均纬向 递减 率为 123 mm, 平 均经 向递 减率 为 96 mm 。全 省多年平均降雨量只有 281 mm, 多年平均自产地表 水 资源量只有 286. 207 亿 m , 仅占全国地表水资源量 的 1. 06% ,
何实现水资源的优化配置 , 是政府主 管部门 、 众多学者共同关心 的问题 。 通过 对甘肃省 水资源区域 优势的综合 评价 , 揭示甘肃不同地区水资源的丰亏状况 , 为寻求经济 发展与 生态建 设 、 水 资源合 理开发 利用的 最佳结 合点提供 科学依 据。 关键词 : 水资源 ; 区域优势 ; 综合 评价 中图分类号 : S273. 1 文献标识码 : A
3 甘肃水资源评价的综合指标及计算结果
综上所述 , 甘肃省 各地 ( 州、 市 ) 水 资源 构成 因素间 存在 较 大的差异 , 如何全面反 映一 个区 域水资 源的 基本特 征 , 需要 一 个既能代表各个指标 , 又能体 现出 指标间 不同 重要 性的 综 合 指标 。通过对数学模 型的 筛选 , 在本 项目 的研 究中采 用星 座 图聚类提供的方法来计算甘肃不同地 ( 州、 市 ) 水 资源的区域 优 势和基本特征。其计算 过程 为 : 数据标 准化 变换 , 由于 构成 水 资源特征的基本要素一般都有不同的量纲 , 并且 有不同的数 量 级单位 , 因而首先对原始数据进行标准化变换 , 其数学模型为 : x∀ ij = x i j - x imi n x i max - x i min
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2 甘肃水资源评价指标体系的组成及权重确定
水资源的短缺与否是相对这个地区的 水资源需求 而言的 , 单就水资源的总量来说很难反映一个区域 水资源的丰 亏状况。 要准确评价一个区域水资源的基本状况 , 指标的 设置必须满 足 全面 性 、 可比 性和 可 行性 等要 求 。 因而 必须 考 虑水 资 源 拥有
甘肃省水资源区域优势综合评价与分析
魏邦龙
白天志
冯中毅
等
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量、 人口、 耕地面积、 有 效灌 溉面 积、 节 水灌 溉面 积以及 生态 环 境治理等多项指标。甘肃 水资 源评价 指标 体系 由水资 源拥 有 量、 水域面积、 自然资源三大指标体系 , 18 个二级指标组成。这 些指标基本上概括了 甘肃水 资源 基本状 况的 主要 因素。以 此 为依据进行的水资源评价 , 可准确地反 映甘肃水 资源的区域 优 势和特点 , 指导水资源的优 化配置。 其中水 资源拥 有量包 括 8 个二级指标 , 由水资源总量、 人均水量、 降雨量、 自产水 量、 入境 水量、 地下水量、 单位耕 地水 量、 单位国 土水 量组成 ; 水 域面 积 包括 6 个二 级指 标 , 由节 水灌 溉面 积、 有效 灌溉 面 积、 水田 面 积、 水土流失治理面积及治碱除涝面 积、 土 壤水力侵蚀 面积、 水 域面积组成 ; 自然资源 共有 4 个 二级指 标体 系 , 具体由 耕地 面 积、 国土面积、 林业用地面积、 人口组 成。在以上 构成甘肃水 资 源评价指标体系的 18 个指 标中 , 每个 指标 对于 分析水 资源 区 域优势和内在特点有 着不同 的重 要性。如 何排 列出不 同指 标 相对重要性的次序 , 仅靠 主观 意识 , 可能 会出 现失 误。因此 需 要对各个指标之间的重要性予以量化分析 , 即计 算这些指标 之 间重要性的数值。通常应 用层次分 析法 ( A H P) 可以 取得较 理 想的决策结果。 根据以上分析 , 对于甘肃水资源评 价指标体 系的组成分 为 以下层次 , 最高层为 确 定甘肃 水资 源评价 指标 体系 的权重 ; 准则层为 水资源拥有量 、 水域 面积 、 自 然资源 3 个层次 ; 指标层分别由 3 部分组成 , 其中 水资源 拥有量 、 水域面积 、 自然资源 分别由 8, 6, 4 个 指标 组成。最 后对 每一层 各元 素 之间的相互重要性给出 判断 , 并 将判断 结果 以数值 表达 出来 , 即确定判断矩阵。数值的选取可根据调研 数据、 统计资料以 及 专家意见和决策者的认识水平加以综合平衡后得出。 层次分析法计算的关 键是 计算出 判断 矩阵 的最大 特征 根 及其对应的特征向量 , 一般采用的方 法有方根法、 和积 法、 和幂 法 , 本文采用方 根法
表 1 准则层各指标间的权重 水资源拥有量 0. 637 注 : 其判断矩 阵一致性 检验 : 水域面积 0. 258
m ax
自然资源 0. 105
其次计算出每个指标考虑影响权重后的得分值 : p ij = w i # x i j 最后计算出每个地 ( 州、 市 ) 水资源特征的综合指标 值 : qj =
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水资源拥有量指标 层、 水域 面积指 标层、 自 然资源 指标 层 的判断矩阵都满足一致性检验 , 其结果见表 3。
表 3 水资源拥有量 、 水域面积 、 自然资源 指标层判断矩阵的一致性检验 水资源拥有量指标层
m ax =
水域面积指标层
max
自然资源指标层
max =
8. 288
= 6. 305
。经 计算 , 得到 甘肃 水资源 优化 评价 指
标体系准则层、 各指标层的权重值以及一致性 检验结果 , 见表 1 、 表 2、 表 3 。利用同一 层次 中所 有层次 单排 序的结 果 , 就可 以 计算针对上一层次而言 , 本层次所有 指标重要 性的权重。对 于 最高层 , 其层次单排序 的结 果即 为总排 序 , 可由 准则层 与各 指 标层的权重相乘而计算出。具体结果见表 4 。
4. 117
CI = 0. 041 RI = 1. 41 CR = CI/ RI = 0. 029< 0. 1
CI = 0. 061 RI = 1. 24 CR = CI / R I = 0. 049< 0. 1 表 4 各指标相对总目标的权重
CI = 0. 039 R I = 0. 90 C R = CI / RI = 0. 043< 0. 1
3
居全国第 27 位 , 人均水量仅 1 149 m 3 , 约为全 国平均水平的 1/ 2, 在全国排名中列为第 22 位 , 甘肃农 业用 水占 全省总 用水 量 的 80% 以上 , 灌溉水利用 率低于 全国水 平 , 同 时工业 用水重 复 利用率低。而甘肃单 方水 GD P 产 出量 是 8. 75 元
Evaluation and Analysis of GanSu Water Resources Zoning Advantage
WEI Bang long, BAI Tan zhi, FENG Zhong yi, ZHANG Juan
( L anZhou T eacher Collage Com puter Science D epar tment, LanZhou 730070, China) Abstract: Wat er resour ces ov erabundance or sho rtag e w ill result in crisis. O ptimal scheduling o f water r eso urces is an impo rtant ele ment for pro pels w est area eco no my gr ow ing. G over nment and scholar are v ery care how to r ea lize the optimal w ater resources sched uling . By ev aluate and analy sis o f Gansu w ater resources zo ning adv antag e in this ar ticle w ill show water resources var iety in G ansu pr ov ince and pro vide a basis for ecosy st em co nstr uction and water resour ces scheduling. Key words: w ater resources; zoning advantag e; synthesis ev aluatio n 省黄河流域、 内陆河流域缺水 已达 10 亿 m 3 。可以说 甘肃水 资 源严重不足已是不言而喻的现实 , 这个 现实正在 制约全省经 济 的可持续发展。同时为 了 解 决下 游 用水 矛 盾 的日 益 突出 , 黄 河、 黑河按照国家统一部署 , 实行跨省际分 水 , 把 一部分有限 的 水资源分配给下游。但 这样 一来 , 甘肃 省用 水矛盾 更加 突出。 如何优化配置有限的水资源 , 使黄河、 内陆 河中、 上游生态环 境 的综合治理、 城市用水、 工业用水、 农业 用水与经 济社会的可 持 续发展相互协调 , 已是 刻不 容缓 的现实 问题 , 需 要在短 时期 内 提出解决的办法。
指标名称 水资源总量 人均水量 降雨量 自产水量 入境水量 地下水量 单位耕地水量 单位国土水量 节水灌溉面积
权重 0. 208 930 0. 147 736 0. 100 973 0. 067 870 0. 045 388 0. 030 508 0. 020 852 0. 014 744 0. 091 261
, 低 于全 国
的 16. 4 元 / m 3 。在全省三大流域 ( 内陆河、 长江、 黄河流域 ) 中 , 黄河流域和内陆河流域养 活全省 90% 的人 口。但多 年来甘 肃
收稿日期 : 2004 02 25